I mange år har optisk medium været grundlaget for dataoverførsel. Det er svært at forestille sig en læser, der ikke kender til disse teknologier, men uden i det mindste en kort beskrivelse kan jeg ikke undvære det i min artikelserie.
Indhold af artikelserien
- Del 9: Hovedstation
- Del 10: Fejlfinding på KTV-netværket
For at give et mere fyldestgørende billede vil jeg på en enkel måde forklare et par grundlæggende ting (kast ikke sko efter mig; det er for dem, der slet ikke er bekendt med emnet): optisk fiber er lavet af glas, der er trukket til en tråd, der er tyndere end et hår. Gennem den spredes en laserstråle, som (ligesom enhver elektromagnetisk bølge) har en bestemt frekvens. For nemhedens og enkelhedens skyld bruges det normalt at tale om bølgelængde i stedet for frekvens i hertz, og dette måles i nanometer i det optiske spektrum. Til transmission af kabel-tv-signaler anvendes normalt λ=1550 nm.
Midlertidigt forbindes dele af hovedledningen sammen ved svejsning eller stikforbindelser. Du kan læse mere om dette i . Jeg vil kun sige, at netværkene til kabel-tv næsten altid bruger skrå polering APC.
Billedet fra hjemmesiden fiber-optic-solutions.com
Det medfører en smule mere dæmpning end en lige forbindelse, men har en meget vigtig egenskab: det reflekterede signal på samlingen spredes ikke langs den samme akse som hovedsignalet, hvilket reducerer dets indflydelse på det. For digitale transmissionssystemer med indbygget redundans og genopretningsalgoritmer synes dette ikke at være vigtigt, men tv-signalet startede som analogt (herunder i optisk fiber), og for det er dette meget kritisk: alle husker dobbelte billeder eller forvridning på gamle tv-apparater ved usikre modtagelser. Sådanne bølgefænomener kan forekomme både i luften og i kabler. Selvom det digitale tv-signal har en forbedret modstandsdygtighed over for forstyrrelser, mangler det alligevel mange af fordelene ved pakkeoverførsel og kan også blive påvirket på det fysiske niveau, men kan ikke længere genoprettes ved genanmodning.
For a signal to be transmitted over a significant distance, a high level is required, so amplifiers are essential in the chain. Optical signals in CATV systems are amplified by erbium-doped fiber amplifiers (EDFA). The operation of this device exemplifies that any sufficiently advanced technology is indistinguishable from magic. In brief: as the beam passes through a fiber doped with erbium, conditions are created where each photon of the original emission creates two of its own clones. Such devices are used in all data transmission systems over long distances. They are, of course, not cheap. Therefore, in cases where amplification of the signal to a significant extent is not required and there are no strict noise level requirements, signal regenerators are applied:
This device, as seen from the structural diagram, performs double conversion of the signal between optical and electrical media. This design allows for the wavelength of the signal to be changed if necessary.
Such operations as amplification and regeneration of the signal are necessary not only to compensate for the kilometer-long attenuation of the cable. The largest losses occur when the signal is divided between branches of the network. Division is performed using passive devices, which can have different numbers of outputs depending on demand, and can divide the signal both symmetrically and asymmetrically.
Internally, the splitter is either fibers connected at side surfaces or etched, like tracks on a printed circuit board. For a deeper understanding, I recommend the articles about og splitters, respectively. The more outputs the splitter has, the greater the attenuation it introduces into the signal.
If we add filters to the splitter for separating beams with different wavelengths, we can transmit two signals simultaneously in one fiber.
Dette er den simpleste variant af multiplexering på fiber – FWDM. Ved at tilslutte KTV- og internetudstyr til indgangene TV og Express henholdsvis, får vi et blandet signal i den fælles udgang COM, som kan sendes gennem en enkelt fiber, og på den anden side kan det også opdeles mellem en optisk modtager og en switch, for eksempel. Dette sker på omtrent samme måde som i et glasprisme, hvor en regnbue opstår fra hvidt lys.
For at sikre det optiske signal kan der udover de optiske modtagere med to indgange, som jeg nævnte anvendes et elektromekanisk relæ, som kan skifte fra en kilde til en anden baseret på bestemte signalparametre.
Ved nedbrydning af en fiber skifter enheden automatisk til den anden. Skiftetiden er mindre end et sekund, så for brugeren ser det i værste fald ud som en håndfuld artefakter på det digitale tv-billede, som straks forsvinder med det næste billede.
Kilde: habr.com
