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
12.1. Классификация типов промышленных оптических волокон
Оптическое волокно, или световод, - гибкий и прозрачный (стеклянный или пластмассовый) цилиндрический стержень, имеющий в поперечном сечении форму круга, состоит, как было указано выше в гл. 9, из трех концентрических слоев: сердцевины (с), оболочки (об) и покрытия (п) - показатели преломления которых соотносятся как: п„> пс> поб.
В системах связи ОВ является средой для передачи сигнала. Сигнал - модулированная по интенсивности световая волна - распространяется, в основном, внутри сердцевины, диаметром от 7 до 200 мкм (в зависимости от типа волокна), точнее по цилиндрическому волноводу, образованному сердцевиной и оболочкой, используя явление полного внутреннего отражения света от поверхности оболочки (как указано в гл. 9).
Существуют три основных физических параметра, по которым проводят обычно классификацию типов ОВ:
во-первых, по числу распространяющихся в них типов волн, или мод, ОВ делятся на два больших класса: многомодовые и одномодовые;
во-вторых, ОВ делят по профилю показателя преломления;
в-третьих, ОМ волокно делят по характеристике дисперсии.
12.1.1. Классификация многомодовых волокон
По профилю показателя преломления:
ММ волокна делятся на:
волокна со ступенчатым (прямоугольным) профилем показателя преломления; волокна со сглаженным (типа квадратичной параболы) профилем показателя преломления (называемым также градиентным).
Многомодовые (ММ) волокна в свою очередь делятся (условно) на 4 класса (А1 - А4) в соответствии с материалом (стекло/пластмасса) и толщиной слоев (сердцевина/оболочка) [268]:
класс А1: стекло/стекло, диаметры сердцевины/оболочки: 50/125, 62,5/125, 85/125 и 100/140 мкм;
класс А2: стекло/стекло, диаметры сердцевины/оболочки: 200/240 мкм;
класс A3: стекло/пластмасса, диаметры сердцевины/оболочки: 200/280 мкм;
класс А4: пластмасса/пластмасса, диаметры сердцевины/оболочки: 980/1000 мкм.
В системах связи используются почти исключительно волокна класса А1 (практически только первые два типоразмера), а остальные используются в локальных вычислительных сетях - ЛВС.
Учитывая относительно большое затухание многомодового волокна, оно используется при прокладке внутри объектов или на небольшие расстояния до 1-2 км. В этой связи его основным (если не сказать единственно массовым) потребителем являются ЛВС, а не городские или магистральные сети связи (практически целиком ориентированные на ОМ волокно). Поэтому ниже в силу специфики книги этот тип волокон рассматривается исключительно кратко, интересующихся отсылаем к работам [33, 246, 268], заметим, при этом, что данные в [33], на наш взгляд, существенно устарели.
МЛ.2. Классификация одномодовых волокон
Одномодовые (ОМ) волокна изготавливаются из кварцевого стекла, имеют постоянный диаметр оболочки - 125 мкм, а диаметр сердцевины составляет 7-9 мкм, однако нормируемым параметром является диаметр поля моды (8-11 мкм), который характеризует потери при вводе света в волокно и зависит от длины волны (фактически он на 10-12% больше диаметра сердцевины). Методы измерения этого параметра определены европейскими (IEC 793-1-C9) и американскими (EIA/TIA-455-164/-165/167А) стандартами (см. ниже).
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]