+7(926)527-42-98
info@bptehno.ru

Подбор оборудования по Вашему запросу:

И ДРУГИЕ УСТРОЙСТВА ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
Основные направления
Устройства обработки сигналов
Телекоммуникационные шкафы
Цифровые системы вещания
Военное оборудование

КАТАЛОГИ

Эксперты по оптоволоконным сетям

   

Обзор продукции

Технология оптической передачи является относительно новой по сравнению с технологией передачи по коаксиальному кабелю и в настоящее время уверенно и активно завоевывает позиции в сфере телекоммуникаций. Это в особенности относится к созданию больших телекоммуникационных систем с интеграцией услуг, где просто невозможно обойтись без использования оптики на транспортных или магистральных направлениях по причине высоких требований к качеству передачи.

Подробнее

В настоящее время производится целый спектр оборудования и кабеля для оптических систем передачи. К этому оборудованию относятся головные станции с оптическими передатчиками, оптические приемники и различные вспомогательные оптические приборы, предназначенные для мультиплексирования и демультиплексирования сигналов, ответвления сигналов, фильтрации и других целей. С их помощью система передачи конфигурируется нужным образом для условий конкретного проекта. В главе, посвященной пассивному оборудованию, уже были рассмотрены некоторые из оптических устройств. В этой статье рассмотрена классификация и устройство активного оборудования оптических систем. Заранее скажем, что активное оптическое оборудование в большинстве случаев нельзя сопоставлять по характеристикам с активным оборудованием коаксиальных систем передачи, так как эти два типа оборудования предназначены для разных архитектурных уровней системы КТВ, т.е. имеют разные области применения. Оптическое оборудование предназначено для транспортного и магистрального уровней, а коаксиальное — для магистрального и домового уровней.

К активному оборудованию оптических систем передачи относятся оптические передатчики, оптические приемники, оптические усилители (репитеры) и активные ответвители. Рабочая длина волны активного оборудования должна соответствовать длине волны используемого волокна. При этом нельзя забывать о том, что, ширина полосы зависит от протяженности линии передачи. В настоящее время в активном оборудовании используются все три длины волны: 850 нм, 1310 нм и 1550 нм. Оборудование на 850 нм по-прежнему широко используется из-за низкой стоимости излучателей этой длины волны. Одномо-довое оборудование на 1550 нм предназначено для протяженных линий высокого качества передачи длиной более 50 км. Волна 1310 нм является промежуточным по цене и качеству вариантом и, поэтому, наиболее популярным. По всем характеристикам лучшим решением является использование одномодо-вых волокон и, следовательно, одномодового активного оборудования, хотя многие модели многомодового активного оборудования совместимы с обоими типами волокна. Стоимость одномодового волокна может быть гораздо выше.

Одна из существенных особенностей оптической системы заключается в возможности передачи сигнала на очень большое, по сравнению с коаксиальной системой, расстояние без усиления. Таким образом, в классической схеме оптической системы должен присутствовать только источник оптического излучения, оптический канал передачи и детектор оптического излучения. Однако, оптическая система не используется обособлено. На ее вход подается электрический сигнал головной станции, а к ее выходу, как правило, подключается коаксиальная система передачи. Поэтому источник является преобразователем электрической энергии в оптическую, а детектор является преобразователем оптической энергии в электрическую. Таким образом, оптический источник является своеобразным модулятором, переносящим электрический сигнал на несущую частоту оптического диапазона для передачи по волокну, а оптический детектор — демодулятором, выполняющий обратное преобразование частоты. Такой принцип используется в аналоговых оптических системах. В цифровых оптических системах, кроме этого, сигнал перед подачей на модулятор кодируется определенным методом для представления сигнала в виде последовательности импульсов, а на приемной стороне, соответственно, декодируется. Комбинация оптического источника с различными электрическими устройствами усиления и преобразования сигнала называется оптическим передатчиком, а комбинация оптического детектора с аналогичными электрическими устройствами на приеме называется оптическим приемником. В качестве источника и детектора оптического излучения используются различные полупроводниковые приборы, а оптический канал организуется с помощью одномодового или многомодового оптического волокна.

Оптический передатчик является одним из элементов центральной головной станции, а оптический приемник является основным элементом узловой (подголовной) станции. Оптические приемники монтируются в специально оборудованных помещениях и также снабжаются питанием, как и обычные высокочастотные усилители. Жесткое ограничение на количество широкополосных усилителей в каскаде распределительной сети (не более трех) объясняется требованиями к суммарным искажениям на выходе распределительной сети при условии включения достаточно большого числа усилителей в магистральном каскаде. В системах с оптической магистралью ситуация становится проще. Если магистральная сеть проектируется на основе оптического волокна, то распределительные усилители могут обеспечивать высокое усиление и распределительная сеть в целом может обслуживать более широкую зону покрытия благодаря тому, что количество источников шума и интермодуляции в системе мало (один оптический передатчик, один оптический приемник и три распределительных усилителя). Поскольку количество приборов мало, вклад каждого из них в общий шум и интермодуляцию может быть чуть большим.

Оптический усилитель, согласно определению стандарта EN 50083, это прибор для направленного усиления оптических сигналов. Он состоит из соединителей и активной среды, которая усиливает оптический сигнал без демодуляции. Оптические усилители первого поколения были основаны на преобразовании света в электрический сигнал, усилении его в электрическом виде и обратном преобразовании в свет. Каждая из этих трех операций вносит свою долю шума и искажений, что резко снижало качество передачи. Появление оптических усилителей на основе легированных эрбием световодов, коэффициент усиления которых может достигать 30 дБ, открыло новые возможности для построения систем оптической связи. Однако, усилители в оптических линиях кабельного телевидения используются редко, поскольку в этом, как правило, нет необходимости. Современные оптические волокна обладают высочайшим качеством передачи, например, одномодовое волокно с рабочей длиной волны 1550 нм позволяет передать сигнал на расстояние более 50 км. Для создания транспортной или магистральной линии передачи сети КТВ этого более чем достаточно. Действительная потребность в оптическом усилении возникает на транспортных линиях глобальных телекоммуникационных сетей, протяженность которых достигает сотен и тысяч километров. Примерами являются трансатлантическая линия ТАТ-8 (США — Европа), тихоокеанская линия ТРС-3 (США — Гавайские острова — Япония), глобальное оптическое кольцо Япония -Сингапур — Индия — Саудовская Аравия — Египет — Италия.

Системы передачи, в которых сигнал передается как по оптическому волокну, так и по коаксиальному кабелю с усилением, называются гибридными. Общие термины, используемые в тех и других сегментах гибридной системы для определения шума и интермодуляции, позволяют методом комбинирования находить показатели качества передачи во всей системе. Большинство систем кабельного телевидения, в настоящее время являются широкополосными. Поскольку оптические системы как высокочастотные коаксиальные системы, могут использовать и цифровую модуляцию, и аналоговую, можно постепенно включать оптические звенья в существующую коаксиальную систему кабельного телевидения для увеличения ее полосы пропускания. В действительности эволюция кабельных систем в сторону гибридных систем, включающих оптические и электрические звенья, кажется довольно естественным продолжением развития систем аналоговой передачи. В случае аналоговой передачи будем проектировать оптическую систему почти тем же образом, что и обычную коаксиальную широкополосную систему. Необходимо рассчитать эффективную ширину полосы оптической системы передачи так, чтобы она была совместима с любым коаксиальным расширением. При этом нужно учитывать линейность характеристик активных приборов, так как это напрямую связано с величиной вносимых этими приборами интермодуляционных искажений. Кроме того, мы, как и раньше, должны учитывать все прочие шумы, которые обычно вносятся терминальным оборудованием.

Оптическое оборудование устанавливается в тех точках гибридной системы, где заканчивается или начинается передача оптического сигнала. Такие точки являются либо окончаниями собственно оптической системы передачи, либо промежуточными точками, находящимися на стыках с коаксиальными звеньями передачи, где требуется переход от оптического сигнала к электрическому. В состав терминального активного оборудования входят устройства двух категорий: электрооптические и чисто электронные. К электрооптическим относятся те приборы, на вход которых подается электрический сигнал, а с выхода снимается оптический сигнал, а также те приборы, на вход которых подается оптический сигнал, а с выхода снимается электрический сигнал. Электрооптическими приборами, используемыми в оптической системе передачи, являются лазерные или светоизлучающие диоды и фотодетекторы различных видов. К электронным компонентам терминального активного оборудования относятся те приборы, которые работают только с электрическим сигналом, например, радиочастотные широкополосные усилители. Обычно в одном блоке обеспечиваются функции обоих компонентов.

Задача проектирования гибридной системы и, в частности, оптической линии решается также в терминах потерь и уровней передачи. При этом стоит обращать внимание не только на качество волокна, но и на качественные характеристики активного оборудования. Оптимальные показатели эффективности детектирования при большой скорости цифрового потока или при большой протяженности системы имеют диоды APD, которые наиболее чувствительны к слабому входному оптическому сигналу. Высокая стоимость и сложность этих приборов может быть в значительной мере компенсирована отсутствием необходимости в дорогих промежуточных оптических репитеры. Однако, на тех расстояниях передачи, которые обычно встречаются в распределительных системах кабельного телевидения, репитеры вообще редко бывают необходимы, а особенности их характеристик не позволяют сделать однозначный вывод о том, что использование этих приборов является удачным решением в любом случае. В случае невысокой скорости передачи, примерно до 50 Мбит/с, даже при использовании мно-гомодового волокна, обладающего значительной модовой дисперсией система передачи не будет иметь строгих ограничений по ширине полосы, пока длина волокна не превысит примерно 40 км. В таком случае значения времени нарастания оптического источника и детектора становятся несущественными. Система со светоизлучающим диодом в качестве источника и pin-диодом в качестве детектора в этих условиях функционирует вполне удовлетворительно. При повышении скорости передачи в первую очередь возникают ограничения по затуханию сигнала. Если установлена длина соединительного волоконно-оптического кабеля или потери в нем, то способом борьбы с потерями остается обеспечение адекватного светового потока от источника в направлении приемника, а также использование более чувствительного детектора на APD. Также можно выбрать волокно с меньшими потерями или с другой рабочей длиной волны или рассмотреть в качестве альтернативного варианта комбинацию лазерного источника и PIN-диода вместо LED-источника и APD-диода.

Стоит сказать несколько слов о тех технологиях, которые применяются в волоконно-оптических линиях передачи. Хотя в оптических линиях применяются и аналоговые, и цифровые технологии передачи, главным образом, они ориентированы на цифровую передачу сигнала, поскольку это позволяет использовать все преимущества оптического волокна как среды передачи и значительно повысить скорость и качество передачи. При аналоговой передаче применяется стандартная процедура частотного мультиплексирования каналов, доставшаяся в наследство от коаксиальных магистралей. При цифровой передаче в разное время применялось три способа. Первый, появившийся в начале 80-х годов, был основан на временном мультиплексировании по технологии PDH (плезиохронной цифровой иерархии). Этот способ применялся в первых цифровых магистралях, которые были тогда коаксиальными, а сейчас применяется все реже. Второй способ цифровой передачи, также основанный на временном мультиплексировании, использует технологию SDH (синхронной цифровой иерархии). Этот способ получил распространение в начале 90-х годов и широко применяется по сей день. Третьей технологией передачи по оптическому волокну является наиболее новая и перспективная технология волнового мультиплексирования WDM. Пока она распространена недостаточно широко, возможно, в силу сложности оборудования. Различные сетевые службы используют интерфейс физического уровня модели OSI, предоставляемой им транспортной технологией TDM или WDM.