רשתות טלוויזיה בכבלים לקטנטנים. חלק 8: רשת עמוד שדרה אופטי

מזה שנים רבות, הבסיס להעברת נתונים הוא המדיום האופטי. קשה לדמיין קורא חברה שלא מכיר את הטכנולוגיות הללו, אבל אי אפשר בלי לפחות תיאור קצר בסדרת המאמרים שלי.

תוכן סדרת המאמרים

• חלק 1: ארכיטקטורת רשת CATV כללית
• חלק 2: הרכב האותות וצורתו
• חלק 3: רכיב אות אנלוגי
• חלק 4: רכיב אות דיגיטלי
• חלק 5: רשת הפצה קואקסיאלית
• חלק 6: מגברי אותות RF
• חלק 7: מקלטים אופטיים
• חלק 8: רשת עמוד שדרה אופטי
• חלק 9: קצה ראש
• חלק 10: פתרון בעיות ברשת CATV

להשלמת התמונה, אספר לכם בקצרה ובצורה פשוטה על כמה דברים בנאליים (אל תזרקו עליי נעלי בית, זה למי שלא מודע כלל): סיב אופטי הוא זכוכית שנמתחה לתוך חוט דק יותר משערה. דרכה מתפשטת קרן שנוצרת על ידי לייזר, אשר (כמו לכל גל אלקטרומגנטי) יש לה תדר ספציפי משלה. מטעמי נוחות ופשטות, כאשר מדברים על אופטיקה, במקום תדר בהרץ, השתמשו באורך הגל ההפוך שלו, שבתחום האופטי נמדד בננומטר. עבור העברת אותות טלוויזיה בכבלים, λ=1550nm משמש בדרך כלל.

חלקי הקו מחוברים זה לזה באמצעות ריתוך או מחברים. אתה יכול לקרוא עוד על זה ב מאמר נהדר @stalinets. הרשו לי רק לומר שרשתות CATV משתמשות כמעט תמיד בליטוש אלכסוני של APC.

תמונה מאת fiber-optic-solutions.com

הוא מציג מעט יותר הנחתה מהאות הישיר, אך יש לו תכונה חשובה מאוד: האות המשתקף בצומת אינו מתפשט לאורך אותו ציר כמו האות הראשי, ובגלל זה יש לו פחות השפעה עליו. עבור מערכות שידור דיגיטליות עם אלגוריתמים מובנים של יתירות ושחזור, זה נראה לא חשוב, אבל אות הטלוויזיה התחיל את דרכו כאות אנלוגי (גם בסיבים אופטיים), ומבחינתו זה קריטי מאוד: כולם זוכרים את הרוחות או התמונה לזחול על טלוויזיות ישנות עם קליטה לא ודאית. תופעות גלים דומות מתרחשות הן באוויר והן בכבלים. אות טלוויזיה דיגיטלית, על אף שהגדילה את חסינות הרעש, בכל זאת אין לו הרבה מהיתרונות של העברת נתוני מנות והוא יכול לסבול גם ברמת הפיזיקה, אך לא ניתן לשחזר אותו באמצעות בקשה חוזרת.

על מנת שאות ישודר למרחק משמעותי, נדרשת רמה גבוהה, ולכן מגברים הכרחיים בשרשרת. האות האופטי במערכות CATV מוגבר על ידי מגברי ארביום (EDFA). פעולתו של מכשיר זה היא דוגמה מצוינת לאופן שבו כל טכנולוגיה מתקדמת מספיק אינה ניתנת להפרדה מקסם. בקצרה: כאשר קרן עוברת דרך סיב מסומם בארביום, נוצרים תנאים שבהם כל פוטון של הקרינה המקורית יוצר שני שיבוטים של עצמו. מכשירים כאלה משמשים בכל מערכות העברת הנתונים למרחקים ארוכים. הם בהחלט לא זולים. לכן, במקרים בהם אין צורך בהגברת אותות בכמות משמעותית ואין דרישות קפדניות לכמות הרעש, נעשה שימוש במחדשי אותות:

מכשיר זה, כפי שניתן לראות מתרשים הבלוק, מבצע המרת אותות כפולה בין מדיה אופטית לחשמלית. עיצוב זה מאפשר לך לשנות את אורך גל האות במידת הצורך.

מניפולציות כגון הגברת אות והתחדשות נחוצות לא רק כדי לפצות על הנחתה של כבל באורך קילומטר. ההפסדים הגדולים ביותר מתרחשים כאשר האות מחולק בין ענפי רשת. החלוקה מתבצעת באמצעות מכשירים פסיביים, אשר, בהתאם לצורך, יכולים להיות בעלי מספר ברזים שונה, ויכולים גם לחלק את האות באופן סימטרי או לא.

בפנים, המפריד הוא או סיבים המחוברים על ידי משטחים צדדיים, או חרוט, כמו מסלולים על לוח מעגלים מודפס. כדי להעמיק, אני ממליץ על מאמרים NAGru про מְרוּתָך и מישוריים מחלקים בהתאם. ככל שלמחלק יש יותר ברזים, כך הוא מכניס יותר הנחתה לאות.

אם נוסיף פילטרים למפצל כדי להפריד אלומות עם אורכי גל שונים, אז נוכל לשדר שני אותות בבת אחת בסיב אחד.

זוהי הגרסה הפשוטה ביותר של ריבוי אופטי - FWDM. באמצעות חיבור CATV וציוד אינטרנט לכניסות הטלוויזיה והאקספרס בהתאמה, נקבל אות מעורב בפין ה-COM המשותף, אותו ניתן להעביר על סיב אחד, ומצדו השני ניתן לחלקו גם בין מקלט אופטי ו מתג, למשל. זה קורה בערך באותו אופן שבו קשת מופיעה מאור לבן בפריזמת זכוכית.

לצורך גיבוי אות אופטי, בנוסף למקלטים אופטיים עם שתי כניסות, עליהם כתבתי בחלק האחרון ניתן להשתמש בממסר אלקטרומכני, שיכול לעבור ממקור אחד למשנהו לפי פרמטרי האות שצוינו.
אם סיב אחד מתכלה, המכשיר יעבור אוטומטית לאחר. זמן המעבר הוא פחות משנייה, כך שלמנוי זה נראה, במקרה הרע, כמו קומץ חפצים בתמונת הטלוויזיה הדיגיטלית, שנעלמים מיד עם הפריים הבא.

מקור: www.habr.com