Kabelfernsehnetze für die Kleinsten. Teil 8: Optisches Backbone-Netzwerk

Grundlage der Datenübertragung ist seit vielen Jahren die optische Umgebung. Es ist schwer sich einen Habuchitel vorzustellen, der mit diesen Technologien nicht vertraut ist, aber es ist unmöglich, zumindest auf eine kurze Beschreibung in meiner Artikelserie zu verzichten.


Um das Bild an meinen Fingern zu vervollständigen und zu vereinfachen, erzähle ich Ihnen ein paar alltägliche Dinge (werfen Sie keine Hausschuhe, dies ist für diejenigen, die es überhaupt nicht wissen): Eine optische Faser ist ein Glas, das in einen Faden gezogen wird, der dünner als ein Haar ist. Ein von einem Laser gebildeter Strahl breitet sich entlang des Strahls aus, der (wie jede elektromagnetische Welle) seine eigene spezifische Frequenz hat. Verwenden Sie der Einfachheit halber anstelle der Frequenz in Hertz den inversen Wert der Wellenlänge, der im optischen Bereich in Nanometern gemessen wird. Für die Übertragung von Kabelfernsehsignalen wird üblicherweise λ = 1550 nm verwendet.

Teile der Leitung sind durch Schweißen oder Verbinden miteinander verbunden. Sie können mehr darüber in dem ausgezeichneten Artikel von @stalinets lesen . Ich kann nur sagen, dass KTV-Netzwerke fast immer das schräge Polieren von APC verwenden.


Bild von fibre-optic-solutions.com

Es führt eine etwas größere Dämpfung als das direkte ein, hat jedoch eine sehr wichtige Eigenschaft: Das an der Verbindungsstelle reflektierte Signal breitet sich nicht entlang derselben Achse wie das Hauptsignal aus und hat daher einen geringeren Einfluss darauf. Für digitale Übertragungssysteme mit eingebetteten Redundanz- und Wiederherstellungsalgorithmen scheint dies unwichtig zu sein, aber das Fernsehsignal begann seinen Weg als Analog (einschließlich Glasfaser), und für ihn ist es sehr kritisch: Jeder erinnert sich an das Ghosting oder Crawlen des Bildes auf alten Fernsehgeräten mit unsicherem Empfang. Ähnliche Wellenphänomene treten sowohl in der Luft als auch in Kabeln auf. Das digitale Fernsehsignal hat zwar eine erhöhte Störfestigkeit, weist jedoch nicht viele Brötchen für die Paketdatenübertragung auf und kann auch auf physikalischer Ebene leiden, kann jedoch nicht mehr durch eine erneute Anforderung wiederhergestellt werden.

Damit das Signal über eine beträchtliche Entfernung übertragen werden kann, ist ein hoher Pegel erforderlich, weshalb auf Verstärker in der Kette nicht verzichtet werden kann. Das optische Signal in KTV-Systemen wird durch Erbiumverstärker (EDFA) verstärkt. Der Betrieb dieses Geräts kann ein hervorragendes Beispiel dafür sein, dass jede ausreichend entwickelte Technologie nicht von Magie zu unterscheiden ist. Kurz gesagt: Wenn ein Strahl durch eine mit Erbium gemischte Faser geht, entstehen Bedingungen, unter denen jedes Photon der Anfangsstrahlung zwei seiner Klone erzeugt. Solche Geräte werden in allen Datenübertragungssystemen über große Entfernungen eingesetzt. Sie sind natürlich nicht billig. Daher werden in Fällen, in denen keine Signalverstärkung um einen signifikanten Betrag erforderlich ist und keine strengen Anforderungen an die Rauschmenge bestehen, Signalregeneratoren verwendet:



Wie aus dem Strukturdiagramm ersichtlich, führt diese Vorrichtung eine doppelte Signalumwandlung zwischen dem optischen und dem elektrischen Medium durch. Mit diesem Design können Sie bei Bedarf die Wellenlänge des Signals ändern.

Manipulationen wie Verstärkung und Signalregeneration sind nicht nur erforderlich, um die Kilometerdämpfung des Kabels auszugleichen. Die größten Verluste treten auf, wenn das Signal zwischen den Netzwerkzweigen aufgeteilt wird. Die Aufteilung erfolgt mit passiven Geräten, die je nach Bedarf eine unterschiedliche Anzahl von Abgriffen haben können und das Signal sowohl symmetrisch als auch nicht symmetrisch aufteilen.



Im Inneren des Teilers befinden sich entweder Fasern, die durch Seitenflächen verbunden sind, oder sie sind wie Spuren auf einer Leiterplatte geätzt. Zur Vertiefung empfehle ich NAGru- Artikel zu geschweißten bzw. planaren Trennwänden. Je mehr Abzweigungen der Teiler hat, desto stärker wird das Signal gedämpft.

Wenn wir dem Teiler Filter zum Trennen von Strahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen hinzufügen, können wir zwei Signale gleichzeitig in einer Faser übertragen.



Dies ist die einfachste Option für das Multiplexen auf Optiken - FWDM . Durch Anschließen der KTV- und Internetausrüstung an die TV- bzw. Express-Eingänge erhalten wir ein gemischtes Signal im gemeinsamen COM-Ausgang, das entlang einer Faser übertragen werden kann, und auf der anderen Seite kann es beispielsweise auch zwischen dem optischen Empfänger und dem Schalter aufgeteilt werden. Dies geschieht ähnlich wie ein Regenbogen in einem Glasprisma aus weißem Licht erscheint.

Um ein optisches Signal zu reservieren, kann zusätzlich zu optischen Empfängern mit zwei Eingängen, über die ich im letzten Teil geschrieben habe , ein elektromechanisches Relais angelegt werden, das gemäß den angegebenen Signalparametern von einer Quelle zur anderen wechseln kann.
Wenn sich eine Faser verschlechtert, wechselt das Gerät automatisch zu einer anderen. Die Schaltzeit beträgt weniger als eine Sekunde, sodass sie für den Teilnehmer im schlimmsten Fall wie eine Handvoll Artefakte auf einem digitalen Fernsehbild aussieht, die mit dem nächsten Bild sofort verschwinden.