Durante muchos años, el medio óptico ha sido la base de la transmisión de datos. Es difícil imaginar a un lector de Habr que no esté familiarizado con estas tecnologías, sin embargo, es imposible omitir una breve descripción en mi serie de artículos.
Contenido de la serie de artículos
- Parte 9: Estación central
- Parte 10: Búsqueda y solución de problemas en la red CATV
Para completar el panorama, explicaré de manera simplificada un par de cosas básicas (no me tiren tomates, esto es para quienes no están al tanto): la fibra óptica es un vidrio que se estira en un hilo más delgado que un cabello. A través de ella se propaga un haz formado por láser, que (como cualquier onda electromagnética) tiene una frecuencia determinada. Por conveniencia y simplicidad, al hablar de óptica, en lugar de frecuencia en hertzios, se usa su inversa, la longitud de onda, que en el rango óptico se mide en nanómetros. Para la transmisión de señales de televisión por cable, normalmente se utiliza λ=1550nm.
Las partes de la línea principal se conectan entre sí mediante soldadura o conectores. Se puede leer más sobre esto en . Solo diré que en las redes de televisión por cable casi siempre se utiliza un pulido oblicuo APC.
Imagen del sitio fiber-optic-solutions.com
Este tipo de pulido introduce una atenuación ligeramente mayor que un pulido recto, pero posee una propiedad muy importante: la señal reflejada en la unión no se propaga por el mismo eje que la señal principal, lo que reduce su influencia sobre ella. Para los sistemas de transmisión digital con redundancia y algoritmos de recuperación, esto puede parecer irrelevante, pero la señal de televisión comenzó su camino como analógica (también en fibra óptica), y esto es muy crítico: todos recuerdan el parpadeo o la distorsión de la imagen en televisores antiguos con una recepción inestable. Tales fenómenos de ondas ocurren tanto en el aire como en los cables. Aunque la señal de televisión digital tiene una mayor inmunidad al ruido, no cuenta con muchas de las ventajas de la transmisión de datos por paquetes y también puede verse afectada a nivel físico, pero ya no puede ser recuperada mediante reenvíos.
Para poder transmitir la señal a una distancia significativa, se requiere un alto nivel de esta, por lo que no se puede prescindir de amplificadores en la cadena. La señal óptica en los sistemas de televisión por cable se amplifica con amplificadores de erbio (EDFA). El funcionamiento de este dispositivo puede servir como un excelente ejemplo de que cualquier tecnología suficientemente avanzada es indistinguible de la magia. En pocas palabras: al pasar un haz a través de una fibra con impureza de erbio, se crean condiciones donde cada fotón de la radiación original crea dos de sus clones. Estos dispositivos se utilizan en todos los sistemas de transmisión de datos a largas distancias. No son, por supuesto, baratos. Por lo tanto, en casos donde no se requiere un gran aumento de la señal y no hay estrictos requisitos sobre la cantidad de ruido, se utilizan regeneradores de señal:
Este dispositivo, como se puede ver en el diagrama estructural, lleva a cabo una conversión doble de la señal entre medios ópticos y eléctricos. Esta construcción permite cambiar la longitud de onda de la señal si es necesario.
Manipulaciones como la amplificación y regeneración de la señal son necesarias no solo para compensar la atenuación del cable a lo largo de kilómetros. Las mayores pérdidas ocurren al dividir la señal entre las ramas de la red. La división se realiza mediante dispositivos pasivos, que pueden tener diferentes cantidades de salidas según la necesidad, y dividir la señal de manera simétrica o no.
Dentro, el divisor se presenta como fibras conectadas por superficies laterales, o se graba, como las pistas en una placa de circuito impreso. Para más profundización, recomiendo artículos de hablado de y divisores, respectivamente. Cuanto más salidas tiene el divisor, mayor es la atenuación que introduce en la señal.
Si añadimos filtros al divisor para separar los rayos de diferentes longitudes de onda, podemos transmitir simultáneamente dos señales en una sola fibra.
Esta es la variante más simple de multiplexión óptica: FWDM. Al conectar equipos de cable de televisión y de Internet a las entradas TV y Express, respectivamente, obtendremos una señal mixta en la salida común COM, que se puede transmitir a través de una sola fibra, y en el otro extremo también se puede dividir entre el receptor óptico y un conmutador, por ejemplo. Esto ocurre de manera similar a como una prisma de vidrio forma un arcoíris a partir de luz blanca.
Con el fin de reservar la señal óptica, además de los receptores ópticos con dos entradas de los que hablé se puede utilizar un relé electromecánico, que puede conmutar de una fuente a otra según determinados parámetros de la señal.
En caso de que un cable presente degradación, el dispositivo cambiará automáticamente a otro. El tiempo de conmutación es de menos de un segundo, por lo que para el suscriptor esto se presenta, en el peor de los casos, como un puñado de artefactos en la imagen digital, los cuales desaparecen con el siguiente fotograma.
Fuente: habr.com
