Da molti anni la base della trasmissione dei dati è il mezzo ottico. È difficile immaginare un lettore di habra che non abbia familiarità con queste tecnologie, ma è impossibile fare a meno di almeno una breve descrizione nella mia serie di articoli.
Contenuto della serie di articoli
- Parte 9: Headend
- Parte 10: Risoluzione dei problemi sulla rete TV via cavo
Per completare il quadro vi racconto brevemente e in modo semplificato un paio di cose banali (non lanciatemi le ciabatte, questo è per chi non lo sa assolutamente): la fibra ottica è un vetro che è stato allungato un filo più sottile di un capello. Attraverso di esso si propaga un raggio formato da un laser che (come ogni onda elettromagnetica) ha una sua frequenza specifica. Per comodità e semplicità, quando si parla di ottica, invece della frequenza in hertz, si usa la sua lunghezza d'onda inversa, che nel campo ottico si misura in nanometri. Per la trasmissione del segnale televisivo via cavo viene solitamente utilizzato λ=1550 nm.
Le parti della linea sono collegate tra loro tramite saldature o connettori. Puoi leggere di più a riguardo in . Lasciatemi solo dire che le reti CATV utilizzano quasi sempre la lucidatura obliqua APC.
Immagine da fibre-optic-solutions.com
Presenta un'attenuazione leggermente maggiore rispetto al segnale diretto, ma ha una proprietà molto importante: il segnale riflesso alla giunzione non si propaga lungo lo stesso asse del segnale principale, per cui ha meno influenza su di esso. Per i sistemi di trasmissione digitale con ridondanza incorporata e algoritmi di ripristino, questo sembra irrilevante, ma il segnale televisivo ha iniziato il suo viaggio come segnale analogico (anche in fibra ottica), e per questo questo è molto critico: tutti ricordano l'effetto ghosting o l'immagine insinuarsi sui vecchi televisori con ricezione incerta. Fenomeni ondulatori simili si verificano sia nell'aria che nei cavi. Un segnale TV digitale, sebbene abbia una maggiore immunità al rumore, tuttavia non ha molti dei vantaggi della trasmissione dati a pacchetto e può anche soffrire a livello fisico, ma non può essere ripristinato tramite una nuova richiesta.
Affinché un segnale possa essere trasmesso su una distanza significativa, è necessario un livello elevato, quindi gli amplificatori sono indispensabili nella catena. Il segnale ottico nei sistemi CATV è amplificato da amplificatori di erbio (EDFA). Il funzionamento di questo dispositivo è un ottimo esempio di come qualsiasi tecnologia sufficientemente avanzata sia indistinguibile dalla magia. In poche parole: quando un fascio attraversa una fibra drogata con erbio, si creano le condizioni in cui ogni fotone della radiazione originale crea due cloni di se stesso. Tali dispositivi vengono utilizzati in tutti i sistemi di trasmissione dati su lunghe distanze. Certamente non sono economici. Pertanto, nei casi in cui non è richiesta un'amplificazione del segnale di una quantità significativa e non esistono requisiti rigorosi per la quantità di rumore, vengono utilizzati rigeneratori di segnale:
Questo dispositivo, come si può vedere dallo schema a blocchi, effettua la doppia conversione del segnale tra mezzo ottico ed elettrico. Questo design consente di modificare la lunghezza d'onda del segnale, se necessario.
Manipolazioni come l'amplificazione e la rigenerazione del segnale sono necessarie non solo per compensare l'attenuazione del cavo lungo un chilometro. Le perdite maggiori si verificano quando il segnale viene suddiviso tra i rami della rete. La divisione viene effettuata utilizzando dispositivi passivi che, a seconda delle necessità, possono avere un numero diverso di prese, e possono anche dividere il segnale in modo simmetrico o meno.
All'interno, il divisore è costituito da fibre collegate da superfici laterali o incise, come tracce su un circuito stampato. Per approfondire ti consiglio degli articoli circa и divisori di conseguenza. Maggiore è il numero di prese del divisore, maggiore è l'attenuazione che introduce nel segnale.
Se aggiungiamo filtri allo splitter per separare i raggi con lunghezze d'onda diverse, possiamo trasmettere due segnali contemporaneamente in una fibra.
Questa è la versione più semplice del multiplexing ottico: FWDM. Collegando le apparecchiature CATV e Internet rispettivamente agli ingressi TV ed Express, riceveremo un segnale misto nel pin COM comune, che può essere trasmesso su una fibra, e dall'altro lato può anche essere diviso tra un ricevitore ottico e un interruttore, per esempio. Ciò avviene più o meno allo stesso modo in cui appare un arcobaleno dalla luce bianca in un prisma di vetro.
Ai fini del backup del segnale ottico, oltre ai ricevitori ottici con due ingressi, di cui ho scritto è possibile utilizzare un relè elettromeccanico che può commutare da una sorgente all'altra in base ai parametri di segnale specificati.
Se una fibra si degrada, il dispositivo passerà automaticamente a un'altra. Il tempo di commutazione è inferiore a un secondo, quindi per l'abbonato nel peggiore dei casi appare come una manciata di artefatti sull'immagine della TV digitale, che scompaiono immediatamente con il fotogramma successivo.
Fonte: habr.com