Od wielu lat podstawą transmisji danych jest medium optyczne. Trudno sobie wyobrazić użytkownika Habr, który nie zna tych technologii, jednak bez przynajmniej krótkiego opisu nie da się obejść w mojej serii artykułów.
Zawartość serii artykułów
- Część 9: Stacja czołowa
- Część 10: Wyszukiwanie i usuwanie usterek w sieci KTV
Dla pełniejszego obrazu w prosty sposób opowiem o kilku oczywistych rzeczach (proszę nie rzucać w mnie przedmiotami, to dla tych, którzy zupełnie się na tym nie znają): włókno optyczne to szkło, które zostało rozwinięte w nić cieńszą od włosa. Przez nie rozprzestrzenia się skrystalizowana wiązka laserowa, która (jak każda fala elektromagnetyczna) ma swoją określoną częstotliwość. Dla wygody i prostoty, mówiąc o optyce, zamiast częstotliwości w hercach stosuje się odwrotną wartość długości fali, która w zakresie optycznym jest mierzona w nanometrach. Do transmisji sygnałów telewizyjnych zazwyczaj stosuje się λ=1550nm.
Części magistrali są łączone ze sobą przez spawanie lub złącza. Szczegółowo o tym można przeczytać w . Mogę tylko powiedzieć, że w sieciach kablowych prawie zawsze stosuje się polerowanie kątowe APC.
Obraz ze strony fiber-optic-solutions.com
Wprowadza nieco większe tłumienie niż w prostej, ale ma bardzo ważną cechę: sygnał odbity na styku nie rozprzestrzenia się w tej samej osi, co główny sygnał, przez co ma mniejszy wpływ na niego. Dla cyfrowych systemów transmisji z wbudowaną nadmiarowością i algorytmami przywracania może się to wydawać nieistotne, ale sygnał telewizyjny rozpoczął swoją drogę jako analogowy (włókno optyczne również), a dla niego jest to niezwykle krytyczne: wszyscy pamiętają podwójne lub zniekształcone obrazy na starych telewizorach przy niepewnym odbiorze. Podobne zjawiska falowe występują zarówno w eterze, jak i w kablach. Cyfrowy sygnał telewizyjny, choć ma zwiększoną odporność na zakłócenia, nie ma wielu zalet transmisji pakietowej i również może ucierpieć na poziomie fizycznym, ale już nie może być przywrócony przez ponowne żądanie.
Aby sygnał mógł być przesyłany na znaczne odległości, wymaga wysokiego poziomu, dlatego w układzie nie można się obejść bez wzmacniaczy. Sygnał optyczny w systemach KTV wzmacniany jest wzmacniaczami erbowymi (EDFA). Działanie tego urządzenia może być doskonałym przykładem tego, że każda wystarczająco rozwinięta technologia nie różni się od magii. W skrócie: podczas przechodzenia promienia przez włókno z domieszką erbinu powstają warunki, w których każdy foton oryginalnego promieniowania tworzy dwóch swoich klonów. Takie urządzenia stosowane są we wszystkich systemach przesyłania danych na znaczną odległość. Oczywiście nie są tanie. Dlatego w przypadkach, gdy nie jest wymagane znaczne wzmocnienie sygnału ani nie ma rygorystycznych wymagań co do ilości szumów, stosowane są regeneratory sygnału:
To urządzenie, jak widać na schemacie strukturalnym, realizuje podwójne przetwarzanie sygnału między medium optycznym a elektrycznym. Taka konstrukcja pozwala w razie potrzeby zmienić długość fali sygnału.
Takie manipulacje, jak wzmocnienie i regeneracja sygnału, są konieczne nie tylko dla kompensacji kilometrowego tłumienia kabla. Największe straty występują podczas dzielenia sygnału między gałęziami sieci. Dzielnie odbywa się za pomocą pasywnych urządzeń, które w zależności od potrzeb mogą mieć różną liczbę odgałęzień, a także dzielić sygnał zarówno symetrycznie, jak i asymetrycznie.
Wewnątrz dzielnik składa się either z włókien połączonych powierzchniami bocznymi, albo jest wytrawiony, jak ścieżki na płycie drukowanej. Dla pogłębienia tematu polecam artykuły mówiłem i dzielniki odpowiednio. Im więcej dzielnik ma odgałęzień, tym większe wprowadza tłumienie w sygnale.
Jeśli dodamy do dzielnika filtry do rozdzielania wiązek o różnych długościach fal, możemy przesyłać jednocześnie dwa sygnały w jednym włóknie.
To najprostsza wersja multiplexowania na optyce — FWDM. Podłączając do wejść TV i Express sprzęt KT i internet odpowiednio, otrzymujemy mieszany sygnał w wspólnym wyjściu COM, który można przesłać przez jedno włókno, a po drugiej stronie również podzielić go między optycznym odbiornikiem a switchem, na przykład. Działa to mniej więcej tak, jak w szklanej pryzmie, w której z białego światła powstaje tęcza.
W celu rezerwacji sygnału optycznego oprócz optycznych odbiorników z dwoma wejściami, o których wspominałem można zastosować przekaźnik elektromechaniczny, który może przełączać się z jednego źródła na drugie na podstawie określonych parametrów sygnału.
W przypadku degradacji jednego włókna urządzenie automatycznie przełączy się na inne. Czas przełączania wynosi mniej niż sekundę, więc dla abonenta wygląda to w najgorszym przypadku jak garść artefaktów na cyfrowym obrazie telewizyjnym, które natychmiast znikają w następnym kadrze.
Źródło: habr.com
