Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Коммуникации и связь->Лабораторная работа
2.1 Расчет и построение таблицы зависимости затухания из-за поглощения энергии в материале от длинны волны.2.2 Моделирование и построение графика зави...полностью>>
Коммуникации и связь->Практическая работа
В случае с уменьшением утилизации на k = 10%, получим (Ts / (1 – 0.8ρ)) ∙ 1.38 3 = Tq Отсюда новое значение времени ответа сервера Tq = (1....полностью>>
Коммуникации и связь->Конспект
Все взаимодействия в системе можно разделить на внешние и внутренние; внешние взаимодействия - не зависят от упругих деформаций в системе, внутренние ...полностью>>
Коммуникации и связь->Курсовая работа
Целью курсовой работы является приобретение и закрепление знаний по теме фотодатчики, их классификации, режимы работы и применение в биоинженерной тех...полностью>>

Главная > Конспект >Коммуникации и связь

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Книга принадлежит перу одного из известных специалистов в области волоконно-оптической связи Олегу Константиновичу Склярову. Это его второй крупный труд об ВОЛС — важнейшей технологии современных систем передачи информации. К сожалению, последний. Едва окончив работу над рукописью, автор скоропостижно скончался.

Первая книга Склярова О. К. «Современные волоконно-оптические системы передачи, аппа­ратура и элементы», вышла в 2001 году. В последние годы волоконно-оптические системы пере­дачи так бурно развивались и в качественном и в количественном отношении, что потребовались большие усилия автора, чтобы донести до читателя главные тенденции прогресса отрасли. Книга содержит материал по основным протоколам, используемым в оптических сетях, по вопросам те­стирования систем, по методам передачи информационных потоков. Большое внимание уделено аппаратуре цифровой иерархии, вопросам уплотнения, оптическим сетям доступа. Особый инте­рес представляют главы, посвященные новым пассивным и активным элементам сетей, новым отечественным и зарубежным кабелям. Освещены принципы работы оптических романовских (ВКР) усилителей, электроабсорбционного модулятора света, широко используемого в современ­ных высокоскоростных системах передачи.

Книга предназначена для студентов, специалистов систем волоконно-оптической свя­зи, она поможет при технической подготовке обслуживающего персонала.

Предисловие

В 2001 году была издана моя книга «Современные волоконно-оптические сис­темы передачи. Аппаратура и элементы». Она быстро разошлась, но потребность в ней сохранилась, о чем свидетельствуют телефонные звонки автору с просьбой помочь приобрести книгу. Назрела необходимость в ее переиздании. Однако за истекшее с 2001 года время волоконно-оптические технологии продолжали стре­мительно развиваться, чему способствовало одновременное развитие компьютер­ных технологий и рост числа пользователей сетью интернет. Новая книга допол­нена материалами по основным протоколам передачи, используемым в оптиче­ских сетях, по отдельным вопросам тестирования систем ВОЛС.

В имеющейся литературе слабо освещены принципы работы оптических рама-новских (ВКР) усилителей. В новой книге предпринята попытка восполнить этот пробел. Рассмотрены принципы работы внешнего электроабсорбционного моду­лятора света, широко используемого в современных высокоскоростных ВОСП-СР и также слабо освещенного в опубликованных работах. Кроме того, исправлены ошибки, замеченные в первом издании.

Автор выражает искреннюю благодарность Елене Александровне Филимоно­вой за ее огромную помощь при подготовке рукописи книги.

Введение

В последние два десятилетия прошедшего и в начале текущего века происходит смена эпохи индустриально-технологического развития передовых государств эпохой информационно-технологической. Ярким проявлением этого процесса яв­ляется невиданный по скорости и результатам прогресс в создании новых методов и средств телекоммуникаций. Бурное развитие технологии производства систем и средств связи с практически неограниченной пропускной способностью и дально­стью передачи и массовое их использование по сути привели к информацион­но-технологической революции и формированию глобального информационного общества. Сегодня телекоммуникации — это одна из самых быстроразвивающихся высокотехнологических и наукоемких отраслей мировой экономики. Уровень раз­вития технологических разработок, производства и внедрения в различные сферы деятельности телекоммуникационных систем во многом формируют положитель­ный образ передового государства. Такое развитие событий стало возможным бла­годаря широкому практическому использованию достижений фундаментальных наук — прежде всего физики, химии и математики, а также компьютерных техно­логий. Создание элементной базы современных волоконно-оптических систем пе­редачи информации (ВОСП) и технологий их серийного производства основано на практическом применении таких открытий в области физики и таких разделов математики, которые еще совсем недавно считались уделом самых высших кругов «чистой науки», на практическое использование которых не надеялась не только широкая общественность, но и сами авторы этих открытий. На самом же деле оказывается, что к созданию современных телекоммуникационных систем и компьютерных технологий причастны почти все известные физики прошлого и настоящего: от Ньютона и Гюйгенса, Френеля и Декарта до большинства нобе­левских лауреатов по физике от М. Планка и А. Эйнштейна до А. М. Прохорова, Ч. Таунса, Н. Г. Басова и Ж. И. Алферова. В профессиональный лексикон спе­циалистов, работающих в области волоконно-оптической связи входят такие тер­мины, как кванты, электроны, фотоны, фононы, фермионы и бозоны, экситоны и многие другие, которые ранее в своей деятельности употребляли только профес­сиональные физики. Современные волоконно-оптические системы передачи — это концентратор практического использования самых глубинных достижений фундаментальных наук, ярчайшая демострация их практической необходимости и полезности.

Толчком к развитию оптических систем передачи информации явилось изобре­тение в 1960 году А. М. Прохоровым, Н. Г. Басовым (СССР) и Ч. Таунсом (США) квантового генератора оптического излучения лазеров (аббревиатура из первых букв английского названия оптических квантовых генераторов света (ОКГ) Light Amplification by the Stimulation Emission of Radiation). С1962 года началось се­рийное производство ОКГ (так в СССР назывались эти приборы до начала 70-х годов), а в 1965 году в Московскую городскую телефонную сеть была включена одна из первых в мире оптических линий связи протяженностью 4,7 км между одним из центральных узлов связи (Зубовская площадь) и зданием МГУ им. М. В. Ломоно­сова. По этой линии с помощью лазерного луча с длиной волны 0,628 мкм (крас­ный свет), распространявшегося в атмосфере (по воздуху), передавались методом И КМ 12 телефонных каналов. По существу это была первая оптическая соедини­тельная линия городской телефонной сети. Оборудование для этой линии и систеа в целом были разработаны в Центральном научно-исследовательском институте связи (ЦНИИС), в разработке и настройке которой участвовал и автор настоящих строк. К началу семидесятых годов в Советском Союзе работало несколько лазерных атмосферных линий связи: две в Москве протяженностью 5 км (скорость передачи 32 Мбит/с) и 17 км (скорость 2,048 эпохой информационно-технологической бит/с, а также в г. Куйбышеве (ныне Самара) через р. Волга, в г. Клайпеда через Куршскую косу, Ереван—Бюракан (28 км). Руководство разработками и эксплуатацией этими линиями осуществлялось также ЦННИС.

В 1970 году компанией CORNING (США) было создано оптическое волокно с малыми (по тому времени) километрическими потерями (менее 20 дБ/км на длине волны 0,85 мкм). В том же году сотрудниками Ленинградского физико-техни­ческого института под руководством Ж. И. Алферова были разработаны полупроводниковые приборы на основе двойных гетероструктур, в том числе полупроводковые лазеры, работающие в непрерывном режиме при комнатной температуре. С этого момента началось быстрое развитие волоконно-оптических систем пере­дачи информации. К середине 70-х годов потери в оптических волокнах были снижены до 2,5—3 дБ/км в первом окне прозрачности (780—870 нм) оптического диапазона и в СССР, США, Японии, Англии, Франции и Германии были построены первые коммерческие волоконно-оптические системы со скоростями передачи 2, 048, 8,848 Мбит/с и 34 Мбит/с, а также системы кабельного телевидения. Эти системы работали в диапазоне 1280—1360 нм по многомодовым оптическим волокнам. Многомодовые волокна имеют весьма низкую полосу пропускания — не более 1200—1600 МГГц/км, которая уже тогда была недостаточной. Поэтому усилия исследователей были направлены на создание одномодовых оптических волокон, полоса пропускания которых на много порядков выше. В результате в конце 70-х годов были получены одномодовые волокна с коэффициентом потерь 0,2 дБ/км на длине волны 1550 нм (третье окно прозрачности). В этот же период были разработаны и освоены в серийном производстве полупроводниковые лазеры и фотоприемники, работающие в этом же окне прозрачности. На основе перечисленных элементов были построены магистральные ВОСП протяженностью более 1000 км при скорости передачи 155 Мбит/с. Одновременно с развитием оптических и квантовых элементов для ВОСП быстрыми темпами происходило совершенствование цифровых методов передачи информации и элементной базы для реализации этих методов. В качестве альтернативы плезиохронному методу, исчерпавшему свои возможности, был разработан метод синхронной цифровой передачи. Скорость 155 Мбит/с первая скорость, с которой началось внедрение синхронного метода временного уплотнения цифровых сигналов. Вслед за этим были достигнуты скорости передачи 622 Мбит/с, 2,5 Гбит/с и 10 Гбит/с.В настоящее время скорость передачи синхронным методом доведена до предельной для электроники величины 40 Гбит/с. Для перечисленных скоростей передачи между народным комитетом по электросвязи МСЭ-Т (ITU-T) была разработана следущая классификация иерархий скоростей: синхронная цифровая иерархия (СЦИ, или SDH в английском варианте) СТМ-1 (155 Мбит/с), СТМ-4 (622 Мбит/с), СТМ-16 (2,5 Гбит/с), СТМ-64 (10 Гбит/с) и СТМ-256 (40 Гбит/с). За исключением СТМ-1, все остальные уровни иерархий СЦИ предназначены для передачи только по волоконно-оптическим системам. В результате такого развития пропускная способность ВОСП увеличилась на несколько порядков. При этом многократно возросла также и дальность передачи. Благодаря резкому улучшению параметров систем передачи коренным образом выросло качество традиционных услуг связи и появились новые услуги: цифровое телевидение повышенной четкости, интерактивное кабельное ТВ, видеоконференции, передача технологической, коммерческой, банковской информации, сеть интернет, электронная почта, теле­факс, телемедицина и т. д. Рост качества и количества услуг связи сопровождается экспоненциальным возрастанием числа потребителей этих услуг абонентов. Эти факторы влекут за собой необходимость дальнейшего увеличения пропускной способности систем передачи. Повсеместное распространение этих услуг в свою очередь требует увеличения дальности передачи. Кроме того, предоставление высококачественных услуг связи постоянно растущему числу абонентов делает актуальной проблему повышения эффективности и гибкости управления сетями связи. Одним из решений этой проблемы стала разработка и внедрение асинхронного метода переноса сообщений ATM, который в последнее время получает все большее распространение как в магистральных транспортных сетях, так и в сетях доступа.

Потребность в дальнейшем наращивании пропускной способности систем пе­редачи информации стимулировала исследования в направлении поиска новых методов решения этой задачи. Одним из чрезвычайно эффективных решений поставленной задачи является увеличение пропускной способности с помощью уплотнения оптических каналов по длинам волн оптического излучения WDM (Wavelength Division Multiplexing), в российской документации ВОСП-СР. Использование этого метода позволило повысить пропускную способность волокон­но-оптических систем до величины более 10 Тбит/с, превышающую потребности сегодняшнего дня, сняв таким образом проблему на ближайшие 3—5 лет.

Для реализации метода уплотнения оптических каналов по длинам волн (или метода спектрального разделения) были разработаны такие оптические элементы, как оптические мультиплексоры и демультиплексоры, оптические фильтры, полу­проводниковые лазеры с малой шириной линии излучения на заданной длине волны, методы и средства, обеспечивающие необходимую стабильность оптиче­ской частоты, оптические усилители с широкой полосой усиления и ряд других элементов.

Как уже отмечалось, одновременно с увеличением пропускной способности, вызванной ростом количества и качества услуг связи, а также числа пользователей, происходит быстое расширение территорий, на которых проживают или расположены потребители услуг связи. По этой причине продолжала оставаться актуальной необходимость увеличения дальности передачи. В настоящее время эта задача также в значительной степени может считаться решенной благодаря внедрению оптических и квантово-оптических технологий. Решение поставленой задачи происходило по двум направлениям: были разработаны новые типы оптических волокон с затуханием, близким к теоретическому пределу, с большой эффективной площадью сечения и малым коэффициентом хроматической дис­персии; созданы и освоены в серийном производстве оптические усилители раз­личных типов, позволяющие резко повысить мощность оптических сигналов на входе линии и компенсировать потери в оптическом волокне. Созданы также эффективные компенсаторы хроматической дисперсии. Использование этих элементов позволяет увеличивать длину регенерационных участков магистральных систем передачи до 1000—1500 км. В настоящее время находится в стадии реализации проект магистральной ВОСП-СР протяженностью 28 тыс. км.



Похожие страницы:

  1. Волоконно-оптические системы (2)

    Реферат >> Военная кафедра
    ... общем виде принцип передачи информации в волоконно- оптических системах связи можно пояснить с помощью рис.1.2. На ... .В межрегиональном масштабе следует выделить стройку волоконно-оптических сетей синхронной цифровой иерархии (SDH).Экономические ...
  2. Цифровая волоконно оптическая система передачи со скоростью 422 Мбит с для кабельного телевидения

    Курсовая работа >> Коммуникации и связь
    ... . Волоконно-оптическая сеть - это информационная сеть, связую­щими элементами между узлами которой являются волоконно-оптические линии связи. Технологии волоконно-оптических сетей помимо ...
  3. Модернизация зоновой сети Самарской области на базе волоконно-оптический линий передач

    Дипломная работа >> Коммуникации и связь
    ... Длинна регенерационного участка РУ цифровой волоконно-оптической системы (ЦВОСП) зависит от многих факторов ... -23. Слепов Н.Н. Архитектура и функциональные модули сетей SDH / Сети и системы связи. – 1996. – № 1 – с. 88-95. Патентная ...
  4. Обоснование линии связи волоконно-оптических систем передачи между пунктами Курск-Брянск

    Курсовая работа >> Коммуникации и связь
    ... 1550нм 18 Конструктивные параметры Количество оптических волокон 2-48 Толщина внутренней оболочки не ... от применяемой системы передачи Канал ОЦК на перспективной цифровой сети АЛТ Коэффициент ...
  5. Сети следующего поколения. Конспект лекций

    Конспект >> Коммуникации и связь
    ... доля оптического кабеля на первичной сети. Таблица 1.2. Основные индикаторы связи и ... эксплуатации оборудования. Существующая система правового регулирования рынка ... расширяемости, возможности функционального наращивания системы путем добавления новых элементов ...

Хочу больше похожих работ...