Принципы работы волоконно-оптических систем передачи
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
планарного волновода.
Приподнятый волновод
Гребенчатый волновод
Внедрённый волновод
.1 Цилиндрические волноводы
Количество мод в цилиндрическом волноводе определяется по формуле M=V/2, где V=ka (n1-n2) a - радиус волновода.
В цилиндрическом волноводе различают 2 типа мод: меридианальные (проходят через ось волокна) и немеридианальные.
Профили показателя преломления:
.Ступенчатый
.Градиентный
.2 Модовая дисперсия
При распространении нескольких мод в волокне наблюдается модовая дисперсия - явление уширения светового импульса. Модовая дисперсия ведет к ограничению количества передаваемой информации.
?r=l*n1/c - l*n2/c=l/c (n1-n2)=l/c*?n
Для борьбы с модовой дисперсией применяются световоды с постепенным изменением показателя n - ступенчатые и градиентные.
2.3 Потери в оптических волноводах
Потери на изгибе. Для каждого световода существует критический радиус кривизны Rc, при котором наступает излучение в подложку и внешнюю среду. Если радиус кривизны R>Rc, потерь нет. При R?Rc появляются потери, экспоненциально возрастающие с дальнейшим уменьшением радиуса.
Поверхностные потери. Поверхностные потери происходят вследствие неровности поверхности световода. На негладкой поверхности происходит излучение наружу некоторой части световой энергии.
Рассеивание на неоднородностях. Еще один важный источник потерь - рассеивание на неоднородности. Рассеивание может быть собственным и примесным. Примесные атомы и молекулы, находящиеся в структуре волокна, могут поглощать фотоны определенной частоты, тем самым уменьшая общую интенсивность света. Рассеивание на неоднородностях так же уменьшает интенсивность света, поскольку фотоны, попавшие на такую неоднородность, с большой вероятностью могут преломиться во внешнюю среду.
Окна прозрачности.
Значения затухания длин волн считаются минимальными (наиболее близкими к идеальной кривой) в трех диапазонах длин волн, показанных на графике.
1-е окно - в области 850 нм, ;
-е окно - 1270 (1280) - 1350 нм,;
-е окно - 1528-1561 нм, .
3. Современные системы волоконно-оптической связи
.1 Системы связи плезиохронной цифровой иерархии
Первичная цифровая иерархия - ПЦИ (2048 кбит/с) - Е1 (32)
Вторичная цифровая иерархия - ВЦИ (8448 кбит/с) - Е2 (120)
Третичная цифровая иерархия - ТЦИ (34368 кбит/с) - Е3 (480)
Четвертичная цифровая иерархия - ЧЦИ (139264 кбит/с) - Е4 (1920)
Пятеричная цифровая иерархия - ПЦИ (564992 кбит/с) - Е5 (7680)
.2 Системы связи первичной цифровой плезиохронной иерархии Е1
Передача по волоконно-оптическим линиям связи одного или нескольких сигналов в виде цифровых потоков со скоростью 2048 кбит/с - довольно частое явление. Это местные или объектовые сети связи, или ответвления от зоновой или магистральной линии в какой-либо объект или небольшой населенный пункт, находящийся от этой линии на значительном расстоянии (до 100…150 км).
3.3 Системы связи вторичной цифровой плезиохронной иерархии Е2
Позволяет по одной паре оптических волокон (многомодовых) передавать в обе стороны 120 телефонных каналов в цифровом информационном потоке со скоростью 8,448 Мбит/с.
3.3 Системы связи третичной цифровой плезиохронной иерархии ЕЗ
Предназначена для передачи 480 телефонных каналов в двоичном цифровом потоке со скоростью 34,368 Мбит/с. На мультиплексор - формирователь потока со скоростью 34,368 Мбит/с - поступает 16 цифровых потоков 2,048 Мбит/с в коде HDB3.
3.4 Системы связи цифровой плезиохронной иерархии Е4
Обеспечивает передачу 1920 телефонных каналов или любой другой информации в дискретном виде с помощью цифрового оптического сигнала по одномодовому волокну на максимальное расстояние до 830 км.
3.5 Системы и оборудование синхронной цифровой иерархии
Синхронная цифровая иерархия и сети
STM-1 - 155,520 Мбит/с.
STM-4 - 622,08 Мбит/с,
STM-16 -2488,32 Мбит/с (2,488 Гбит/с),
STM-64 - 9,953 Гбит/с
Недостатки плезиохронных систем передачи и прогресс в технологиях волоконно-оптических систем, стимулировали разработку и внедрение новых цифровых систем передачи информации. Был принят новый стандарт Синхронной Цифровой Иерархии (СЦИ - SDH) и единой глобальной оптической сети. При принятии нового стандарта цифровой связи - SDH, одним из требований к новой системе было обеспечение совместимости с системами PDH. Это относилось прежде всего к цифровому потоку уровня Е4 PDH (140 Мбит/с). Для решения этой задачи в цифровой поток Е4 была введена избыточность в виде дополнительных бит, вследствие чего скорость передачи нового уровня возросла до 155,52 Мбит/с. Такая скорость была принята для основного формата синхронного сигнала, получившего название синхронный транспортный модуль - STM-1.
В результате международных соглашений были установлены скорости передачи в виде синхронной цифровой иерархии (СЦИ - SDH). регламентируемые рекомендациями ITU-T (МККТТ) G.707, структура сигнала в интерфейсе сетевого узла - G.708, структура синхронного группообразования - G.709. Таким образом была принята следующая градация скоростей для иерархий синхронных сигналов (SDH):
STM-1 - 155,520 Мбит/с.
STM-4 - 622,08 Мбит/с,
STM-16 -2488,32 Мбит/с (2,488 Гбит/с),
STM-64 - 9,953 Гбит/с,
В отличие от плезиохронных, в сетях синхронной цифровой иерархии используется центральный опорный генератор синхрочастоты (таймер)