Способы увеличения пропускной способности оптических волокон
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
лияют также и такие факторы, как перегибы волокна, повив волокон в кабеле, поперечные и продольные напряжения волокон. Все эти факторы закладываются еще на этапе производства кабеля. Величина ПМД волокон кабеля, измеренная на кабельном барабане перед началом строительства, после прокладки кабеля изменится не сильно.
Поляризационная модовая и хроматическая дисперсии существенно ограничивают возможности передачи оптических сигналов по волокну и после затухания являются наибольшим препятствием для повышения дальности работы цифровых систем. Хроматическая дисперсия может быть компенсирована, как с помощью уменьшения полосы излучаемого спектра лазерного источника, так и смещением хроматической дисперсии кабеля в область более высоких длин волн. Компенсация ПМД невозможна и может быть понижена только с увеличением качества оптических волокон и кабелей. Величина 0,5 ps/км1/2 является фактически принятым международным стандартом максимально допустимого ПМД. В рекомендациях, касающихся дальней передачи, прослеживается тенденция устанавливать требование, ограничивающее величину ПМД не более 0,1 ps/км1/2. На рис.9 приведена зависимость битовой скорости от дальности работы системы передачи.
Рисунок 9 - Зависимость скорости передачи от длины волны.
2.4 Дисперсия в многомодовых и одномодовых волокнах
В зависимости от структурных параметров различают многомодовые и одномодовые оптические волокна.
Многомодовые оптические волокна имеют такое соотношение диаметров оболочки и сердцевины, которое позволяет передавать одновременно несколько сотен разрешенных световых мод, вводимых в волокно под разными углами в рамках числовой апертуры волокна. Все разрешенные моды имеют разные траектории распространения и, соответственно, различное время распространения по световоду. Главный недостаток многомодовых волокон - большая величина модовой дисперсия. Ограничивающая как полосу пропускания, так и дальность работы цифровой системы передачи. Однако, многомодовые оптические волокна активно применяются в коротких ВОЛС, что объясняется дешевизной производства как волокна, так и источников излучения.
Одним из способов компенсации модовой дисперсии является применение оптических волокон с переменным профилем показателя преломления сердцевины кабеля. Наибольшее распространение получили градиентные оптические волокна. В отличие от стандартных многомодовых световодов, имеющих постоянный профиль преломления материала сердцевины, такие световоды имеют показатель преломления, плавно уменьшающийся от центра к оболочке. Вследствие изменения скорости распространения света происходит компенсация задержки распространения разных световых мод. В результате, такое оптическое волокно имеет во много раз меньшую дисперсию, и, как следствие, большую полосу пропускания. Главный недостаток градиентных оптических волокон, ограничивающих их применение - большая цена и сложность производства.
Одномодовое оптическое волокно сконструировано таким образом, что в сердцевине может распространяться только одна, основная мода. Именно поэтому подобные волокна имеют наилучшие характеристики и наиболее активно используются в строительстве ВОЛС. Основные преимущества одномодовых оптических волокон - малое затухание, минимальная величина модовой дисперсии, широкая полоса пропускания (рис 10).
Рисунок 10 - Многомодовое (а), градиентное (б) и одномодовое (в) оптическое волокно
3. Методы мультиплексирования и способы увеличения пропускной способ оптических волокон и кабелей
Существует несколько способов увеличения пропускной способности систем передачи информации. Большинство из них сводится к одному из методов уплотнения компонентных информационных потоков в один групповой, который передается по линии связи. Поскольку большинство из методов уплотнения находит широкое применение в современных системах связи, рассмотрим каждый из них.
3.1 Метод временного мультиплексирования TDM
(Time Division Multiplexing) - это зрелая, проверенная временем технология. Хотя в некотором будущем она может уступить место АТМ или IP, на сегодняшний день это преобладающая технология местного доступа, и число систем на основе TDM продолжает увеличиваться.- это опробованный и вызывающий доверие способ построения глобальных производственных сетей и многие производственные организации успешно пользовались такими сетями еще в 70-х и 80-х годах.
Существует несколько причин, в силу которых TDM продолжает играть ведущую роль для местного доступа:
Полоса пропускания постоянно становится дешевле и доступнее, что делает проблему ее максимально эффективного использования менее острой
Низкая цена оборудования TDM
Простота установки и обслуживания
Непревзойденное качество передачи голоса
Зрелость самой технологии и решений на ее основе
Хорошая стандартизация и совместимость аппаратуры различных производителей
Малое и постоянное время задержки
Технологию TDM первой стали широко применять в обычных системах электросвязи. Эта технология предусматривает объединение нескольких входных низкоскоростных каналов в один составной высокоскоростной канал. Входные каналы по очереди модулируют высокочастотную несущую в течение выделенных им коротких промежутков времени (тайм-слотов), которые периодически повторяются. Например, в течение первого тайм-слота несущая модулируе?/p>