Seit vielen Jahren ist das optische Medium die Grundlage für die Datenübertragung. Es ist schwer, sich einen Habrachetan vorzustellen, der mit diesen Technologien nicht vertraut ist, aber ohne eine kurze Beschreibung ist es in meiner Artikelreihe unmöglich.
Inhalt der Artikelreihe
- Teil 9: Kopfstation
- Teil 10: Fehlersuche und -behebung im KTV-Netz
Um das Bild zu vervollständigen, möchte ich auf einige banale Dinge eingehen (bitte keinen Shitstorm, das ist für diejenigen, die absolut keine Ahnung haben): Ein optisches Kabel besteht aus Glas, das zu einem dünneren Faden als ein Haar gezogen wurde. Ein von einem Laser erzeugter Strahl breitet sich darüber aus, der (wie jede elektromagnetische Welle) eine spezifische Frequenz hat. Zur Vereinfachung wird in der Optik anstelle der Frequenz in Hertz die entsprechende Wellenlänge verwendet, 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 Stecker miteinander verbunden. Detaillierte Informationen dazu finden Sie in . Ich möchte nur anmerken, dass in KTV-Netzen fast immer eine schräge APC-Politur verwendet wird.
Das Bild von der Website fiber-optic-solutions.com
Es verursacht ein etwas höheres Dämpfung als die gerade Verbindung, hat aber eine sehr wichtige Eigenschaft: Das an der Verbindung reflektierte Signal breitet sich nicht entlang derselben Achse wie das Hauptsignal aus, was es weniger beeinflusst. Für digitale Übertragungssysteme mit eingebauter Redundanz und Wiederherstellungsalgorithmen scheint dies unbedeutend zu sein, aber das Fernsehbild begann seinen Weg als analoges Signal (einschließlich über Glasfaser), und das ist sehr kritisch: Jeder erinnert sich an Zwillings- oder Bildverschiebungen auf alten Fernsehern bei unsicherem Empfang. Solche Wellenphänomene können sowohl in der Luft als auch in Kabeln auftreten. Der digitale Fernsehsignal hat zwar eine verbesserte Störsicherheit, kann jedoch viele Vorteile der paketbasierten Datenübertragung nicht bieten und könnte ebenfalls auf physikalischer Ebene beeinträchtigt werden, kann jedoch nicht mehr durch ein Neuanfordern wiederhergestellt werden.
Um ein Signal über eine erhebliche Distanz zu übertragen, ist ein hohes Signalniveau erforderlich, weshalb Verstärker in der Kette unerlässlich sind. In CATV-Systemen wird das optische Signal durch erbiumdotierte Verstärker (EDFA) verstärkt. Die Funktionsweise dieses Geräts kann ein hervorragendes Beispiel dafür liefern, dass jede ausreichend entwickelte Technologie von Magie nicht zu unterscheiden ist. Kurz gesagt: Beim Durchgang des Strahls durch ein Faser mit einer Erbiumbeimischung entstehen Bedingungen, unter denen jedes Photon der ursprünglichen Strahlung zwei seiner Klone erzeugt. Solche Geräte werden in allen Datenübertragungssystemen über große Entfernungen eingesetzt. Sie sind natürlich nicht preiswert. Daher werden in Fällen, in denen keine signifikante Verstärkung des Signals erforderlich ist und es keine strengen Anforderungen an die Geräuschentwicklung gibt, Signalregeneratoren eingesetzt:
Dieses Gerät, wie aus dem strukturellen Schema ersichtlich, führt eine doppelte Signalumwandlung zwischen der optischen und der elektrischen Umgebung durch. Diese Konstruktion ermöglicht es, die Wellenlänge des Signals bei Bedarf zu ändern.
Solche Manipulationen wie die Verstärkung und Regeneration des Signals sind nicht nur notwendig, um die kilometerweite Dämpfung des Kabels auszugleichen. Die größten Verluste treten beim Teilen des Signals zwischen den Ästen des Netzwerks auf. Das Teilen erfolgt mittels passiver Geräte, die je nach Bedarf unterschiedliche Anzahl an Abzweigungen haben können und das Signal sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch teilen können.
Innerhalb des Teilers besteht entweder aus mit seitlichen Flächen verbundenen Fasern oder wird, wie die Leiterbahnen auf einer Leiterplatte, geätzt. Für eine vertiefte Lektüre empfehle ich die Artikel über und Teiler entsprechend. Je mehr Abzweigungen der Teiler hat, desto mehr Dämpfung fügt er dem Signal hinzu.
Wenn wir dem Teiler Filter hinzufügen, um Strahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen zu trennen, können wir gleichzeitig zwei Signale in einer Faser übertragen.
Das ist die einfachste Variante der Multiplexierung in der Optik – FWDM. Wenn wir die KTV- und Internetgeräte an die Eingänge TV und Express anschließen, erhalten wir ein gemischtes Signal im allgemeinen Ausgang COM, das über ein einziges Kabel übertragen werden kann, und auf der anderen Seite kann es ebenfalls zwischen einem optischen Empfänger und einem Switch aufgeteilt werden, zum Beispiel. Das funktioniert ungefähr so, wie aus weißem Licht in einer Glasprisma ein Regenbogen entsteht.
Um das optische Signal zusätzlich zu reservieren, können neben den optischen Empfängern mit zwei Eingängen, über die ich gesprochen habe, auch ein elektromechanisches Relais eingesetzt werden, das entsprechend den festgelegten Signalparametern von einer Quelle auf eine andere umschalten kann.
Im Falle einer Degradation eines Faserkabels wechselt das Gerät automatisch zur anderen. Die Umschaltzeit beträgt weniger als eine Sekunde, sodass es für den Abonnenten im schlimmsten Fall wie eine Handvoll Artefakte auf dem digitalen Fernsehbild aussieht, die mit dem nächsten Frame sofort verschwinden.
Quelle: habr.com
