КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Вопрос 2 Принципы передачи данных по оптоволокну
На рисунке 12.15 представлена обобщенная схема оптической системы передачи, в которой блоками отображены возможные виды оборудования систем передачи. Мультиплексор – устройство, обеспечивающее объединение нескольких независимых каналов на передаче и их разделение на приеме. Мультиплексор объединяет как аналоговые, так и цифровые каналы. Основным аналоговым каналом является канал тональной частоты со спектром 0,3 ¸ 3,4 кГц [27]. Могут быть аналоговые каналы и с другими характеристиками, типовые: o первичные (60 ¸ 108 кГц); o вторичные (312 ¸ 552 кГц); o третичные (812 ¸ 2044 кГц) и специальные: o звуковое вещание в спектре 0,03 ¸ 15 кГц; o телевизионные в спектре 0,05 кГц ¸ 6,5 МГц. Цифровые каналы также имеют определенные стандарты скоростей передачи данных. Основной цифровой канал 64 кбит/с формируется на основе импульсно-кодовой модуляции ИКМ (дискретизация тонального сигнала во временном интервале 125 мкс и восьмиразрядное кодирование) [27]. Другие цифровые каналы определены как: · первичный цифровой канал – 2 048 кбит/с; · вторичный цифровой канал – 8 448 кбит/с; · третичный цифровой канал – 34 368 кбит/с; · четверичный цифровой канал – 139 264 кбит/с [35].
Рисунок 12.15 Обобщенная схема оптической системы передачи В аналоговых и цифровых каналах могут передаваться информационные сигналы с соответствующим спектром или скоростью данных. Процедуры преобразования аналоговых сигналов в цифровые и наоборот подробно обсуждаются в [27]. В оптических системах передачи основное применение получили цифровые мультиплексоры, т.к. образуемые ими групповые сигналы представлены в двоичном коде, который придает высокую помехоустойчивость передаваемой информации. Однако в коротких линиях оптической связи применяются и аналоговые методы мультиплексирования, например, телевизионных каналов для сетей кабельного телевидения [44, 45, 46].
Широкое распространение получили цифровые мультиплексоры технологий: o PDH, Plesiochronous Digital Hierarchy – плезиохронной цифровой иерархии; o SDH, Synchronous Digital Hierarchy – синхронной цифровой иерархии; o АТМ, Asynchronous Transfer Mode асинхронного режима передачи [57]. В 2001-2005 годах МСЭ-Т принял ряд новых стандартов на цифровое мультиплексирование и передачу по волоконным линиям. Это стандарт оптической транспортной иерархии OTH, Optical Transport Hierarchy и стандарт оптической передачи Ethernet и т.д. [110] Мультиплексирование также может быть реализовано для оптических каналов (аналоговых и цифровых). Аналоговые оптические мультиплексоры позволяют объединять/делить определенное количество каналов, образованных на различных оптических несущих частотах в окнах прозрачности одномодовых оптических волокон. Например, в третьем окне прозрачности (1530-1565 нм) определено местоположение 41 частоты от 1528,77 нм до 1560,61 нм с интервалом не более 2 нм по рекомендации G.692. Такой вид мультиплексирования получил название мультиплексирование с разделением по длине волны – Wavelength Division Multiplexing, WDM. Существуют и другие виды мультиплексирования с разделением по длине волны (CWDM, DWDM), которые будут обсуждены в последующих разделах. Цифровое оптическое мультиплексирование, называемое оптическим мультиплексированием с разделением по времени OTDM, Optical Time Division Multiplexing, пока не получило широкого распространения из-за ряда технологических проблем реализации оптических мультиплексоров коротких импульсов. Однако оно может найти применение в оптических системах передачи с использованием солитонов [23]. Оптический конвертор в системе передачи выполняет главные функции в преобразовании электрических сигналов в оптические на передаче и оптических в электрические с их регенерацией на приеме. Обобщенная структурная схема конвертора цифровых сигналов представлена на рисунке 12.16.
Рисунок 12.16 Оптический конвертор Преобразователь линейного кода цифрового сигнала формирует сигнал с повышенной помехоустойчивостью передачи. Передающий оптический модуль (ПОМ) обеспечивает модуляцию оптического излучения и стык с оптической средой (атмосферой или волоконной линией). Приемный оптический модуль (ПрОМ) преобразует оптическое излучение в электрический сигнал, производит коррекцию искажений, усиление и регенерацию цифрового сигнала. При этом выделяется тактовая частота, которая используется для синхронизации приемной части мультиплексора для правильного демультиплексирования каналов. Функции конвертора полностью контролируются и могут быть управляемыми благодаря встроенным средствам, например, микроконтроллерам. В состав системы передачи могут входить оптические усилители (ОУс), которые позволяют увеличить мощность одноволнового или многоволнового сигнала на передающей стороне или повысить чувствительность приемника. Оптические усилители имеют хорошо согласованные характеристики с оптическими передатчиками, приемниками и волоконно-оптическими линиями [6, 9, 26]. Промежуточные станции оптической системы передачи могут быть представлены различными устройствами: электронными регенераторами, оснащенными оптическими конверторами; электронными мультиплексорами с доступом к определенному числу каналов; оптическими усилителями, служащими для ретрансляции оптических сигналов, оптическими мультиплексорами с формированием доступа к отдельным оптическим каналам. В состав мультиплексоров промежуточных станций могут входить электрические и оптические кроссовые коммутаторы. Цифровые оптические системы передачи, как правило, снабжены средствами телеконтроля и телеуправления, что позволяет контролировать работу всех компонентов системы передачи и быстро ликвидировать аварийные состояния. Обозначенные на рисунке 12.15 каналы и тракты определены во вводной части. Электрические и оптические секции мультиплексирования и регенерации (ретрансляции) определяются как участки системы передачи с отдельным контролем и управлением.
Взаимосвязь секций, трактов и каналов представлена иерархической структурой на рисунке 12.17.
Рисунок 12.17 Иерархическая организация системы передачи Точки, обозначенные на рисунке 12.15, представляют собой стандартные стыки – интерфейсы (электрические и оптические).
Контрольные вопросы 1. Какие частоты электромагнитных колебаний относят к оптическому диапазону? 2. Как связаны длина волны электромагнитного излучения и частота? 3. Чем характеризуют оптические свойства физических сред? 4. Какие характеристики имеет стеклянный световод? 5. Чем определяются потери оптической мощности в стекловолокне? 6. Какие дисперсионные искажения оптических сигналов возможны в стекловолокне? 7. Что называют двойным лучепреломлением? 8. Что обозначает условие Брэгга-Вульфа? 9. Что представляет собой оптическая анизотропия? 10. Какие полупроводниковые материалы используются в производстве приборов для оптических систем связи? 11. Чем отличаются прямозонные и непрямозонные материалы? 12. Какое назначение имеет оптический конвертор?
Дата добавления: 2014-01-15; Просмотров: 1059; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |