Réseaux de télévision par câble pour les tout-petits. Partie 8 : Réseau de fibres optiques

Cela fait de nombreuses années que le médium de transmission de données est la fibre optique. Il est difficile d'imaginer un passionné qui ne soit pas familier avec ces technologies, mais sans une brève description, il est impossible de poursuivre ma série d'articles.

Contenu de la série d'articles

• Partie 1 : Architecture générale du réseau de télévision par câble
• Partie 2 : Composition et forme du signal
• Partie 3 : Composante analogique du signal
• Partie 4 : Composante numérique du signal
• Partie 5 : Réseau de distribution coaxial
• Partie 6 : Amplificateurs de signal RF
• Partie 7 : Récepteurs optiques
• Partie 8 : Réseau optique principal
• Partie 9 : Station de tête
• Partie 10 : Détection et résolution des problèmes sur le réseau de télévision par câble

Pour donner une vue d'ensemble, je vais expliquer quelques notions basiques (ne lancez pas de tomates, c'est pour ceux qui ne sont pas du tout au courant) : la fibre optique est un verre étiré en un fil plus fin qu'un cheveu. Un faisceau laser y est propagé, qui, comme toute onde électromagnétique, possède une fréquence définie. Pour des raisons pratiques, lorsqu'on parle d'optique, on utilise souvent la longueur d'onde, qui dans le domaine optique est mesurée en nanomètres, au lieu de la fréquence en hertz. Pour la transmission des signaux de télévision par câble, on utilise généralement λ=1550nm.

Les sections de la dorsale sont reliées entre elles par soudure ou connecteurs. Vous pouvez lire à ce sujet dans un excellent article de @stalinets. Je ne dirai que cela, dans les réseaux de télévision par câble, on utilise presque toujours un polissage en biais APC.

Image du site fiber-optic-solutions.com

Elle cause une atténuation légèrement supérieure à celle d'une connexion directe, mais possède une caractéristique très importante : le signal réfléchi à la jonction ne se propage pas sur le même axe que le signal principal, ce qui lui permet d'avoir moins d'impact sur celui-ci. Pour les systèmes de transmission numériques disposant de redondances intégrées et d'algorithmes de réparation, cela peut sembler inconsequential, mais le signal télévisuel a commencé son aventure en tant que analogique (y compris en fibre optique), et c'est très critique : tout le monde se souvient des images fantômes ou du décalage d'image sur les vieux téléviseurs lorsqu'il y avait une réception instable. De tels phénomènes d'onde se produisent tant dans l'air que dans les câbles. Bien que le signal télévisuel numérique soit plus résistant aux interférences, il ne bénéficie pas de plusieurs avantages de la transmission par paquets et peut également subir des dommages au niveau de la physique, mais ne peut plus être récupéré par une nouvelle demande.

Pour qu'un signal puisse être transmis sur une distance significative, un niveau élevé est requis, et il est donc inévitable d'utiliser des amplificateurs dans le circuit. Le signal optique dans les systèmes de télévision par câble est amplifié par des amplificateurs à erbium (EDFA). Le fonctionnement de cet appareil peut servir d'exemple parfait pour illustrer l'idée selon laquelle toute technologie suffisamment avancée est indiscernable de la magie. En résumé, lorsque le faisceau traverse la fibre avec un dopage à l'erbium, des conditions sont créées dans lesquelles chaque photon de l'émission initiale crée deux clones. De tels appareils sont utilisés dans tous les systèmes de transmission de données sur de longues distances. Ils ne sont, bien sûr, pas bon marché. Ainsi, dans les cas où un renforcement important du signal n'est pas nécessaire et où il n'y a pas de exigences strictes en matière de bruit, des régénérateurs de signal sont utilisés :

Cet appareil, comme on le voit sur le schéma structurel, effectue une double conversion du signal entre les milieux optiques et électriques. Cette conception permet, si nécessaire, de modifier la longueur d'onde du signal.

Des manipulations telles que le renforcement et la régénération du signal sont nécessaires non seulement pour compenser l'atténuation du câble sur des kilomètres. Les pertes les plus importantes se produisent lors de la division du signal entre les branches du réseau. La division est réalisée à l'aide d'appareils passifs, qui peuvent avoir un nombre différent de dérivations selon les besoins, et peuvent diviser le signal de manière symétrique ou non.

À l'intérieur, le diviseur consiste soit en des fibres connectées par leurs surfaces latérales, soit il est gravé comme des pistes sur un circuit imprimé. Pour approfondir, je recommande les articles NAGru sur les diviseurs et planaires respectivement. Plus un diviseur a de dérivations, plus il introduit d'atténuation dans le signal.

Si nous ajoutons des filtres au diviseur pour séparer les faisceaux d'ondes de différentes longueurs d'onde, nous pouvons transmettre deux signaux simultanément dans une seule fibre.

C'est la variante la plus simple de multiplexage sur fibre optique — FWDM. En connectant respectivement l'équipement de télévision et Internet aux entrées TV et Express, nous obtenons un signal mixte dans la sortie générale COM, qui peut être transmis par une seule fibre, et de l'autre côté, il peut également être divisé entre le récepteur optique et un commutateur, par exemple. Cela se produit à peu près de la même manière qu'une lumière blanche se décompose en arc-en-ciel dans une prisme en verre.

Dans le but de réserver le signal optique, en plus des récepteurs optiques à deux entrées dont j'ai parlé dans la partie précédente. Un relais électromécanique peut être utilisé, qui peut commuter d'une source à une autre en fonction des paramètres du signal.
En cas de dégradation d'une fibre, l'appareil se commutera automatiquement sur une autre. Le temps de commutation est inférieur à une seconde, donc pour l'abonné, cela semble dans le pire des cas comme une poignée d'artefacts sur l'image télévisée numérique, qui disparaissent immédiatement avec le cadre suivant.

Source : habr.com