Kaabeltelevisioonivõrgud kõige väiksematele. Osa 8: Optiline kiudkaabelsidevõrk

Aastate jooksul on andmete edastamise aluseks olnud optiline meedia. On raske ette kujutada hobi kirjutajat, kes ei tunneks neid tehnoloogiaid, kuid ilma vähemalt lühikese kirjeldusega ei saa minu artiklite sarjas hakkama.

Artiklisarja sisu

• Osa 1: Üldine KTV võrgu arhitektuur
• Osa 2: Signaali koostis ja kuju
• Osa 3: Analoogne signaalikomponent
• Osa 4: Digitaalne signaalikomponent
• Osa 5: Koaksiaalne jaotusvõrk
• Osa 6: RF-signaalide võimendid
• Osa 7: Optilised vastuvõtjad
• Osa 8: Optiline peavõrk
• Osa 9: Peajaam
• Osa 10: Veaotsing ja tõrkeotsing KTV võrgus

Kuna pilt oleks puudulik, räägin lihtsalt paarist elementaarsest asjast (palun ärge visake kingi, see on neile, kes ei tea midagi): optiline kiud on klaas, mis on venitatud niidiks, mis on õhem kui juuksekarv. Selle kaudu levib laseri moodustatud kiir, mis (nagu iga elektromagnetlaine) omab oma kindlat sagedust. Mugavuse ja lihtsuse huvides räägime optikast, kasutades sageduse asemel vastupidist väärtust lainepikkust, mida optilises vahemikus mõõdetakse nanometrites. Kaabeltelevisiooni signaalide edastamiseks kasutatakse tavaliselt λ=1550nm.

Maanteed ühendatakse omavahel keevituse või liitmikute abil. Selle kohta saab lähemalt lugeda suurepärasest artiklist @stalinets. Ütlen vaid, et KTV võrkudes kasutatakse peaaegu alati kallutatud APC poleerimist.

Pilt saidilt fiber-optic-solutions.com

See toob kaasa veidi rohkem kadu, kui sirge, kuid omab väga olulist omadust: ristmikul kajastatud signaal ei levi samas telges, mis põhisisignaal, tänu millele avaldab see sellele vähem mõju. Digitaalsetes edastus süsteemides, millel on liigse teabe ja taastamismetoodikatega, ei tundu see tähtis, kuid telesignaal alustas oma teed analoogina (sealhulgas optilises kiu puhul), ja selle jaoks on see väga kriitiline: kõik mäletavad, kuidas vanadel teleritel pilt tuimaks läheb või libiseb, kui vastuvõtt on ebamugav. Sarnased laine nähtused esinevad nii õhus kui ka juhtmetes. Kuigi digitaalne telesignaal on kõrgendatud müra vastupidavusega, pole sel siiski palju pakettandmete edastamise eeliseid ning see võib samuti kannatada füüsilisel tasemel, kuid seda ei saa enam taastada läbi uuesti küsitamise.

Selleks, et signaali saaks edastada suurel kaugusel, on vajalik kõrge tase, seetõttu ei saa kettas ilma võimenditeta läbi tulla. Optilist signaali KTV süsteemides võimendavad erbiumi võimendid (EDFA). Selle seadme töö võib olla suurepärane näide sellest, et igasugune piisavalt arenenud tehnoloogia ei eristu võludest. Kui lühidalt öelda: kui kiir liigub erbiami lisandiga kiududes, luuakse tingimused, kus iga algse kiirguse foton loob kaks oma klooni. Selliseid seadmeid kasutatakse kõigis andmeedastussüsteemides, mis katab suuri vahemaid. Nad ei ole muidugi odavad. Seetõttu, kui signaali oluliseks võimendamiseks ei ole vajadust ja pole rangeid nõudeid müra koguse osas, kasutatakse signaalide regeneraatoreid:

See seade, nagu näha struktuursest schema's, teostab signaali kahetasandilist muundamist optilise ja elektrilise keskkonna vahel. Selline konstruktsioon võimaldab vajadusel muuta signaali lainepikkust.

Sellised toimingud nagu signaali võimendamine ja regeneratsioon on vajalikud mitte ainult kaabli kilomeetri paigaldage kaotuse kompenseerimiseks. Suuremad kadud tekivad signaali jagamise tõttu võrgu harudes. Jagamine toimub passiivsete seadmete abil, millel vastavalt vajadusele võib olla erinev arv väljalaskeavad ja samuti saada signaali jagada nii sümmeetriliselt kui ka asümmeetriliselt.

Seestpoolt on jagaja kas kiud, mis on ühendatud külgpindadega, või graveeritud, nagu jäljed trükkplaadil. Süvendi jaoks soovitan artikleid NAGru kohta keevitatud ja planar jagajad vastavalt. Mida rohkem on jagajal väljalaskeavasid, seda suurem on signaali kadumine.

Kui lisame jagajale filtrid, et lahutada erineva lainepikkusega kiiri, saame edastada kohe kaks signaali ühes kiudus.

See the simplest option for multiplexing on optics — FWDM. By connecting the KTV equipment to the TV and Express inputs for TV and internet respectively, we obtain a mixed signal in the common COM output, which can be transmitted over a single fiber. On the other side, it can similarly be split between an optical receiver and a switch, for example. This happens much like in a glass prism, where a rainbow emerges from white light.

To ensure the redundancy of the optical signal, in addition to optical receivers with two inputs, which I mentioned earlier, in the previous part an electromechanical relay can be used, which can switch from one source to another based on defined signal parameters.
In the event of degradation of one fiber, the device will automatically switch to another. The switching time is less than a second, making it appear to the subscriber, at worst, as a burst of artifacts on the digital video feed, which disappear with the next frame.

Allikas: habr.com