
- •Волоконно-оптические сети
- •1. Основные сведения о ВОЛС
- •1.1. Общие положения
- •Преимущества ВОЛС
- •Недостатки ВОЛС
- •Типовая схема системы волоконно-оптической связи
- •1.2. Основные компоненты ВОЛС
- •Литература к предисловию и главе 1
- •2. Оптическое волокно
- •2.1. Типы оптических волокон
- •Многомодовые градиентные волокна
- •Одномодовые волокна
- •2.2. Распространение света по волокну
- •Геометрические параметры волокна
- •Типы мод
- •Длина волны отсечки (cutoff wavelength)
- •Затухание
- •Потенциальные ресурсы волокна и волновое уплотнение
- •Дисперсия и полоса пропускания
- •Межмодовая дисперсия
- •Хроматическая дисперсия
- •Поляризационная модовая дисперсия
- •2.3. Характеристики поставляемых волокон
- •Градиентное многомодовое волокно
- •Функциональные свойства одномодовых волокон
- •Литература к главе 2
- •3. Пассивные оптические компоненты
- •3.1. Разъемные соединители
- •Типы конструкций
- •Вносимые потери
- •Надежность, механические, климатические и другие воздействия
- •Стандарты соединителей
- •Оптические шнуры
- •Адаптеры быстрого оконцевания
- •Механический сплайс (МС)
- •Производители и поставщики
- •3.2. Сварное соединение волокон
- •Непрерывное соединение
- •Допускается заводская прединсталляция
- •Количественные оценки качества сварки
- •3.3. Оптические разветвители
- •Древовидный разветвитель (tree coupler)
- •Звездообразный разветвитель (star coupler)
- •Ответвитель (tap)
- •Параметры, характеризующие разветвитель
- •3.4. Устройства волнового уплотнения WDM
- •Основные технические параметры WDM фильтров
- •Широкозонные и узкозонные WDM фильтры
- •3.5. Оптические изоляторы
- •Вращение плоскости поляризации
- •Принцип действия оптического изолятора
- •Технические параметры
- •3.6. Другие специальные пассивные компоненты ВОЛС
- •Аттенюаторы
- •Оптические переключатели
- •Соединительные герметичные муфты
- •Терминирование ВОК
- •Оптический узел
- •Оптические распределительные устройства (ОРУ)
- •Оптические кроссовые устройства (ОКУ)
- •Интерконнект и кросс-коннект
- •Принципы построения оптического кроссового устройства
- •Обслуживание ОКУ
- •Оптические кроссы высокой и сверхвысокой плотности
- •Характеристики
- •Примеры инсталляции кроссового оборудования
- •Литература к главе 3
- •4. Электронные компоненты систем оптической связи
- •4.1. Передающие оптоэлектронные модули
- •Типы и характеристики источников излучения
- •Светоизлучающие диоды
- •Лазерные диоды
- •Другие характеристики
- •Основные элементы ПОМ
- •4.2. Приемные оптоэлектронные модули
- •Основные элементы приемных оптоэлектронных модулей
- •Принципы работы фотоприемника
- •Технические характеристики фотоприемников
- •Лавинный фотодиод
- •Электронные элементы ПРОМ
- •4.3. Повторители и оптические усилители
- •Проблема расстояния
- •Типы ретрансляторов
- •Повторители для цифровых линий связи
- •Конструкция
- •Оптические усилители
- •4.4. Разновидности усилителей EDFA
- •Усилители на кремниевой основе
- •Усилители на фтор-цирконатной основе
- •Литература к главе 4
- •5. Сети передачи данных
- •5.1. Мультиплексирование
- •Частотное мультиплексирование FDM
- •Синхронное временное мультиплексирование
- •Статистическое (асинхронное) временное мультиплексирование
- •Инверсное мультиплексирование
- •5.2. Сети с коммутацией каналов и пакетов
- •Коммутация каналов
- •Коммутация пакетов
- •Коммутация каналов на разных скоростях и сети ISDN
- •Протокол Х.25
- •Ретрансляция кадров Frame Relay
- •Ретрансляция ячеек Cell Relay
- •Эволюция концепций передачи информации с появлением волокна
- •5.3. Эталонная модель OSI
- •Стандарты IEEE 802
- •Литература к главе 5
- •6. Сети FDDI
- •6.1. Принцип действия
- •6.2. Составляющие стандарта FDDI
- •6.3. Типы устройств и портов
- •Топологии сетей FDDI
- •6.4. Оптический обходной переключатель
- •Подключение к сети через OBS
- •Устройство OBS
- •6.5. Кабельная система и уровень PMD
- •Стандарты MMF-PMD, SMF-PMD и TP-PMD
- •Функция регистрации сигнала уровня PMD
- •Оптические соединители
- •Сравнения оптического волокна и витой пары
- •6.6. Уровень PHY
- •Синхронизация часов
- •Кодирование и декодирование данных
- •Особенности кодирования при передаче по витой паре
- •Эластичный буфер
- •Функция сглаживания
- •Фильтр повторений
- •6.7. Уровень MAC
- •Маркеры и кадры
- •Временной анализ процессов передачи маркера и кадров
- •Мониторинг и инициализация кольца
- •6.8. Обзор уровня SMT
- •Управление соединениями СМТ
- •Управление кольцом RMT
- •Управление, основанное на передаче кадров FВМ
- •Когда рекомендуется использовать технологию FDDI
- •Поставляемое оборудование
- •Литература к главе 6
- •7. Сети Ethernet/Fast Ethernet/Gigabit Ethernet
- •7.1. Сети Ethernet
- •Формат кадра Ethernet
- •Основные варианты алгоритмов случайного доступа к среде
- •Протокол CSMA/CD
- •Спецификации физического уровня IEEE 802.3 и типы портов
- •7.2. Основные типы устройств Ethernet
- •AUI интерфейс и трансиверы Ethernet
- •Рабочая станция, сетевая карта
- •Повторитель (концентратор)
- •Коммутатор
- •Расчет параметров коллизионного домена Ethernet (Модель 1)
- •Расчет параметров коллизионного домена Ethernet (Модель 2)
- •7.4. Сети Fast Ethernet
- •Архитектура стандарта Fast Ethernet
- •Физические интерфейсы Fast Ethernet
- •Типы устройств Fast Ethernet
- •Устройство/кабельный сегмент
- •7.6. Дуплексный Ethernet
- •7.7. Сети Gigabit Ethernet (стандарты IEEE 802.3z и 802.3ab)
- •Архитектура стандарта Gigabit Ethernet
- •Уровень MAC
- •Расширение носителя
- •Пакетная перегруженность
- •Типы устройств
- •7.8. Миграция Ethernet к магистральным сетям
- •Литература к главе 7
- •8. Полностью оптические сети
- •8.1. Основные определения и элементы
- •8.2. Плотное волновое мультиплексирование
- •Мультиплексоры DWDM
- •Пространственное разделение каналов и стандартизация DWDM
- •8.3. Применение оптических усилителей EDFA
- •Технические параметры усилителей EDFA
- •Классификация усилителей EDFA по способам применения
- •Расчет числа каскадов линейных усилителей EDFA
- •8.4. Оптимизация WDM/TDM
- •Протяженность линии
- •Трибные интерфейсы
- •Существующие архитектуры SDH
- •Миграция к оптическому уровню
- •8.5. Оптические коммутаторы
- •Разветвитель-коммутатор 2х2 (элемент 2х2)
- •Оптические коммутаторы nхn
- •8.6. Волновые конвертеры
- •8.7. Классификация полностью оптических сетей
- •Простая многоволновая линия связи SMWL
- •Параметры многоволновых мультиплексных линий связи
- •8.8. AON с коммутацией каналов
- •Широковещательная AON
- •AON с пассивной волновой маршрутизацией
- •AON с активной волновой маршрутизацией
- •8.9. AON с коммутацией пакетов
- •Сеть с последовательной битовой коммутацией
- •Сеть с параллельной битовой коммутацией
- •8.10. Архитектура AON
- •8.11. Прототипы и коммерческие реализации AON
- •Литература к главе 8
- •9. Сети абонентского доступа
- •9.1. Концепции развития абонентских сетей
- •Традиционная информационная абонентская сеть
- •Гибридная волоконно-коаксиальная сеть
- •Концепция "волокно в монтажный шкаф"
- •Концепция "волокно в квартиру"
- •9.2. Сети HFC
- •Спецификации физического уровня стандарта 802.14
- •Частотное распределение потоков
- •Распределение восходящих потоков
- •Распределение нисходящих потоков
- •Физические особенности восходящих и нисходящих потоков
- •Параметры
- •9.3. Платформа доступа Homeworx
- •Предоставляемые услуги
- •Основные элементы архитектуры
- •Структура потоков и транспортные характеристики Homeworx
- •Система спектрального смещения
- •Сценарии развертывания платформы Homeworx
- •9.4. Межстудийный телевизионный обмен и система DV6000
- •Оптические параметры
- •Параметры аналогового видеоканала
- •Дифференциальная фаза, град
- •Параметры звукового канала
- •Литература к главе 9

( fmin +(1+a) R2S ) < ( fc = n(40 кГц)) < ( fmax −(1+a) R2S )
где выравнивающий фактор (roil-off factor) a = 0,25, n - целое, RSB B -
символьная скорость передачи на несущей частоте, a fminB B и fmaxB B определяются из табл. 9.2.
Таблица 9.2. План восходящих цифровых потоков для зоны "sub-split"
Регион |
fBminB (МГЦ) |
fBmaxB (МГц) |
Северная Америка |
5 |
42 |
Европа |
5 |
65 |
Япония |
5 |
55 |
Некоторые предприятия по производству коаксиального кабеля намереваются стандартизировать для восходящего цифрового потока еще две расширенные зоны "mid-split" и "high-split" с частотными окнами от 5 до 108 МГц и от 5 до 174 МГц соответственно.
Частотное распределение для восходящих потоков должно быть приписано контроллеру головного узла, с учетом того, что спектральная полоса на канал зависит от используемой скорости передачи символов. При этом минимальный размер спектральной полосы на канал должен быть равен (l+α)RSB .B Условие исключения перекрытия двух соседних каналов с несущими частотами fC1B B и fC2B B (fC2B B > fC1B B ) и соответствующими символьными скоростями Rs1B B и Rs2B B записывается как:
fC1 + ((1 + a) R2S1 ) = fC 2 −((1 + a) R2S 2 )
На практике выбор частотного размещения каналов зависит от ряда факторов (как, например, избежание перекрытий при доступе, вводимая и теряемая мощность) и не регламентируется стандартом 802.14.
Распределение нисходящих потоков
Окно, в котором допускается размещение нисходящих цифровых потоков, различается для трех регионов (табл. 9.3). Большой размер окна не означает, что можно свободно использовать любой участок спектра. Необходимо учитывать, что в этот же спектральный диапазон попадают аналоговые телевизионный каналы, частотное размещение которых строго определено телекоммуникационным законодательством государства.
Таблица 9.3. План нисходящих цифровых потоков
Регион |
fBminB (МГц) |
fBmaxB (МГц) |
Северная |
88 |
860 |
Америка |
|
862 |
Европа |
110 |
|
Япония |
90 |
770 |
Физические особенности восходящих и нисходящих потоков
Использование модуляционных схем на основе квадратурной амплитудной модуляции QAM-64 и QAM-256 позволяет передавать нисходящие цифровые каналы со скоростью 30-40 Мбит/с, что возможно благодаря низкому уровню шума. Обратный восходящий цифровой поток использует более помехоустойчивые модуляции QAM-16 и/или квадратурно-фазовую модуляцию QPSK, так как, будучи размещенным в низкочастотной части спектра, сильней подвержен влиянию шума. QPSK позволяет передавать потоки полосой до 2-10 Мбит/с. Почему же восходящий поток размещается в нижней части спектра (5-45 МГц). Прежде всего, это связанно с асимметричностью нисходящего и восходящего потоков. Для увеличения общей (суммарной в обоих направлениях) пропускной способности, меньший по величине поток следует размещать в области спектра с большей избыточностью кода.
Как следствие, размещение восходящего потока в нижней части спектра позволяет использовать в коаксиальных ветвях не только двунаправленные усилители, но и усилители с обратным каналом, которые в прямом направлении усиливают сигнал, а в обратном пропускают его без изменения. Поскольку затухание сигнала в коаксиальном кабеле значительно меньше в низкочастотной области спектра, то это позволяет сигналу от абонента дойти до приемника на ODN без промежуточного усиления при сохранении необходимой мощности на приеме.
Три типа физического уровня PHY для нисходящих потоков А, В и С поддерживаются стандартом 802.14 (табл. 9,4). Тип С идентичен типу А за главным исключением, что тип А использует канал размером 8 МГц (PAL/SECAM), а тип С - 6 МГц (NTSC). Основное отличие типов А и С от В состоит в методе кодирования.
Таблица 9.4. Основные параметры физического уровня для трех типов нисходящих потоков: А, В, С
Параметры |
A |
|
B |
C |
Номинальная |
8 |
|
6 |
6 |
полоса, МГц |
|
|
|
|
Метод кодирования |
блочное RS- |
усеченное |
Блочное RS- |
|
для коррекции |
кодирование (RS - |
кодирование с |
кодирование |
|
ошибок |
Reed-Solomon) |
внешним RS-кодом |
|
|
Модуляция |
QAM-64 QAM- |
QAM-64 QAM- |
QAM-64 QAM- |
|
|
256 |
|
256 |
256 |
Несущая частота fСB ,B |
(n 250) ±30 |
(n 250) ±30 |
(n 250) ±30 |
|
кГц |
|
|
|
|
Выравнивающий |
0,15 |
0,18 |
0,12 |
0,13 |
фактор, α |
|
|
|
|
Символьная |
6,0-6,95 |
5,057-5,064 |
5,0-5,31 |
|
скорость RSB B, |
|
|
|
|
Мсимволов/с |
|
|
|
|
Подводя итог вышеизложенному, сформулируем основные принципы, на которых строятся HFC сети, и тенденции их дальнейшего развития.