Grundlage der Datenübertragung ist seit vielen Jahren das optische Medium. Es ist schwer, sich einen Habra-Leser vorzustellen, der mit diesen Technologien nicht vertraut ist, aber es ist unmöglich, in meiner Artikelserie zumindest auf eine kurze Beschreibung zu verzichten.
Inhalte der Artikelserie
- Teil 9: Kopfstelle
- Teil 10: Fehlerbehebung im Kabelfernsehnetz
Um das Bild zu vervollständigen, erzähle ich Ihnen kurz und vereinfacht ein paar banale Dinge (werfen Sie mir keine Hausschuhe nach, das ist für diejenigen, die es überhaupt nicht wissen): Glasfaser ist Glas, in das gedehnt wurde ein Faden dünner als ein Haar. Durch sie breitet sich ein von einem Laser erzeugter Strahl aus, der (wie jede elektromagnetische Welle) eine eigene spezifische Frequenz hat. Wenn es um Optik geht, verwenden Sie der Einfachheit halber statt der Frequenz in Hertz deren inverse Wellenlänge, die im optischen Bereich in Nanometern gemessen wird. Für die Übertragung von Kabelfernsehsignalen wird üblicherweise λ=1550 nm verwendet.
Die Teile der Leitung werden durch Schweißen oder Verbinder miteinander verbunden. Mehr dazu können Sie hier lesen . Lassen Sie mich nur sagen, dass CATV-Netzwerke fast immer APC-Schrägpolieren verwenden.
Bild von fiber-optic-solutions.com
Es führt zu einer etwas stärkeren Dämpfung als das direkte Signal, hat aber eine sehr wichtige Eigenschaft: Das an der Verbindungsstelle reflektierte Signal breitet sich nicht entlang der gleichen Achse wie das Hauptsignal aus und hat daher weniger Einfluss auf dieses. Für digitale Übertragungssysteme mit integrierten Redundanz- und Wiederherstellungsalgorithmen scheint dies unwichtig zu sein, aber das Fernsehsignal begann seine Reise als analoges Signal (auch in Glasfaser), und das ist für sie sehr wichtig: Jeder erinnert sich an die Geisterbilder oder das Bild Kriechen Sie auf alten Fernsehern mit unsicherem Empfang. Ähnliche Wellenphänomene treten sowohl in der Luft als auch in Kabeln auf. Ein digitales TV-Signal verfügt zwar über eine erhöhte Störfestigkeit, verfügt jedoch nicht über viele Vorteile der Paketdatenübertragung und kann auch auf physikalischer Ebene leiden, kann jedoch nicht durch eine erneute Anforderung wiederhergestellt werden.
Damit ein Signal über eine nennenswerte Distanz übertragen werden kann, ist ein hoher Pegel erforderlich, daher sind Verstärker in der Kette unverzichtbar. Das optische Signal in CATV-Systemen wird durch Erbiumverstärker (EDFA) verstärkt. Die Funktionsweise dieses Geräts ist ein hervorragendes Beispiel dafür, dass eine ausreichend fortschrittliche Technologie nicht von Magie zu unterscheiden ist. Kurz gesagt: Wenn ein Strahl eine mit Erbium dotierte Faser durchläuft, entstehen Bedingungen, unter denen jedes Photon der ursprünglichen Strahlung zwei Klone seiner selbst erzeugt. Solche Geräte werden in allen Datenübertragungssystemen über große Entfernungen eingesetzt. Sie sind sicherlich nicht billig. Daher werden in Fällen, in denen eine Signalverstärkung um einen erheblichen Betrag nicht erforderlich ist und keine strengen Anforderungen an die Rauschmenge bestehen, Signalregeneratoren verwendet:
Wie aus dem Blockschaltbild ersichtlich ist, führt dieses Gerät eine doppelte Signalumwandlung zwischen optischen und elektrischen Medien durch. Dieses Design ermöglicht es Ihnen, die Signalwellenlänge bei Bedarf zu ändern.
Solche Manipulationen wie Signalverstärkung und -regeneration sind nicht nur notwendig, um kilometerlange Kabeldämpfungen auszugleichen. Die größten Verluste treten auf, wenn das Signal auf Netzwerkzweige aufgeteilt wird. Die Aufteilung erfolgt über passive Geräte, die je nach Bedarf über eine unterschiedliche Anzahl von Abgriffen verfügen können und das Signal auch symmetrisch oder nicht symmetrisch aufteilen können.
Im Inneren besteht der Teiler entweder aus Fasern, die durch Seitenflächen verbunden sind, oder aus geätzten Fasern, wie Leiterbahnen auf einer Leiterplatte. Um tiefer zu gehen, empfehle ich Artikel über и Teiler entsprechend. Je mehr Abgriffe der Teiler hat, desto mehr Dämpfung führt er in das Signal ein.
Wenn wir dem Splitter Filter hinzufügen, um Strahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen zu trennen, können wir zwei Signale gleichzeitig in einer Faser übertragen.
Dies ist die einfachste Version des optischen Multiplexings – FWDM. Durch den Anschluss von CATV- und Internetgeräten an die TV- bzw. Express-Eingänge erhalten wir im gemeinsamen COM-Pin ein gemischtes Signal, das über eine Glasfaser übertragen werden kann und auf der anderen Seite auch zwischen einem optischen Empfänger und aufgeteilt werden kann ein Schalter zum Beispiel. Dies geschieht auf die gleiche Weise, wie ein Regenbogen aus weißem Licht in einem Glasprisma entsteht.
Zum Zweck der optischen Signalsicherung zusätzlich zu optischen Empfängern mit zwei Eingängen, über die ich geschrieben habe Es kann ein elektromechanisches Relais verwendet werden, das entsprechend vorgegebener Signalparameter von einer Quelle auf eine andere umschalten kann.
Sollte sich eine Faser verschlechtern, schaltet das Gerät automatisch auf eine andere um. Die Umschaltzeit beträgt weniger als eine Sekunde, sodass es für den Abonnenten im schlimmsten Fall wie eine Handvoll Artefakte auf dem digitalen TV-Bild aussieht, die mit dem nächsten Bild sofort verschwinden.
Source: habr.com