Các đường cáp quang. Đường dây thông tin sợi quang

Không phải ai cũng biết đường truyền thông cáp quang là gì. Trong các đường truyền quang, tín hiệu ánh sáng được truyền trong sợi. Hệ thống thông tin cáp quang cung cấp kết nối để truyền thông tin giữa hai điểm.

Các thành phần này tạo thành nền tảng của bất kỳ sợi quang nào, bắt đầu bằng hệ thống một kênh đơn giản. Nhưng cũng có những hệ thống phức tạp hơn được lắp đặt và lắp đặt chuyên nghiệp bởi các chuyên gia từ các công ty chuyên ngành có thiết bị chuyên nghiệp và một số chứng chỉ từ https://kabelnieseti.ru/services/volokonno-opticheskie-linii-svyazi/. Thông tin được truyền đi là kỹ thuật số (trong hầu hết các trường hợp), điều này làm cho hệ thống cáp quang trở nên rất linh hoạt và tương đối không nhạy cảm với sự biến dạng sóng hài chẳng hạn. Để hiểu đường truyền cáp quang là gì, chúng ta hãy xem xét các khái niệm cơ bản.

Có các định dạng điều chế khác nhau, nghĩa là các phương pháp mã hóa thông tin khác nhau. Ví dụ: định dạng không quay trở về 0 (NRZ) đơn giản truyền các bit liên tiếp bằng cách gửi tín hiệu công suất quang cao hoặc thấp, không có khoảng cách giữa các bit liền kề và các phương tiện bổ sung để đồng bộ hóa. Ngược lại, định dạng return-zero (RZ) dễ dàng tự đồng bộ hóa bằng cách trở về trạng thái nghỉ sau mỗi bit, nhưng nó yêu cầu băng thông truyền quang cao hơn cho cùng tốc độ dữ liệu.

Ngoài các chi tiết phần cứng và thông lượng quang học liên quan đến hiệu suất điều chế, các định dạng truyền dẫn cũng khác nhau về độ nhạy đối với nhiễu và nhiễu xuyên âm thay thế.

máy phát tín hiệu FOCL

Máy phát chuyển đổi tín hiệu đầu vào điện tử thành chùm ánh sáng được điều chế. Thông tin có thể được mã hóa ví dụ thông qua:

công suất quang (cường độ),
pha quang học,
phân cực;

Điều chế cường độ là lựa chọn phổ biến nhất. Theo quy luật, bước sóng quang được hình thành ở một trong những cửa sổ được gọi là viễn thông. Một máy phát thông thường dựa trên một diode laser đơn chế độ (thường là VCSEL hoặc DFB), có thể được điều chế trực tiếp bằng dòng DML (= laser được điều chế trực tiếp) hoặc bằng bộ điều biến quang bên ngoài.

Điều chế trực tiếp là một lựa chọn đơn giản hơn và có thể hoạt động ở tốc độ tín hiệu lên tới 10 Gbps hoặc thậm chí cao hơn. Tuy nhiên, mật độ sóng mang trong diode laser thay đổi và sau đó được điều chỉnh đến một tần số tức thời cụ thể để tín hiệu bị biến dạng dưới dạng điều chế tần số. Điều này làm cho tín hiệu nhạy hơn với tác động của tán sắc màu khi truyền qua khoảng cách xa. Do đó, điều chế bên ngoài thường được ưu tiên cho việc kết hợp truyền dữ liệu tốc độ cao (ví dụ: 10 đến 40 Gbit/s) với khoảng cách truyền dài (nhiều km). Laser có thể hoạt động liên tục và độ méo tín hiệu được giữ ở mức tối thiểu.

Để đạt được tín hiệu tốc độ cao hơn nữa trong hệ thống 1 kênh, ghép kênh phân chia thời gian có thể được sử dụng trong các hệ thống có bốn kênh 40 Gbit/s, mỗi kênh được sử dụng theo cách xen kẽ thời gian để đạt được tổng tốc độ 160 Gbit/s . Nhưng đây là những công nghệ của tương lai. Để đạt được truyền dữ liệu tốc độ cao với các định dạng quay về 0, có thể thuận lợi khi sử dụng nguồn xung (ví dụ: xung soliton phát ra tia laser) kết hợp với bộ điều biến cường độ. Điều này làm giảm yêu cầu về băng thông của bộ điều biến khi độ truyền qua của bộ điều biến tăng lên giữa các xung.

Để có được tốc độ truyền dữ liệu cao, máy phát phải đáp ứng một số yêu cầu. Điều quan trọng là phải đạt được tỷ lệ tắt cao, jitter thời gian thấp, nhiễu cường độ thấp và tần số xung nhịp được kiểm soát chính xác. Tất nhiên, bộ truyền dữ liệu phải hoạt động ổn định và đáng tin cậy với sự can thiệp tối thiểu của người vận hành.

Cáp quang

Sợi đơn mode được sử dụng để truyền khoảng cách trung bình đến dài, nhưng hệ thống cũng có thể được sử dụng với sợi đa mode cho khoảng cách ngắn. Trong trường hợp sau, sự phân tán từ chế độ này sang chế độ khác có thể hạn chế phạm vi hoặc tốc độ truyền. Cái gọi là kênh song công hoàn toàn cung cấp kết nối để truyền dữ liệu theo cả hai hướng.

Các kênh cáp quang băng thông rộng có thể chứa các sợi có bộ khuếch đại ở một số điểm nhất định (bộ khuếch đại gộp) để ngăn mức công suất giảm xuống mức quá thấp. Ngoài ra, có thể sử dụng bộ khuếch đại phân tán, được triển khai từ chính sợi truyền, bằng cách đưa thêm một chùm bơm công suất cao (thường ở đầu thu).

Có thể sử dụng bù tán sắc (chống lại hiệu ứng tán sắc màu của sợi) cũng như tái tạo tín hiệu. Điều sau có nghĩa là không chỉ mức năng lượng mà cả chất lượng tín hiệu (ví dụ: thời lượng xung và thời gian) đều được khôi phục. Điều này có thể đạt được bằng cách tự xử lý tín hiệu quang hoặc bằng cách phát hiện tín hiệu điện tử, áp dụng một số xử lý tín hiệu quang và truyền lại nó. Đây là những nguyên tắc hoạt động cơ bản của đường truyền thông cáp quang.

Đầu thu sợi quang là gì?

Bộ thu chứa một số loại bộ tách sóng quang nhanh, điển hình là điốt quang và các thiết bị điện tử tốc độ cao phù hợp để khuếch đại tín hiệu yếu và trích xuất dữ liệu số. Điốt quang tuyết lở có thể được sử dụng cho độ nhạy đặc biệt cao. Độ nhạy của máy thu bị giới hạn bởi nhiễu, thường có nguồn gốc điện tử. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng bản thân tín hiệu quang cũng đi kèm với nhiễu quang, chẳng hạn như từ bộ khuếch đại. Nhiễu quang học như vậy gây ra những hạn chế mà bất kỳ thiết kế máy thu đặc biệt nào cũng không thể loại bỏ được.

Quang học mở ra những cơ hội lớn khi cần có truyền thông tốc độ cao với thông lượng cao. Đây là một công nghệ đã được chứng minh tốt, dễ hiểu và tiện lợi. Trong lĩnh vực Nghe nhìn, nó mở ra những góc nhìn mới và cung cấp các giải pháp không có được bằng các phương pháp khác. Quang học đã thâm nhập vào tất cả các lĩnh vực quan trọng - hệ thống giám sát, phòng điều khiển và trung tâm tình huống, cơ sở quân sự và y tế cũng như các khu vực có điều kiện hoạt động khắc nghiệt. Đường cáp quang cung cấp mức độ bảo vệ cao cho thông tin bí mật và cho phép truyền dữ liệu không nén như đồ họa và video có độ phân giải cao với độ chính xác pixel. Các tiêu chuẩn và công nghệ mới cho đường truyền thông cáp quang. Cáp quang có phải là tương lai của SCS (hệ thống cáp có cấu trúc) không? Chúng tôi đang xây dựng một mạng lưới doanh nghiệp.

Cáp quang (hay còn gọi là cáp quang)- đây là loại cáp khác về cơ bản so với hai loại cáp điện hoặc cáp đồng được xem xét. Thông tin trên đó được truyền không phải bằng tín hiệu điện mà bằng tín hiệu ánh sáng. Thành phần chính của nó là sợi thủy tinh trong suốt, qua đó ánh sáng truyền qua khoảng cách rộng lớn (lên đến hàng chục km) với độ suy giảm không đáng kể.

Cấu tạo của cáp quang rất đơn giản và tương tự như cấu trúc của cáp điện đồng trục (Hình 1.). Ở đây chỉ thay vì dây đồng trung tâm, người ta sử dụng sợi thủy tinh mỏng (đường kính khoảng 1 - 10 micron), và thay vì cách nhiệt bên trong, người ta sử dụng một lớp vỏ bằng thủy tinh hoặc nhựa để ngăn ánh sáng thoát ra ngoài sợi thủy tinh. Trong trường hợp này, chúng ta đang nói về chế độ được gọi là phản xạ toàn phần của ánh sáng từ ranh giới của hai chất có chiết suất khác nhau (vỏ thủy tinh có chiết suất thấp hơn nhiều so với sợi trung tâm). Thường không có lớp bện kim loại trên cáp vì không cần phải che chắn khỏi nhiễu điện từ bên ngoài. Tuy nhiên, đôi khi nó vẫn được sử dụng để bảo vệ cơ học khỏi môi trường (cáp như vậy đôi khi được gọi là cáp bọc thép; nó có thể kết hợp nhiều sợi cáp quang dưới một vỏ bọc).

Cáp quang có hiệu suất vượt trội về khả năng chống ồn và bí mật của thông tin được truyền đi. Về nguyên tắc, không có nhiễu điện từ bên ngoài nào có thể làm biến dạng tín hiệu ánh sáng và bản thân tín hiệu không tạo ra bức xạ điện từ bên ngoài. Hầu như không thể kết nối với loại cáp này để nghe lén mạng trái phép vì điều này sẽ ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của cáp. Về mặt lý thuyết, băng thông có thể có của một loại cáp như vậy đạt tới 1012 Hz, tức là 1000 GHz, cao hơn rất nhiều so với băng thông của cáp điện. Giá thành của cáp quang liên tục giảm và hiện nay chỉ xấp xỉ giá thành của cáp đồng trục mỏng.

Sự suy giảm tín hiệu điển hình trong cáp quangở tần số được sử dụng trong mạng cục bộ nằm trong khoảng từ 5 đến 20 dB/km, gần tương ứng với hiệu suất của cáp điện ở tần số thấp. Nhưng trong trường hợp cáp quang, khi tần số của tín hiệu truyền đi tăng lên, độ suy giảm tăng rất nhẹ và ở tần số cao (đặc biệt là trên 200 MHz), lợi thế của nó so với cáp điện là không thể phủ nhận; đơn giản là nó không có đối thủ cạnh tranh.

Đường truyền thông cáp quang (FOCL) cho phép truyền tín hiệu tương tự và kỹ thuật số trên khoảng cách xa, trong một số trường hợp lên tới hàng chục km. Chúng cũng được sử dụng ở những khoảng cách nhỏ hơn, "có thể kiểm soát" hơn, chẳng hạn như bên trong các tòa nhà. Ví dụ về các giải pháp xây dựng SCS (hệ thống cáp có cấu trúc) để xây dựng mạng doanh nghiệp có tại đây: Xây dựng mạng doanh nghiệp: Sơ đồ xây dựng SCS - Quang học ngang. , Xây dựng mạng doanh nghiệp: Đề án xây dựng SCS - Hệ thống cáp quang tập trung. , Xây dựng mạng doanh nghiệp: Đề án xây dựng SCS - Hệ thống cáp quang vùng.

Ưu điểm của quang học đã được nhiều người biết đến: khả năng chống nhiễu và nhiễu, cáp có đường kính nhỏ với băng thông lớn, khả năng chống hack và chặn thông tin, không cần bộ lặp và bộ khuếch đại, v.v.
Đã từng có vấn đề về việc kết thúc đường quang, nhưng ngày nay chúng đã được giải quyết phần lớn nên làm việc với công nghệ này đã trở nên dễ dàng hơn nhiều. Tuy nhiên, có một số vấn đề phải được xem xét riêng trong bối cảnh của các lĩnh vực ứng dụng. Giống như truyền dẫn bằng đồng hoặc vô tuyến, chất lượng truyền thông cáp quang phụ thuộc vào mức độ phù hợp giữa tín hiệu đầu ra của máy phát và giai đoạn đầu vào của máy thu. Thông số công suất tín hiệu không chính xác dẫn đến tỷ lệ lỗi bit truyền tăng lên; quá nhiều công suất và bộ khuếch đại máy thu "quá bão hòa"; quá ít sẽ xảy ra vấn đề nhiễu khi nó bắt đầu cản trở tín hiệu hữu ích. Dưới đây là hai thông số quan trọng nhất của đường cáp quang: công suất đầu ra của máy phát và tổn thất truyền tải - độ suy giảm trong cáp quang kết nối máy phát và máy thu.

Có hai loại cáp quang khác nhau:

* cáp đa chế độ hoặc đa chế độ, rẻ hơn nhưng chất lượng thấp hơn;
* cáp chế độ đơn, đắt hơn nhưng có đặc tính tốt hơn so với cáp đầu tiên.

Loại cáp sẽ xác định số lượng chế độ truyền hoặc “đường dẫn” mà ánh sáng truyền trong cáp.

Cáp đa chế độ, được sử dụng phổ biến nhất trong các dự án công nghiệp, dân dụng và thương mại nhỏ, có hệ số suy giảm cao nhất và chỉ hoạt động trong khoảng cách ngắn. Loại cáp cũ hơn, 62,5/125 (những con số này đặc trưng cho đường kính trong/ngoài của sợi tính bằng micron), thường được gọi là "OM1", có băng thông hạn chế và được sử dụng để truyền dữ liệu ở tốc độ lên tới 200 Mbps.
Gần đây, cáp 50/125 “OM2” và “OM3” đã được giới thiệu, cung cấp tốc độ 1 Gbit/s trên khoảng cách lên tới 500 m và 10 Gbit/s trên khoảng cách lên tới 300 m.

Cáp đơn modeđược sử dụng trong các kết nối tốc độ cao (trên 10 Gbit/s) hoặc trên khoảng cách xa (lên tới 30 km). Để truyền âm thanh và video, thích hợp nhất là sử dụng cáp “OM2”.
Rainer Steil, phó chủ tịch tiếp thị của Extron Europe, lưu ý rằng đường cáp quang ngày càng có giá cả phải chăng hơn và đang được sử dụng thường xuyên hơn để kết nối mạng bên trong các tòa nhà, dẫn đến việc sử dụng hệ thống AV dựa trên công nghệ quang học ngày càng tăng. Steil nói: “Về mặt tích hợp, các đường cáp quang ngày nay đã mang lại một số lợi thế chính.
So với cơ sở hạ tầng cáp đồng tương tự, quang học cho phép sử dụng đồng thời cả tín hiệu video analog và kỹ thuật số, cung cấp một giải pháp hệ thống duy nhất để làm việc với các định dạng video hiện tại cũng như trong tương lai.
Ngoài ra, vì Hệ thống quang học cung cấp thông lượng rất cao, loại cáp tương tự sẽ hoạt động với độ phân giải cao hơn trong tương lai. FOCL dễ dàng thích ứng với các tiêu chuẩn và định dạng mới đang nổi lên trong quá trình phát triển công nghệ AV.”

Một chuyên gia được công nhận khác trong lĩnh vực này là Jim Hayes, chủ tịch Hiệp hội Sợi quang Hoa Kỳ, được thành lập năm 1995 và thúc đẩy tính chuyên nghiệp trong lĩnh vực sợi quang và có hơn 27.000 chuyên gia lắp đặt quang học có trình độ. Ông nói như sau về sự phổ biến ngày càng tăng của đường cáp quang: “Lợi ích là tốc độ lắp đặt và chi phí linh kiện thấp. Việc sử dụng quang học trong viễn thông ngày càng tăng, đặc biệt là trong các hệ thống Fiber-To-The-Home* (FTTH). kích hoạt không dây, Và trong lĩnh vực an ninh (Camera giám sát).
Phân khúc FTTH dường như đang tăng trưởng nhanh hơn các thị trường khác ở tất cả các nước phát triển. Tại Hoa Kỳ, mạng lưới kiểm soát giao thông, dịch vụ đô thị (hành chính, cứu hỏa, cảnh sát) và các tổ chức giáo dục (trường học, thư viện) đều được xây dựng trên cáp quang.
Số lượng người dùng Internet đang tăng lên - và chúng tôi đang nhanh chóng xây dựng các trung tâm xử lý dữ liệu (DPC) mới để kết nối các loại cáp quang được sử dụng. Thật vậy, khi truyền tín hiệu ở tốc độ 10 Gbit/s, chi phí tương tự như đường “đồng”, nhưng quang học tiêu thụ ít năng lượng hơn đáng kể. Trong nhiều năm, những người ủng hộ cáp quang và đồng đã đấu tranh với nhau để giành được ưu tiên trong mạng công ty. Mất thời gian!
Ngày nay, kết nối WiFi đã trở nên tốt đến mức người dùng netbook, máy tính xách tay và iPhone ưu tiên tính di động. Và hiện nay trong các mạng cục bộ của công ty, quang học được sử dụng để chuyển đổi với các điểm truy cập không dây.”
Thật vậy, số lượng ứng dụng của quang học ngày càng tăng, chủ yếu là do những ưu điểm nêu trên so với đồng.
Quang học đã thâm nhập vào tất cả các lĩnh vực quan trọng - hệ thống giám sát, phòng điều khiển và trung tâm tình huống, cơ sở quân sự và y tế cũng như các khu vực có điều kiện hoạt động khắc nghiệt. Chi phí thiết bị giảm giúp có thể sử dụng công nghệ quang học ở các khu vực sử dụng đồng truyền thống - phòng hội nghị và sân vận động, trung tâm bán lẻ và vận chuyển.
Rainer Steil của Extron nhận xét: “Thiết bị cáp quang được sử dụng rộng rãi trong các cơ sở chăm sóc sức khỏe, chẳng hạn như để chuyển đổi tín hiệu video cục bộ trong phòng mổ. Tín hiệu quang học không liên quan gì đến điện, điều này lý tưởng cho sự an toàn của bệnh nhân. FOCL cũng hoàn hảo cho các trường y, nơi cần phân phối tín hiệu video từ một số phòng phẫu thuật đến một số lớp học để sinh viên có thể theo dõi tiến trình của ca phẫu thuật “trực tiếp”.
Công nghệ cáp quang cũng được quân đội ưa chuộng vì dữ liệu truyền đi khó hoặc thậm chí không thể “đọc” được từ bên ngoài.
Đường cáp quang cung cấp mức độ bảo vệ cao cho thông tin bí mật và cho phép truyền dữ liệu không nén như đồ họa và video có độ phân giải cao với độ chính xác pixel.
Khả năng truyền qua khoảng cách xa khiến quang học trở nên lý tưởng cho hệ thống Digital Signage ở các trung tâm mua sắm lớn, nơi chiều dài của đường cáp có thể lên tới vài km. Nếu đối với cáp xoắn đôi, khoảng cách được giới hạn ở 450 mét thì đối với cáp quang, 30 km không phải là giới hạn.”
Khi nói đến việc sử dụng cáp quang trong ngành Nghe nhìn, hai yếu tố chính đang thúc đẩy tiến bộ. Thứ nhất, đây là sự phát triển chuyên sâu của các hệ thống truyền âm thanh và video dựa trên IP, dựa trên mạng băng thông cao - đường cáp quang là lý tưởng cho chúng.
Thứ hai, có yêu cầu rộng rãi về việc truyền hình ảnh máy tính HR và video HD trên khoảng cách lớn hơn 15 mét - và đây là giới hạn đối với việc truyền HDMI qua cáp đồng.
Có những trường hợp tín hiệu video không thể được “phân phối” qua cáp đồng và cần phải sử dụng cáp quang - những tình huống như vậy sẽ kích thích sự phát triển của các sản phẩm mới. Byung Ho Park, phó chủ tịch tiếp thị của Opticis, giải thích: “Băng thông dữ liệu UXGA 60 Hz và màu 24 bit yêu cầu tổng tốc độ 5 Gbps hoặc 1,65 Gbps cho mỗi kênh màu. HDTV có băng thông thấp hơn một chút. Các nhà sản xuất đang thúc đẩy thị trường nhưng thị trường cũng đang thúc đẩy người chơi sử dụng hình ảnh chất lượng cao hơn. Có một số ứng dụng nhất định yêu cầu màn hình có khả năng hiển thị 3-5 triệu pixel hoặc độ sâu màu 30-36-bit. Đổi lại, điều này sẽ yêu cầu tốc độ truyền khoảng 10 Gbit/s.”
Ngày nay, nhiều nhà sản xuất thiết bị chuyển mạch cung cấp các phiên bản của bộ mở rộng video (bộ mở rộng) để làm việc với đường quang. ATEN quốc tế, TRENDnet, Rextron, Gefen và những người khác sản xuất nhiều mô hình khác nhau cho nhiều định dạng video và máy tính.
Trong trường hợp này, dữ liệu dịch vụ - HDCP** và EDID*** - có thể được truyền bằng đường quang bổ sung và trong một số trường hợp - qua cáp đồng riêng kết nối bộ phát và bộ thu.
Khi HD đã trở thành tiêu chuẩn cho thị trường truyền hình, Jim Giachetta, phó chủ tịch cấp cao về kỹ thuật của Multidyne cho biết: “Các thị trường khác—chẳng hạn như thị trường lắp đặt—cũng đã bắt đầu sử dụng tính năng chống sao chép cho nội dung ở định dạng DVI và HDMI. “Sử dụng thiết bị HDMI-ONE của chúng tôi, người dùng có thể gửi tín hiệu video từ đầu phát DVD hoặc Blu-ray tới màn hình hoặc màn hình nằm cách xa tới 1000 mét. "Trước đây, không có thiết bị đa chế độ nào hỗ trợ tính năng chống sao chép HDCP."

Những người làm việc với đường cáp quang không nên quên các vấn đề lắp đặt cụ thể - chấm dứt cáp. Về vấn đề này, nhiều nhà sản xuất tự sản xuất cả đầu nối và bộ lắp đặt, bao gồm các công cụ chuyên dụng cũng như hóa chất.
Trong khi đó, bất kỳ thành phần nào của đường cáp quang, có thể là dây kéo dài, đầu nối hoặc đầu nối cáp, đều phải được kiểm tra độ suy giảm tín hiệu bằng máy đo quang - điều này là cần thiết để đánh giá tổng nguồn điện (ngân sách điện năng, nguồn điện chính). chỉ số tính toán của đường cáp quang). Đương nhiên, bạn có thể lắp ráp các đầu nối cáp quang theo cách thủ công, “trên đầu gối của mình”, nhưng chất lượng và độ tin cậy thực sự cao chỉ được đảm bảo khi sử dụng cáp “cắt” làm sẵn do nhà máy sản xuất và đã được kiểm tra kỹ lưỡng qua nhiều giai đoạn.
Bất chấp băng thông khổng lồ của đường truyền cáp quang, nhiều người vẫn có mong muốn “nhồi nhét” thêm thông tin vào một sợi cáp.
Ở đây, sự phát triển đang diễn ra theo hai hướng - ghép kênh quang phổ (WDM quang), khi một số tia sáng có bước sóng khác nhau được gửi vào một hướng dẫn ánh sáng và hướng kia - tuần tự hóa / giải tuần tự hóa dữ liệu (SerDes tiếng Anh), khi mã song song được chuyển đổi thành nối tiếp và ngược lại.
Tuy nhiên, thiết bị ghép kênh phổ đắt tiền do thiết kế phức tạp và sử dụng các thành phần quang học thu nhỏ nhưng không làm tăng tốc độ truyền dẫn. Các thiết bị logic tốc độ cao được sử dụng trong thiết bị SerDes cũng làm tăng giá thành của dự án.
Ngoài ra, ngày nay thiết bị được sản xuất cho phép bạn ghép và tách dữ liệu điều khiển - USB hoặc RS232/485 - từ tổng lượng ánh sáng. Trong trường hợp này, các luồng ánh sáng có thể được gửi dọc theo một sợi cáp theo các hướng ngược nhau, mặc dù giá của các thiết bị thực hiện những “thủ thuật” này thường cao hơn chi phí của một bộ dẫn ánh sáng bổ sung để trả về dữ liệu.

Tùy thuộc vào lĩnh vực ứng dụng chính, cáp quang được chia thành hai loại chính:

Cáp nội bộ:
Khi lắp đặt đường cáp quang trong không gian kín, cáp quang có bộ đệm dày đặc (để bảo vệ khỏi loài gặm nhấm) thường được sử dụng. Được sử dụng để xây dựng SCS dưới dạng đường trục hoặc cáp ngang. Hỗ trợ truyền dữ liệu trên khoảng cách ngắn và trung bình. Lý tưởng cho hệ thống cáp ngang.

Cáp ngoài:
Cáp quang có lớp đệm dày đặc, được bọc thép bằng băng thép, chống ẩm. Nó được sử dụng để bố trí bên ngoài khi tạo một hệ thống con của đường cao tốc bên ngoài và kết nối các tòa nhà riêng lẻ. Có thể được cài đặt trong ống dẫn cáp. Thích hợp cho việc lắp đặt trực tiếp trong lòng đất.

Cáp quang tự hỗ trợ bên ngoài:
Cáp quang có khả năng tự hỗ trợ, bằng cáp thép. Được sử dụng để lắp đặt bên ngoài trên khoảng cách xa trong mạng điện thoại. Hỗ trợ truyền tín hiệu truyền hình cáp cũng như truyền dữ liệu. Thích hợp để lắp đặt trong ống dẫn cáp và lắp đặt trên cao.

Ưu điểm của đường truyền cáp quang:

Truyền thông tin qua đường cáp quang có một số ưu điểm so với truyền qua cáp đồng. Việc triển khai nhanh chóng Vols trong mạng thông tin là hệ quả của những ưu điểm phát sinh từ đặc tính truyền tín hiệu trong cáp quang.
Băng thông rộng - do tần số sóng mang cực cao 1014 Hz. Điều này cho phép truyền các luồng thông tin với tốc độ vài terabit/giây qua một sợi quang. Băng thông cao là một trong những ưu điểm quan trọng nhất của cáp quang so với cáp đồng hoặc bất kỳ phương tiện truyền thông tin nào khác.
Sự suy giảm thấp của tín hiệu ánh sáng trong sợi quang. Sợi quang công nghiệp hiện nay do các nhà sản xuất trong và ngoài nước sản xuất có độ suy giảm 0,2-0,3 dB ở bước sóng 1,55 micron/km. Độ suy hao thấp và độ phân tán thấp giúp có thể xây dựng các đoạn đường dây mà không cần chuyển tiếp với chiều dài lên tới 100 km trở lên.
Mức nhiễu thấp trong cáp quang cho phép bạn tăng băng thông bằng cách truyền các cách điều chế tín hiệu khác nhau với độ dự phòng mã thấp.
Khả năng chống ồn cao. Vì sợi được làm từ vật liệu điện môi nên nó miễn nhiễm với nhiễu điện từ từ hệ thống cáp đồng xung quanh và các thiết bị điện có thể tạo ra bức xạ điện từ (đường dây điện, động cơ điện, v.v.). Cáp nhiều sợi cũng tránh được vấn đề nhiễu xuyên âm điện từ liên quan đến cáp đồng nhiều đôi.
Trọng lượng và khối lượng thấp. Cáp quang (FOC) có trọng lượng và khối lượng ít hơn so với cáp đồng có cùng băng thông. Ví dụ, một sợi cáp điện thoại 900 đôi có đường kính 7,5 cm có thể được thay thế bằng một sợi cáp đơn có đường kính 0,1 cm, nếu sợi cáp được “mặc” nhiều lớp vỏ bảo vệ và được bọc bằng băng thép thì đường kính của một sợi cáp quang như vậy sẽ có kích thước 1,5 cm, nhỏ hơn vài lần so với cáp điện thoại được đề cập.
Bảo mật cao chống truy cập trái phép. Vì FOC thực tế không phát ra trong phạm vi vô tuyến nên rất khó để nghe lén thông tin được truyền qua nó mà không làm gián đoạn việc thu và truyền. Hệ thống giám sát (giám sát liên tục) tính toàn vẹn của đường truyền quang, sử dụng đặc tính độ nhạy cao của sợi quang, có thể tắt ngay lập tức kênh liên lạc “bị tấn công” và phát ra âm thanh cảnh báo. Các hệ thống cảm biến sử dụng hiệu ứng giao thoa của tín hiệu ánh sáng truyền (cả qua các sợi khác nhau và độ phân cực khác nhau) có độ nhạy rất cao đối với các rung động và chênh lệch áp suất nhỏ. Những hệ thống như vậy đặc biệt cần thiết khi tạo ra các đường dây liên lạc trong chính phủ, ngân hàng và một số dịch vụ đặc biệt khác có yêu cầu ngày càng cao về bảo vệ dữ liệu.
Cách ly điện của các phần tử mạng. Ưu điểm này của sợi quang nằm ở đặc tính cách điện của nó. Cáp quang giúp tránh hiện tượng vòng lặp điện có thể xảy ra khi hai thiết bị mạng không cách ly được kết nối bằng cáp đồng có kết nối đất tại các điểm khác nhau trong tòa nhà, chẳng hạn như trên các tầng khác nhau. Điều này có thể dẫn đến chênh lệch điện thế lớn, có thể làm hỏng thiết bị mạng. Đối với chất xơ, vấn đề này đơn giản là không tồn tại.
An toàn cháy nổ và cháy nổ. Do không có tia lửa điện, cáp quang tăng cường an ninh mạng tại các nhà máy lọc dầu và hóa chất khi phục vụ các quy trình công nghệ có rủi ro cao.
Hiệu quả chi phí của đường truyền thông cáp quang. Sợi được làm từ thạch anh, dựa trên silicon dioxide, một vật liệu phổ biến và do đó rẻ tiền, không giống như đồng. Hiện tại, chi phí sợi quang so với một cặp đồng là 2:5. Đồng thời, FOC cho phép bạn truyền tín hiệu trên khoảng cách xa hơn nhiều mà không cần chuyển tiếp. Số lượng bộ lặp trên đường dây dài sẽ giảm khi sử dụng FOC. Khi sử dụng hệ thống truyền soliton, phạm vi 4000 km đã đạt được mà không cần tái tạo (nghĩa là chỉ sử dụng bộ khuếch đại quang tại các nút trung gian) ở tốc độ truyền trên 10 Gbit/s.
Tuổi thọ sử dụng lâu dài. Theo thời gian, chất xơ bị thoái hóa. Điều này có nghĩa là độ suy giảm trong cáp được lắp đặt tăng dần. Tuy nhiên, nhờ sự hoàn thiện của công nghệ hiện đại để sản xuất sợi quang, quá trình này bị chậm lại đáng kể và tuổi thọ của FOC là khoảng 25 năm. Trong thời gian này, một số thế hệ/tiêu chuẩn của hệ thống thu phát có thể thay đổi.
Cung cấp điện từ xa. Trong một số trường hợp, cần phải cấp nguồn từ xa cho nút mạng thông tin. Cáp quang không có khả năng thực hiện các chức năng của cáp nguồn. Tuy nhiên, trong những trường hợp này, cáp hỗn hợp có thể được sử dụng khi cùng với cáp quang, cáp được trang bị phần tử dẫn điện bằng đồng. Cáp này được sử dụng rộng rãi cả ở Nga và nước ngoài.

Tuy nhiên, cáp quang cũng có một số nhược điểm:

Điều quan trọng nhất trong số đó là độ phức tạp cao của việc lắp đặt (cần có độ chính xác micron khi lắp đặt các đầu nối; độ suy giảm trong đầu nối phụ thuộc rất nhiều vào độ chính xác của việc cắt sợi thủy tinh và mức độ đánh bóng của nó). Để lắp đặt các đầu nối, hàn hoặc dán được sử dụng bằng cách sử dụng một loại gel đặc biệt có cùng chiết suất ánh sáng như sợi thủy tinh. Trong mọi trường hợp, điều này đòi hỏi nhân viên có trình độ cao và các công cụ đặc biệt. Do đó, thông thường, cáp quang được bán ở dạng các đoạn cắt sẵn có độ dài khác nhau, ở cả hai đầu đều đã lắp sẵn loại đầu nối cần thiết. Cần nhớ rằng việc lắp đặt đầu nối kém sẽ làm giảm đáng kể chiều dài cáp cho phép, được xác định bằng độ suy giảm.
Chúng ta cũng phải nhớ rằng việc sử dụng cáp quang đòi hỏi các bộ thu và phát quang đặc biệt để chuyển đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện và ngược lại, điều này đôi khi làm tăng đáng kể chi phí của toàn bộ mạng.
Cáp quang cho phép phân nhánh tín hiệu (bộ chia thụ động đặc biệt (bộ ghép) cho 2-8 kênh được sản xuất cho mục đích này), nhưng theo quy định, chúng chỉ được sử dụng để truyền dữ liệu theo một hướng giữa một máy phát và một máy thu. Xét cho cùng, bất kỳ sự phân nhánh nào chắc chắn sẽ làm tín hiệu ánh sáng yếu đi rất nhiều và nếu có nhiều nhánh thì ánh sáng có thể không đến được cuối mạng. Ngoài ra, bộ chia còn có tổn thất bên trong nên tổng công suất tín hiệu ở đầu ra nhỏ hơn công suất đầu vào.
Cáp quang kém bền và linh hoạt hơn cáp điện. Bán kính uốn cong cho phép điển hình là khoảng 10 - 20 cm, với bán kính uốn cong nhỏ hơn, sợi trung tâm có thể bị đứt. Không chịu được sự kéo căng của cáp và cơ học cũng như các ảnh hưởng nghiền nát.
Cáp quang cũng nhạy cảm với bức xạ ion hóa, làm giảm độ trong suốt của sợi thủy tinh, nghĩa là làm tăng độ suy giảm tín hiệu. Sự thay đổi nhiệt độ đột ngột cũng có tác động tiêu cực đến nó và sợi thủy tinh có thể bị nứt.
Cáp quang chỉ được sử dụng trong các mạng có cấu trúc liên kết hình sao và vòng. Không có vấn đề phối hợp hoặc nối đất trong trường hợp này. Cáp cung cấp khả năng cách ly điện lý tưởng cho các máy tính trong mạng. Trong tương lai, loại cáp này có khả năng sẽ thay thế các loại cáp điện, hoặc ít nhất là thay thế chúng rất nhiều.

Triển vọng phát triển của tuyến cáp quang:

Với nhu cầu ngày càng tăng của các ứng dụng mạng mới, việc sử dụng công nghệ cáp quang trong các hệ thống cáp có cấu trúc ngày càng trở nên quan trọng. Những lợi thế và tính năng của việc sử dụng công nghệ quang học trong hệ thống con cáp ngang cũng như tại nơi làm việc của người dùng là gì?
Phân tích những thay đổi về công nghệ mạng trong 5 năm qua, dễ dàng nhận thấy các tiêu chuẩn SCS đồng đã tụt hậu so với cuộc chạy đua “vũ trang mạng”. Không kịp lắp đặt SCS loại thứ ba, doanh nghiệp phải chuyển sang loại thứ năm, nay sang loại thứ sáu và việc sử dụng SCS loại thứ bảy sắp đến gần.
Rõ ràng, sự phát triển của công nghệ mạng sẽ không dừng lại ở đó: gigabit trên mỗi nơi làm việc sẽ sớm trở thành một tiêu chuẩn thực tế và sau đó là de jure, và đối với mạng LAN (mạng cục bộ) của một doanh nghiệp lớn hoặc thậm chí vừa, 10 Gbit/s Etnernet sẽ không phải là hiếm.
Do đó, điều rất quan trọng là sử dụng hệ thống cáp có thể dễ dàng đáp ứng tốc độ ngày càng tăng của các ứng dụng mạng trong ít nhất 10 năm - đây là thời gian sử dụng tối thiểu của SCS được xác định theo tiêu chuẩn quốc tế.
Hơn nữa, khi thay đổi tiêu chuẩn cho các giao thức LAN, cần tránh lắp đặt lại cáp mới, điều này trước đây gây ra chi phí đáng kể cho hoạt động của SCS và đơn giản là không thể chấp nhận được trong tương lai.
Chỉ có một phương tiện truyền dẫn trong SCS đáp ứng các yêu cầu này - quang học. Cáp quang đã được sử dụng trong các mạng viễn thông hơn 25 năm và gần đây chúng cũng được sử dụng rộng rãi trong truyền hình cáp và mạng LAN.
Trong mạng LAN, chúng chủ yếu được sử dụng để xây dựng các kênh cáp đường trục giữa các tòa nhà và trong chính các tòa nhà đó , đồng thời đảm bảo tốc độ truyền dữ liệu cao giữa các phân đoạn của các mạng này. Tuy nhiên, sự phát triển của công nghệ mạng hiện đại đang hiện thực hóa việc sử dụng cáp quang làm phương tiện chính để kết nối trực tiếp người dùng.

Tiêu chuẩn và công nghệ mới cho đường truyền cáp quang:

Trong những năm gần đây, một số công nghệ và sản phẩm đã xuất hiện trên thị trường giúp việc sử dụng cáp quang trong hệ thống cáp ngang và kết nối nó với máy trạm của người dùng trở nên dễ dàng và rẻ hơn nhiều.

Trong số các giải pháp mới này, trước hết, tôi muốn làm nổi bật các đầu nối quang có hệ số dạng nhỏ - SFFC (đầu nối hệ số dạng nhỏ), điốt laser phẳng có khoang dọc - VCSEL (laser phát ra bề mặt khoang dọc) và sợi quang đa mode thế hệ mới.

Cần lưu ý rằng loại sợi quang đa mode OM-3 được phê duyệt gần đây có băng thông hơn 2000 MHz/km ở bước sóng laser 850 nm. Loại cáp này cung cấp khả năng truyền nối tiếp các luồng dữ liệu giao thức Ethernet 10 Gigabit trong khoảng cách 300 m. Việc sử dụng các loại cáp quang đa mode mới và laser VCSEL 850 nanomet đảm bảo chi phí triển khai các giải pháp Ethernet 10 Gigabit thấp nhất.

Sự phát triển của các tiêu chuẩn mới cho đầu nối cáp quang đã khiến hệ thống cáp quang trở thành đối thủ cạnh tranh nghiêm trọng với các giải pháp cáp đồng. Theo truyền thống, hệ thống cáp quang yêu cầu số lượng đầu nối và dây vá gấp đôi so với hệ thống cáp đồng—các địa điểm viễn thông yêu cầu diện tích lớn hơn nhiều để chứa các thiết bị quang học, cả thụ động và chủ động.

Đầu nối quang kiểu dáng nhỏ, được một số nhà sản xuất giới thiệu gần đây, cung cấp mật độ cổng gấp đôi so với các giải pháp trước đó vì mỗi đầu nối kiểu dáng nhỏ chứa hai sợi quang thay vì chỉ một.

Đồng thời, kích thước của cả phần tử quang thụ động - kết nối chéo, v.v. và thiết bị mạng chủ động đều giảm, điều này cho phép giảm chi phí lắp đặt bốn lần (so với các giải pháp quang truyền thống).

Cần lưu ý rằng các cơ quan tiêu chuẩn hóa Hoa Kỳ EIA và TIA vào năm 1998 đã quyết định không quản lý việc sử dụng bất kỳ loại đầu nối quang hệ số dạng nhỏ cụ thể nào, dẫn đến sự xuất hiện trên thị trường của sáu loại giải pháp cạnh tranh trong lĩnh vực này: MT -RJ, LC, VF-45, Opti-Jack, LX.5 và SCDC. Hôm nay cũng có những phát triển mới.

Đầu nối thu nhỏ phổ biến nhất là đầu nối loại MT-RJ, có một đầu polymer duy nhất có hai sợi quang bên trong. Thiết kế của nó được thiết kế bởi một tập đoàn gồm các công ty do AMP Netconnect đứng đầu dựa trên đầu nối đa sợi MT do Nhật Bản phát triển. AMP Netconnect ngày nay đã cung cấp hơn 30 giấy phép để sản xuất loại đầu nối MT-RJ này.

Đầu nối MT-RJ có được phần lớn thành công nhờ thiết kế bên ngoài, tương tự như đầu nối RJ-45 bằng đồng mô-đun 8 chân. Hiệu suất của đầu nối MT-RJ đã được cải thiện rõ rệt trong những năm gần đây - AMP Netconnect cung cấp đầu nối MT-RJ với các phím ngăn chặn kết nối sai hoặc trái phép vào hệ thống cáp. Ngoài ra, một số công ty đang phát triển các phiên bản đơn chế độ của đầu nối MT-RJ.

Đầu nối LC của công ty đang có nhu cầu khá cao trên thị trường giải pháp cáp quang Avaya(http://www.avaya.com). Thiết kế của đầu nối này dựa trên việc sử dụng đầu gốm có đường kính giảm xuống 1,25 mm và vỏ nhựa có chốt kiểu đòn bẩy bên ngoài để cố định vào ổ cắm của ổ cắm kết nối.

Đầu nối có sẵn ở cả phiên bản đơn giản và song công. Ưu điểm chính của đầu nối LC là tổn hao trung bình thấp và độ lệch chuẩn chỉ 0,1 dB. Giá trị này đảm bảo hoạt động ổn định của toàn bộ hệ thống cáp. Việc lắp đặt phuộc LC tuân theo quy trình đánh bóng và liên kết epoxy tiêu chuẩn. Ngày nay, các đầu nối đã được các nhà sản xuất bộ thu phát 10 Gbit/s sử dụng.

Hệ thống cáp Corning (http://www.corning.com/cablesystems) sản xuất cả đầu nối LC và MT-RJ. Theo ý kiến của cô, ngành SCS đã đưa ra lựa chọn ủng hộ đầu nối MT-RJ và LC. Công ty gần đây đã phát hành đầu nối MT-RJ một chế độ đầu tiên và các phiên bản UniCam của đầu nối MT-RJ và LC, có thời gian cài đặt ngắn. Đồng thời, để lắp đặt các đầu nối kiểu UniCam, không cần sử dụng keo epoxy và poly.

Sự phát triển mạnh mẽ của ngành viễn thông, do nhu cầu truyền tải khối lượng thông tin ngày càng lớn, đã dẫn đến nhu cầu cải thiện mạng lưới truyền thông, bao gồm cả mạng truy cập thuê bao. Ngày nay chúng ta có thể quan sát giai đoạn hội tụ của các mạng truyền thông. Trong các mạng hội tụ, các mạng đa dịch vụ thống nhất tập trung vào lưu lượng gói được sử dụng để cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau. Việc cung cấp dịch vụ băng thông rộng chất lượng cao đòi hỏi nhà cung cấp phải có mạng truy cập thuê bao tốc độ cao.

Cáp quang ngày càng được sử dụng làm phương tiện truyền dẫn cho các mạng truy cập thuê bao có dây. Cáp quang, không giống như cáp điện, có một số ưu điểm: thông lượng cao, độ suy giảm tín hiệu thấp, khả năng chống nhiễu điện từ bên ngoài cao, kích thước và trọng lượng nhỏ. Trong số các công nghệ truy cập quang, nhóm công nghệ phổ biến nhất là FTTx. Công nghệ FTTx được chia theo cấu trúc mạng thành mạng quang chủ động AON và mạng quang thụ động PON. Sự khác biệt chính giữa các công nghệ này là mạng quang thụ động, không giống như mạng quang chủ động, không yêu cầu cấp nguồn cho các nút trung gian của đường dây thuê bao. Kết quả là mạng quang thụ động sẽ hoạt động đáng tin cậy hơn và rẻ hơn. Những ưu điểm quan trọng khác là chi phí xây dựng mạng lưới thấp và khả năng mở rộng dần dần. Những lợi thế như vậy sẽ cho phép mở rộng mạng lưới hiện có và thu hút các thuê bao mới. Vì vậy, công nghệ PON được đặc biệt quan tâm trong việc mở rộng phạm vi mạng băng thông rộng.

Mạng truy cập quang có nhiều lựa chọn xây dựng khác nhau. Cấu trúc liên kết “sao” với các kết nối điểm-điểm (P2P, điểm-điểm) liên quan đến việc kết nối mỗi thuê bao bằng một sợi quang riêng biệt với nút truy cập. Cấu trúc liên kết “ngôi sao” được sử dụng khi các thuê bao tập trung đông đúc trong khu vực tổng đài điện thoại. Cấu trúc liên kết này được đặc trưng bởi số lượng bộ chia quang tối thiểu và một vị trí lắp đặt duy nhất. Nhược điểm rõ ràng của cấu trúc liên kết này là sự hiện diện của một số lượng lớn sợi quang và máy phát quang. Ưu điểm của cấu trúc liên kết này: dễ bảo trì, đo lường vận hành và phát hiện các vị trí lỗi đường dây. Cấu trúc liên kết này được đặc trưng bởi độ tin cậy cao, vì việc đứt một trong các sợi sẽ không ảnh hưởng đến hoạt động của toàn bộ mạng.

Cấu trúc liên kết kiểu “cây” được sử dụng khi người đăng ký ở các vị trí khác nhau. Sự phân bổ công suất tối ưu giữa các nhánh khác nhau được quyết định bằng cách chọn hệ số phân chia của bộ tách quang. Cấu trúc liên kết dạng cây rất linh hoạt trong việc phát triển tiềm năng và mở rộng cơ sở thuê bao. Tùy thuộc vào nhu cầu cung cấp điện cho các nút trung gian, cấu trúc liên kết được phân biệt giữa “cây có nút hoạt động” và “cây có nút thụ động”. Mỗi topo đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng.
Khi sử dụng cấu trúc liên kết “cây có nút hoạt động”, mỗi thuê bao được kết nối với một bộ chuyển mạch, sau đó bộ chuyển mạch này được kết nối bằng cáp quang với nút truy cập. Công tắc là thiết bị hoạt động, tức là nó cần nguồn điện. Nếu không có nguồn điện, thuê bao kết nối với switch sẽ mất quyền truy cập vào mạng. Tuy nhiên, giải pháp này phù hợp với tiêu chuẩn Ethernet và tương đối rẻ.

Cấu trúc liên kết cây P2MP (điểm-đa điểm) sử dụng sợi trục được phân chia giữa tất cả các thuê bao bằng bộ chia thụ động. Mỗi người dùng kết nối với bộ chia bằng một sợi quang riêng biệt. Toàn bộ phân đoạn của kiến trúc cây, bao gồm hàng chục thuê bao, có thể được kết nối với một cổng nút truy cập. Các nút trung gian được trang bị bộ chia hoàn toàn thụ động không cần nguồn điện hoặc bảo trì. Ưu điểm của kiến trúc PON bao gồm không cần cung cấp điện tại các nút trung gian, khả năng mở rộng mạng cao và tiết kiệm sợi quang và máy phát quang ở nút trung tâm. Khả năng mở rộng mạng cho phép bạn kết nối nhiều thuê bao mới trong phạm vi ngân sách năng lượng quang học cho phép.

Nguyên lý hoạt động của mạng PON

Cơ sở của công nghệ PON là cấu trúc logic P2MP điểm-đa điểm. Toàn bộ đoạn cáp quang có kiến trúc dạng cây, bao phủ nhiều thuê bao, có thể được kết nối với một cổng của nút trung tâm. Tại các nút trung gian của cây, các phần tử thụ động trung gian - bộ chia - được cài đặt. Bộ tách được thiết kế để phân chia công suất của tín hiệu quang theo một tỷ lệ nhất định.

Mục đích của các khối mạch:

Nút OLT trung tâm là một thiết bị mạng được đặt trong nút truy cập, nhận dữ liệu từ mạng đường trục thông qua giao diện SNI và tạo thành luồng hạ lưu tới các thuê bao dọc theo cây PON.
Nút thuê bao ONT là thiết bị mạng được đặt ở phía thuê bao, nhận và truyền dữ liệu đến OLT ở bước sóng lần lượt là 1550 nm và 1310 nm, chuyển đổi dữ liệu và truyền đến thuê bao thông qua giao diện UNI.
Bộ chia là một mạng đa cổng quang thụ động phân phối luồng bức xạ quang theo một hướng và kết hợp luồng này theo hướng ngược lại.

Ý tưởng chính của kiến trúc PON là chỉ sử dụng một mô-đun thu phát trong nút OLT trung tâm để truyền dữ liệu đến và nhận dữ liệu từ nhiều nút thuê bao ONT.

Số lượng nút thuê bao ONT được kết nối với một mô-đun thu phát OLT phụ thuộc vào nguồn điện và tốc độ tối đa của thiết bị thu phát. Để truyền luồng chuyển tiếp (đi) từ OLT sang ONT, sử dụng bước sóng 1550 nm. Khi truyền luồng dữ liệu ngược dòng (ngược dòng) từ các nút thuê bao từ ONT sang OLT, bước sóng 1310 nm được sử dụng. Bộ ghép kênh WDM được tích hợp trong thiết bị OLT và ONT tách biệt các luồng ngược dòng và xuôi dòng.

WDM là ghép kênh phân chia bước sóng. Công nghệ này cho phép bạn kết hợp nhiều kênh thông tin trên một sợi quang. Trong trường hợp này, mỗi kênh có tần số riêng. Công nghệ WDM dựa trên thực tế là khi ánh sáng được truyền ở các bước sóng khác nhau, sự giao thoa giữa chúng không xảy ra trong sợi quang. Mỗi bước sóng đại diện cho một kênh quang trong sợi quang. Luồng đi được phát sóng - nó được truyền đến tất cả các thuê bao được kết nối với OLT. Mỗi nút thuê bao ONT đọc các trường địa chỉ để chọn thông tin dành cho nó từ luồng chung. Các nút thuê bao truyền ở cùng bước sóng và để tránh giao thoa tín hiệu, chúng sử dụng phương thức đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA. Mỗi ONT có lịch truyền dữ liệu riêng, có tính đến việc điều chỉnh độ trễ. Giao thức TDMA MAC giải quyết vấn đề này.

Thiết bị đầu cuối quang ONT được lắp đặt trực tiếp tại cơ sở của thuê bao, đây cũng là cổng truy cập tại nhà. Khi sử dụng thiết bị đầu cuối truyền tải quang thống nhất ONT, cấu hình của thành phần truyền tải không bị ràng buộc với các dịch vụ. Do đó, cấu hình dịch vụ tiếp theo sẽ được thực hiện trên cổng truy cập gia đình.

Khi xây dựng mạng quang, sơ đồ phân chia tín hiệu quang hai giai đoạn được sử dụng. Một bộ chia có tỷ lệ chia 1:2 được lắp đặt ở phía trạm. Ở lối vào nhà, một bộ chia tỷ lệ 1:32 được lắp đặt trong tủ phân phối quang, đảm bảo phân phối tín hiệu quang giữa các thuê bao của tòa nhà dân cư. Điều đáng chú ý là những ngôi nhà có số lượng thuê bao ít sử dụng các sơ đồ phân phối tín hiệu quang khác:

1:4 – cấp độ thứ nhất, 1:16 – cấp độ thứ hai
1:8 – cấp độ thứ nhất, 1:8 – cấp độ thứ hai

Công nghệ mạng quang thụ động cho phép hội tụ nhiều dịch vụ khác nhau. Khi sử dụng PON, có thể cung cấp các dịch vụ truy cập Internet, điện thoại và truyền hình. Việc cung cấp các dịch vụ toàn diện được thực hiện bằng cách sử dụng thiết bị thuê bao. Để tổ chức truy cập vào các dịch vụ NGN, một mô hình dịch vụ lai được sử dụng, thể hiện trong hình.

Phiên PPPoE được bắt đầu trên thiết bị thuê bao (PC). ONT được cấu hình ở chế độ vận hành cầu. Bộ định tuyến truy cập từ xa băng thông rộng BRAS chấm dứt phiên PPPoE. Để tổ chức truy cập Internet, mỗi bộ điều hợp PPPoE ảo trên thiết bị của thuê bao được gán địa chỉ IP công cộng riêng, địa chỉ này được định tuyến trên Internet.

Để tổ chức các dịch vụ Triple Play, ba VLAN riêng ảo được tổ chức. Lưu lượng truy cập Internet được truyền trong Vlan đầu tiên. VLAN thứ hai mang lưu lượng cho các dịch vụ IPTV và VoD. Vlan thứ ba tổ chức việc truyền tải các dịch vụ điện thoại analog và điện thoại IP. Thiết bị đầu cuối thuê bao ONT so sánh mã định danh cổng mà qua đó thiết bị thuê bao được kết nối và mã định danh tương ứng với Vlan.

Một điện thoại analog được kết nối qua cổng FXS, mô phỏng phần mở rộng của giao diện PBX. Để ngăn chặn việc chuyển tiếp phát sóng lưu lượng multicast, quy trình theo dõi IGMP được bật trên thiết bị OLT. Các cổng truy cập IPTV và VOD, cũng như Softswitch linh hoạt, cung cấp quyền truy cập tương ứng vào các dịch vụ truyền hình và điện thoại.

Đăng ký của chúng tôi

Đường dây thông tin sợi quang

(FOCL), đường truyền quang trong đó thông tin được truyền bằng các phần tử sợi quang. Một đường cáp quang bao gồm các mô-đun truyền và nhận quang, cáp quang và các đầu nối cáp quang. Cáp quang là phương tiện hoàn hảo nhất để truyền các luồng thông tin lớn trên khoảng cách xa. Nó được làm từ thạch anh gốc silica, một vật liệu phổ biến và rẻ tiền, không giống như đồng được sử dụng trong dây dẫn thông thường. Sợi quang rất nhỏ gọn và nhẹ, đường kính của nó chỉ xấp xỉ. 100 micron. Các thanh dẫn ánh sáng bằng sợi quang là các bó sợi quang, được dán hoặc thiêu kết ở các đầu, được bảo vệ bằng một lớp vỏ mờ đục và có các đầu có bề mặt được đánh bóng. Sợi thủy tinh là chất điện môi nên trong quá trình xây dựng hệ thống thông tin sợi quang, các sợi quang riêng lẻ không cần phải cách ly với nhau. Độ bền của sợi quang lên tới 25.

Khi tạo đường truyền cáp quang, cần có các phần tử điện tử có độ tin cậy cao để chuyển đổi tín hiệu điện thành ánh sáng và ánh sáng thành tín hiệu điện, cũng như các đầu nối quang có tổn hao quang thấp. Vì vậy, việc lắp đặt những dây chuyền như vậy đòi hỏi phải có thiết bị đắt tiền. Tuy nhiên, lợi ích của việc sử dụng đường truyền thông cáp quang là rất lớn, bất chấp những nhược điểm đã được liệt kê của cáp quang, những đường truyền thông này ngày càng được sử dụng để truyền tải thông tin. Tốc độ truyền dữ liệu có thể tăng lên bằng cách truyền thông tin theo hai hướng cùng một lúc, vì sóng ánh sáng có thể truyền trong một sợi quang độc lập với nhau. Điều này giúp tăng gấp đôi dung lượng của kênh truyền thông quang học.

Các đường truyền thông cáp quang có khả năng chống nhiễu điện từ và những đường truyền qua đường dẫn ánh sáng được bảo vệ khỏi sự truy cập trái phép. Không thể kết nối với các đường dây liên lạc như vậy mà không vi phạm tính toàn vẹn của đường dây. Việc truyền tín hiệu qua cáp quang được thực hiện lần đầu tiên vào năm 1975. Ngày nay, các hệ thống thông tin quang học đường dài trên khoảng cách hàng nghìn km đang phát triển nhanh chóng. Tuyến thông tin liên lạc xuyên Đại Tây Dương Mỹ - Châu Âu, tuyến Thái Bình Dương Mỹ - Quần đảo Hawaii - Nhật Bản được vận hành thành công. Công việc đang được tiến hành để hoàn thành việc xây dựng đường dây thông tin cáp quang toàn cầu Nhật Bản - Singapore - Ấn Độ - Ả Rập Saudi - Ai Cập - Ý. Tại Nga, TransTeleCom đã tạo ra mạng lưới thông tin cáp quang có chiều dài hơn 36.000 km. Nó được nhân đôi bởi các kênh liên lạc vệ tinh. Trong con. 2001 Một mạng truyền thông kỹ thuật số đường trục thống nhất được thành lập. Nó cung cấp các dịch vụ điện thoại đường dài và quốc tế, Internet và truyền hình cáp ở 56 trong số 89 vùng của Nga, nơi 85–90% dân số sinh sống.

Bách khoa toàn thư "Công nghệ". - M.: Rosman. 2006 .

Xem "đường truyền cáp quang" là gì trong các từ điển khác:

Đường truyền cáp quang (FOCL) là một hệ thống cáp quang bao gồm các phần tử thụ động và chủ động được thiết kế để truyền tín hiệu quang qua cáp quang. Nội dung 1 Các thành phần của đường truyền cáp quang 2 Lắp đặt ... ... Wikipedia

hệ thống thông tin sợi quang- - [E.S. Alekseev, A.A. Myachev. Từ điển giải thích tiếng Anh-Nga về kỹ thuật hệ thống máy tính. Moscow 1993] hệ thống thông tin sợi quang Truyền năng lượng quang đã điều chế hoặc không điều chế thông qua môi trường cáp quang, ... ...

RD 45.047-99: Đường truyền cáp quang trên mạng trục chính và mạng sơ cấp nội vùng của VSS Nga. Vận hành kỹ thuật. Tài liệu kỹ thuật hướng dẫn- Thuật ngữ RD 45.047 99: Đường truyền dẫn cáp quang trên mạng trục chính và mạng sơ cấp nội vùng của VSS Nga. Vận hành kỹ thuật. Tài liệu hướng dẫn kỹ thuật: 3.1.18 Thông số chất lượng “KHẨN CẤP” vượt quá giới hạn… ... Sách tham khảo từ điển thuật ngữ quy chuẩn và tài liệu kỹ thuật

cáp quang- Cáp chứa một hoặc nhiều sợi quang và dùng để truyền dữ liệu. cáp quang [Luginsky Ya. N. và cộng sự Từ điển Anh-Nga về kỹ thuật điện và... ... Hướng dẫn dịch thuật kỹ thuật

bộ chuyển đổi cáp quang- Là thiết bị thụ động dùng để nối các đầu cắm quang và nối các sợi quang. [SN RK 3.02 17 2011] bộ chuyển đổi cáp quang Một thành phần của thiết bị chuyển mạch được thiết kế để định vị và kết nối hai... ... Hướng dẫn dịch thuật kỹ thuật

đường cáp quang- Một tập hợp các đoạn cáp quang và bộ lặp mà khi được kết nối sẽ tạo thành đường truyền. [Nguồn] Chủ đề: đường dây thông tin quang EN liên kết cáp quang ... Hướng dẫn dịch thuật kỹ thuật

bộ suy giảm sợi quang- Là thành phần được lắp đặt trong hệ thống truyền dẫn cáp quang nhằm giảm công suất của tín hiệu quang. Thường được sử dụng để giới hạn công suất quang mà bộ tách sóng quang nhận được ở giới hạn độ nhạy của bộ tách sóng quang... ... Hướng dẫn dịch thuật kỹ thuật

- (FOCL), Đường dây truyền thông cáp quang (FOCL) là một hệ thống cáp quang bao gồm các phần tử thụ động và chủ động, được thiết kế để truyền thông tin trong phạm vi quang học (thường là cận hồng ngoại). Nội dung 1 ... Wikipedia

Kiểm tra thông tin. Cần kiểm tra tính chính xác của sự kiện và độ tin cậy của thông tin được trình bày trong bài viết này. Cần có lời giải thích trên trang thảo luận... Wikipedia

Là kỹ thuật truyền thông tin từ nơi này đến nơi khác dưới dạng tín hiệu điện được gửi qua dây dẫn, cáp, đường cáp quang hoặc không có bất kỳ đường dẫn nào. Truyền dẫn định hướng qua dây thường được thực hiện từ một... ... Bách khoa toàn thư của Collier

Sách

Đường dây thông tin sợi quang và cách bảo vệ chúng khỏi các tác động bên ngoài, Sokolov S.. Thông tin cơ bản được đưa ra về nền tảng vật lý, cấu trúc và ứng dụng của sợi quang, nguyên lý và công nghệ truyền tín hiệu quang, cấu tạo và vận hành của sợi quang...

Chúng tôi ngày càng được hỏi nhiều câu hỏi hơn về việc triển khai, nguyên tắc hoạt động của mạng này, v.v.

Do đó, trong thời gian tới chúng tôi sẽ xuất bản một loạt bài viết về công nghệ PON, xem xét các sắc thái này chi tiết hơn. Và hãy bắt đầu với vấn đề chính: nó là gì, mạng PON tốt cho mục đích gì và tại sao các nhà cung cấp Ukraine chủ yếu cung cấp thiết bị GEPON chứ không phải GPON hay EPON?

Công nghệ PON là gì?

Cáp quang cung cấp khả năng truyền khối lượng lớn dữ liệu ở tốc độ cao, bao gồm cả dữ liệu yêu cầu tín hiệu ổn định như thoại và video. Và điều này là tốt. Nhưng cáp quang đắt tiền và việc cung cấp một sợi quang riêng cho mỗi thuê bao là một chi phí không thể chấp nhận được đối với hầu hết các nhà cung cấp. Và điều đó thật tệ. Hơn nữa, nhiều thuê bao không sử dụng hết tiềm năng của cáp quang chuyên dụng và hầu hết đều ở trạng thái “không hoạt động”.

Do đó, công nghệ PON được phát triển để tận dụng hiệu quả và tiết kiệm nhất khả năng của mạng cáp quang. Ưu điểm chính của mạng quang thụ động là tổ chức kết nối vài chục thuê bao vào mạng qua MỘT sợi quang. Điều này được thực hiện bằng cách tách việc truyền các gói theo thời gian (giao thức TDM và TDMA), cũng như tách việc thu và truyền dữ liệu trong các phạm vi bước sóng khác nhau.

Các loại PON. Chọn gì: GEPON hay GPON?

Về tổ tiên của công nghệ PON hiện đại APON và BPON- Nói chuyện nữa cũng chẳng ích gì. Tốc độ được hỗ trợ thấp, cùng với chi phí triển khai mạng dựa trên chúng khá cao, là lý do khiến chúng trở thành quá khứ. Tương tự đối với EPON với tốc độ 100 Mb/giây.

Nhà cung cấp Ukraina phải lựa chọn giữa GEPON Và GPON. Mặc dù có tên giống nhau và tốc độ cao nhưng đây là những tiêu chuẩn khác nhau. Hình ảnh bên dưới minh họa điều này: nếu các gói dữ liệu trong GEPON được truyền đi mà không có bất kỳ thay đổi đặc biệt nào, thì trong GPON, việc này phức tạp hơn, với việc “đóng gói” kép vào các khung GEM và GTC. Ngoài ra, GPON sử dụng tế bào ATM, điều mà GEPON không có.

GPON hỗ trợ tốc độ 2,5 Gbps, cung cấp khả năng truyền tải lưu lượng TDMA hiệu quả và có một số ưu điểm khác. Nhưng tất cả chúng đều bị loại bỏ do giá thành thiết bị (cao hơn nhiều so với GEPON) và cấu hình phức tạp hơn của nó. Chỉ một bộ phận nhỏ các nhà cung cấp phục vụ những khách hàng lớn nghiêm túc hoặc xây dựng mạng lưới rộng lớn mới có thể đủ khả năng xây dựng một mạng lưới như vậy.

Hầu hết các công ty viễn thông Ukraina chọn GEPON:

băng thông của mạng như vậy đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn hiện đại (1 Gbit);
thiết bị cho GEPON rẻ hơn hơn GPON và dễ cấu hình hơn;
Xét về số lượng thuê bao kết nối trên 1 cổng OLT (64) và bán kính mạng tối đa (20 km), GEPON không hề thua kém GPON.

Ngoài ra còn có công nghệ 10GEPON, hứa hẹn tốc độ 10 Gbit, nhưng quá trình phát triển của nó vẫn đang được tiến hành (kể từ năm 2009).

Tôi có thể mở rộng PON (GEPON) ở đâu?

Mạng dựa trên công nghệ PON là phổ biến. Chúng có thể được sử dụng ngay cả trong điều kiện không có lợi hoặc không thể tổ chức mạng FTTH cáp quang thông thường hoặc chuyển tiếp các liên kết Wi-Fi.

Ví dụ, hãy lấy một mạng dựa trên sợi quang tiêu chuẩn, khi một sợi quang riêng biệt được phân bổ cho mỗi thuê bao. Chúng tôi đã thảo luận ở trên rằng điều này bất lợi do giá thành của cáp. Thêm vào đó một thuộc tính không thể thiếu của một mạng như vậy - thiết bị hoạt động. Cần thiết:

Mua công tắc và cài đặt nó trong mỗi điểm truy cập, đồng thời cung cấp một công tắc tổng hợp mạnh mẽ hơn. Giá của các thiết bị chuyển mạch (ngay cả những thiết bị rẻ tiền nhất) cho vài chục người đăng ký bắt đầu từ khoảng 400 USD.
Trang bị module SFP(chúng thường không đi kèm với công tắc), bộ chuyển đổi phương tiện, v.v.
Một vài nơi bưu kiện, và “nơi nào đó” này phải là một căn phòng khô ráo, ấm áp.
Bảo vệ khỏi những kẻ phá hoại và kẻ trộm(lắp đặt tủ hoặc hộp khóa).
Hãy quan tâm đến nguồn điện của bạn và về nguồn điện dự phòng (hoặc UPS) trong trường hợp mất điện.
Cung cấp cấu hình, giám sát và bảo trì tất cả các thiết bị hoạt động.

Và nếu trong điều kiện phát triển đô thị, điều này ít nhất có thể thực hiện được bằng cách nào đó, thì điều đó khó xảy ra ở khu vực tư nhân.

Đối với khu vực tư nhân, một giải pháp tuyệt vời là mạng Wi-Fi. Nhưng ở đây cũng có thể có những trở ngại: ether “dân cư” đông đúc, thiếu tầm nhìn, v.v. khi GEPON trở thành giải pháp.

Và truyền hình cáp để khởi động

Kết nối Internet bằng công nghệ PON ngoài việc tiết kiệm chi phí cáp quang còn có nhiều ưu điểm:

Việc mua thiết bị hoạt động được giảm đến mức tối thiểu. Trên thực tế, bạn chỉ cần mua một thiết bị đầu cuối - OLT và modem-thiết bị đầu cuối người dùng (ONU). Hơn nữa, giá sau này có thể được thuê bao bù đắp bằng chi phí kết nối.

Cấu hình và quản trị sẽ chỉ được yêu cầu cho OLT.

Trong toàn bộ chiều dài của GEPON, chỉ các phần tử thụ động được sử dụng - bộ chia, không cần nguồn điện hoặc phòng có hệ thống sưởi.

PON sử dụng hiệu quả băng thông mạng. Vì nói chung là khi một hoặc nhiều người đăng ký không hoạt động và tải trên kênh sẽ giảm tăng tốc độ cho mọi người. Nó cũng giảm theo tỷ lệ nhưng vẫn có đủ tài nguyên băng thông ngay cả khi tải nặng nhất. Nếu chúng ta chia gigabit thành 64 thuê bao được kết nối (tối đa), thì mỗi thuê bao hóa ra tối thiểu 16 Mbit!

Và một phần thưởng bổ sung - dựa trên GEPON, bạn có thể cung cấp truyền hình cáp cho các thuê bao sử dụng cùng cơ sở hạ tầng mạng. Việc truyền dữ liệu TV được thực hiện trên một bước sóng khác.