Redes de TV a cabo para os menores. Parte 8: Rede de backbone óptico

Por muitos anos, a base da transferência de dados tem sido o ambiente óptico. É difícil imaginar um habuchitel que não esteja familiarizado com essas tecnologias, mas é impossível ficar sem pelo menos uma breve descrição em minha série de artigos.


Para completar a imagem em meus dedos e de maneira simplista, vou falar sobre algumas coisas comuns (não jogue chinelos, isso é para quem não sabe nada): fibra óptica é um vidro que é puxado para um fio mais fino que um fio de cabelo. Um feixe formado por um laser se propaga ao longo dele, que (como qualquer onda eletromagnética) tem sua própria frequência específica. Por conveniência e simplicidade, falando em óptica, em vez da frequência em hertz, use o valor inverso do comprimento de onda, que na faixa óptica é medido em nanômetros. Para a transmissão de sinais de televisão a cabo, normalmente é usado λ = 1550nm.

Partes da linha são interconectadas por soldagem ou conectores. Você pode ler mais sobre isso no excelente artigo de @stalinets . Só posso dizer que as redes KTV usam quase sempre o polimento oblíquo da APC.


Imagem de fiber-optic-solutions.com

Introduz uma atenuação um pouco maior que a direta, mas possui uma propriedade muito importante: o sinal refletido na junção não se propaga no mesmo eixo do sinal principal e, portanto, tem um efeito menor sobre ele. Para sistemas de transmissão digital com algoritmos de redundância e restauração incorporados, isso parece sem importância, mas o sinal de televisão começou como analógico (incluindo fibra óptica), e para ele é muito crítico: todo mundo se lembra de fantasmas ou rastreamento da imagem em TVs antigas com recepção incerta. Fenômenos de ondas semelhantes, tanto no ar quanto nos cabos, ocorrem. O sinal de televisão digital, embora tenha aumentado a imunidade a ruídos, no entanto, não possui muitos pacotes de transferência de dados por pacote e também pode sofrer no nível da física, mas não pode mais ser restaurado por meio de uma solicitação novamente.

Para que um sinal seja transmitido a uma distância considerável, é necessário um nível alto; portanto, os amplificadores não podem ser dispensados ​​em uma cadeia. O sinal óptico nos sistemas KTV é amplificado por amplificadores de érbio (EDFA). A operação deste dispositivo pode servir como um excelente exemplo do fato de que qualquer tecnologia suficientemente desenvolvida é indistinguível da mágica. Em poucas palavras: quando um raio passa através de uma fibra misturada com érbio, são criadas condições sob as quais cada fóton da radiação inicial cria dois de seus clones. Tais dispositivos são utilizados em todos os sistemas de transmissão de dados a longas distâncias. É claro que não são baratos. Portanto, nos casos em que a amplificação de sinal por uma quantidade significativa não é necessária e não há requisitos estritos para a quantidade de ruído, são utilizados regeneradores de sinal:



Este dispositivo, como pode ser visto no diagrama estrutural, realiza uma conversão dupla de sinal entre os meios óptico e elétrico. Esse design permite alterar o comprimento de onda do sinal, se necessário.

Manipulações como amplificação e regeneração de sinal são necessárias não apenas para compensar a atenuação do quilômetro do cabo. As maiores perdas ocorrem quando o sinal é dividido entre as ramificações da rede. A divisão é realizada usando dispositivos passivos, que, dependendo da necessidade, podem ter um número diferente de toques, além de dividir o sinal simetricamente e não.



Dentro do divisor, existem fibras conectadas por superfícies laterais ou gravadas como faixas em uma placa de circuito impresso. Para aprofundar, recomendo os artigos NAGru sobre divisores soldados e planares , respectivamente. Quanto mais o divisor toca, mais atenua o sinal.

Se adicionarmos filtros para separar feixes com diferentes comprimentos de onda ao divisor, poderemos transmitir dois sinais em uma fibra ao mesmo tempo.



Esta é a opção mais simples para multiplexação em óptica - FWDM . Ao conectar o equipamento KTV e Internet às entradas TV e Express, respectivamente, obtemos um sinal misto na saída COM comum, que pode ser transmitida ao longo de uma fibra e, por outro lado, também pode ser dividida entre o receptor óptico e o comutador, por exemplo. Isso acontece da mesma maneira que um arco-íris aparece em um prisma de vidro da luz branca.

Para reservar um sinal óptico, além dos receptores ópticos com duas entradas, sobre as quais escrevi na última parte , é possível aplicar um relé eletromecânico, que pode alternar de uma fonte para outra de acordo com os parâmetros de sinal especificados.
Se uma fibra degradar, o dispositivo mudará automaticamente para outra. O tempo de comutação é menor que um segundo; portanto, para o assinante, parece, na pior das hipóteses, um punhado de artefatos em uma imagem de televisão digital que desaparecem imediatamente no próximo quadro.