Kuituoptinen verkko. Vols (kuituoptiset viestintälinjat). Kuituoptisten tietoliikennelinjojen käyttö

Vuonna 1970 Corning aloitti kuituoptisten viestintälinjojen rakentamisen, mikä tunnustettiin uuden teollisuuden alkuna. Nykyään valokuituteknologian kehitys on muita edellä ja lisää kuitutuotantoa 40 % vuodessa!

Näiden teknologioiden pääkehittäjä ja lisensoija on USA - for viime vuodet tuotti 10 miljoonaa kilometriä valokuitua, mikä vastaa 250:tä maapallon ympärysmittaa päiväntasaajalla. Kuituoptiset tietoliikennelinjat ovat ihanteellinen väline tiedonvaihtoon. Heidän omaisuudelleen jakaa signaalin miljoonille kuluttajille ei ole vaihtoehtoa. Ne, kuten hermopäätteet, välittävät signaaleja maanosien, maiden, alueiden välillä, kaupungin sisällä, koko yrityksessä muodostaen kuituoptisia viestintälinjoja (FOCL).

Niiden aktiiviset elementit muuntavat, muodostavat ja vahvistavat lähetetyn valosignaalin. Listataan ne. Yksivärisen koherentin säteilyn lähde on laser.

Modulaattorit luovat valoaallon, joka vaihtelee tulosähkösignaalin rakenteen mukaan. Multiplekserit yhdistävät ja erottavat signaaleja. Regeneraattorit palauttavat optisen pulssin parametrit. Valodetektori tuottaa käänteisen muunnoksen: valo - sähkö. Kuituoptisilla tietoliikennelinjoilla on merkittäviä etuja: ne on suhteellisen helppo asentaa kytkimien avulla, ne pystyvät lähettämään valosignaalia käytännössä häviöttömästi ja suojaavat tiedot luotettavasti.

Globaalista valokuituviestintälinjoista transatlanttisia on eniten. Ne yhdistävät Euroopan maat Yhdysvaltoihin ja Kanadaan.

Pisimmät ovat Tyynenmeren alueet, jotka tuovat Yhdysvaltoja lähemmäksi Japania, Kiinaa, Etelä-Koreaa, Hongkongia ja Havaijia. Kuituoptisten viestintälinjojen laskeminen suoritetaan erikoisaluksilla. Myös Venäjä on mukana vastaavissa hankkeissa. Viime vuonna aloitettiin Kamtšatkan, Sahalinin ja Magadanin yhdistävän linjan rakentaminen. Huomaa, että pääkuituoptisissa linkeissä käytetään kuitua, jonka sydämen/kuoren mitat ovat 1,3-1,55 mikronia.

Alueelliset valokuitulinjat keskustan ja seutujen välillä sekä kaupunkien sisällä ovat valtiolle tärkeitä. Ne koostuvat gradienttikuiduista - 50/125 mikronia. Suuret yritykset käyttävät kuituoptisia viestintälinjoja parantaakseen hallintaa " sähköinen toimisto", sekä tuotannon automaatioon.

On ominaista, että kehittyneet maat (mm. Japani, Englanti, Italia, Ranska) käyttävät rakentamisessa yksinomaan valokuitua. Aluetaso vastaa nopeampaa yksimuotokaapelia pienemmällä häviökertoimella. Yritykselle sopii halvempi ja helpompi asentaa monimuotokaapeli. Optista kuitua käytetään lämpötila-, paine- ja jänniteanturina. Sitä käytetään hydrofoneissa, kaikuluotaimissa, seismologiassa ja navigoinnissa. Käytetään turva- ja hälytysjärjestelmissä.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tämä tekniikka ei ole läheskään loppuun käytetty, vaan se on kehityksensä keskipisteessä. Johtavat valmistusyritykset CISCO, 3COM, D-LINK, DELL, ALLIED TELESYN modernisoivat optoelektroniikan tuotteita kaikin mahdollisin tavoin. Uusi multimode (halvempi tekniikka) kehitetty

Optinen kuitu koostuu keskeisestä valonjohtimesta (ytimestä) - lasikuidusta, jota ympäröi toinen lasikerros - verhous, jonka taitekerroin on pienempi kuin ytimen. Leviäessään ytimen läpi valonsäteet eivät ylitä sen rajoja heijastaen kuoren peittävästä kerroksesta. Optisessa kuidussa valonsäde syntyy yleensä puolijohde- tai diodilaserilla. Taitekertoimen jakauman ja ytimen halkaisijan mukaan optinen kuitu jaetaan yksimuotoiseen ja monimuotoiseen.

Valokuitutuotteiden markkinat Venäjällä

Tarina

Vaikka kuituoptiikka on laajalti käytetty ja suosittu viestintäväline, itse tekniikka on yksinkertainen ja kehitetty kauan sitten. Daniel Colladon ja Jacques Babinet esittelivät kokeen valonsäteen suunnan muuttamisesta taittumalla vuonna 1840. Muutamaa vuotta myöhemmin John Tyndall käytti tätä kokeilua julkisissa luennoissaan Lontoossa, ja jo vuonna 1870 hän julkaisi teoksen valon luonteesta. Teknologian käytännön sovellus löydettiin vasta 1900-luvulla. 1920-luvulla kokeet Clarence Hasnell ja John Berd osoittivat mahdollisuuden lähettää kuvia optisten putkien kautta. Heinrich Lamm käytti tätä periaatetta potilaiden lääketieteellisiin tutkimuksiin. Vasta vuonna 1952 intialainen fyysikko Narinder Singh Kapany suoritti sarjan omia kokeitaan, jotka johtivat optisen kuidun keksimiseen. Itse asiassa hän loi saman nipun lasilankoja, ja kuori ja ydin tehtiin kuiduista erilaisia ​​indikaattoreita taittuminen. Kuori itse asiassa toimi peilinä, ja ydin oli läpinäkyvämpi - tämä ratkaisi nopean leviämisen ongelman. Jos aiemmin säde ei päässyt optisen hehkulangan päähän, eikä tällaista lähetyskeinoa ollut mahdollista käyttää pitkiä matkoja, nyt ongelma on ratkaistu. Narinder Kapani paransi tekniikkaa vuoteen 1956 mennessä. Joukko joustavia lasitankoja välitti kuvan käytännössä ilman häviötä tai vääristymistä.

Corningin asiantuntijoiden vuonna 1970 tekemää valokuitukeksintöä, joka mahdollisti puhelinsignaalin tiedonsiirtojärjestelmän monistamisen kuparilangalla samalla etäisyydellä ilman toistimia, pidetään käännekohtana valokuituoptiikan kehityksen historiassa. teknologioita. Kehittäjät onnistuivat luomaan johtimen, joka pystyy säilyttämään vähintään yhden prosentin optisen signaalin tehosta kilometrin etäisyydellä. Tämän päivän mittakaavassa tämä on melko vaatimaton saavutus, mutta silloin, lähes 40 vuotta sitten, se oli välttämätön edellytys kehittymiselle. uutta lajia langallinen yhteys.

Alun perin valokuitu oli monivaiheinen, eli se pystyi lähettämään satoja valon vaiheita kerralla. Lisäksi kuituytimen kasvanut halkaisija mahdollisti edullisien optisten lähettimien ja liittimien käytön. Paljon myöhemmin alettiin käyttää tehokkaampaa kuitua, jonka kautta optisessa ympäristössä oli mahdollista lähettää vain yksi vaihe. Yksivaiheisen kuidun käyttöönoton myötä signaalin eheys pystyttiin säilyttämään suuremmilla etäisyyksillä, mikä helpotti huomattavien tietomäärien siirtoa.

Nykyään suosituin kuitu on yksivaiheinen kuitu, jonka aallonpituusero on nolla. Vuodesta 1983 lähtien se on ollut alan johtava valokuitutuote, jonka toimivuus on todistetusti kymmeniä miljoonia kilometrejä.

Kuituoptisen viestinnän edut

• Laajakaistaiset optiset signaalit erittäin korkean kantotaajuuden ansiosta. Tämä tarkoittaa, että informaatiota voidaan siirtää valokuitulinjan yli nopeudella noin 1 Tbit/s;
• Erittäin alhainen vaimennus valo merkki kuidussa, jonka avulla voit rakentaa kuituoptisia viestintälinjoja, joiden pituus on vähintään 100 km ilman signaalin regenerointia;
• Ympäröivien kuparikaapelointijärjestelmien, sähkölaitteiden (voimajohdot, sähkömoottorit jne.) ja sääolosuhteiden aiheuttamien sähkömagneettisten häiriöiden kestävyys;
• Suojaus luvattomalta käytöltä. Kuituoptisten viestintälinjojen kautta siirrettyä tietoa on käytännössä mahdotonta siepata tuhoamattomalla tavalla;
• Sähköturvallisuus. Itse asiassa dielektrisenä optisena kuiduna lisää verkon räjähdys- ja paloturvallisuutta, mikä on erityisen tärkeää kemian- ja öljynjalostamoilla, kun huolletaan korkean riskin teknisiä prosesseja;
• Kuituoptisten tietoliikennelinjojen kestävyys - kuituoptisten tietoliikennelinjojen käyttöikä on vähintään 25 vuotta.

Kuituoptisen viestinnän haitat

• Aktiivisten linjaelementtien suhteellisen korkeat kustannukset, jotka muuttavat sähkösignaalit valoksi ja valon sähköisiksi signaaleiksi;
• Suhteellisen korkeat kustannukset optisen kuidun liittämisestä. Tämä vaatii tarkkoja ja siten kalliita teknisiä laitteita. Tämän seurauksena, jos optinen kaapeli katkeaa, kuituoptisen linjan kunnostuskustannukset ovat korkeammat kuin kuparikaapeleita käytettäessä.

Kuituoptiset linjaelementit

• Optinen vastaanotin

Optiset vastaanottimet havaitsevat kuituoptista kaapelia pitkin lähetetyt signaalit ja muuntavat ne sähköisiksi signaaleiksi, jotka sitten vahvistavat ja palauttavat muotonsa, sekä kellosignaaleja. Tiedonsiirtonopeudesta ja laitteen järjestelmäominaisuuksista riippuen tietovirta voidaan muuntaa sarjamuotoisesta rinnakkaissuuntaiseksi.

• Optinen lähetin

Kuituoptisen järjestelmän optinen lähetin muuntaa järjestelmäkomponenttien toimittaman sähköisen datasekvenssin optiseksi tietovirraksi. Lähetin koostuu rinnakkaissarjamuuntimesta, jossa on kellosyntetisaattori (joka riippuu järjestelmän asennus ja bittinopeus), ohjain ja optinen signaalilähde. Optisissa siirtojärjestelmissä voidaan käyttää erilaisia ​​optisia lähteitä. Esimerkiksi valodiodeja käytetään usein edullisissa lähiverkoissa lyhyen matkan viestintään. Laaja spektrikaistanleveys ja kyvyttömyys toimia toisen ja kolmannen optisen ikkunan aallonpituuksilla eivät kuitenkaan salli LEDien käyttöä tietoliikennejärjestelmissä.

• Esivahvistin

Vahvistin muuntaa valodioditunnistimesta tulevan epäsymmetrisen virran epäsymmetriseksi jännitteeksi, joka vahvistetaan ja muunnetaan differentiaalisignaaliksi.

• Tietojen synkronointi ja palautussiru

Tämän sirun on palautettava kellosignaalit vastaanotetusta datavirrasta ja niiden kellotus. Kellon palautukseen vaadittava vaihelukittu silmukkapiiri on myös täysin integroitu kellosiruun, eikä se vaadi ulkoisia ohjauskellopulsseja.

• Sarjasta rinnakkaiseksi koodimuunnoslohko

• Rinnakkais-sarjamuunnin

• Lasermuotoilija

Sen päätehtävänä on tuottaa esijännitettä ja moduloivaa virtaa laserdiodin suoraan moduloimiseksi.

• Optinen kaapeli, joka koostuu optiset kuidut, joka sijaitsee yhteisen suojakuoren alla.

Yksimuotoinen kuitu

Jos kuidun halkaisija ja aallonpituus ovat riittävän pieniä, yksi säde etenee kuidun läpi. Yleisesti ottaen jo se tosiasia, että valitaan yksimuotoisen signaalin etenemismoodin ytimen halkaisija, puhuu kunkin yksittäisen kuidun suunnitteluvaihtoehdon erityispiirteistä. Toisin sanoen yksimuoto viittaa kuidun ominaisuuksiin suhteessa käytetyn aallon ominaistaajuuteen. Vain yhden säteen eteneminen antaa sinun päästä eroon intermode-dispersiosta, ja siksi yksimuotokuidut ovat suuruusluokkaa tuottavampia. Tällä hetkellä käytetään ydintä, jonka ulkohalkaisija on noin 8 mikronia. Kuten monimuotokuitujen tapauksessa, käytetään sekä askel- että gradienttimateriaalin jakautumistiheyksiä.

Toinen vaihtoehto on tuottavampi. Yksimuototekniikka on ohuempaa, kalliimpaa ja sitä käytetään tällä hetkellä tietoliikenteessä. Optista kuitua käytetään kuituoptisissa viestintälinjoissa, jotka ovat sähköistä viestintää parempia, koska ne mahdollistavat häviöttömän ja nopean digitaalisen tiedon siirron pitkiä matkoja. Kuituoptiset linjat voivat joko muodostaa uuden verkon tai yhdistää olemassa olevia olemassa oleviin verkkoihin- valokuitujohtojen osat, jotka on kytketty fyysisesti kuitutasolla tai loogisesti tiedonsiirtoprotokollien tasolla. Tiedonsiirtonopeudet kuituoptisilla linjoilla voidaan mitata sadoina gigabitteinä sekunnissa. Standardi on jo viimeistelyssä mahdollistamaan tiedonsiirron nopeudella 100 Gbit/s, ja 10 Gbit Ethernet -standardia on käytetty nykyaikaisissa tietoliikennerakenteissa useiden vuosien ajan.

Monimuotokuitu

Monimuotoisessa optisessa kuidussa se voi levitä samanaikaisesti iso luku tilat - säteet, jotka viedään kuituun eri kulmissa. Multimode OF:lla on suhteellisen suuri ytimen halkaisija (vakioarvot 50 ja 62,5 μm) ja vastaavasti suuri numeerinen aukko. Monimuotokuidun suurempi ytimen halkaisija yksinkertaistaa optisen säteilyn kytkemistä kuituun, ja monimuotokuidun kevennetyt toleranssivaatimukset vähentävät optisten lähetin-vastaanottimien kustannuksia. Näin ollen monimuotokuitu on vallitseva lyhyen kantaman paikallis- ja kotiverkoissa.

Monimuotooptisen kuidun suurin haittapuoli on intermodisen dispersion esiintyminen, joka johtuu siitä, että eri moodit seuraavat kuidussa eri optisia polkuja. Tämän ilmiön vaikutuksen vähentämiseksi kehitettiin monimuotokuitu, jolla on asteittainen taitekerroin, jonka ansiosta kuidun moodit etenevät parabolisia liikeratoja pitkin ja niiden optisten reittien ero ja siten intermodaalinen dispersio on merkittävästi. Vähemmän. Huolimatta siitä, kuinka tasapainoisia gradienttimonimuotokuidut ovat, niiden suorituskykyä ei voi verrata yksimuototekniikoihin.

Kuituoptiset lähetin-vastaanottimet

Tietojen siirtämiseksi optisten kanavien kautta signaalit on muutettava sähköisistä optisiksi, lähetettävä viestintälinkin kautta ja muutettava sitten takaisin sähköisiksi vastaanottimessa. Nämä muutokset tapahtuvat lähetin-vastaanottimessa, joka sisältää elektronisia komponentteja optisten komponenttien ohella.

Lähetystekniikassa laajalti käytetty aikajakomultiplekseri mahdollistaa siirtonopeuden nostamisen 10 Gb/s:iin. Nykyaikaiset nopeat kuituoptiset järjestelmät tarjoavat seuraavat siirtonopeusstandardit.

Uudet aallonpituusjako- taienetelmät mahdollistavat tiedonsiirron tiheyden lisäämisen. Tämän saavuttamiseksi useita multipleksoituja tietovirtoja lähetetään yhden kuituoptisen kanavan kautta käyttämällä kunkin virran lähetystä eri aallonpituudella. Elektroniset komponentit WDM-vastaanotin ja -lähetin ovat erilaisia ​​verrattuna aikajakojärjestelmässä käytettyihin.

Kuituoptisten tietoliikennelinjojen käyttö

Valokuitua käytetään aktiivisesti kaupunkien, alueellisten ja liittovaltion tietoliikenneverkkojen rakentamiseen sekä kaupunkien automaattisten puhelinkeskusten välisten yhdyslinjojen asentamiseen. Tämä johtuu kuituverkkojen nopeudesta, luotettavuudesta ja suuresta kapasiteetista. Kuituoptisten kanavien avulla on myös kaapelitelevisio, etävideovalvonta, videokonferenssit ja videolähetykset, telemetria ja muut Tietojärjestelmä. Jatkossa on tarkoitus käyttää puhesignaalien muuntamista optisiksi signaaleiksi kuituoptisissa verkoissa.

Kuituoptiset tietoliikennelinjat

Kuituoptiset tietoliikennelinjat

(FOCL), optisia viestintälinjoja, joissa informaatiota siirretään käyttämällä kuituoptisia elementtejä. FOCL koostuu lähettävistä ja vastaanottavista optisista moduuleista, kuituoptisista kaapeleista ja kuituoptisista liittimistä. Optinen kuitu on täydellisin väline suurten tietovirtojen siirtämiseen pitkiä matkoja. Se on valmistettu piidioksidipohjaisesta kvartsista, joka on yleinen ja edullinen materiaali, toisin kuin tavanomaisissa langoissa käytetty kupari. Optinen kuitu on erittäin kompakti ja kevyt, sen halkaisija on vain n. 100 mikronia. Kuituvalonohjaimet ovat optisia kuitukimppuja, jotka on liimattu tai sintrattu päistään, suojattu läpinäkymättömällä vaipalla ja joiden päät on kiillotettu. Lasikuitu on eriste, joten kuituoptisten viestintäjärjestelmien rakentamisen aikana yksittäisiä optisia kuituja ei tarvitse eristää toisistaan. Optisen kuidun kestävyys on jopa 25.

Kuituoptisia tietoliikennelinjoja luotaessa tarvitaan erittäin luotettavia elektronisia elementtejä, jotka muuttavat sähkösignaalit valoksi ja valon sähköisiksi signaaleiksi, sekä optisia liittimiä, joissa on alhainen optinen häviö. Siksi tällaisten linjojen asentaminen vaatii kalliita laitteita. Kuituoptisten tietoliikennelinjojen käytön edut ovat kuitenkin niin suuret, että luetelluista optisten kuitujen haitoista huolimatta näitä tietoliikennelinjoja käytetään yhä enemmän tiedon välittämiseen. Tiedonsiirtonopeutta voidaan lisätä siirtämällä tietoa kahteen suuntaan kerralla, koska valoaallot voivat edetä toisistaan ​​riippumatta yhdessä optisessa kuidussa. Tämä mahdollistaa optisen viestintäkanavan kapasiteetin kaksinkertaistamisen.

Kuituoptiset tietoliikennelinjat kestävät sähkömagneettisia häiriöitä, ja valojohtimien kautta kulkevat linjat on suojattu luvattomalta käytöltä. On mahdotonta muodostaa yhteyttä tällaisiin tietoliikennelinjoihin rikkomatta linjan eheyttä. Signaalin siirto optisen kuidun kautta toteutettiin ensimmäisen kerran vuonna 1975. Nykyään pitkän matkan optiset viestintäjärjestelmät useiden tuhansien kilometrien etäisyyksille kehittyvät nopeasti. Transatlanttiset tietoliikennelinjat USA - Eurooppa, Tyynenmeren linja USA - Havaijin saaret - Japani toimivat menestyksekkäästi. Maailmanlaajuisen kuituoptisen viestintälinjan rakentaminen Japani - Singapore - Intia - Saudi-Arabia - Egypti - Italia on käynnissä. Venäjällä TransTeleCom on luonut kuituoptisen viestintäverkon, jonka pituus on yli 36 000 km. Hän on dubattu satelliittikanavat viestintää. Lopussa 2001 Luotiin yhtenäinen digitaalinen runkoverkko. Se tarjoaa intercity- ja kansainvälisiä palveluja puhelinviestintä, Internet, kaapelitelevisio 56:lla Venäjän 89:stä alueesta, joissa asuu 85–90 % väestöstä.

Tietosanakirja "Teknologia". - M.: Rosman. 2006 .

Katso, mitä "kuituoptiset viestintälinjat" ovat muissa sanakirjoissa:

Kuitu optinen linja Communications (FOCL) on kuituoptinen järjestelmä, joka koostuu passiivisista ja aktiivisista elementeistä, jotka on suunniteltu lähettämään optista signaalia kuituoptisen kaapelin kautta. Sisältö 1 Kuituoptisten tietoliikennelinjojen elementit 2 Asennus ... ... Wikipedia

kuituoptinen viestintäjärjestelmä- [E.S. Alekseev, A.A. Englanti venäjä Sanakirja tietokonejärjestelmäsuunnittelussa. Moskova 1993] kuituoptinen viestintäjärjestelmä Moduloidun tai moduloimattoman optisen energian siirto kuituoptisen välineen kautta, ... ...

RD 45.047-99: Kuituoptiset siirtolinjat Venäjän VSS:n runko- ja vyöhykkeen sisäisissä ensiöverkoissa. Tekninen toiminta. Ohjeellinen tekninen materiaali- Terminologia RD 45.047 99: Kuituoptiset siirtolinjat Venäjän VSS:n runko- ja vyöhykkeen sisäisissä ensiöverkoissa. Tekninen toiminta. Ohjeellinen tekninen materiaali: 3.1.18 "HÄTÄ" laatuparametrit ylittivät rajat... ... Normatiivisen ja teknisen dokumentaation termien sanakirja-viitekirja

valokuitukaapeli- Yhden tai useamman optisen kuidun sisältävä kaapeli, joka on tarkoitettu tiedonsiirtoon. valokuitukaapeli [Luginsky Ya et al. Teknisen kääntäjän opas

valokuituadapteri- Passiivinen laite, jota käytetään kytkemään optisia liittimiä ja optisia kuituja. [SN RK 3.02 17 2011] kuituoptinen sovitin Kytkinlaitteiston komponentti, joka on suunniteltu kahden... ... Teknisen kääntäjän opas

valokuitulinja- Joukko kuituoptisia segmenttejä ja toistimia, jotka yhdistettyinä muodostavat siirtotien. [Lähde] Aiheet: optiset viestintälinjat FI kuituoptinen linkki ... Teknisen kääntäjän opas

valokuituvaimennin- Kuituoptiseen siirtojärjestelmään asennettu komponentti optisen signaalin tehon vähentämiseksi. Käytetään usein rajoittamaan valoilmaisimen vastaanottamaa optista tehoa optisen... ... Teknisen kääntäjän opas

- (FOCL), Kuituoptinen tietoliikennelinja (FOCL) on passiivisista ja aktiivisista elementeistä koostuva kuituoptinen järjestelmä, joka on suunniteltu siirtämään tietoa optisella (yleensä lähi-infrapuna) alueella. Sisältö 1 ... Wikipedia

Tarkista tiedot. On tarpeen tarkistaa tässä artikkelissa esitettyjen tosiasioiden tarkkuus ja luotettavuus. Keskustelusivulla pitäisi olla selitys... Wikipedia

Tekniikka tiedon siirtämiseksi paikasta toiseen sähköisten signaalien muodossa, joka lähetetään johtojen, kaapeleiden, valokuitulinjojen kautta tai ilman ohjauslinjoja. Suuntasiirto johtojen kautta tapahtuu yleensä yhdestä... ... Collier's Encyclopedia

Kirjat

• Kuituoptiset tietoliikennelinjat ja niiden suojaus ulkoisilta vaikutuksilta, Sokolov S.. Perustietoa valokuitujen fyysisistä perusteista, rakenteesta ja sovelluksesta, optisen signaalin siirron periaatteista ja tekniikasta, valokuitujen rakentamisesta ja toiminnasta...

Pari vuotta sitten julkaisimme jo lyhyen johdannon passiivisiin optisiin verkkoihin (PON). Markkinoilla oli kuitenkin tuolloin vain tarkasteltuna tätä suhteellisen nuorta tekniikkaa - ensimmäiset PON-verkkojen asennukset olivat juuri ilmestymässä maailmaan, ja niitä oli vain vähän. PON:n tulosta Valko-Venäjälle ei tuolloin puhuttu. Nykyään tilanne on muuttunut: PON on osoittautunut erinomaiseksi suurissa operaattoriverkoissa ympäri maailmaa ja leviää vähitellen massoille, ja siitä on tulossa edullinen ja houkutteleva viimeisen kilometrin ratkaisu myös pienemmille palveluntarjoajille.
Edistystä on tapahtunut myös Valko-Venäjällä - Solo on ottanut haltuunsa Terawave Communicationsin valmistamat PON-laitteet. Siitä kerroin mielelläni Minskissä 9. elokuuta järjestetyssä seminaarissa.
Tässä on hyvä syy suureen, yksityiskohtaiseen ja ymmärrettävään tekniseen materiaaliin PON:sta, jonka johdannon luet nyt :)
Laitteista kerromme seuraavissa numeroissa, pidä silmällä laitteistoosiota.

PON-verkkoarkkitehtuuri

Internetin kehittyminen, mukaan lukien uusien viestintäpalvelujen syntyminen, lisää osaltaan verkon kautta välitettävien tietovirtojen kasvua ja pakottaa toimijat etsimään keinoja lisätä liikenneverkkojen kapasiteettia. Kun valitset ratkaisun, sinun on otettava huomioon:
- tilaajatarpeiden monimuotoisuus;
- mahdollisuudet verkon kehittämiseen;
- tehokkuus.
Kehittyvillä tietoliikennemarkkinoilla on vaarallista tehdä hätiköityjä päätöksiä ja odottaa lisää moderni teknologia. Lisäksi tekijöiden mielestä tällainen tekniikka on jo ilmestynyt - tämä on passiivisten optisten verkkojen tekniikka PON (passiivinen optinen verkko).
Kuitukaapelipuuarkkitehtuuriin perustuva PON-liityntäverkko, jonka solmuissa on passiivisia optisia jakajia, voi olla kustannustehokkain ja kykenevä tarjoamaan laajakaistasiirtoa. erilaisia ​​sovelluksia. Samanaikaisesti PON-arkkitehtuurilla on tarvittava tehokkuus sekä verkon solmujen että suorituskyvyn lisäämisessä, riippuen tilaajien nykyisistä ja tulevista tarpeista.
Liityntäverkkojen rakentaminen etenee tällä hetkellä pääasiassa neljään suuntaan:
- olemassa oleviin kuparipuhelinpareihin ja xDSL-tekniikkaan perustuvat verkot;
- hybridikuitu-koaksiaaliverkot (HFC);
- langaton verkko;
- valokuituverkot.
Jatkuvasti kehittyvien xDSL-tekniikoiden käyttö on helpoin ja edullisin tapa lisätä olemassa olevan kierretyn parikaapelijärjestelmän kapasiteettia. Operaattoreille, kun on tarpeen tarjota jopa 1-2 Mbit/s nopeuksia, tämä polku on taloudellisin ja oikeutetuin. Kuitenkin siirtonopeudet jopa kymmeniä megabittiä sekunnissa olemassa olevissa kaapelijärjestelmissä, kun otetaan huomioon pitkät etäisyydet (jopa useita kilometriä) ja Heikkolaatuinen kupari näyttää olevan vaikea ja melko kallis ratkaisu.
Toinen perinteinen ratkaisu on hybridikuitu-koaksiaaliverkot (HFC, Hybrid Fiber-Coaxial). Useiden kaapelimodeemien yhdistäminen yhteen koaksiaalisegmenttiin vähentää verkkoinfrastruktuurin rakentamisen keskimääräisiä kustannuksia tilaajaa kohti ja tekee tällaisista ratkaisuista houkuttelevia. Yleensä kaistanleveyden suunnittelurajoitus säilyy tässä.
Langattomat liityntäverkot voivat olla houkuttelevia, jos kaapeliinfrastruktuurien käytössä on teknisiä vaikeuksia. Langattomalla viestinnällä ei luonteensa vuoksi ole vaihtoehtoa mobiilipalvelut. Viime vuosina perinteisten radio- ja optiseen Ethernet-yhteyksiin perustuvien ratkaisujen ohella WiFi-tekniikka, mikä mahdollistaa jopa 10 Mbit/s ja lähitulevaisuudessa jopa 50 Mbit/s kokonaiskaistanleveyden.
On huomattava, että kolmella luetellulla alueella verkon kapasiteetin lisäys liittyy suuriin vaikeuksiin, joita ei esiinny käytettäessä siirtovälinettä, kuten kuitua.
Näin ollen ainoa tapa rakentaa verkon kykyä käsitellä uusia sovelluksia, jotka vaativat kaiken suurempi nopeus siirto on optisen kaapelin (OC) vetämistä keskustoimistosta kotiin tai yritysasiakkaalle. Tämä on hyvin radikaali lähestymistapa. Ja vain 5 vuotta sitten sitä pidettiin erittäin kalliina. Nykyään tämä lähestymistapa on kuitenkin tullut merkitykselliseksi, koska optisten komponenttien hinnat ovat laskeneet merkittävästi. Nykyään liityntäverkon organisoinnista on tullut hyödyllistä sekä vanhoja päivitettäessä että uusia liityntäverkkoja rakennettaessa (viimeiset kilometrit). Kuituoptisen liityntätekniikan valinnassa on monia vaihtoehtoja. Perinteisten optisiin modeemeihin, optiseen Ethernetiin ja Micro SDH -teknologiaan perustuvien ratkaisujen rinnalle on syntynyt uusia PON-passiivista optista verkkoarkkitehtuuria käyttäviä ratkaisuja.

optisten liityntäverkkojen perustopologiat

Optisten liityntäverkkojen rakentamiseen on neljä päätopologiaa: "pisteestä pisteeseen", "rengas", "puu aktiivisilla solmuilla", "puu passiivisilla solmuilla".

pisteestä pisteeseen (P2P)

P2P-topologia (kuva 1) ei aseta rajoituksia käytettävälle verkkoteknologialle. P2P voidaan toteuttaa mihin tahansa verkkostandardiin, samoin kuin ei-standardeihin (omistusoikeudellisiin) ratkaisuihin, esim. optiset modeemit. Turvallisuuden ja turvallisuuden näkökulmasta lähetettyä tietoa P2P-yhteydet tarjoavat maksimaalisen turvallisuuden tilaajasolmuille. Koska CC täytyy reitittää erikseen tilaajalle, tämä lähestymistapa on kallein ja houkuttelee pääasiassa suuria tilaajia.

Riisi. 1. Point-to-point topologia.

rengas

SDH-pohjainen rengastopologia (kuva 2.) on osoittautunut hyväksi kaupunkien tietoliikenneverkoissa. Kaikki ei kuitenkaan ole hyvin liityntäverkoissa. Jos kaupunkitietä rakennettaessa solmujen sijainti suunnitellaan suunnitteluvaiheessa, liityntäverkoissa on mahdotonta tietää etukäteen, mihin, milloin ja kuinka monta tilaajasolmua asennetaan. Jos kyseessä on satunnainen alueellinen ja väliaikainen yhteys käyttäjille, rengastopologia voi muuttua voimakkaasti katkenneeksi renkaaksi, jossa on useita haaroja, ja uusia tilaajia yhdistetään rikkomalla rengas ja lisäämällä lisäsegmenttejä. Käytännössä tällaiset silmukat yhdistetään usein yhteen kaapeliin, mikä johtaa renkaiden ulkonäköön, jotka näyttävät enemmän katkoviivalta - "kutistuneet" renkaat, mikä vähentää merkittävästi verkon luotettavuutta. Itse asiassa rengastopologian tärkein etu on minimoitu.

Riisi. 2. Renkaan topologia.

puu aktiivisilla solmuilla

Puu aktiivisilla solmuilla (kuva 3.) on kuidunkäytön kannalta taloudellinen ratkaisu. Tämä ratkaisu sopii hyvin Ethernet-standardin kehykseen nopeushierarkialla keskussolmusta tilaajille 1000/100/10 Mbit/s (1000Base-LX, 100Base-FX, 10Base-FL). Jokaisen puusolmun on kuitenkin sisällettävä aktiivinen laite (IP-verkkojen suhteen kytkin tai reititin). Optiset verkot Ethernet-yhteys, käytetään pääasiassa tämä topologia, suhteellisen halpa. Suurin haittapuoli on aktiivisten laitteiden läsnäolo välisolmuissa, jotka vaativat yksilöllistä virtalähdettä.

Riisi. 3. Topologia "puu aktiivisilla solmuilla".

puu passiivisella optisella tuulettimella PON (P2MP)

PON-arkkitehtuuriin perustuvissa ratkaisuissa (kuva 4.) käytetään P2MP (point-to-multipoint) loogista topologiaa, joka on PON-tekniikan perusta, voidaan yhdistää koko puuarkkitehtuurin kuituoptinen segmentti yhteen keskussolmun porttiin, joka kattaa kymmeniä tilaajia. Samalla puun välisolmuihin asennetaan kompakteja, täysin passiivisia optisia jakajia (jakajia), jotka eivät vaadi tehoa tai huoltoa.

Riisi. 4. Topologia "Puu passiivisella optisella haarautumisella".

Tiedetään hyvin, että PON mahdollistaa kaapeliinfrastruktuurin säästämisen vähentämällä optisten kuitujen kokonaispituutta, koska vain yhtä kuitua käytetään osassa keskussolmusta jakajaan. Vähemmän huomiota kiinnitetään toiseen säästölähteeseen - optisten lähettimien ja vastaanottimien määrän vähentämiseen keskussolmussa. Samaan aikaan toisen tekijän säästöt osoittautuvat joissakin tapauksissa vieläkin merkittävämmiksi. Näin ollen NTT-yhtiön arvioiden mukaan PON-konfiguraatio, jossa on jakaja keskustoimisto Keskussolmun läheisyydessä se osoittautuu edullisemmaksi kuin point-to-point-verkko, vaikka optisen kuidun pituus ei käytännössä vähene! Lisäksi, jos etäisyydet tilaajiin eivät ole suuret (kuten Japanissa), käyttökustannukset huomioon ottaen (Japanissa tämä on merkittävä tekijä), käy ilmi, että PON keskustoimiston jakajalla on taloudellisempi kuin PON, jossa on jakaja lähellä tilaajasolmuja.
PON-arkkitehtuurin edut:
- aktiivisten välisolmujen puuttuminen; kuitujen säästö;
- optisten lähetin-vastaanottimien säästäminen keskussolmussa;
- uusien tilaajien yhdistämisen helppous ja ylläpidon helppous (yhden tai useamman tilaajasolmun kytkeminen, katkaiseminen tai vika ei millään tavalla vaikuta muiden toimintaan).
P2MP-puutopologian avulla voit optimoida optisten jakajien sijoittelun tilaajien todellisen sijainnin, kaapelien asennuskustannusten ja kaapeliverkon käytön perusteella.
Haittoja ovat PON-tekniikan lisääntynyt monimutkaisuus ja redundanssin puute yksinkertaisimmassa puutopologiassa.

PON:n toimintaperiaate

PON-arkkitehtuurin pääideana on käyttää vain yhtä lähetin-vastaanotinmoduulia OLT:ssa tiedon välittämiseen useille ONT-tilaajalaitteisiin ja tiedon vastaanottamiseen niiltä. Tämän periaatteen toteutus on esitetty kuvassa 5.
Yhteen OLT-lähetin-vastaanotinmoduuliin kytkettyjen tilaajasolmujen määrä voi olla yhtä suuri kuin tehobudjetti ja suurin nopeus lähetin-vastaanotinlaitteet. Tietovirran siirtämiseksi OLT:stä ONT:hen - suoraa (alavirran) virtausta käytetään yleensä 1550 nm:n aallonpituutta. Päinvastoin, datavirrat eri tilaajasolmuista keskussolmuun, jotka yhdessä muodostavat käänteisen (alavirran) virran, lähetetään 1310 nm:n aallonpituudella. OLT:ssa ja ONT:ssä on sisäänrakennetut WDM-multiplekserit, jotka erottavat lähtevät ja saapuvat streamit.

Riisi. 5. PON-arkkitehtuurin peruselementit ja toimintaperiaate

suora virtaus

Suora virta optisten signaalien tasolla lähetetään. Jokainen ONT, joka lukee osoitekenttiä, valitsee tästä yleisestä virrasta osan vain sille tarkoitetusta tiedosta. Itse asiassa olemme tekemisissä hajautetun demultiplekserin kanssa.

käänteinen virtaus

Kaikki ONT-tilaajasolmut lähettävät vastavirtaan samalla aallonpituudella konseptia käyttäen monikäyttöinen pääsy aikajakoisella TDMA:lla (aikajakomonipääsy). Eri ONT:iden risteytyksen mahdollisuuden eliminoimiseksi jokaisella niistä on oma yksilöllinen tiedonsiirtoaikataulu, jossa otetaan huomioon tämän ONT:n poistamiseen OLT:sta liittyvä viiveen säätö. TDMA MAC -protokolla ratkaisee tämän ongelman.

PON-standardit

Ensimmäiset askeleet PON-teknologiassa otettiin vuonna 1995, kun seitsemän yrityksen vaikutusvaltainen ryhmä (British Telecom, France Telecom, Deutsche Telecom, NTT, KPN, Telefonica ja Telecom Italia) perusti konsortion toteuttaakseen ajatuksia monikäyttöisyydestä. yksi kuitu. Tämä epävirallinen organisaatio, jota ITU-T tukee, on nimeltään FSAN (full service access network). 90-luvun lopulla liittyi joukkoon monia uusia jäseniä - niin operaattoreita kuin laitevalmistajiakin. FSAN:n tavoitteena oli kehittää yhteiset suuntaviivat ja vaatimukset PON-laitteille, jotta laitevalmistajat ja -operaattorit voisivat toimia yhdessä kilpailluilla PON-liityntäjärjestelmien markkinoilla. FSANilla on nykyään 40 operaattoria ja valmistajaa, ja se tekee tiivistä yhteistyötä standardiorganisaatioiden, kuten ITU-T:n, ETSI:n ja ATM Forumin kanssa.

Jotkut xPON-tekniikkaa koskevat ITU-T-standardit.

APON/BPON

90-luvun puolivälissä yleisesti hyväksytty näkemys oli, että vain ATM-protokolla kykeni takaamaan hyväksyttävän laadun QoS-viestintäpalveluissa lopputilaajien välillä. Siksi FSAN, joka halusi tarjota monipalvelupalveluiden kuljetusta PON-verkon kautta, valitsi ATM-tekniikan perustaksi. Tämän seurauksena lokakuussa 1998 ilmestyi ensimmäinen ITU-T G.983.1 -standardi, joka perustuu ATM-solujen kuljetukseen PON-puussa ja jota kutsutaan nimellä APON (ATM PON). Sitten usean vuoden aikana G.983.x-sarjaan ilmestyi monia uusia muutoksia ja suosituksia (x=1–7), siirtonopeus nousi 622 Mbit/s:iin. Maaliskuussa 2001 ilmestyi suositus G.983.3, joka lisäsi uusia kokonaisuuksia PON-standardiin:
- erilaisten sovellusten (äänen, videon, datan) siirto - tämä itse asiassa antoi valmistajille mahdollisuuden lisätä sopivat liitännät OLT:hen yhteyden muodostamista varten runkoverkko ja ONT:ssä tilaajiin yhdistämistä varten;
- spektrialueen laajentaminen - avaa mahdollisuuden lisäpalveluihin muilla aallonpituuksilla samassa PON-puussa, esimerkiksi televisiolähetys kolmannella aallonpituudella (triple play).
Tällä tavalla laajennettu APON-standardi saa nimen BPON (laajakaista PON).
APON mahdollistaa nykyään DBA:n (dynaamisen kaistanleveyden allokoinnin) välillä erilaisia ​​sovelluksia ja erilaiset ONT:t, ja se on suunniteltu tarjoamaan sekä laajakaista- että kapeakaistapalveluita.
APON-laitteet eri valmistajia tukee runkoliitäntöjä: SDH (STM-1), ATM (STM-1/4), Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, video (SDI PAL) ja tilaajaliitännät E1 (G.703), Ethernet 10/100Base-TX, puhelin (FXS).
PON-puussa olevan edelleenlähetyksen luonteen ja mahdollisen luvattoman pääsyn tietoihin ONT:ltä, jolle tietoja ei ole tarkoitettu, APON tarjoaa mahdollisuuden välittää dataa edelleen käyttämällä salaustekniikoita. julkiset avaimet. Paluuvirtaa ei tarvitse salata, koska OLT sijaitsee operaattorin tiloissa.

PON G.983.1 Standard Basics

Marraskuussa 2000 LMSC (LAN/MAN-standardikomitea) IEEE loi erityistoimikunnan nimeltä "Ethernet in the first mile" (EFM, Ethernet in the first mile) 802.3ah, toteuttaen näin monien asiantuntijoiden toiveet rakentaa PON-verkko. arkkitehtuuri, joka on yhtä lähellä nykyisin laajalle levinneitä Ethernet-verkkoja. Samanaikaisesti muodostetaan EFMA-allianssi (Ethernet in the first mile alliance), joka perustettiin joulukuussa 2001. Itse asiassa EFMA-allianssi ja EFM-komissio täydentävät toisiaan ja työskentelevät tiiviisti standardin parissa. EFM keskittyy teknisiin kysymyksiin ja standardien kehittämiseen IEEE:ssä, kun taas EFMA tutkii enemmän uuden teknologian käytön teollisia ja kaupallisia näkökohtia. Kohde yhteistyötä– Konsensuksen saavuttaminen operaattoreiden ja laitevalmistajien välillä ja IEEE 802.3ah -standardin kehittäminen, joka on täysin yhteensopiva kehitteillä olevan IEEE 802.17 runkopakettirengasstandardin kanssa.
EFM 802.3ah -komission on standardoitava kolmen tyyppisiä liityntäverkkoratkaisuja:
EFMC (EFM-kupari) – pisteestä pisteeseen -ratkaisu käyttäen kierrettyjä kuparipareja. Tähän mennessä tämän standardin työskentely on melkein valmis. Kahdesta vaihtoehdosta, joiden välillä päätaistelu käytiin - G.SHDSL ja ADSL+ - valittiin G.SHDSL:n hyväksi.
EFMF (EFM-kuitu) – point-to-point -kuituyhteyteen perustuva ratkaisu. Tässä on tarpeen standardoida erilaisia ​​​​vaihtoehtoja: "dupleksi yhden kuidun yli, samoilla aallonpituuksilla", "dupleksi yhden kuidun yli, eri aallonpituuksilla", "dupleksi parin kuitujen yli", uudet vaihtoehdot optisille lähetin-vastaanottimille. Useat yritykset ovat tarjonneet vastaavia ratkaisuja "omistettuina" useiden vuosien ajan. On aika standardoida ne.
EFMP (EFM PON) – ratkaisu, joka perustuu pisteestä monipisteeseen kuituyhteyden kautta. Tämä ratkaisu, joka on olennaisesti vaihtoehto APONille, sai samanlaisen nimen EPON.
Tällä hetkellä 802.3ah-standardien, mukaan lukien EFMP, kehitys on loppuvaiheessa, ja käyttöönottoa odotetaan tänä vuonna. Argumentteja EPON-teknologian puolesta vahvistaa Internetin keskittyminen yksinomaan IP-protokollaan ja Ethernet-standardeihin.

GPON

GPON-liityntäverkon (Gigabit PON) arkkitehtuuria voidaan pitää APON-tekniikan orgaanisena jatkona. Samalla toteutuu sekä PON-verkon kaistanleveyden lisäys että erilaisten monipalvelusovellusten lähetyksen tehostaminen. GPON-standardi ITU-T Rec. G.984.3 GPON otettiin käyttöön lokakuussa 2003.
GPON tarjoaa skaalautuvan kehysrakenteen siirtonopeuksilla 622 Mbps - 2,5 Gbps, tukee sekä symmetrisiä että epäsymmetrisiä bittinopeuksia PON-puussa myötä- ja ylävirtaan ja perustuu ITU-T G.704.1 GFP -standardiin (yleinen kehystysprotokolla). minkä tahansa palvelun (mukaan lukien TDM) kapseloinnin tarjoaminen synkroniseen siirtoprotokollaan. Tutkimukset osoittavat, että jopa pahimmassa liikenteen jakautumisen ja virtauksen vaihteluiden tapauksessa kaistanleveyden käyttöaste on 93 % verrattuna APONin 71 prosenttiin, EPONista puhumattakaan.
Jos SDH:ssa kaistanjako tapahtuu staattisesti, niin GFP (generic framing protocol) mahdollistaa dynaamisen kaistan allokoinnin, samalla kun se säilyttää SDH-kehyksen rakenteen.

APON-, EPON- ja GPON-tekniikoiden vertailu

Taulukko näyttää vertaileva analyysi nämä kolme tekniikkaa.

Huomautuksia:
1 – käsitelty hankkeessa.
2 – standardi sallii verkon laajentamisen 128 ONT:iin asti.
3 – lähetys on sallittu eteen- ja taaksepäin samalla aallonpituudella.
4 – suoritetaan korkeammilla tasoilla.

lisää APONista

Ja nyt - joitain puhtaasti teknisiä yksityiskohtia PON-verkkojen toiminnasta. APON-lajike on otettu esimerkkinä.
Tilaajasolmun vuorovaikutus keskussolmun kanssa alkaa yhteyden muodostamisesta. Tämän jälkeen tiedot siirretään. Kaikki tämä tehdään APON MAC -protokollan mukaisesti. Yhteyden muodostusprosessin aikana käynnistetään ranking-menettely, joka sisältää: etäisyysjärjestyksen, teholuokituksen ja synkronoinnin. Keskussolmu, kuten kapellimestari, varmistaa kaikkien tilaajasolmujen - orkesterijäsenten - koordinoidun työn.

APON MAC - protokolla keskussolmun ja tilaajan välistä vuorovaikutusta varten

APON-pääsyjärjestelmien MAC-protokolla ratkaisee kolme ongelmaa:
- voimansiirtojen välisten törmäysten eliminointi vastavirtauksessa;
- paluuvirtauskaistan selkeä, tehokas, dynaaminen jako;
- Parhaan mahdollisen neuvottelun ylläpitäminen loppukäyttäjien käynnistämien sovellusten kuljetuksessa.
APON MAC -protokolla perustuu pyyntö/lupamekanismiin. Pääajatuksena on lähettää pyynnöt ONT:stä halutulle kaistalle. OLT tekee päätöksen näiden pyyntöjen käsittelystä sen tiedon perusteella, kuinka käänteinen virtaus ladataan ja mitkä palvelut on etukäteen osoitettu tietylle ONT:lle.

järjestysmenettelyt

PON-verkon alustus perustuu kolmeen menettelyyn: etäisyyksien määrittäminen OLT:sta eri ONT:ihin (etäisyysetäisyys); kaikkien ONT:iden synkronointi (kelloalue); ja määritetään eri ONT:istä tulevien optisten signaalien intensiteetit (tehoalue) vastaanotettaessa OLT:ssä.

sijoitus etäisyyden mukaan

Etäisyysmittaus - ONT:n poistoon OLT:sta liittyvän aikaviiveen määrittäminen - suoritetaan tilaajasolmujen rekisteröintivaiheessa, ja se on tarpeen törmäysvapaan kuljetuksen varmistamiseksi ja yhtenäisen synkronoinnin luomiseksi vastavirtaan.
Ensin verkon ylläpitäjä syöttää OLT-tietoihin uuden ONT:n, sen sarjanumeron ja ONT:n tarjoamien palvelujen parametrit. Sitten, kun tämä tilaajasolmu on liitetty fyysisesti PON-verkkoon ja kytkenyt sen virran päälle, keskussolmu aloittaa luokitteluprosessin. OLT-rekisteriin rekisteröidyn ONT:n luokittelu tapahtuu aina, kun ONT kytketään päälle. Kun virta katkaistaan ​​ja kytketään päälle OLT:ssä, etäisyysmittaus tapahtuu kaikille rekisteröidyille ONT:ille.
OLT, joka lähettää signaalin rankatulle ONT:lle, kuuntelee sen vastausta ja laskee tämän perusteella kaksoismatkan RTT:n aikaviiveen (round trip time) ja lähettää sitten lasketun arvon eteenpäin suunnatussa ONT:ssä. . Tämän perusteella ONT-tilaajasolmu ottaa käyttöön sopivan viiveen, joka edeltää kehyksen lähettämisen aloittamista paluuvirrassa. Eri etäisyyksillä sijaitsevat tilaajasolmut aiheuttavat erilaisia ​​viiveitä. Tässä tapauksessa käyttöönotetun laitteistoviiveen ja valosignaalin etenemisviiveen summa optisella polulla ONT:stä OLT:hen on sama kaikille tilaajasolmuille.
Ottaen huomioon sen, että OLT-ONT-etäisyydet voivat vaihdella laajoissa rajoissa (G.983.1-standardi määrittelee alueen 0-20 km), arvioidaan mahdollisia viivevaihteluita. Jos otetaan huomioon, että valon nopeus kuidussa on 2*105 km/s, niin OLT-ONT-etäisyyden lisäys 1 km:llä vastaa viiveajan pidentymistä kaksoisreitillä 10 μs. Ja 20 kilometrin matkalla RTT on 0,2 ms. Itse asiassa tämä on pienin teoreettinen aika, joka OLT:ltä kuluu sijoituksen suorittamiseen yhdellä ONT:llä. Sijoitus etäisyyden mukaan lisää Tilaajasolmujen määrä tapahtuu peräkkäin ja vaatii suhteellista lisäystä kokonaissijoitusaikaan. Tänä aikana muut ONT:t eivät voi käyttää käänteistä virtausta tiedonsiirtoon.
Kun etäisyysjärjestys on valmis, OLT päättää kullekin ONT:lle määrättyjen palvelujen perusteella ja MAC-protokollaa käyttäen, mikä tilaajasolmu lähettää kussakin tietyssä aikavälissä.
Huomaa, että kokonaisviive, kun kehys lähetetään käänteiseen virtaan, ei johdu pelkästään signaalin äärellisestä etenemisajasta kuitua pitkin, vaan myös OLT- ja ONT-elektroniikkaelementeistä. Jälkimmäisen viive voi aiheuttaa pientä ajautumista esimerkiksi laitteiston lämpötilan vaihteluista johtuen. Siksi tiedonsiirtovaiheessa OLT ilmoittaa ONT:lle pienistä säädöistä, jotka on tehty vastavirtaan - mikroetäisyyteen. Tästä johtuen tarkkuus, jolla eri ONT:istä lähetetyt kehykset stabiloidaan, on 2–3 bittiä.

sijoitus tehon mukaan

Tehoalue - valoilmaisimen erottelukynnyksen muuttaminen valoilmaisimen herkkyyden lisäämiseksi tai sen ei-toivotun kyllästymisen välttämiseksi. Koska ONT:t poistetaan eri etäisyyksillä OLT:sta, niin optisten signaalien lisäyshäviöt PON-puun kautta levitettäessä ovat erilaisia. Tämä voi johtaa valoilmaisimien toimintahäiriöihin signaalin heikkouden tai ylikuormituksen vuoksi.
Tästä tilanteesta on kaksi mahdollista ulospääsyä - joko säädä ONT-lähettimien tehoa tai säädä OLT-valotunnistimen vastekynnystä. Toinen vaihtoehto valittiin luotettavammaksi.
OLT-valotunnistimen kynnysarvoa säädetään joka kerta, kun uusi ATM-paketti vastaanotetaan käänteisestä alustusosavirrasta paketin alustusosan integroidun tehon mittauksen perusteella.
Tehon säätö vaaditaan myös kaikissa ONT:issä. Tämä tehdään samalla tavalla, mutta vain kerran ennen kuin vastaanotin synkronoidaan toimimaan OLT:n synkronisen TDM-virran kanssa. Sitten ONT:n integroitua tehoa lasketaan jatkuvasti ja valotunnistimen erottelukynnystä säädetään tasaisesti.

synkronointi

Synkronointi tai vaihealue on tarpeen sekä eteen- että taaksepäin virtaukselle.
ONT-tilaajasolmut synkronoidaan alustuksensa alussa ja ylläpitävät sitten synkronointia koko ajan, mukautuen jatkuvaan TDM-liikenteeseen OLT:lta ja suorittamalla ns. synkronisen datan vastaanottoa.
Päinvastoin, keskus-OLT-solmu synkronoidaan joka kerta juuri saapuvan ATM-paketin johdanto-osan mukaan. Tässä ei riitä, että tiedät tämän paketin lähettäneen ONT:n osan etäisyysluokitusvaiheessa lasketun aikaviiveen - vaaditaan suurempaa tarkkuutta. Tietojen vastaanottomenetelmää johdanto-osan synkronoinnilla kutsutaan yleensä asynkroniseksi. Alkusanan synkronointi on samanlainen kuin kymmenen megabitin Ethernet-tekniikan ratkaisu, jonka johdanto-osan koko on 64 bittiä (8 tavua). Alkuosan koon pitäminen samana suhteellisen pienelle ATM-paketille (ylävirtaan) olisi kuitenkin erittäin tehotonta kaistanleveyden käyttöä. APON-tekniikka kehitettiin uutta tekniikkaa synkronointi perustuu CPA (clock phase alignment) -menetelmään, jonka avulla voit suorittaa tarvittavan synkronoinnin vasta kolmen bitin vastaanoton jälkeen! Isompi koko Ylävirran ATM-paketin johdanto-osa valittiin, koska johdannon tehtävänä on myös tarjota teholuokitusmenettely.

APON-kehysrakenne eteenpäin ja taaksepäin

Pyyntö/lupamekanismin hallitsemiseksi FSAN on määritellyt APON-kehysrakenteen myötä- ja paluuvirroille. ITU-T on standardoinut tämän muodon suosituksessa G.983.1. Kuvassa Kuva 6 esittää APON-kehysmuotoa symmetriselle liikennemuodolle 155/155Mbit/s. Alavirran kehys koostuu 56 ATM-solusta, joissa on 53 tavua. Ylävirran kehys koostuu 52 ATM-paketista, joista kukin on 56 tavua, ja yhdestä MBS-paikasta, jonka kokonaispituus on myös 56 tavua, kuten alla käsitellään.

Riisi. 6. ITU G.983 -kehysmuoto - eteenpäin ja taaksepäin suuntautuva stream-kehysrakenne.

suora virtaus

Lähetysluvat lähetetään purskeina erityisissä ATM-palvelusoluissa - kaksi kehystä kohden, joita kutsutaan työ- ja palvelusoluiksi. fyysinen taso PLOAM (fyysisen kerroksen käyttö ja ylläpito). Ne seuraavat tiukasti säännöllisesti vuorotellen 27 tietosolun kanssa. Yksi PLOAM-solu sisältää 26 ONT-oikeutta, joista kukin lähettää vain yhden (!) ATM-paketin. Loput 54 solua eteenpäin suunnatussa kehyksessä kuljettavat dataa, eikä niitä käytetä pyyntö/lupamekanismiin.

käänteinen virtaus

Vastavirta edustaa kokoelmaa datapurskeita (purskeita) eri ONT:istä. Tilaajasolmu voi lähettää dataa vasta saatuaan asianmukaisen luvan lukea PLOAM-solusta. Datapaketit ONT:stä APON:iin lähetetään ATM-paketteina. Ainoa ero ATM-paketin ja solun välillä on, että paketissa on ylimääräinen 3 tavun alustusosa. Siten ATM-paketin pituus on 56 tavua. Alkuosaa ei tarvita eteenpäin suunnatun virran soluille synkronisen datan vastaanottotilan vuoksi, kuten edellä on käsitelty. Alkuosan kaksi ensimmäistä bittiä eivät sisällä optista signaalia, mikä riittää eliminoimaan eri ONT:iden pakettien päällekkäisyyden - pienet vaihtelut signaalin etenemisen aikaisessa viiveessä ovat väistämättömiä linjassa.
Jos otetaan huomioon, että jokaiselle ATM-paketille vaaditaan lähetyslupa, niin PLOAM-soluihin pitkän ajanjakson aikana kirjoitettujen lupien kokonaismäärän tulee vastata kaikkien ONT:iden tänä aikana lähettämien ATM-pakettien määrää. Miksi PLOAM sopii 26 lupaan? Kaksi PLOAM-solua voi myöntää luvan lähettää 52 ATM-pakettia, saman määrän kuin on ylävirran ATM-kehyksessä.

MBS paikka

MBS (multi burst slot) -väli käänteisessä virrassa on palveluaikaväli. Se ilmoittaa OLT:lle ONT:n lähettämien lähetyspyyntöjen luonteesta. Tässä paikassa on 8 alikenttää tai minikorttipaikkaa, jotka vastaavat erilaisia ​​ONT:itä (kuva 7). Jos PON-järjestelmä on suunniteltu 32 tilaajasolmulle, niin kaikki 32 ONT:tä voivat lähettää tietonsa lähetyspyynnöistä vasta neljän peräkkäin lähetetyn MBS-välin jälkeen, mikä muodostaa jakson. 64 ONT-järjestelmässä sykli koostuu kahdeksasta MBS-paikasta. Yhden kehyksen lähetys nopeudella 155 Mbit/s kestää 0,15 ms. Koko syklin lähettäminen 32 ONT:llä kestää 0,6 ms Toisin sanoen 0,6 ms:n taajuudella ONT lähettää palvelupyyntöjä lähetysaikeista. ONT lähettää pyynnön, kun sen lähtöpuskuriin on muodostettu lähetysjono. Koska ONT voi lähettää vasta saatuaan luvan PLOAM-soluun arvioidakseen maksimiaika siitä hetkestä, kun jono on valmisteltu puskurissa lähetyksen alkamiseen, kaksinkertaisen RTT-ajon viive lisätään 0,6 ms:n sykliaikaan (20 km:n sädeverkossa RTT on 0,2 ms), ja tulos on 0,8 ms. OLT:n ja ONT:n laitteistoviiveet voidaan lisätä tähän arvoon.

Riisi. 7. MBS-paikan rakenne.

Minikorttipaikka koostuu myös neljästä kentästä: johdanto (3 tavua), joka on samanlainen kuin ATM-paketin alustusosa; kaksi kenttää ABR/GFR ja VBR, 8 ja 16 bittiä, jotka vastaavat kahden tyyppisiä kaistanleveyspyyntöjä; CRC-tarkistussummakentät (8 bittiä).

luotettavuus ja redundanssi APONissa

Yksinkertaisen puutopologian APON-pääsyjärjestelmien heikkous on redundanssin puute. Pahin skenaario tässä tapauksessa olisi, että OLT:stä lähimpään jakajaan (syöttökuitu) kulkeva kuitu vaurioituu. Koko tämän kuidun kautta kytketty segmentti menettää yhteyden - kymmeniä tilaajasolmuja, satoja tilaajia jää ilman verkkoa. Keskimääräinen korjausaika (MTTR, Mean Time To Repair) voi vaihdella useista päivistä useisiin viikkoihin operaattorin mukaan. Tässä yksittäisen kuidun vikatilanteessa PON-verkon haittapuoli SDH-rengastopologiaan verrattuna tulee selvimmin esille.
Siksi jo G.983.1:n ensimmäisessä suosituksessa liitteessä IV keskusteltiin turvallisten APON-järjestelmien rakentamisesta. PON-topologian erityispiirteistä johtuen tämä tehtävä ei ole niin yksinkertainen kuin SDH-rengastopologioissa, koska vastavirtakaista PON:ssa on yleinen ja sen muodostavat monet tilaajasolmut. G.983.1-suositukset ehdottivat neljän eri topologian tutkimista. Vain kaksi niistä valittiin lopulta kehitettäviksi myöhemmässä suosituksessa G.983.5.
Kuvassa Kuvat 8-10 esittävät tärkeimmät vaihtoehdot vara-PON-järjestelmien rakentamiseen. Ensimmäinen ratkaisu (kuvio 8) tarjoaa osittaisen redundanssin keskussolmusta. Toteutusta varten tämä päätös Tarvitaan 2xN jakaja. Keskussolmu on varustettu kahdella optisella moduulilla LT-1 ja LT-2, joihin on päätetty kaksi kuitua. Normaalitilassa pääkanava on aktiivinen, jos kuidut eivät vaurioidu, ja sen kautta järjestetään duplex-siirto. Varakanava - ei-aktiivinen - LT-2:n laserdiodi on pois päältä. LT-2:n valoanturi voi kuunnella vastavirtaa. Jos keskussolmusta tuleva pääkanavakuitu vaurioituu, LT-2-lähetin-vastaanotinjärjestelmä aktivoituu automaattisesti, ja siihen kytkeytyy OLT:n multipleksointi-, kytkentä- ja ristikytkentämoduuli, joka tarjoaa kuljetuksen runkoliitännöiltä. Luotettavuuden lisäämiseksi on suositeltavaa ottaa syöttökuituja erilaisista, fyysisesti erotetuista optisista kaapeleista.

Riisi. 8. Suojattu PON-topologia. Osittainen redundanssi keskussolmusta.

Tilaajasolmun osittainen redundanssi (kuva 9) mahdollistaa tilaajasolmun luotettavuuden lisäämisen. Tässä tapauksessa tilaajasolmua kohden tarvitaan kaksi optista moduulia LT-1 ja LT-2. Vaihto varakanavalle tapahtuu samalla tavalla kuin edellinen vaihtoehto. Tilaajasolmuja varattaessa ei tarvitse yhdistää kaikkia tilaajasolmuja varavirran kautta. Tilaajasolmujen kustannusero redundanssilla (kaksi moduulia LT-1 ja LT-2) ja ilman sitä (yksi LT-moduuli) mahdollistaa palveluiden eriytetyn tarjonnan erilaisia ​​luokkia tilaajia.

Riisi. 9. Suojattu PON-topologia. Tilaajasolmun osittainen redundanssi.

Kuvassa Kuvassa 10 on vaihtoehto, jossa on PON-järjestelmän täysi redundanssi. Järjestelmä kestää sekä OLT- että ONT-vastaanotto- ja -lähetyslaitteiden vikoja sekä kuituoptisen kaapelijärjestelmän minkä tahansa osan vaurioita. Molemmat solmut LT-1 ja LT-2 generoivat samanaikaisesti tietovirtoja ONT:ssä ja ne lähetetään kahteen rinnakkaiseen käänteiseen virtaan. OLT:ssa vain yksi versio kahdesta signaalin kopiosta lähetetään edelleen runkoverkossa. Liikenteen päällekkäisyyttä tapahtuu samalla tavalla eteenpäin suunnatussa virrassa. Jos kuitu- tai lähetin-vastaanottimen liitännät ovat vaurioituneet, siirtyminen varavirtaan on erittäin nopeaa eikä johda tiedonsiirron katkeamiseen.

Riisi. 10. Suojattu PON-topologia. Täysi varaus.

Ensimmäinen ratkaisu vaatii vain osittaisen redundanssin lisäksi pitkän uudelleenkonfigurointiajan, kun kuitu on vaurioitunut. Suurin osa viiveestä on laserin lämmitys OLT:ssä (LT-2) ja etäisyysmittaustoimenpiteen suorittaminen. On käytännössä vaikeaa olla yli 50 ms, yksi suosituksen G.983.5 vaatimuksista.
Johtopäätös. ITU-T:n ehdottamissa tarkasteluissa kokoonpanoissa lähes vain täysin redundantti ratkaisu täyttää kaikki vaatimukset ja näyttää houkuttelevimmalta.

Petrenko I.I., Ubaydullaev R.R., Ph.D., Telecom Transport.

Optinen kuitu koostuu keskeisestä valonjohtimesta (ytimestä) - lasikuidusta, jota ympäröi toinen lasikerros - verhous, jonka taitekerroin on pienempi kuin ytimen. Leviäessään ytimen läpi valonsäteet eivät ylitä sen rajoja heijastaen kuoren peittävästä kerroksesta. Optisessa kuidussa valonsäde syntyy yleensä puolijohde- tai diodilaserilla. Taitekertoimen jakauman ja ytimen halkaisijan mukaan optinen kuitu jaetaan yksimuotoiseen ja monimuotoiseen.

Valokuitutuotteiden markkinat Venäjällä

Tarina

Vaikka kuituoptiikka on laajalti käytetty ja suosittu viestintäväline, itse tekniikka on yksinkertainen ja kehitetty kauan sitten. Daniel Colladon ja Jacques Babinet esittelivät kokeen valonsäteen suunnan muuttamisesta taittumalla vuonna 1840. Muutamaa vuotta myöhemmin John Tyndall käytti tätä kokeilua julkisissa luennoissaan Lontoossa, ja jo vuonna 1870 hän julkaisi teoksen valon luonteesta. Teknologian käytännön sovellus löydettiin vasta 1900-luvulla. 1920-luvulla kokeet Clarence Hasnell ja John Berd osoittivat mahdollisuuden lähettää kuvia optisten putkien kautta. Heinrich Lamm käytti tätä periaatetta potilaiden lääketieteellisiin tutkimuksiin. Vasta vuonna 1952 intialainen fyysikko Narinder Singh Kapany suoritti sarjan omia kokeitaan, jotka johtivat optisen kuidun keksimiseen. Itse asiassa hän loi saman lasilankakimpun, ja kuori ja ydin tehtiin kuiduista, joilla oli erilaiset taitekertoimet. Kuori itse asiassa toimi peilinä, ja ydin oli läpinäkyvämpi - tämä ratkaisi nopean leviämisen ongelman. Jos aiemmin säde ei päässyt optisen hehkulangan päähän, eikä tällaista lähetyskeinoa ollut mahdollista käyttää pitkiä matkoja, nyt ongelma on ratkaistu. Narinder Kapani paransi tekniikkaa vuoteen 1956 mennessä. Joukko joustavia lasitankoja välitti kuvan käytännössä ilman häviötä tai vääristymistä.

Corningin asiantuntijoiden vuonna 1970 tekemää valokuitukeksintöä, joka mahdollisti puhelinsignaalin tiedonsiirtojärjestelmän monistamisen kuparilangalla samalla etäisyydellä ilman toistimia, pidetään käännekohtana valokuituoptiikan kehityksen historiassa. teknologioita. Kehittäjät onnistuivat luomaan johtimen, joka pystyy säilyttämään vähintään yhden prosentin optisen signaalin tehosta kilometrin etäisyydellä. Tämän päivän standardien mukaan tämä on melko vaatimaton saavutus, mutta silloin, lähes 40 vuotta sitten, se oli välttämätön edellytys uudenlaisen langallisen viestinnän kehittämiseksi.

Alun perin valokuitu oli monivaiheinen, eli se pystyi lähettämään satoja valon vaiheita kerralla. Lisäksi kuituytimen kasvanut halkaisija mahdollisti edullisien optisten lähettimien ja liittimien käytön. Paljon myöhemmin alettiin käyttää tehokkaampaa kuitua, jonka kautta optisessa ympäristössä oli mahdollista lähettää vain yksi vaihe. Yksivaiheisen kuidun käyttöönoton myötä signaalin eheys pystyttiin säilyttämään suuremmilla etäisyyksillä, mikä helpotti huomattavien tietomäärien siirtoa.

Nykyään suosituin kuitu on yksivaiheinen kuitu, jonka aallonpituusero on nolla. Vuodesta 1983 lähtien se on ollut alan johtava valokuitutuote, jonka toimivuus on todistetusti kymmeniä miljoonia kilometrejä.

Kuituoptisen viestinnän edut

• Laajakaistaiset optiset signaalit erittäin korkean kantotaajuuden ansiosta. Tämä tarkoittaa, että informaatiota voidaan siirtää valokuitulinjan yli nopeudella noin 1 Tbit/s;
• Valosignaalin erittäin alhainen vaimennus kuidussa, mikä mahdollistaa jopa 100 km:n tai pitempien kuituoptisten viestintälinjojen rakentamisen ilman signaalin regenerointia;
• Ympäröivien kuparikaapelointijärjestelmien, sähkölaitteiden (voimajohdot, sähkömoottorit jne.) ja sääolosuhteiden aiheuttamien sähkömagneettisten häiriöiden kestävyys;
• Suojaus luvattomalta käytöltä. Kuituoptisten viestintälinjojen kautta siirrettyä tietoa on käytännössä mahdotonta siepata tuhoamattomalla tavalla;
• Sähköturvallisuus. Itse asiassa dielektrisenä optisena kuiduna lisää verkon räjähdys- ja paloturvallisuutta, mikä on erityisen tärkeää kemian- ja öljynjalostamoilla, kun huolletaan korkean riskin teknisiä prosesseja;
• Kuituoptisten tietoliikennelinjojen kestävyys - kuituoptisten tietoliikennelinjojen käyttöikä on vähintään 25 vuotta.

Kuituoptisen viestinnän haitat

• Aktiivisten linjaelementtien suhteellisen korkeat kustannukset, jotka muuttavat sähkösignaalit valoksi ja valon sähköisiksi signaaleiksi;
• Suhteellisen korkeat kustannukset optisen kuidun liittämisestä. Tämä vaatii tarkkoja ja siten kalliita teknisiä laitteita. Tämän seurauksena, jos optinen kaapeli katkeaa, kuituoptisen linjan kunnostuskustannukset ovat korkeammat kuin kuparikaapeleita käytettäessä.

Kuituoptiset linjaelementit

• Optinen vastaanotin

Optiset vastaanottimet havaitsevat kuituoptista kaapelia pitkin lähetetyt signaalit ja muuntavat ne sähköisiksi signaaleiksi, jotka sitten vahvistavat ja palauttavat muotonsa, sekä kellosignaaleja. Tiedonsiirtonopeudesta ja laitteen järjestelmäominaisuuksista riippuen tietovirta voidaan muuntaa sarjamuotoisesta rinnakkaissuuntaiseksi.

• Optinen lähetin

Kuituoptisen järjestelmän optinen lähetin muuntaa järjestelmäkomponenttien toimittaman sähköisen datasekvenssin optiseksi tietovirraksi. Lähetin koostuu rinnakkaissarjamuuntimesta, jossa on kellosyntetisaattori (joka riippuu järjestelmän asennuksesta ja bittinopeudesta), ohjaimesta ja optisesta signaalilähteestä. Optisissa siirtojärjestelmissä voidaan käyttää erilaisia ​​optisia lähteitä. Esimerkiksi valodiodeja käytetään usein edullisissa lähiverkoissa lyhyen matkan viestintään. Laaja spektrikaistanleveys ja kyvyttömyys toimia toisen ja kolmannen optisen ikkunan aallonpituuksilla eivät kuitenkaan salli LEDien käyttöä tietoliikennejärjestelmissä.

• Esivahvistin

Vahvistin muuntaa valodioditunnistimesta tulevan epäsymmetrisen virran epäsymmetriseksi jännitteeksi, joka vahvistetaan ja muunnetaan differentiaalisignaaliksi.

• Tietojen synkronointi ja palautussiru

Tämän sirun on palautettava kellosignaalit vastaanotetusta datavirrasta ja niiden kellotus. Kellon palautukseen vaadittava vaihelukittu silmukkapiiri on myös täysin integroitu kellosiruun, eikä se vaadi ulkoisia ohjauskellopulsseja.

• Sarjasta rinnakkaiseksi koodimuunnoslohko

• Rinnakkais-sarjamuunnin

• Lasermuotoilija

Sen päätehtävänä on tuottaa esijännitettä ja moduloivaa virtaa laserdiodin suoraan moduloimiseksi.

• Optinen kaapeli, joka koostuu optisista kuiduista, jotka sijaitsevat yhteisen suojavaipan alla.

Yksimuotoinen kuitu

Jos kuidun halkaisija ja aallonpituus ovat riittävän pieniä, yksi säde etenee kuidun läpi. Yleisesti ottaen jo se tosiasia, että valitaan yksimuotoisen signaalin etenemismoodin ytimen halkaisija, puhuu kunkin yksittäisen kuidun suunnitteluvaihtoehdon erityispiirteistä. Toisin sanoen yksimuoto viittaa kuidun ominaisuuksiin suhteessa käytetyn aallon ominaistaajuuteen. Vain yhden säteen eteneminen antaa sinun päästä eroon intermode-dispersiosta, ja siksi yksimuotokuidut ovat suuruusluokkaa tuottavampia. Tällä hetkellä käytetään ydintä, jonka ulkohalkaisija on noin 8 mikronia. Kuten monimuotokuitujen tapauksessa, käytetään sekä askel- että gradienttimateriaalin jakautumistiheyksiä.

Toinen vaihtoehto on tuottavampi. Yksimuototekniikka on ohuempaa, kalliimpaa ja sitä käytetään tällä hetkellä tietoliikenteessä. Optista kuitua käytetään kuituoptisissa viestintälinjoissa, jotka ovat sähköistä viestintää parempia, koska ne mahdollistavat häviöttömän ja nopean digitaalisen tiedon siirron pitkiä matkoja. Kuituoptiset linjat voivat joko muodostaa uuden verkon tai yhdistää olemassa olevia verkkoja - valokuitujen osia, jotka on yhdistetty fyysisesti valojohteen tasolla tai loogisesti tiedonsiirtoprotokollien tasolla. Tiedonsiirtonopeudet kuituoptisilla linjoilla voidaan mitata sadoina gigabitteinä sekunnissa. Standardi on jo viimeistelyssä mahdollistamaan tiedonsiirron nopeudella 100 Gbit/s, ja 10 Gbit Ethernet -standardia on käytetty nykyaikaisissa tietoliikennerakenteissa useiden vuosien ajan.

Monimuotokuitu

Monimuotoisessa optisessa kuidussa suuri määrä moodeja – kuituun eri kulmista johdettuja säteitä – voi levitä samanaikaisesti. Multimode OF:lla on suhteellisen suuri ytimen halkaisija (vakioarvot 50 ja 62,5 μm) ja vastaavasti suuri numeerinen aukko. Monimuotokuidun suurempi ytimen halkaisija yksinkertaistaa optisen säteilyn kytkemistä kuituun, ja monimuotokuidun kevennetyt toleranssivaatimukset vähentävät optisten lähetin-vastaanottimien kustannuksia. Näin ollen monimuotokuitu on vallitseva lyhyen kantaman paikallis- ja kotiverkoissa.

Monimuotooptisen kuidun suurin haittapuoli on intermodisen dispersion esiintyminen, joka johtuu siitä, että eri moodit seuraavat kuidussa eri optisia polkuja. Tämän ilmiön vaikutuksen vähentämiseksi kehitettiin monimuotokuitu, jolla on asteittainen taitekerroin, jonka ansiosta kuidun moodit etenevät parabolisia liikeratoja pitkin ja niiden optisten reittien ero ja siten intermodaalinen dispersio on merkittävästi. Vähemmän. Huolimatta siitä, kuinka tasapainoisia gradienttimonimuotokuidut ovat, niiden suorituskykyä ei voi verrata yksimuototekniikoihin.

Kuituoptiset lähetin-vastaanottimet

Tietojen siirtämiseksi optisten kanavien kautta signaalit on muutettava sähköisistä optisiksi, lähetettävä viestintälinkin kautta ja muutettava sitten takaisin sähköisiksi vastaanottimessa. Nämä muutokset tapahtuvat lähetin-vastaanottimessa, joka sisältää elektronisia komponentteja optisten komponenttien ohella.

Lähetystekniikassa laajalti käytetty aikajakomultiplekseri mahdollistaa siirtonopeuden nostamisen 10 Gb/s:iin. Nykyaikaiset nopeat kuituoptiset järjestelmät tarjoavat seuraavat siirtonopeusstandardit.

Uudet aallonpituusjako- taienetelmät mahdollistavat tiedonsiirron tiheyden lisäämisen. Tämän saavuttamiseksi useita multipleksoituja tietovirtoja lähetetään yhden kuituoptisen kanavan kautta käyttämällä kunkin virran lähetystä eri aallonpituudella. WDM-vastaanottimen ja -lähettimen elektroniset komponentit ovat erilaisia ​​kuin aikajakojärjestelmässä käytetyt komponentit.

Kuituoptisten tietoliikennelinjojen käyttö

Valokuitua käytetään aktiivisesti kaupunkien, alueellisten ja liittovaltion tietoliikenneverkkojen rakentamiseen sekä kaupunkien automaattisten puhelinkeskusten välisten yhdyslinjojen asentamiseen. Tämä johtuu kuituverkkojen nopeudesta, luotettavuudesta ja suuresta kapasiteetista. Kuituoptisten kanavien avulla on myös kaapelitelevisio, etävideovalvonta, videoneuvottelut ja videolähetykset, telemetria ja muut tietojärjestelmät. Jatkossa on tarkoitus käyttää puhesignaalien muuntamista optisiksi signaaleiksi kuituoptisissa verkoissa.