Da molti anni, il mezzo principale di trasmissione dei dati è rappresentato da un ambiente ottico. È difficile immaginare un membro della community di Habr che non conosca queste tecnologie, ma senza una breve descrizione non posso procedere con la mia serie di articoli.
Contenuto della serie di articoli
- Parte 9: Stazione principale
- Parte 10: Ricerca e risoluzione dei problemi nelle reti CTV
Per completezza, in modo semplice e diretto, parlerò di un paio di cose banali (non mi tirate le scarpe, è per chi non è affatto informato): le fibre ottiche sono costituite da vetro che è stato tirato in filamenti più sottili di un capello. Un raggio laser, formato da un fascio, si diffonde attraverso di esso e ha una sua frequenza particolare (come qualsiasi onda elettromagnetica). Per comodità e semplicità, quando si parla di ottica, si usa la lunghezza d'onda – l'inverso della frequenza in hertz – che nel dominio ottico è misurata in nanometri. Per la trasmissione dei segnali della TV via cavo, di solito si usa λ=1550nm.
Le parti della rete vengono collegate tra loro tramite saldature o connettori. Puoi leggere ulteriori dettagli in . Posso solo dire che nelle reti CATV si utilizza quasi sempre la lucidatura inclinata APC.
Immagine da fiber-optic-solutions.com
Essa introduce un'attenuazione leggermente maggiore rispetto a una connessione diretta, ma possiede una proprietà molto importante: il segnale riflesso all'incrocio non si diffonde lungo la stessa asse del segnale principale, riducendo così la sua influenza su di esso. Per i sistemi di trasmissione digitale con ridondanza integrata e algoritmi di recupero, questo potrebbe sembrare irrilevante, ma il segnale televisivo ha iniziato la sua strada come analogico (in fibra ottica compresa), ed è estremamente critico: tutti ricordano il doppio o lo scorrimento delle immagini sui vecchi televisori durante una ricezione instabile. Fenomeni ondulatori simili sono possibili sia nell'aria che nei cavi. Anche se il segnale televisivo digitale ha una maggiore immunità alle interferenze, non ha comunque molti vantaggi della trasmissione dati a pacchetto e può ugualmente subire danni a livello fisico, senza la possibilità di essere recuperato tramite una nuova richiesta.
Per trasmettere un segnale su lunghe distanze è necessario un alto livello di esso, quindi nella catena non si può fare a meno degli amplificatori. Il segnale ottico nei sistemi CATV è amplificato da amplificatori in erbio (EDFA). Il funzionamento di questo dispositivo può servire come un ottimo esempio del fatto che qualsiasi tecnologia sufficientemente avanzata è indistinguibile dalla magia. In poche parole: quando un raggio attraversa una fibra con impurità di erbio, si creano le condizioni in cui ogni fotone dell'emissione originale crea due cloni. Questi dispositivi sono utilizzati in tutti i sistemi di trasmissione dati su lunghe distanze. Certo, non sono economici. Pertanto, nei casi in cui non è necessaria un'amplificazione significativa del segnale e non ci sono requisiti rigorosi sulla quantità di rumore, vengono utilizzati rigeneratori di segnale:
Questo dispositivo, come si può vedere dallo schema strutturale, effettua una doppia conversione del segnale tra l'ambiente ottico ed elettrico. Tale costruzione consente di modificare, se necessario, la lunghezza d'onda del segnale.
Manovre come l'amplificazione e la rigenerazione del segnale sono necessarie non solo per compensare l'attenuazione chilometrica del cavo. Le maggiori perdite si verificano al momento della suddivisione del segnale tra i rami della rete. La suddivisione avviene attraverso dispositivi passivi, che a seconda della necessità possono avere un numero diverso di diramazioni e possono anche suddividere il segnale in modo simmetrico o meno.
All'interno, il divisore è costituito da fibre collegate tramite superfici laterali, oppure viene inciso, come le tracce su un circuito stampato. Per approfondire, consiglio articoli parlato di e divisori rispettivamente. Maggiore è il numero di diramazioni del divisore, maggiore è l'attenuazione che introduce nel segnale.
Se aggiungiamo al divisore filtri per separare i raggi con lunghezze d'onda diverse, possiamo trasmettere immediatamente due segnali in una sola fibra.
Questa è la più semplice forma di multiplexing sulla fibra ottica — FWDM. Collegando alle porte TV e Express le attrezzature KTV e internet rispettivamente, otteniamo un segnale misto nell'uscita generale COM, che può essere trasmesso attraverso una sola fibra, e dall'altra parte può essere suddiviso tra un ricevitore ottico e uno switch, ad esempio. Questo avviene più o meno come in un prisma di vetro da cui appare un arcobaleno dalla luce bianca.
A scopo di riservare il segnale ottico oltre ai ricevitori ottici con due ingressi, di cui ho parlato può essere utilizzato un relè elettromeccanico, che può commutare da una sorgente all'altra secondo specifici parametri del segnale.
In caso di degrado di una fibra, il dispositivo commuta automaticamente su un'altra. Il tempo di commutazione è inferiore a un secondo, quindi per l'abbonato appare nel peggiore dei casi come un insieme di artefatti sull'immagine televisiva digitale, che svaniscono immediatamente con il fotogramma successivo.
Fonte: habr.com
