Há muitos anos que a base da transmissão de dados tem sido o meio óptico. É difícil imaginar um leitor habra que não esteja familiarizado com essas tecnologias, mas é impossível prescindir de pelo menos uma breve descrição em minha série de artigos.
Conteúdo da série de artigos
- Parte 9: Headend
- Parte 10: Solução de problemas da rede CATV
Para completar, contarei de forma breve e simplificada algumas coisas banais (não jogue chinelos em mim, isso é para quem não sabe): fibra óptica é um vidro que foi esticado em um fio mais fino que um fio de cabelo. Através dele se propaga um feixe formado por um laser que (como qualquer onda eletromagnética) possui sua frequência específica. Por conveniência e simplicidade, quando se fala em óptica, em vez da frequência em hertz, utiliza-se seu comprimento de onda inverso, que na faixa óptica é medido em nanômetros. Para transmissão de sinal de televisão a cabo, geralmente é usado λ = 1550 nm.
As partes da linha são conectadas entre si por soldagem ou conectores. Você pode ler mais sobre isso em . Deixe-me apenas dizer que as redes CATV quase sempre usam polimento oblíquo APC.
Imagem de fibra óptica-solutions.com
Introduz um pouco mais de atenuação que o sinal direto, mas possui uma propriedade muito importante: o sinal refletido na junção não se propaga no mesmo eixo do sinal principal, por isso tem menos influência sobre ele. Para sistemas de transmissão digital com redundância integrada e algoritmos de restauração, isso parece sem importância, mas o sinal de televisão começou sua jornada como um sinal analógico (também em fibra óptica), e para ele isso é muito crítico: todos se lembram do fantasma ou da imagem rastejar em TVs antigas com recepção incerta. Fenômenos de ondas semelhantes ocorrem tanto no ar quanto nos cabos. Um sinal de TV digital, embora tenha maior imunidade a ruídos, ainda assim não apresenta muitos dos benefícios da transmissão de dados em pacotes e também pode sofrer no nível físico, mas não pode ser restaurado por meio de uma nova solicitação.
Para que um sinal seja transmitido a uma distância significativa, é necessário um nível alto, por isso os amplificadores são indispensáveis no circuito. O sinal óptico em sistemas CATV é amplificado por amplificadores de érbio (EDFA). A operação deste dispositivo é um excelente exemplo de como qualquer tecnologia suficientemente avançada é indistinguível da magia. Resumindo: quando um feixe passa através de uma fibra dopada com érbio, criam-se condições sob as quais cada fóton da radiação original cria dois clones de si mesmo. Tais dispositivos são utilizados em todos os sistemas de transmissão de dados em longas distâncias. Eles certamente não são baratos. Portanto, nos casos em que não é necessária uma amplificação significativa do sinal e não há requisitos rígidos para a quantidade de ruído, são utilizados regeneradores de sinal:
Este dispositivo, como pode ser visto no diagrama de blocos, realiza dupla conversão de sinal entre meios ópticos e elétricos. Este design permite alterar o comprimento de onda do sinal, se necessário.
Manipulações como amplificação e regeneração de sinal são necessárias não apenas para compensar a atenuação de cabos com quilômetros de extensão. As maiores perdas ocorrem quando o sinal é dividido entre ramificações da rede. A divisão é realizada por meio de dispositivos passivos, que dependendo da necessidade podem ter um número diferente de taps, podendo também dividir o sinal simetricamente ou não.
No interior, o divisor é composto por fibras conectadas por superfícies laterais ou gravadas, como trilhas em uma placa de circuito impresso. Para ir mais fundo, recomendo artigos sobre и divisores em conformidade. Quanto mais taps o divisor tiver, mais atenuação ele introduz no sinal.
Se adicionarmos filtros ao divisor para separar feixes com comprimentos de onda diferentes, poderemos transmitir dois sinais ao mesmo tempo em uma fibra.
Esta é a versão mais simples de multiplexação óptica - FWDM. Ao conectar equipamentos CATV e Internet às entradas TV e Express, respectivamente, receberemos um sinal misto no pino COM comum, que pode ser transmitido por uma fibra, e do outro lado também pode ser dividido entre um receptor óptico e um interruptor, por exemplo. Isso acontece da mesma forma que um arco-íris aparece a partir da luz branca em um prisma de vidro.
Para fins de backup de sinal óptico, além de receptores ópticos com duas entradas, sobre os quais escrevi pode ser usado um relé eletromecânico, que pode mudar de uma fonte para outra de acordo com parâmetros de sinal especificados.
Se uma fibra se degradar, o dispositivo mudará automaticamente para outra. O tempo de comutação é inferior a um segundo, portanto, para o assinante, parece, na pior das hipóteses, um punhado de artefatos na imagem da TV digital, que desaparecem imediatamente no quadro seguinte.
Fonte: habr.com