Seit vielen Jahren bildet das optische Medium die Grundlage für die Datenübertragung. Es ist schwer vorstellbar, dass ein Habrabeschreiber mit diesen Technologien nicht vertraut ist, jedoch lässt sich in meiner Artikelreihe nicht auf eine kurze Beschreibung verzichten.
Inhalt der Artikelreihe
- Teil 9: Kopfstation
- Teil 10: Fehlersuche und -behebung im Kabelfernsehnetz
Um das Bild zu vervollständigen, werde ich einfach und grob erklären, was einige grundlegende Dinge sind (bitte seid nachsichtig, das ist für diejenigen, die völlig ahnungslos sind): Ein optisches Kabel ist ein Glasfaser, die zu einem dünneren Faden als ein Haar gezogen wurde. Ein mit einem Laser erzeugter Strahl breitet sich darin aus, der (wie jede elektromagnetische Welle) eine bestimmte Frequenz hat. Zur Vereinfachung ist es üblich, wenn wir über Optik sprechen, anstelle der Frequenz in Hertz die umgekehrte Größe der Wellenlänge zu verwenden, die im optischen Bereich in Nanometern gemessen wird. Für die Übertragung von Kabelfernsehsignalen wird normalerweise λ=1550nm verwendet.
Die Teile der Hauptleitung werden durch Schweißen oder Steckverbindungen verbunden. Detaillierte Informationen dazu finden Sie in . Ich möchte nur sagen, dass in KTV-Netzen fast immer eine diagonale APC-Politur verwendet wird.
Bild von der Website fiber-optic-solutions.com
Es führt zu etwas mehr Dämpfung als ein direktes Signal, hat aber eine sehr wichtige Eigenschaft: Das reflektierte Signal an der Schnittstelle breitet sich nicht in derselben Achse wie das Hauptsignal aus, wodurch es weniger Einfluss darauf hat. Für digitale Übertragungssysteme mit eingebauter Redundanz und Wiederherstellungsalgorithmen scheint das unwichtig zu sein, aber der Fernsehsignal begann seinen Weg als analoges Signal (auch in der Glasfaser) und das ist für es sehr kritisch: Alle erinnern sich an das Flimmern oder das Verziehen des Bildes auf alten Fernsehern bei schlechtem Empfang. Solche Wellenphänomene treten sowohl im Kabel als auch in der Luft auf. Das digitale Fernsehsignal hat zwar eine höhere Störsicherheit, hat jedoch nicht viele Vorzüge der packetbasierten Datenübertragung und kann ebenfalls auf physikalischer Ebene beeinträchtigt werden, kann jedoch nicht mehr durch erneute Anfragen wiederhergestellt werden.
Um ein Signal über weite Strecken zu übertragen, ist ein hohes Signalniveau erforderlich, weshalb Verstärker in der Kette nicht fehlen dürfen. In CATV-Systemen werden optische Signale durch Erbium-Verstärker (EDFA) verstärkt. Die Funktionsweise dieses Geräts ist ein hervorragendes Beispiel dafür, dass jede ausreichend entwickelte Technologie von Magie nicht zu unterscheiden ist. Kurz gesagt: Wenn ein Strahl durch eine Faser mit einem Erbium-Zusatz fließt, entstehen Bedingungen, unter denen jedes Photon der ursprünglichen Strahlung zwei Klone von sich erzeugt. Solche Geräte werden in allen Datenübertragungssystemen über große Entfernungen eingesetzt. Sie sind natürlich nicht billig. Daher werden in Fällen, in denen keine signifikante Verstärkung des Signals erforderlich ist und es keine strengen Anforderungen an die Geräuschmenge gibt, Signalregeneratoren verwendet:
Dieses Gerät, wie aus dem strukturellen Diagramm ersichtlich, führt eine doppelte Umwandlung des Signals zwischen optischen und elektrischen Medien durch. Diese Bauweise ermöglicht es, die Wellenlänge des Signals bei Bedarf zu ändern.
Solche Manipulationen wie Verstärkung und Signalregeneration sind nicht nur notwendig, um das kilometerlange Dämpfen des Kabels auszugleichen. Die größten Verluste entstehen beim Teilen des Signals zwischen den Zweigen des Netzwerks. Das Teilen erfolgt mithilfe passiver Geräte, die je nach Bedarf unterschiedliche Abzweigungen haben können und das Signal sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch aufteilen.
Innerhalb des Teilers besteht entweder aus Fasern, die durch seitliche Oberflächen verbunden sind, oder es wird wie Leiterbahnen auf einer Leiterplatte ätzend hergestellt. Für vertiefende Informationen empfehle ich Artikel. über und Teiler. Je mehr Abzweigungen ein Teiler hat, desto größer sind die Dämpfungsverluste im Signal.
Wenn wir dem Teiler Filter hinzufügen, um Strahlen unterschiedlichster Wellenlängen zu trennen, können wir zwei Signale gleichzeitig in einer Faser übertragen.
Dies ist die einfachste Variante der Multiplexierung über Glasfaser — FWDM. Indem wir die TV- und Express-Geräte an die Eingänge anschließen, erhalten wir ein gemischtes Signal am gemeinsamen COM-Ausgang, das über ein einzelnes Kabel übertragen werden kann. Auf der anderen Seite kann es dann wieder zwischen dem optischen Empfänger und einem Switch, zum Beispiel, aufgeteilt werden. Dies geschieht in etwa so, wie ein Regenbogen aus weißem Licht in einem Glasprisma erscheint.
Zur Sicherung des optischen Signals können neben den optischen Empfängern mit zwei Eingängen, über die ich geschrieben habe, auch elektromechanische Relais eingesetzt werden, die von einer Quelle auf eine andere nach festgelegten Signalparametern umschalten können.
Im Falle einer Degradation einer Faser wechselt das Gerät automatisch zur anderen. Die Umschaltzeit beträgt weniger als eine Sekunde, daher erscheint für den Nutzer im schlimmsten Fall eine Handvoll Artefakte im digitalen Bild, die sofort mit dem nächsten Frame verschwinden.
Quelle: habr.com
