Da molti anni, il mezzo di trasmissione dati principale è rappresentato dalla fibra ottica. È difficile immaginare un lettore di Habr che non conosca queste tecnologie, ma è impossibile evitare una breve descrizione nella mia serie di articoli.
Contenuto della serie di articoli
- Parte 9: Stazione centrale
- Parte 10: Risoluzione dei problemi nella rete via cavo
Per completezza, in modo semplice e accessibile, parlerò di un paio di cose banali (non tirate le scarpe, è per chi non è del tutto aggiornato): la fibra ottica è un vetro tirato in un filo più sottile di un capello. Al suo interno si propaga un raggio formato da un laser, che (come qualsiasi onda elettromagnetica) ha una sua frequenza specifica. Per comodità e semplicità, quando si parla di ottica, invece della frequenza in hertz si utilizza il valore inverso della lunghezza d'onda, che nel range ottico è misurato in nanometri. Per la trasmissione dei segnali della TV via cavo, di solito si utilizza λ=1550nm.
Le sezioni della rete vengono connesse tra loro tramite saldatura o connettori. Si può leggere sui dettagli in . Dico solo che nelle reti CATV vengono quasi sempre utilizzate delle poliche a spigolo APC.
Immagine dal sito fiber-optic-solutions.com
Introduce un leggero attenuamento rispetto a una linea retta, ma possiede una caratteristica molto importante: il segnale riflesso all'intersezione non si propaga lungo lo stesso asse del segnale principale, riducendo così la sua influenza su di esso. Per i sistemi di trasmissione digitale con ridondanza incorporata e algoritmi di recupero, questo può sembrare poco rilevante, ma il segnale televisivo ha avuto origine come analogico (anche nella fibra ottica), e questo è cruciale: tutti ricordano il raddoppiamento o lo sbiadimento dell'immagine sui vecchi televisori in caso di ricezione incerta. Fenomeni ondulatori simili si verificano sia nell'aria che nei cavi. Sebbene il segnale televisivo digitale abbia una maggiore resistenza alle interferenze, non possiede molti vantaggi della trasmissione di dati in pacchetti e può subire danni a livello fisico, senza possibilità di recupero tramite ritrasmissione.
Per trasmettere il segnale su distanze significative è necessario avere un livello elevato, quindi nella catena non si possono evitare gli amplificatori. Il segnale ottico nei sistemi CATV viene amplificato da amplificatori a erbio (EDFA). Il funzionamento di questo dispositivo è un ottimo esempio di come una tecnologia sufficientemente avanzata sia indistinguibile dalla magia. In sintesi: quando un raggio attraversa una fibra con una miscela di erbio, si creano le condizioni per cui ogni fotone della radiazione originale genera due cloni. Questi dispositivi vengono utilizzati in tutti i sistemi di trasmissione dati su lunghe distanze. Certamente, non sono economici. Pertanto, nei casi in cui non è necessario amplificare il segnale significativamente e non ci sono rigorosi requisiti riguardo al rumore, vengono utilizzati rigeneratori di segnale:
Questo dispositivo, come si può vedere nello schema strutturale, esegue una doppia conversione del segnale tra ambienti ottici ed elettrici. Questa costruzione consente, se necessario, di modificare la lunghezza d'onda del segnale.
Manipolazioni come l'amplificazione e la rigenerazione del segnale sono necessarie non solo per compensare l'attenuazione del cavo su lunghe distanze. Le maggiori perdite si verificano durante la suddivisione del segnale tra i rami della rete. La suddivisione avviene tramite dispositivi passivi, che a seconda delle necessità possono avere un numero variabile di uscite e possono dividere il segnale in modo simmetrico o asimmetrico.
All'interno, il divisore consiste in fibre collegate mediante superfici laterali oppure viene inciso, come le tracce su una scheda stampata. Per approfondimenti, consiglio articoli su e divisori, rispettivamente. Maggiore è il numero di uscite del divisore, maggiori saranno le attenuazioni che apporterà al segnale.
Se aggiungiamo al divisore filtri per separare i fasci con lunghezze d'onda diverse, possiamo trasmettere immediatamente due segnali su una sola fibra.
Questa è la versione più semplice di multiplexing ottico — FWDM. Collegando alle porte TV e Express l'equipaggiamento KTV e internet rispettivamente, otteniamo un segnale misto nell'uscita COM comune, che può essere trasmesso su una sola fibra ottica, e dall'altra parte può essere nuovamente separato tra un ricevitore ottico e uno switch, per esempio. Funziona più o meno come in un prisma di vetro, dove dalla luce bianca appare l'arcobaleno.
Per garantire la riserva del segnale ottico oltre ai ricevitori ottici con due ingressi, di cui ho parlato può essere utilizzato un relè elettromeccanico, che può passare da una sorgente all'altra in base a determinati parametri del segnale.
In caso di degrado di una fibra, il dispositivo passerà automaticamente all'altra. Il tempo di commutazione è inferiore a un secondo, quindi per l'utente questo appare, nella peggiore delle ipotesi, come un tossicchiare di artefatti sull'immagine digitale, che scompare nel fotogramma successivo.
Fonte: habr.com
