Добавил:
Upload
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Слепов Н.Н. Современные технологии цифровых опт...doc
X
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1 Основы технологии передачи цифровых сигналов
- •1.1. Особенности канала связи
- •1.1.1. Емкость канала связи
- •1.1.2. Стандартный телефонный канал
- •1.2. Импульсно-кодовая модуляция (икм)
- •1.3. Методы мультиплексирования потоков данных
- •1.3.1. Частотное мультиплексирование
- •1.3.2. Временное мультиплексирование
- •1.3.4. Волновое мультиплексирование
- •1.4. Кодирование цифровых данных в икм системах
- •1.4.1. Практические методы формирования цифровой последовательности
- •1.5. Цифровые иерархии и технология pdh
- •1.5.5.1. Характеристики промышленных систем pdh
- •Глава 2 Синхронные цифровые сети на основе технологии sdh Введение
- •2.1. Принципы построения синхронной цифровой иерархии
- •2.1.4. Обобщенная схема мультиплексирования потоков в sdh (третья редакция)
- •2.1.5. Детальный пример схемы формирования модуля stm-1
- •2.1.8.5. Указатели au-n
- •2.1.9. Структура заголовков фреймов stm-n
- •2.1.9.2. Структура заголовка soh для stm-n
- •2.1.9.3. Структура маршрутных заголовков рон
- •2.1.10.2. Транспортировка vc-n с помощью фрейма е4
- •2.2. Введение в функциональную архитектуру транспортных сетей
- •2.2.4.1. Функция физического интерфейса sdh
- •2.2.4.2. Функция окончания регенераторной секции
- •2.2.4.3. Функция окончания мультиплексной секции
- •2.2.4. Возможность мониторинга в рамках транспортной модели
- •2.3. Функциональные модули реальных сетей sdh
- •2.3.3.2. Мультиплексор ввода/вывода
- •2.3.6.3. Методы кросс-коммутации и взаимодействие сетей sdh
- •2.4. Базовые топологии реальных сетей sdh
- •2.4.1. Топология "точка-точка"
- •2.4.2. Топология "последовательная линейная цепь"
- •2.4.5. Топология "ячеистая сеть"
- •2.5. Архитектура реальных сетей sdh
- •2.6. Методы защиты синхронных потоков и оборудования sdh
- •2.6.2. Функционально-логические методы защиты синхронных потоков
- •2.6.2.2. Схема защиты с разделением ресурсов каналов типа ms spRing
- •2.6.2.4. Схема защиты соединений подсети типа sncp
- •2.6.2.5. Схема защиты ms spRing с разделением ресурсов каналов для 4-волоконного кольца
- •2.6.3. Взаимодействие элементов архитектуры сетей sdh при наличии защиты
- •2.6.3.1. Основные термины и определения при взаимодействии колец
- •2.6.3.2. Основы взаимодействия колец при использовании схем защиты
- •2.6.4. Общие итоги и возможности использования схем защиты
- •2.7. Аппаратурная реализация функциональных блоков сетей sdh
- •2.7.1. Схемная реализация и характеристики синхронных мультиплексоров
- •2.7.1.1 Реализация мультиплексоров уровня stm-1 компании Nortel
- •2.7.1.2. Реализация мультиплексоров уровня stm-4 компании Marconi
- •2.7.1.3. Реализация мультиплексоров уровня stm-4/16 компании Alcatel
- •2.7.1.4. Реализация мультиплексоров уровня stm-64 компании Nortel
- •2.7.1.5. Реализация кросс-коммутаторов типа 1641 sx компании Alcatel
- •Глава 3 Технология sonet Введение
- •3.1. Синхронная цифровая иерархия sonet
- •3.1.1. Уровни иерархии sonet
- •3.2. Схема мультиплексирования и формирование фрейма sonet
- •3.3. Функциональные элементы и структуры систем sonet
- •3.3.1. Интерфейсы, или сервисные адаптеры sonet
- •3.3.2. Стандартная конфигурация sonet
- •3.4. Функциональные модули и аппаратура сети sonet
- •3.4.1. Типы функциональных модулей
- •3.4.2. Аппаратное обеспечение сетей sonet
- •Глава 4 Радиорелейные и спутниковые системы sonet/sdh
- •4.1. Структурные схемы радиорелейных и спутниковых систем sdh
- •4.2. Особенности радиорелейных линейных систем sdh
- •4.3. Особенности спутниковых систем sdh
- •4.3.1. Схема мультиплексирования, структура мультифрейма и состав модулей sstm-XX
- •4.4. Возможности аппаратурной реализации радиорелейных и спутниковых систем sdh
- •Глава 5 Синхронизация цифровых сетей
- •5.1. Основные понятия
- •5.2. Стандарты и нормы синхронизации цифровых сетей связи
- •5.3. Общее решение задачи синхронизации
- •5.4. Характеристики хронирующих источников
- •5.5. Оборудование, используемое для синхронизации сети
- •5.5.2. Системы точного времени глонасс и gps
- •5.5.2.1. Система глонасс
- •5.5.2.2. Система gps
- •5.6. Синхронизация цифровых сетей sdh
- •5.6.1. Особенности синхронизации сетей sdh
- •5.6.1.1. Источники синхронизации сетей sdh
- •5.6.1.2. Качество хронирующего источника
- •5.6.2. Примеры построения сети синхронизации
- •5.6.2.1. Пример синхронизации кольцевой сети sdh
- •5.6.2.2. Пример синхронизации ячеистой сети sdh
- •Глава 6
- •6.1. Четырехуровневая модель управления сетью
- •6.2. Сеть управления телекоммуникациями tmn
- •6.2.2.3. Общий аспект архитектуры tmn
- •6.2.2.4. Логическая многоуровневая архитектура tmn
- •6.2.2.5. Примеры реализации dcn в сетях sdh
- •6.3. Общая схема управления сетью sdh
- •6.3.1 Подсеть sms сети управления smn
- •6.3.2. Функции Управления
- •6.3.3.2. Внутрисистемные взаимодействия
- •6.3.4. Интерфейсы взаимодействия
- •6.4.2.1. Обработка аварийных сообщений
- •6.4.2.2. Управление рабочими характеристиками
- •6.4.2.3. Управление конфигурацией
- •6.4.2.4. Управление маршрутизацией потоков данных в сети
- •6.4.2.5. Управление программой обслуживания сети и тестирования ее элементов
- •6.4.2.6. Управление безопасностью системы
- •6.5. Физический интерфейс g.703
- •6.5.1. Физические и электрические характеристики интерфейса g.703
- •6.5.1.4. Интерфейс сигнала синхронизации 2048 кГц
- •Глава 7 Основные элементы расчета сетей sdh
- •7.1. Этапы проектирования и Техническое задание на проектирование сети
- •7.2. Выбор оборудования и схемы функциональной связи узлов
- •7.3. Формирование сети управления и синхронизации
- •7.4. Заключение и некоторые дополнения
- •Глава 8 Введение в технологию atm
- •8.1. Основные сведения
- •8.1.4. Скорости передачи
- •8.1.5. Размер пакета
- •8.1.6. Стандартизация atm
- •8.1.7. Организация сети atm
- •8.1.7.2. Топологическая модель канала atm
- •8.1.7.3. Топология сетей atm
- •8.1.8. Трафик atm и адресация сообщений
- •8.1.8.1. Виртуальная адресация
- •8.1.8.2. Мультиплексирование и коммутация
- •8.1.8.3. Типы используемых соединений
- •8.2. Модель b-isdn и уровни atm
- •8.3. Взаимодействие уровней aal, atm и атм-сети
- •8.4. Ячейки atm
- •8.4.2. Особенности операций с ячейками
- •8.5. Уровень адаптации atm
- •8.5.1.1. Блок pdu для aal-1
- •8.5.5. Дополнительные классы трафика
- •8.6. Коммутация потоков atm ячеек
- •8.7. Использование сети atm в качестве магистральной
- •8.7.1.1. Соединение по требованию
- •8.7.1.2. Адресация в сетях atm
- •8.7.1.3. Процедура установления и разрыва соединения
- •8.8. Взаимодействие сети atm и лвс
- •8.8.1.2. Описание сервиса lan-эмуляции
- •8.8.1.3. Уровневая архитектура lan-эмуляции
- •8.8.1.6. Этапы и сервисные функции lan-эмуляции
- •8.8.2. Технология мроа
- •8.8.2.1. Компоненты мроа
- •8.8.2.2. Потоки информации и управления в схеме организации мроа
- •8.8.2.3. Операции, осуществляемые в системе мроа
- •8.8.2.4. Пример оптимального (короткого) соединения в системе мроа
- •8.9. Отображение atm потоков ячеек на физический уровень
- •8.9.1.2. Отображение ячеек atm на виртуальные контейнеры
- •8.9.2. Упаковка ячеек atm в оболочку полезной нагрузки sonet
- •8.9.3. Упаковка ячеек atm в фреймы pdh
- •8.9.3.1. Упаковка ячеек в фреймы е1
- •8.9.3.2. Упаковка ячеек в фреймы ез
- •8.9.3.3. Упаковка ячеек в фреймы е4
- •8.10. Управление трафиком и качество обслуживания в сетях atm
- •8.11. Заключение
- •Глава 9 Введение в оптические цифровые сети
- •9.1. Оптическое волокно как среда передачи
- •9.1.1. Основные понятия, важные при использовании оптического волокна
- •9.1.2. Свойства волокна, основанные на законах геометрической оптики
- •9.1.2.1. Полное внутреннее отражение
- •9.1.2.2. Числовая апертура
- •9.1.3. Свойства волокна, основанные на законах электромагнитного поля
- •9.1.3.1. Моды колебаний
- •9.1.3.3. Диаметр поля моды
- •9.1.3.4. Число мод многомодового волокна
- •9.1.4. Профиль изменения показателя преломления
- •9.1.5. Основные характеристики оптических потерь волокна
- •9.1.5.1. Общая функция потерь
- •9.1.6.1. Дисперсия
- •9.1.6.2. Методы компенсации дисперсии
- •9.1.7.2. Вынужденное неупругое рассеяние
- •9.1.7.3. Модуляционная неустойчивость
- •9.1.7.4. Четырехволновое смешение
- •9.1.8. Оптические солитоны
- •Глава 10 Функциональные элементы оптических сетей
- •10.1. Оптические усилители
- •10.1.1. Основные особенности оптических усилителей
- •10.1.1.1. Принцип действия оптического усилителя
- •10.1.1.2. Коэффициент усиления среды и усилителя
- •10.1.1.3. Мощность насыщения Рн
- •10.1.1.4. Источники шума и динамический диапазон
- •10.1.2. Полупроводниковые оптические усилители
- •10.1.2.3. Характеристики ппоу
- •10.1.2.4. Применение ппоу
- •10.1.3. Оптические усилители, использующие нелинейные явления в ов
- •10.1.4. Оптические усилители на ов, легированном рзэ
- •10.1.4.2. Усилители для окна 1300 нм
- •10.1.4.3. Усилители для окна 1550 нм
- •10.1.5. Практическая реализация оптических усилителей
- •10.1.5.1. Реализация усилителей edfa
- •10.1.6. Схемы и параметры промышленных оптических усилителей
- •10.1.7. Разработка сверхширокополосных оптических усилителей
- •10.2. Оптические кросс-коммутаторы
- •10.2.1. Типы базовых оптических кросс-коммутаторов
- •10.2.1.1. Механические оптические коммутаторы
- •10.2.1.2. Электрооптические коммутаторы
- •10.2.1.3. Термооптические коммутаторы
- •10.2.1.4. Оптоэлектронные коммутаторы на основе ппоу
- •10.2.1.5. Интегральные активно-волноводные коммутаторы
- •10.2.1.6. Коммутаторы на фотонных кристаллах
- •10.2.1.7. Коммутаторы на многослойных световодных жидкокристаллических матрицах
- •10.2.2.1. Логика коммутации базовых элементов размера 2x2
- •10.2.2.2. Древовидные сети типа Баньян
- •10.2.3. Особенности построения многокаскадных оптических коммутаторов
- •10.2.3.1. Схема матричного кросс-коммутатора
- •10.2.3.2. Схема ксс Бенеша
- •10.2.3.3. Схема ксс Шпанке-Бенеша
- •10.2.3.4. Схема ксс Шпанке
- •10.3. Оптические волновые конверторы
- •10.3.1. Типы волновых конверторов
- •10.3.1.1. Оптоэлектронные конверторы
- •10.3.1.2. Конверторы на основе оптической перекрестной модуляции
- •10.3.1.3. Конверторы на основе эффекта четырехволнового смешения
- •10.3.1.4. Конверторы на основе других нелинейных эффектов
- •10.4. Оптические модуляторы
- •10.4.1. Форматы линейых кодов
- •10.4.2. Методы модуляции оптической несущей
- •10.4.2.1. Непосредственная модуляция оптической несущей
- •10.4.2.2. Модуляция с использовавнием внешнего модулятора
- •10.4.3. Типы оптических модуляторов
- •10.4.3.1. Акустооптические модуляторы
- •10.4.3.2. Электрооптические модуляторы
- •10.4.3.3. Электрооптические модуляторы, использующие ппоу
- •10.5. Оптические мультиплексоры ввода-вывода
- •10.5.1. Структура оптических мультиплексоров первого поколения
- •10.5.3. Оптические технологии ввода-вывода несущих
- •10.5.3.1. Основные требования, предъявляемые к фильтрам ввода-вывода
- •10.5.3.2. Фильтры на основе оптоволоконных дифракционных решеток Брэгга
- •10.5.3.3. Фильтры на основе резонатора Фабри-Перо
- •10.5.3.4. Интерференционные фильтры на тонких пленках
- •10.5.3.5. Поляризационные фильтры на жидких кристаллах
- •10.5.3.6. Акусто-оптические перестраиваемые фильтры
- •Глава 11 Новые технологии оптических сетей связи
- •11.1. Основы технологии wdm
- •11.1.1. Введение в технологию wdm
- •11.1.2. Модель взаимодействия транспортных технологий
- •11.1.3. Блок-схема систем с wdm
- •11.1.4. Канальный (частотный) план
- •11.1.4.2. Перспективный канальный план
- •11.1.5. Классификация wdm на основе канального плана
- •11.1.6. Технологии и схемы реализации мультиплексных модулей wdm
- •11.1.6.1. Технология мультиплексирования на основе интерференционных фильтров
- •11.1.6.2. Технология мультиплексирования на основе явления угловой дисперсии
- •11.1.6.3. Современные технологии мультиплексирования
- •11.1.8. Практический пример 8-канального мультиплексора wdm
- •11.2. Основы солитонных линий связи
- •11.2.1. Экспериментальные солитонные линии связи
- •11.2.2. Использование солитонных генераторов на существующих линиях sdh
- •11.2.3. Перспективы использования солитонных линий связи
- •11.2.3.1. Перспективы повышения скорости передачи
- •11.2.3.2. Перспективы увеличения длины регенерационного участка
- •11.3. Перспективы использования полностью оптических сетей связи
- •Глава 12
- •Кабелей
- •12.1. Классификация типов промышленных оптических волокон
- •12.1.1. Классификация многомодовых волокон
- •12.1.3. Классификация волокон по профилю показателя преломления
- •12.1.4. Классификация волокон по характеристике дисперсии
- •12.1.5. Классификация специальных типов волокон
- •12.2. Характеристики промышленных оптических волокон
- •12.2.2. Основные параметры одномодовых волокон
- •12.2.4. Применение волокна для компенсации дисперсии
- •12.2.5. Оптическое волокно, сохраняющее состояние поляризации
- •12.3. Типы и характеристики промышленных оптических кабелей
- •12.3.1. Классификация типов оптических кабелей
- •- Наружной прокладки (outdoor),
- •- Специальные.
- •12.3.1.1. Кабели внутренней прокладки
- •12.3.1.2. Кабели наружной прокладки
- •12.3.1.3. Специальные кабели
- •12.3.2. Типовые конструкции оптических кабелей
- •12.3.3. Основные параметры промышленных оптических кабелей
- •12.3.4. Оптические кабели воздушной подвески
- •12.3.4.1. Типы кабелей, свзанных с грозотросом
- •- Навиваемые на грозотрос (Wraped);
- •12.4. Маркировка оптических кабелей
- •12.4.1. Маркировка промышленных оптических кабелей
- •12.4.1.2. Маркировка кабелей зао "сокк"
- •12.4.1.3. Маркировка кабелей зао нф "Электропровод"
- •12.4.1.4. Маркировка кабелей по германскому национальному стандарту din
- •12.4.1.5. Маркировка кабелей компании Fujikura
- •12.4.2. Предложения по унификации кодировки и маркировки оптических кабелей 12.4.2.1. Предложение по кодировке кабелей для баз данных
- •12.4.2.2. Предложения по маркировке промышленных кабелей
- •12.4.2.3. Унифицированная маркировка кабеля
- •1) Окнзк-ц(сп)-б(сгл)-пэ(13,5)-ом(2/3)-16(0,34/0,21)
- •2) Окнзл-ц(сп)-по(1,0)-пэ(15,0)-ом(2/3)-24(0,34/0,20)
- •3) Окнзр-ц(ст)-по(1,0)-2с(16/1,6)-пэ(15,5)-ом(2/3)-24(0,34/0,20)
- •Глава 13 Стандарты и терминология цифровых сетей
- •13.1.2. Краткий обзор стандартов sdh и pdh
- •13.1.3. Краткий обзор стандартов волоконно-оптических сетей
- •13.1.5.1. Стандарты на оптическое волокно и вок
- •13.1.5.2. Стандарты на оптические функциональные компоненты и системы
- •13.1.5.3. Стандарты на оптические транспортные сети и волс
- •13.2. Терминология цифровых сетей
- •13.2.1. Истоки появления новой терминологии
- •13.2.2. Об истоках разногласий в терминологии
- •13.2.2.1. Замечание о терминах, используемых в технологиях pdh и sdh
- •13.2.2.2. Замечание об использовании и переводе термина atm
- •13.2.3. Некоторые общие предложения по выбору терминологии
- •13.2.4. Некоторые предложения по выбору терминологии в цифровых технологиях
- •Заключение
- •Список используемых сокращений
- •Оглавление
- •Глава 1. Основы технологии передачи цифровых сигналов (технология pdh) 9
- •Глава 2. Синхронные цифровые сети на основе технологии sdh 42
- •Глава 3. Основы синхронной технологии sonet 151
- •Глава 4. Радиорелейные и спутниковые системы sonet/sdh 166
- •Глава 5. Синхронизация цифровых сетей 176
- •Глава 6. Управление сетью: функционирование, администрирование и обслуживание 191
- •Глава 8. Введение в технологию atm 240
- •Глава 9. Введение в оптические синхронные цифровые сети 283
- •Глава 10. Функциональные элементы оптических сетей 307
- •Глава 11. Новые технологии оптических сетей связи 359
- •Глава 12. Характеристики промышленных оптических волокон и кабелей 383
- •Глава 13. Стандарты и терминология цифровых сетей 412
11.2.3.2. Перспективы увеличения длины регенерационного участка
Что касается перспектив увеличения длины регенерационного участка, то они значительно лучше для солитонных систем, чем для обычных оптических, даже учитывая несомненный прогресс последних усовершенствований, позволивший довести длину регенерационного участка обычных систем до 250-500 км при использовании ОУ типа EDFA.
Для синхронных солитонных систем, которые могут работать на сверхдальние расстояния без регенераторов, а используют только усилители типа EDFA в 1991-1992 гг. была предложена технология одновременного управления солитоном во временной и частотной областях [189, 172].
Эта технология использует два механизма управления:
периодическую синхронную модуляцию (ПСМ) - для управления позицией солитона во вре менной области;
узкополосный перестраиваемый полосовой фильтр (УППФ) - для управления в частотной области.
ПСМ позволяет не только устранить дрожание фазы солитона, вызванное эффектом Гордона-Хауса, но и значительно уменьшить уровень шума, вызванного спонтанным излучением (ASE).
УППФ, который представляет собой узкополосный следящий фильтр с полосой 0,3-0,4 нм, центральная длина волны которого перестраивается, управляет, в частотной области, контуром стабилизации энергии солитона.
Используя эту технологию управления солитоном удалось на кольце солитонной линии связи длиной 500 км с усилителями типа EDFA, расставленными через каждые 50 км, добиться прохождения 180 млн. км полностью без ошибок [189, 172]. Этот поразительный результат позволил авторам заявить уже в названии статьи, что не существует предела длины регенерационного участка при использовании солитонов.
11.3. Перспективы использования полностью оптических сетей связи
Разработка в последнее время рассмотренных выше элементов оптических сетей, использующих чисто оптические принципы работы: усилители, кросс-коммутаторы, волновые конверторы, внешние модуляторы источников оптического излучения и оптические мультиплексоры ввода/вывода (наряду с широко используемыми оптическими передатчиками и приемниками и оптической средой передачи - ОВ) создали предпосылки для разработки полностью оптических сетей -ПОС (AON - All Optical Networks), базирующихся на технологии WDM как на транспортной технологии.
Однако несмотря на очевидные успехи в этой области связи, говорить об практическом использовании чисто оптических сетей пока еще рано, так как не решен целый ряд вопросов и проблем. Одними из основных являются проблемы регенерации (не усиления) оптического сигнала и проблема логической обработки потоков ячеек, пакетов и фреймов.
Некоторое представление о полностью оптических сетях, модельные разработки которых испытываются на стендах или полигонах выдущих компаний мира можно получить из обзора таких разработок, приведенного в работах [260, 299]. А представление о методах маршрутизации оптических несущих в таких сетях можно получить из книги [404].
Глава 12
Характеристики промышленных оптических волокон и
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]