СЕТИ И ОТКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ

Волоконно-оптические сети. Материалы. Преимущества и недостатки. Оптоволокно - одномодовое, многомодовое. Затухание, дисперсия, спектральные характеристики. Соединение ВОКабелей.

Волоконно-оптические сети.
Совершенная физическая среда для передачи информации: несущая=10¹⁴Гц -> предел - Терабит/с, в принципе возможна передача сигналов в двух направлениях сразу и использование двух поляризаций - уплотнение в 4 раза. Малое затухание. Russia - 0.22 дБ/км l=1.55мкм - линии до 100 км без регенерации сигналов. Japan - 0.154 дБ/км. США разработки фторцирконатных волокон с теоретическим пределом порядка 0,02 дБ/км l=2.5 мкм (4600 км при 1Гбит/с.)
Техн. особенности.
Кусок кварца SiO2 - недорогой в отличие от меди. Его можно вкладывать внутрь силовых кабелей. Устойчивость к ЭМПомехам. Нельзя прослушать. Существуют способы засекречивания, основанные на фазовой модуляции. Сам сигнал задерживают и смешивают с самим собой. Интерференция. Восстановление на спец. интерферометре типа Майкельсона. Долговечность > 25 лет (проложил, а потом наращивай пропускную способность путем замены электроники).
Недостатки: нужны надежные опто/электрические преобразователи. Высокоточные с микронной точностью коннекторы. Прецизионное оборудование для монтажа ВОС. Выше затраты на ремонт.
Оптоволокно - одномодовое (однолучевое, 8-10 мкм коря), многомодовое (50-60 мкм).
Затухание (дБ/км) передача в 0.85 мкм, 1.3 мкм, 1.55 мкм, так здесь у кварца повышенная прозрачность.
Дисперсия - уширение (!) импульсов при распространению по волокну. Одномодовые - более сложен монтаж, дороже, более высокоскоростные и меньше затухание. Многомодовые - проще оконцевать (до 0.3 дБ потери в стыке), нельзя уменьшить затухание (3-4 дБ/км). Полоса пропускания - 800МГц*км, нормально для ЛВС, но мало для глобальных. На 0.85мкм много излучателей.
Соединение ВОКабелей.
Сплайсы - коробочки с автоматическим центрированием жил 0.1дБ, без клея, но нужен качественный перпендикулярный срез. Либо во втулку наливают гель - он и герметик и обеспечивает оптич. контакт. Сварка - до 0.01дБ.

Поколения передачи и приема оптических сигналов.

Поколения передачи и приема оптических сигналов:

1. 1975 г. - диод, работающий на длине волны 0.85 мкм в многомодовом режиме.
2. Одномодовые передатчики, работающие на длине волны 1.3 мкм.
3. 1982 г. - диодные лазеры 1.55 мкм.
4. Когерентные системы связи, частотная или фазовая модуляция - большая дальность передачи. Спецы из NTT - построили безрегенераторную когерентную ВОЛС STM-16 на скорость передачи 2.48832 Гбит/с протяженностью в 300 км, а в лабораториях NTT в 1990 года ученые впервые создали систему связи с применением оптических усилителей на скорость 2.5 Гбит/с на расстояние 2223 км.
5. Оптических усилителей на основе световодов, легированных эрбием, усиление до 30 dB. В эксплуатации трансатлантические линии связи США-Европа ТАТ-8 и ТАТ-9, Тихоокеанская линия США-Гавайские острова-Япония ТРС-3. Ведутся работы по завершению строительства глобального оптического кольца связи Япония-Сингапур-Индия-Саудовская Аравия-Египет-Италия.
6. В последние годы наряду с когерентными системами связи развива ется альтернативное направление: солитоновые системы связи. Солитон - это световой 10пс импульс с необычными свойствами: он сохраняет свою форму и теоретически может распространяться по "идеальному" световоду бесконечно далеко. Солитоновые системы, в которых отдельный бит информации кодируется наличием или отсутствием солитона, могут иметь пропускную способность не менее 5 Гбит/с на расстоянии 10 000 км. Предложение модернизировать уже построенную ТАТ-8. Для этого придется поднять подводный ВОК, демонтировать все регенераторы и срастить все волокна напрямую. В результате на подводной магистрали не будет ни одного промежуточного регенератора.

||

AlexMou@, 1999.