Виды и классификация ЦВОСП (Интернет)

Обобщенная структурная схема цифровых оптических систем передачи.

Требования к линейным сигналам одноволновых оптических систем передачи

К линейным сигналам ОСП предъявляются следующие основные требования:

• непрерывная часть энергетического спектра должна содержать минимальную спектральную плотность в низкочастотной области и иметь минимум высокочастотных составляющих;
• линейный сигнал должен содержать информацию о тактовой частоте;
• непрерывная часть спектра должна быть минимальной вблизи тактовой частоты;
• основная доля энергии спектра должна находиться в ограниченной области частот;
• процесс линейного кодирования не должен зависеть от статистики информационного сигнала;
• алгоритм формирования линейного сигнала должен обеспечить надежный контроль ошибок регенерации;
• линейный код не должен приводить к размножению ошибок
  и т.д. [10.]

Цифровое мультиплексирование в оптических системах передачи

Мультиплексирование ОТН

Схема мультиплексирования и упаковки оптической транспортной иерархии ОТН (Optical Transport Hierarchy) отражает последовательность преобразований информационных данных и оптических сигналов в интерфейсе оптической сети. Схема представлена на рисунке 2.28. Процедуры преобразований показаны стрелками. Блоки схемы, изображенные в виде прямоугольников, предназначены под упаковку цифровых данных. Блоки схемы, изображенные в виде овалов, предназначены для операций мультиплексирования.

Рисунок 2.28. Схема мультиплексирования и упаковки ОТН

Таблица 2.6. Иерархические скорости и циклы ОТН

OTUk	Скорость, кбит/с	Отклонение скорости	Длительность цикла
OTU1	2 666 057	± 20× 10^–6	48,971 мкс
OTU2	10 709 225	12,191 мкс
OTU3	43 018 413	3,035 мкс

В результате операций упаковки создаются адаптированные блоки цифровых данных, которые передаются в оптических каналах, т.е. на отдельных волнах. В результате операций мультиплексирования создаются групповые блоки цифровых данных и групповые блоки оптических каналов с разделением по длине волны WDM. Отдельные блоки цифровой и оптической передачи имеют следующее назначение.

OPUk, Optical Channel Payload Unit-k, блок оптического канала нагрузки порядка k, где k = 1, 2, 3. Эта информационная структура используется для адаптации информации пользователя к транспортировке в оптическом канале. Адаптация производится на скорости 2.5Гбит/с, 10Гбит/с, 40Гбит/с. Это могут быть циклы SDH или другие цифровые потоки.

Блок OPUk состоит из поля информационной нагрузки и заголовка.

ODUk, Optical Data Unit-k, блок данных оптического канала порядка k, где k = 1, 2, 3. Эта информационная структура состоит из поля информации (OPUk) и заголовка.

ODUkP, ODUk Path – блок данных оптического канала порядка k, поддерживающий тракт из конца в конец оптической сети OTN (Optical Transport Network).

ODUkT, ODUkTCM – ODUk Tandem Connection Monitoring – блок данных оптического канала, поддерживающий наблюдение (мониторинг) парных (тандемных) соединений в оптической сети OTN. Один блок ODUkT допускает поддержку мониторинга до 6 тандемных сообщений.

OTUk, Optical Transport Unit-k, цифровой блок оптического канала транспортировки порядка k, где k = 1, 2, 3. Эта цифровая информационная структура используется для транспортировки ODUk через одно или большее число соединений (кроссовые соединения в узлах) оптических каналов. Блок OTUk определен в двух версиях: OTUkV и OTUk.

Блок OTUk рекомендован к применению на локальных участках OTN в полной и упрощенной формах исполнения.

Блок OTUkV характеризуется как частично стандартизированная структура и рекомендуемая для применения в составе оптического транспортного модуля ОТМ (Optical Transport Module) в полной форме исполнения. Блок OTUkV состоит из блока данных оптического канала, заголовка для управления соединением оптического канала и поля контроля/исправления ошибок FEC, Forward Error Correction (глава 8).

Для передачи в оптической секции формируются/расформировываются оптические транспортные модули OTM-n.m, OTM-nr.m, OTM-0.m. Индексы ОТМ определены для обозначения различных вариантов построения модулей.

Индекс " n " используется для обозначения максимального числа волн передачи. Если n = 0, то это признак одноволновой передачи.

Индекс " r " используется для обозначения упрощенных функций, в частности ОТМ не содержит отдельный канал передачи заголовков.

Индекс " m " используется для обозначения иерархической ступени ОТН с соответствующей скоростью передачи в варианте комбинирования скоростей. Он является расширенным по сравнению с индексом " k " обозначением (m = 1, 2, 3, 12, 123, 23).

Индекс " k " используется для обозначения поддерживаемой иерархической скорости ОТН. k = 1 соответствует примерно скорости 2,5 Гбит/с, k = 2 соответствует примерно скорости 10 Гбит/с, k = 3 соответствует примерно скорости 40 Гбит/с.

Передача в оптической физической секции, включающей в свой состав усилители, компенсаторы дисперсии, волоконные световоды, предусмотрена в виде многоволнового оптического сигнала, состоящего из одного или нескольких OTM. Порядок волновой передачи OTM определен индексом " n ", который может быть 0 ≤ n ≤16.

Цифровые блоки данных OTUk, где k = 1, 2, 3, образуют оптическую транспортную иерархию ОТН, для которой определены скорости передачи информации, цикличность и структура цикла. В таблице 2.6 представлены скорости передачи OTUk и их периодичность.

На рисунке 2.29 приведена общая структура OTUk, при создании которой на этапах мультиплексирования применяется побайтовое объединение информационных данных ODUk в групповые блоки ODTUGk, где k = 1, 2, 3. Формирование структур OTUk, ODUk и OPUk связано с присоединением заголовков ОН и согласованием скоростей.

Цикл OTUk начинается синхрословом FAOH емкостью 7 байт в головной части. В завершении цикла применяется блок 4´ 256 байт, который может быть представлен кодом Рида-Соломона RS (Reed-Solomon) или содержать нулевое заполнение (глава 8).

Передача байт блоков OTUk производится слева на право и сверху вниз байт за байтом (рисунок 2.30).

Конечным результатом исполнения операций схемы мультиплексирования является оптический транспортный модуль ОТМ в одном из трех вариантов: OTM-0.m; OTM-nr.m и OTM-n.m. В этих вариантах ОТМ могут сочетаться различные по скорости оптических каналов, с загружаемыми в них OTUk. Например, OTM-n.1 переносит сигналы OTU1 в n -оптических каналах или OTM-n.23 переносит j количество сигналов OTU2 и I количество сигналов OTU3, а сумма соответствует неравенству i + j ≤ n.

Рисунок 2.29. Структура цикла OTUk

Рисунок 2.30. Порядок передачи OTUk

Блок оптического канала OCh предназначен для транспортировк информационных данных пользователя сети OTN. В каждом оптическом канале OCh производится регенерация цифровых сигналов по принципу 3R, т.е. восстановление амплитуды, формы и фазовых параметров электрических импульсов. Пользовательские сигналы в OCh представляют собой сигналы OTUk. Кроме того, OCh могут поддерживать передачу других цифровых сигналов, например STM-N, Гигабит Ethernet. Блок оптического канала может создавать сетевой цикл полной или упрощенной формы.

Полная форма цикла уровня OCh предполагает перенос пользовательских данных на отдельной оптической частоте и заголовка каждого оптического канала на общей оптической частоте для n -каналов, т.е. отдельным оптическим сервисным каналом (OOS).

Упрощенная форма сигнала уровня OCh исключает оптический сервисный канал.

Для каждого оптического канала OChn используется поле сигналов обслуживания, помещаемое в заголовке OOS.

Блок переноса оптического канала ОСС (Optical Channel Carrier) предназначен для модуляции/демодуляции оптической частоты. Он может исполнять функции в двух вариантах: ОСС и ОССr. Вариант блока ОСС используется в полнофункциональной схеме оптического мультиплексирования с формированием заголовка ОСС в секции оптического мультиплексирования OMS. Вариант блока OCCr используется в упрощенной схеме оптического мультиплексирования без заголовка ОСС.

Каждому блоку ОСС придается точно определенная оптическая частота, соответствующая стандарту DWDM или CWDM.

DWDM, Dense Wavelength Division Multiplexing – плотное мультиплексирование с разделением по длине волны.

CWDM, Coarse Wavelength Division Multiplexing – редкое мультиплексирование с разделением по длине волны.

Блок группирования оптических несущих частот порядка n OCG-n (Optical Carrier Group of order-n) предназначен для мультиплексирования/демультиплексирования до 16 частот (n < 16). Предусмотрено две разновидности группирования: OCG-n.m и OCG-nr.m.

Группирование OCG-n.m состоит в объединении/делении n оптических несущих частот с каналами нагрузки OTU-m в любом сочетании m (ОТU1, OTU2, OTU3) и канала обслуживания с заголовком ОСС.

Группирование OCG-nr.m состоит в объединении/делении n оптических несущих частот с каналами нагрузки OTU-m в любом сочетании m (ОТU1, OTU2, OTU3). В этом варианте группирования не предусмотрено отдельного ассоциированного заголовка.

Благодаря группированию OCG-n создается оптическая секция мультиплексирования OMS-n, в которой образуются блоки оптического мультиплексирования OMU-n (Optical Multiplex Union-n, n > 1).

Для поддержки уровня оптической секции мультиплексирования создается заголовок секции мультиплексирования OMS-n OH, транспортируемый в сервисном канале OOS.

Блок оптического транспортного модуля OTM-n.m поддерживает оптическую секцию передачи OTS-n в оптической транспортной сети OTN. Модуль OTM-n.m создается в OTS-n и состоит из оптических волн нагрузки (OMS-n) и отдельного заголовка OTS-n OH, передаваемого в OOS.

Понятие оптической секции передачи может быть ассоциировано с понятием оптической физической секции порядка n, OPS-n. В OPS-n передается многоволновый оптический сигнал по определенной физической среде (волокна, соответствующие рекомендациям G.652, G.653, G.655, G.656). Кроме того, допускается ассоциация OMS и OTS в OPS. Число n установлено не более 16. Очевидно, что в паре оптических волокон можно организовать несколько отдельных OPS, в каждом из которых может быть до 16 волн. Это возможно благодаря стандартной сетке частот, пример которой рассмотрен в главе 8.

На рисунке 2.31 приведена структура интерфейса оптической транспортной сети с рассмотренными обозначениями, соответствующими схеме мультиплексирования OTH. Этой структуре соответствует схема оптической системы передачи OTH с секциями и каналами (рисунок 2.32).

Рисунок 2.31. Структура интерфейса оптической транспортной сети

Рисунок 2.32. Схема оптической системы передачи с мультиплексированием OTH

В схеме оптической системы передачи с мультиплексированием OTH предусмотрены промежуточные ретрансляторы (R) многоволновых сигналов оптических транспортных модулей OTM, включенные в секции обслуживания OTS, оптические мультиплексоры OMX с соответствующим обслуживанием в секции OMS, транспондеры TPD c обслуживанием оптических каналов OCh, с функциями 3R регенераторов и обслуживанием цифровых блоков OPU, ODU, OUT (таблица 2.7) и загрузкой и выгрузкой информационных сигналов.

Таблица 2.7. Емкости цифровых блоков OTH

ODU – тип блока	OPU – блок нагрузки (кбит/с)	Шаг (кбит/с)
ODU1	2 488 320
ODU2	238/237 ´ 9 953 280» 9 995 277
ODU3	238/236 ´ 39 813 120» 40 150 519
ODU1-Xv, X = 1 to 256	2 488 320 to 637 009 920	2 488 320
ODU2-Xv, X = 1 to 256	» 9 995 277 to» 2 558 709 902	» 9 995 277
ODU3-Xv, X = 1 to 256	» 40 150 519 to» 10 278 532 946	» 40 150 519

Виды и классификация ЦВОСП (Интернет)

Существует разнообразная классификация ВОСП, но в основном применяется следующая.:

1. ВОСП в зависимости от применяемого каналообразующего оборудования делятся на:

аналоговые волоконно-оптические системы передачи (АВОСП), если каналообразующее оборудование строится на основе анало­говых методов модуляции параметров гармонической несущей частоты (амплитудная, частотная, фазовая модуляции и их комби­нации) или параметров периодической последовательности им­пульсов (амплитудно-импульсная, широтно-импульсная, фазоимпульсная модуляции и их комбинации);

цифровые волоконно-оптические системы передачи (ЦВОСП), если каналообразующее оборудование строится на основе импульсно-кодовой модуляции, дельта-модуляции и их разновидно­стей; самое широкое применение находят ЦВОСП.

2. ВОСП в зависимости от способа модуляции оптического излу­чения подразделяются на:

волоконно-оптические системы передачи с модуляцией интен­сивностиоптического излучения и соответствующей его демодуля­ции, называемые иногда прямой модуляцией и широко приме­няемой в большинстве ЦВОСП;

волоконно-оптические системы передачи с аналоговыми мето­дами модуляции оптического излучения(оптической несущей): амплитудной, фазовой, частотной модуляциями и их комбинациями.

3. ВОСП в зависимости от способа приема или демодуляции оп­тического сигнала подразделяются на:

волоконно-оптические системы передачи с прямой демодуляци­ей или непосредст- венным приемом,при котором происходит непосредственное преобразование интенсивности оптического излуче­ния в электрический сигнал, напряжение или ток которого одно­значно отражают изменение интенсивности оптического сигнала;

когерентные волоконно-оптические системы передачи,в кото­рых применяетсягетеродинное или гомодинное преобразование частоты независимо от вида модуляции (синхронная или несин­хронная) оптического излучения, осуществляемое на промежуточ­ной частоте.

При гетеродинном приеме одновременно с оптическим сигналом частоты fc на фотодетектор подается достаточно мощное оптическое излучение местного гетеродина с частотой fr, на выходе фотодетектора выделяется промежуточная частота fnpoNi = fc - fr, на которой и осуществляются дальнейшие пребразования оптического сигнала в электрический.

При гемодинном методе приема частоты колебаний принимаемого оптического излучения и местного гетеро­дина должны быть одинаковыми (fc = fr), а фазы синхронизи -рованы.

4. По способу организации двусторонней связи ВОСП подразде­ляются на:

а)двухволоконную однополосную однокабельную, при которой передача и прием оптических сигналов ведутся по двум оптическим волокнам (ОВ) и осуществляются на одной длине волны L Каждое 0В является эквивалентом двухпроводной физической цепи и, так как взаимные влияния между оптическими волокнами кабеля отсут­ствуют, то тракты передачи и приема различных систем организу­ются по одному кабелю, т.е. такие ВОСП являются однокабельными однополосными.

Принцип построения двухволоконной однокабельной однополос­ной ВОСП показан на рис. 2, где приняты обозначения:

КОО - каналообразующее оборудование; ОС - оборудование сопряжения; ОПер - оптический передатчик; ОВ - оптическое во­локно; Опр - оптический приемник; достоинством такой ВОСП является использование однотипного оборудования трактов пере­дачи и приема оконечных и промежуточных станций, а недостатком - весьма низкий коэффициент использования пропускной способно­сти ОВ;

б) одноволоконную однополосную однокабельную (рис. 3), осо­бенностью которой является использование одного оптического волокна для передачи сигналов в двух направлениях на одной и той же длине волны; на рис. 3 к ранее принятым обозначениям добави­лись следующие:

ОРУ - оптическое развязывающее устройство, осуществляющее поляризацию световых волн или разделение типов направляемой волны оптического излучения;

 

 

в) одноволоконную двухполосную однокабельную, при которой передача в одном направлении ведется на длине волны оптическо­го излучения а в другом - разделение направлений передачи осуществляется с помощью направляющихоптических фильтров (ОФ), настроенных на соответствующие длины волн оптического излучения; обобщенная схема такого способа организации двусто­ронней связи приведена на рис. 4, здесь - направляющие оптические фильтры, выделяющие соответствующие длины

волн;

5. По назначению и дальности передачи ВОСП подразделяются на:

а) магистральные ВОСП, предназначенных для передачи сооб­щений на

тысячи километров и соединяющих между собой центры республик, краев, областей, крупные промышленные и научные центры и др.;

б) зоновые ВОСП, предназначенные для организации связи в административных пределах республик, краев, областей и протя­женностью до 600 км;

в) ВОСП для местных сетей, предназначенные для организации межстанционных соединительных линий на городских и сельских телефонных сетях;

г) ВОСП для распределения информации, обеспечивающие связь между вычислительными машинами, организацию локальных компьютерных сетей и сетей кабельного телевидения.

6. По методам уплотнения оптического волокна, в основе кото­рых лежит процессмультиплексирования, т.е. одновременной пере­дачи нескольких потоков светового излучения по одному волокну, ВОСП подразделяются на:

а) ВОСП со спектральным уплотнениемили мультиплексиро­ванием с разделением длин волн (wavelength - division multiplexing, WDM), при котором по одному ОВ одновременно передается не­сколько спектрально разнесенныхоптических несущих, каждая из которых модулируется многоканальный сигналом, сформированным соответствующим каналообразующим оборудованием. Возмож­ность построения таких систем основывается на сравнительно слабой зависимости коэффициента затухания ОВ в пределах соот­ветствующего окна прозрачности от частоты (или длины волны) оптической несущей. Поэтому, применяя метод частотного разде­ления, по одному ОВ можно организовать несколько широкополос­ных оптических каналов, увеличив тем самым результирующую скорость передачи информации. Структурная схема ВОСП со спек­тральным разделением оптических каналов показана на рис. 5, где к уже принятым обозначениям добавляются новые:

ОФМС - оборудование формирования многоканального сигнала, представляющего совокупность каналообразующего оборудования (КОО) и оборудования сопряжения (ОС), предназначенного для формирования электрического сигнала, параметры которого согла­сованы с оптическим передатчиком (ОПер) и оптическим приемни­ком (ОПр);

УСО (или MUX - мультиплексор WDM) - устройство спектрального объединения, осуществляющее ввод различных оптических несущих в одно оптическое волокно (ОВ); УСР (или DMUX - демультиплексор WDM) - устройство спектрального разде­ления, где оптические несущие разделяются в пространстве и поступают на оптические приемники..

На передающей станции имеется п систем передачи, сигналы которых подаются нап оптических передатчиков, излучающих различные оптические несущие .

С помощью УСО осуществляется ввод различных несу­щих в ОВ. На приемной стороне в УРС оптические несущие разде­ляются и подаются на оптические приемники и далее на ОФМС. Таким образом, по одному ОВ организуется п спектрально разде­ленных оптических каналов, т.е. пропускная способность ОВ уве­личивается в л раз по сравнению с традиционным построением оптических систем передачи. Кроме того, этот метод позволяет обеспечить развитие сетей связи без проведения дополнительных строительных работ, а также создавать разветвленные сети любой структуры с пассивными элементами спектрального уплотнения в местах разделения или выделения световых потоков. При этом расширяются возможности передачи различных сигналов (телефо­нии, телевидения, телеметрии, передачи данных и др.) с различными скоростями или шириной полосы частот и типами модуляции --цифровой и аналоговой. Все это обеспечивает создание экономич­ных многофункциональных телекоммуникационных систем и сетей.

Для объединения и разделения оптических несущих могут ис­пользоваться различные оптические спектральные устройства: мультиплексоры, демультиплексоры, работа которых основана на явлениях физической оптики:дисперсия, дифракция и интерфе­ренция. В основе структуры мультиплексоров и демультиплексоров может быть оптическая призма, многослойный диэлектрик, дифрак­ционная решетка и др.

б) ВОПС с частотным или гетеродинным уплотнением. В сис­темах передачи с частотным мультиплексированием исходным многоканальным сигналам различных источников в линейных трак­тах отводятся определенные полосы частот. Поэтому для получения близко расположенных спектральных каналов в ВОСП используются различные несущие не от разных источников, а от одного, но достаточно стабильного, с помощью соответствующего сдвига оптической несущей. Уплотнение, использующее такой принцип формирования оптических несущих, называется частотным или гетеродинным уплотнением. Структурная схема, поясняющая принцип формирования группового оптического сигнала, приведена на рис. 6. Оптическое излучение с выхода источника оптического излучения (ИИ), содержащего ряд несущих поступает на анализатор , представляющий собой спектральную призму Глана-Тейлора, а затем, пройдя четвертьволновую призму - на фильтр первого канала Это фильтр пропускает оптическую несущую первого канала к оптическому модуляторуОМЬ где она и моду­лируется информационным оптическим сигналом (ОС»). Оптическое излучение с частотами отражается фильтром

и возвращается к анализатору Л». По пути оно вторично проходит через четвертьволновую призму и попадает на анализатор Оптическая несущая первого канала, промодулированная в ОМ1 информационным сигналом, отражаясь от зеркала также возвраща­ется к анализатору

Плоскость поляризации оптического сигнала, дважды прошедше­го четвертьволновую призму, поворачивается на по отношению к плоскости поляризации исходного колебания, в связи с чем свето­вой пучок отклоняется в призме и выходит из нее. Далее общий сигнала поступает на анализатор и процесс повторяется, с той лишь разницей, что модулируется оптическое излучение с частотой аким образом, формируется оптический групповой сигнал, поступающий в оптическое волокно кабеля.

Принимаемый групповой оптический сигнал, содержащий ряд промодулированных оптических несущих, поступает на анализатор А1 (рис. 7), а затем после прохождения через четвертьволновую призму и фильтр первого канала - на оптический смеситель (ОСМ).

Фильтр Ф1 пропускает только оптический сигнал с несущей час­тотой fb сигнал с другими частотами отражается и поступает на Аг. Оптическая промодулированная несущая частота перемножается в ОМС с частотой местного гетеродина (Гет),затем промежуточная частота fnpoм выделяется полосовым фильтром (ПФ) и поступает на фотодетектор (ФД), на выходе которого формируется электрический информационный сигнал. Таким образом, прием осуществля­ется гетеродинным способом. Аналогично происходит детекти­рование сигнала во всех остальных каналах.

Достоинство метода частотного (гетеродинного) уплотнения за­ключаются в том, что длина регенерационного участка регенерации за счет гетеродинного приема возрастает до 200 км и значительно повышается коэффициент использования пропускной способности ОВ. Недостатками данного метода является то, что требуется опти­ческий тракт приема и передачи с сохранением поляризации, а также ряд дополнительных устройств: сдвигателей частоты, опти­ческих вентилей, контроллеров поляризации, оптических усилите­лей, систем автоподстройки частоты и т.п., что значительно усложняет и увеличивает стоимость ВОСП.

в) ЦВОСП с временным уплотнением (с временным мультип­лексированием), при котором несколько информационных или компонентных потоков объединяются в один, и для передачи каждого компонентного потока по одному ОВ отводится свойвре­менной интервал. Объединение может быть осуществлено на уровнеэлектрических сигналов и на уровне оптических сигналов. Временное мультиплексирование на уровне электрических сигналов приведено на рис. 8, где приняты следующие обозначения:

1...N - источники компонентных информационных потоков, пред­ставляющих многоканальные электрические сигналы; MUX - времен­ной мультиплексор, который, создавая групповой электрический сигнал, последовательно подключает компонентные многоканальные электрические сигналы к общему оптическому передатчику (ОПер) на определенный временной интервал; ОВ - оптическое волокно; ОПр - оптический приемник, преобразующий оптический сигнал в группо­вой электрический, содержащий N компонентных многоканальных электрических сигналов; DMUX - временной демультиплексор, рас­пределяет принятые компонентные многоканальные электрические сигналы по соответствующим приемникам 1...N. Мультиплексор и демульти- плексор должны работать синхронно.Отметим, что компонентные информационные потоки могут быть сформированы как на основе систем передачи с частотным разделением каналов, так и на основе систем передачи на основе импульсных и цифровых методов модуляции.

Схема с временным мультиплексированием на уровне оптических сигналов приведена на рис. 9, где приняты сле­дующие обозначения: - оптические передатчики 1...N компонентных информационных потоков (многоканальных электри­ческих сигналов аналоговых или цифровых, преобразованных в оптические сигналы); OMUX - оптический мультиплексор, осущест­вляющий задержку оптического сигнала от каждого ОПер на вели­чину (здесь N - число компонентных информа­ционных потоков или многоканальных оптическихсигналов), объединяющий N многоканальных оптических сигналов в групповой оптический поток и направляющий его в оптическое волокно (ОВ); ODMUX - оптический демультиплексор, осуществляющий на прие­ме обратные преобразования.

При временном мультиплексировании как на уровне электриче­ских сигналов, так и на уровне оптических, требуется передача коротких (наносекундных) световых импульсов. Однако передача субнаносекундных импульсов предъявляет чрезвычайно высокие, близкие к предельным, требования к быстродействию оптоэлектронных компонентов оптических передатчиков и приемников ВОСП. Кроме того, скорость передачи или широкополосность опти­ческих трактов ограничивается дисперсионными свойствами ОВ.

Основными достоинствами временного мультиплексирования являются увеличение коэффициента использования пропускной способности ОВ (уже достигнуты скорости передачи до 16 и выше Гбит/с) и возможность создания полностью оптической сети связи.

Рисунок 1.7 - Обобщенная схема ВОСП

Назначение компонентов схемы ВОСП:

• MUX – электрический мультиплексор объединяет независимые каналы или потоки (1…n) на передаче и разделяет их на приеме.

Наибольшее распространение получили мультиплексоры цифровых технологий передачи: - PDH, Plesiochronous Digital Hierarchy – плезиохронной цифровой иерархии;

- SDH, Synchronous Digital Hierarchy – синхронной цифровой иерархии;

- АТМ, Asynchronous Transfer Mode асинхронного режима передачи.

• ПКпер - преобразователь кода передачи формирует сигнал в линейном коде, который обеспечивает высокую помехозащищенность, устойчивую синхронизацию и контроль работы промежуточных устройств.
• ПОМ – передающий оптический модуль производит преобразование электрического сигнала в оптический, модуляцию оптического излучения и стык с оптической средой. Оптический интерфейс (стык) на выходе ПОМ определяет параметры аппаратуры и линии.

Основные компоненты ПОМ:

- источник излучения (светоизлучающий диод СИД, лазерный диод ЛД)

- оптический модулятор при внешней модуляции излучения

- элементы согласования источника с оптическим волокном (линзы, пигтейлы).

• OMUX WDM – оптический мультиплексор объединяет в ВОСП – WDM определенное количество каналов образованных на различных оптических несущих длинах волн li (частотах).
• ОУпер – оптический усилитель передачи увеличивает мощность одиноволнового или многоволнового сигнала.

• Промежуточная станция может быть представлена электрическими или оптическими мультиплексорами ввода – вывода, электрическими или оптическими кросс-коммутаторами или оптическими ретрансляторами (ОР).

Виды ОР:

- электронный регенератор, регенерационный ретранслятор (регенератор ЦСП) с оптическими конверторами.

- линейный оптический усилитель (ОУ).

• ПрОМ – приемный оптический модуль преобразует оптический сигнал в электрический, производит усиление, коррекцию и регенерацию сигнала. При этом выделяется тактовая частота, которая используется для синхронизации приемной части мультиплексора с целью правильного демультиплексирования каналов.

Основные части ПрОМ:

- элементы соединения ПрОМ с оптическим волокном

- фотодиод (p-i-n ФД, лавинный ФД).

- опорный оптический генератор (ООГ) при фотодетектировании с преобразованием.

- усилительные и корректирующие каскады

- блок регенерации сигнала.

• ОУпр – оптический усилитель приема повышает чувствительность фотодиода.
• ОDMUX WDM – оптический демультиплексор разделяет многоволновый сигнал ВОСП-WDM.
• ПКпр – преобразователь кода приема, преобразует оптический линейный код в стыковой код электрического интерфейса по рекомендации МСЭ–Т (ITU-T) G.703.

 

Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразования сигнала (Основы волоконной оптики С.М.Шандаров)

Кодеки ИКМ.