
- •Чернівецький національний університет ім. Ю. Федьковича
- •Оптичні технології в зв’язку
- •1. Поняття про перетворення, аналіз спектрів сигналу та фільтрацію сигналів [1-5]
- •1.1. Отримання образів сигналів. Мета. Аналіз спектрів
- •1.1.1. Фур’є перетворення
- •1.1.2. Деякі властивості Фур’є перетворення
- •1.2. Згортка. Розмиття сигналу
- •1.3. Віконне Фур’є перетворення
- •1.4. Поняття про вейвлет-перетворення
- •1.5. Поняття про фільтрацію сигналу
- •1.6. Деякі приклади фільтрації
- •1.6.1. Фільтрація адитивних завад
- •1.6.2. Фільтрація мультиплікативних завад
- •1.6.3. Фільтрація постійної складової
- •1.6.4. Диференціювання сигналу
- •1.7. Нейронні і нейроподібні мережі та їх оптична реалізація
- •1.7.1. Структура нейронних мереж
- •1.7.2. Алгоритм роботи нейронної мережі. Алгоритм Хопфілда
- •1.7.3. Перспективи розвитку оптичних нейронних мереж
- •1.7.4. Реалізація оптичних нейронних мереж
- •2. Системи багатохвильового ущільнення
- •2.1. Вступ до wdm
- •2.2. Модель взаємодії wdm з транспортними технологіями [6-10]
- •2.3. Блок-схема систем з wdm
- •2.4. Вузькосмугові і широкосмугові wdm
- •2.5. Рекомендації itu-t відносно довжин хвиль в системах wdm
- •2.5.1. Стандартний канальний план і його використання
- •Стандартний канальний план з розносом каналів на 100 гГц
- •Стандартний канальний план при розносі каналів на 200 гГц
- •Сітка частот wdm
- •2.5.2. Типові характеристики систем wdm
- •2.6. Синхронні оптичні мережі sonet і sdh
- •2.6.1. Відмінності між sonet і sdh
- •2.6.2. Основні сигнали sonet і sdh
- •Як в sonet так I в sdh швидкість передавання фреймів складає 8000 фреймів/с, що відповідає періоду повторення фреймів 125 мкс.
- •2.7. Структура синхронних сигналів
- •2.7.2. Фрейми сигналів вищого рівня
- •2.7.3. Структура фрейма sdh
- •Характеристики волокон згідно Рекомендаціям g.652.
- •Характеристики волокон згідно Рекомендацій g.655
- •2.9. Комплектуючі пристрої та елементи систем багатохвильового ущільнення [6,18,19]
- •2.9.1. Основні визначення
- •2.9.2. Типи оптичних рознімів
- •2.10. Мультиплексування з розділенням за довжиною хвилі
- •2.11. Циркулятори
- •3. Безпроводний оптичний зв’язок. Принципи. Втрати
- •3.1. Беспровідні оптичні системи зв’язку. Основні абревіатури
- •3.2. Загальні характеристики. Принципи побудови [20-35]
- •3.3.1. Преваги fso-систем
- •3.3.2. Недоліки fso-систем
- •3.3.3. Області застосування
- •3.4. Структура безпроводної оптичної системи зв’язку
- •3.6. Рівняння системи зв’язку
- •3.7. Втрати і завади в атмосферному каналі зв’язку
- •3.7.1. Вібраційні завади
- •3.7.2. Вплив турбулентності на характеристики оптичного каналу
- •3.8. Загасання сигналу в атмосфері [36-46]
- •3.8.1. Модель атмосфери. Загасання сигналу
- •3.8.2. Фракції атмосфери, які впливають на загасання сигналу
- •3.8.3. Метеорологічна дальність видимості та атмосферні втрати
- •4. Розрахунок доступності каналу fso-cистеми [47-49]
- •4.1. Розрахунок енергетичного бюджету системи – величини максимально допустимого затухання сигналу
- •4.2. Встановлення відповідності між допустимим затуханням та критичною (мінімально допустимою) мдв
- •4.3. Розрахунок імовірності виникнення погодних умов, коли мвд менша ніж
- •4.4. Оцінка метеоумов в Чернівецькому регіоні
- •4.5. Розрахунок доступності каналу аолз в Чернівецькому регіоні
- •4.6. Деякі розрахункові і експериментальні дані щодо впливу метеоумов на роботу fso-систем
- •5. Техніко-економічні показники цифрових мереж на основі аолз. Сучасний стан ринку
- •5.1. Порівняння фінансових, часових та інших витрат при побудові різних за природою ліній зв’язку [50]
- •5.2. Аналіз існуючих рішень і ринка fso-систем
- •5.3. Огляд існуючих рішень
- •5.4.2. Обладнання компанії fSona Communications (сша)
- •5.4.3. Обладнання компанії нпк «Катарсіс» (Санкт-Петербург, Росія)
- •5.4.4. Атмосферні оптичні лінії зв’язку Artolink. Ват "Мостком". Виробник: Державний рязанський приладний завод
- •5.4.4.1. Деякі загальні відомості
- •5.4.4.2. Сфери застосування
- •5.4.4.3. Принцип роботи пристрою
- •5.4.4.4. Якість та надійність передавання сигналу
- •5.4.4.5. Базові моделі і деякі технічні характеристики
- •5.4.4.6. Відмінності та особливості обладнання
- •5.4.4.7. Встановлення та інсталяція обладнання
- •5.4.4.8. Віддалений контроль
- •5.4.5. Обладнання компанії «Гранч»
- •6. Лазерна локація [20,51]
- •6.1. Лазерна локація як прикладна дисципліна
- •6.2. Переваги та недоліки лазерної локації
- •6.2.1. Технологічна простота, короткий технологічний цикл
- •6.2.2. Гарантії точності
- •6.2.3. Відсутність наземних геодезичних робот по планово-висотному обогрунтуванню при виконанні повітряного лазерно-локаційного знімання
- •6.2.4. Висока продуктивність
- •6.2.5. Можливість роботи в нічний час і будь яку пору року
- •6.2.6. Надзвичайно широкий спектр застосувань
- •6.3. Загальні принципи роботи лазерного локатора
- •6.4. Лазерно-локаційні дані
- •6.5. Імпульсний і фазовий методи вимірювання дальності
- •6.5.1. Імпульсний метод
- •6.5.2. Фазовий метод
- •6.6. Інструментальні засоби лазерної локації
- •6.6.1. Способи отримання лазерно-локаційних зображень. Основні принципи роботи типового аерознімального лідара
- •6.6.2. Функціональна схема типового лазерного локатора на прикладі системи altm компанії Optech
- •7. Системи геопозиціонування gps і глонас
- •7.1. Супутникові системи позиціонування
- •7.2. Короткий опис супутникових систем позиціонування
- •7.3. Загальні відомості про глонасс
- •7.4. Як працює система глонасс?
- •7.5. Склад системи глонасс: орбітальна структура супутників глонасс
- •Література
- •3. І.І Мохунь, п.В. Полянський. Інтегральна оптика в інформаційній техніці. Конспект лекцій. Чернівці, Рута, 79 с. (2002).
- •28. К. Дыхов, а. Максимов. Аолс – технология будущего. Вестник связи, 2, (2006).
2. Системи багатохвильового ущільнення
2.1. Вступ до wdm
Оптичні системи мультиплексування з розділенням за довжинами хвиль МРДХ або англійською WDM (wave division multiplexing) – відносно нова технологія оптичного (або спектрального) ущільнення, яка булла розроблена в 70-80 роках минулого сторіччя. Сьогодні WDM грає для оптичних синхронних систем ту же роль, що і мультиплексування з частотним розділенням МЧР (FDM) для аналогових систем передавання даних. Саме тому системи з WDM часто називають системами оптичного мультиплексування з частотним розділенням ОМЧР (OFDM). Проте за суттю ці технології (FDM і OFDM) суттєво відрізняються одна від одної. Їх відмінність полягає в не лише в використанні оптичного (OFDM) або електричного (FDM) сигналу. При FDM використовують АМ модуляції з однією боковою смугою (ОБС) та вибраною системою піднесучих, модулюючий сигнал яких однаковий за структурою, так як є набором стандартних каналів ТЧ. При OFDM механізм модуляції, необхідний в FDM для зсуву несучих, взагалі не використовується, несучі генеруються окремими випромінювачами (лазерами), сигнали яких просто об’єднуються мультиплексором у єдиний багаточастотний сигнал. Кажна його складова (несуча) принципово може передавати потік цифрових сигналів, сформований за законами різних синхронних технологій. Наприклад, одна несуча формально може передавати АТМ трафік, друга SDH, третя PDH і т.д. Для цього несучі модулюються цифровим сигналом у відповідності до передаваного трафіка.
2.2. Модель взаємодії wdm з транспортними технологіями [6-10]
Формально для систем WDM не важливо, які методи кодування і формування конкретного цифрового сигналу використовувалися. Проте, як правило, в таких системах передається однотипний трафік. Це диктується використанням відповідних методів синхронізації та одноманітністю процесу обробки. На відміну від систем SDH сигнал, що передається не упаковується в контейнери і не піддається обробці у відповідності до структури мультиплексування SDH для формування транспортного модуля STM-N, який тільки і може бути переданий через фізичний рівень в канал зв’язку (середовище передавання).
Якщо спрощено уявити багаторівневу модель взаємодії основних технологій SDH/SONET, ATM, IP (без врахування можливості переносу IP через ATM), які здійснюють транспортування сигналу в глобальних цифрових мережах, і WDM, то до появи останньої вона мала вигляд, який наданий на рис. 2.1.а. Модель складалася з трьох рівнів і оптичного середовища передавання. Вона показувала, що для транспортування трафіка верхнього рівня (ATM і IP) по оптичному середовищу передавання він повинен бути розміщений (інкапсульований) в транспортні модулі STM-N/OC-n технологій SDH/SONET, які спроможні, використовуючи фізичний інтерфейс цих технологій, пройти через фізичний рівень в оптичне середовище передавання. Звідси випливала необхідність створення технологій інкапсуляції комірок АТМ, наприклад, у віртуальні контейнери SDH (ATM over SDH), або пакетів IP у віртуальні триби SONET (IP over SONET). Цим і займалися відповідні підкомітети по стандартизації у таких інститутах, як ANSI, ISO, ITU-T і ETSI, розробляючи стандарти на вказані технології.
а б
Рис. 2.1. Модель взаємодії основних транспортних технологій.
а – до впровадження технології WDM,
б – після впровадження технології WDM.
Після появи систем WDM модель приймає вигляд, наданий на рис. 2.1.б. Тепер модель має чотири рівня, не враховуючи оптичного середовища передавання. З’явився проміжний рівень WDM, який, як і SDH/SONET, забезпечує фізичний інтерфейс, що дозволяє через фізичний рівень вийти в оптичне середовище передавання не тільки технології SDH/SONET, і й технологіям ATM та IP. В останньому випадку не потребується інкапсуляції комірок ATM або пакетів IP в проміжний транспортний модуль технологій SDH/SONET. Це не тільки спрощує процедуру обробки і транспортування трафіка, який генерується системами ATM та IP, а й суттєво зменшує загальну довжину заголовків (які пристиковуються по мері проходження з верхнього рівня на нижній). Тим самим підвищується відсоток, який займає інформаційна складова трафіка, в загальній довжині передаваного повідомлення, і як наслідок, підвищується ефективність передавання в цілому. Природно, що ATM і IP трафік може бути переданий і по традиційній схемі з використанням SDH/SONET, трафік яких може бути також переданий за допомогою систем WDM. Це зберігає спадкоємність старих схем транспортування та збільшує гнучкість композитних систем WDM-SDH/SONET в цілому.