Большая База Рефератов - Цифровая волоконно–оптическая система передачи со скоростью 422 Мбит/с для кабельного телевидения - бесплатно рефераты, скачать рефераты, рефераты на тему

Наступивший XXI век может быть охарактеризован бурным развитием процессов информатизации во всех сферах человеческой жизни, объединяющим людей из разных стран, без географических и геополитических границ. Информация, роль которой в таком обществе, часто именуемым информационным (постиндустриальным) неумолимо возрастает, становится не только фактором общения, обладания новыми знаниями, но также и важнейшим средством производства. Современные телекоммуникационные технологии позволяют сделать доступным все, для всех, везде и всегда, позволяя организовать совместную работу большого количества людей на основе их прямых связей, давая почти полную свободу перемещать информацию. Оптическое волокно (далее - ОВ), широкомасштабное использование в волоконно-оптических линий связи (далее - ВОЛС) которого началась примерно 40 лет назад, в настоящее время считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. Сегодня волоконная оптика находит применение практически во всех задачах, связанных с передачей информации. Стремительно входят в нашу жизнь волоконно-оптические интерфейсы в локальных и региональных сетях Ethernet, FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, ATM. Множество компаний, в том числе крупнейшие: IBM, Lucent Technologies, Nortel, Corning, Alcoa Fujikura, Siemens, Pirelli ведут интенсивные исследования в области волоконно-оптических технологий. К числу наиболее прогрессивных можно отнести технологию сверхплотного волнового мультиплексирования по длине волны DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), позволяющую значительно увеличить пропускную способность существующих волоконно-оптических магистралей.

Область возможных применений ВОЛС весьма широка — от городской и сельской связи до систем связи на большие расстояния с высокой информационной емкостью. На основе оптической волоконной связи могут быть созданы принципиально новые системы передачи информации. На базе ВОЛС развивается единая интегральная сеть многоцелевого назначения. Весьма перспективным является применение волоконно-оптических систем в кабельном телевидении, которое обеспечивает высокое качество изображения и существенно расширяет возможности информационного обслуживания абонентов, являющееся предметом настоящей курсовой работы. Итак, целью представленной работы является исследование применения цифровых волоконно – оптических систем передачи со скоростью 486 Мбит / с для передачи сигналов кабельного телевидения. В соответствии с этой целью поставлены следующие задачи:

- исследовать основные принципы цифровой системы передачи данных

- раскрыть понятие и структуру цифровой волоконно – оптической системы связи,

- исследовать процессы, происходящие в оптическом волокне, и их влияние на скорость и дальность передачи информации

В качестве источников информации были использованы учебные и научные материалы, в том числе Интернет – ресурсы. Структура представленной работы обусловлена логикой исследования и включает введение, основную часть, включающую две главы, заключение с выводами, список использованных источников, приложения.

ГЛАВА I

1. 1. Цифровые волоконно-оптические системы связи, понятие, структура

Цифровые волоконно-оптические системы связи (далее - ВОСС) предназначены для передачи цифровых сигналов, несущих информацию, от передающей информационной системы (ИС) к ИС приемника (абонента). Как передающая информацию ИС, так и принимающая информацию ИС работают с цифровыми электрическими сигналами. В то же время сам процесс передачи информационных сигналов осуществляется оптическими импульсами, распространяющимися вдоль волоконно-оптической линии связи (ВОЛС)[1].

Последовательность электрических сигналов (сообщение), формируемое передающей ИС, преобразуется оптическим передатчиком в последовательность оптических сигналов[2], вводимых в оптическое волокно и распространяющихся в нем до приемной части. В приемной части ВОЛС оптические сигналы вновь преобразуются в электрические. Преобразование оптических сигналов в электрические происходит в приемниках оптического излучения.

Приемники оптического излучения цифровых волоконнооптических систем связи. Приемники оптического излучения (фотоприемники) в цифровых системах связи представляют собой сложные устройства, осуществляющие преобразование световых сигналов в электрические. Для этого световое излучение преобразуется в электрический ток, усиливается, а затем происходит восстановление переданного сообщения и формирование соответствующего этому сообщению электрического сигнала. Подавляющее большинство действующих оптических систем передачи информации используют двоичный (бинарный) код и простейшую амплитудную модуляцию с двумя значениями амплитуды сигнала. Приемники оптического излучения для таких систем и будут рассмотрены в данной статье, тем более что они имеют наиболее простую структуру. В последнее время в научных лабораториях интенсивно исследуются различные новые форматы модуляции, под которым понимается процесс преобразования первичного сигнала заключается в изменений одного или нескольких параметров несущего колебания по закону изменения первичного сигнала, т.е. в наделении несущего колебания признаками первичного сигнала . Обычно в качестве переносчиков используют гармоническое колебание высокой частоты - несущее колебание[3]. Приемники для таких систем имеют боле сложную структуру, но в них составной частью присутствуют приемники бинарных амплитудно-модулированных сигналов. Цифровой фотоприемник (приемник цифровой волоконно-оптической системы связи с амплитудной модуляцией и прямым детектированием) конструктивно состоит из четырех блоков. В первом блоке происходит последовательное преобразование оптических сигналов в электрический ток (оптоэлектронное преобразование). Во втором блоке осуществляется линейное усиление электрического тока, в третьем блоке происходит восстановление данных, а в четвертом – создание выходного электрического сигнала.

Преобразование модулированного светового излучения (светового сигнала) в модулированный электрический ток происходит в фотодиоде. Ток фотодиода (фототок)усиливается малошумящим трансимпедансным усилителем. Выходящие из него электрические импульсы тока усиливаются линейным усилителем с автоматической регулировкой усиления, фильтруются и попадают в блок восстановления данных. В блоке восстановления данных усиленный электрический импульс делится на три части. Одна часть импульса используется для формирования тактовой частоты в блоке синхронизации. Вторая часть электрического импульса используется для формирования постоянного порогового тока, используемого в качестве уровня сравнения с импульсами тока информационного сигнала. Третья часть сигнала подается на схему сравнения, где она сравнивается с пороговым значением тока для принятия решения о том, какой символ, 1 или 0, передан. Сравнивать значение импульса тока с пороговым значением необходимо в точно определенные моменты времени, соответствующие середине тактовых периодов. Интервалы времени, в которые происходит сравнение порогового значения тока с величиной тока фотодиода, задает генератор тактовой частоты. Для оптимальной работы фотоприемника величина среднего значения усиленного тока должна приблизительно совпадать с пороговым значением. Выполнение этого условия обеспечивает блок автоматической регулировки усиления. Схема сравнения управляет работой формирователя электрических сигналов, который в зависимости от результатов сравнения создает электрический сигнал, соответствующий логической единице или логическому нулю. Чувствительность приемников оптического излучения

Важнейшей рабочей характеристикой действующей системы передачи информации, определяющей качество связи, является коэффициент ошибок. Его значение равно отношению числа ошибочно интерпретированных символов к общему числу переданных символов. Причина возникновения ошибок – наличие шумов.

Для нормальной работы цифровой системы связи требуется, чтобы шум не превышал некоторого заданного значения. При фиксированной скорости передачи информации и пренебрежении шумами самого светового сигнала шумы фотоприемника можно считать постоянными и не зависящими от мощности света. Очевидно, что в этом случае Куменьшается при увеличении амплитуды полезного сигнала и увеличивается при его уменьшении. Минимальное значение средней мощности оптического излучения, необходимое для передачи сигналов с заданным коэффициентом ошибок, называется чувствительностью оптического приемника. В цифровых системах голосовой связи максимально допустимое значение коэффициента ошибок обычно принимается равным 10. Чувствительность может выражаться в линейных единицах, производных от ватта (нВт, мкВт) или в логарифмических – децибелах по отношению к милливатту (дБм). Реальная чувствительность приемников определяется многими факторами: нормируемым значением коэффициента ошибок, формой импульса, скоростью передачи информации, шириной полосы приемника и шумами оптического изломами оптического излучения[4]. Поэтому практически в спецификациях чувствительность приемника задается только для вполне определенного передатчика, скорости передачи двоичных сигналов и их формы. С увеличением скорости передачи информации чувствительность ухудшается (т.е. возрастает) в линейных единицах приблизительно пропорционально скорости B [бит/с]. Чувствительность современных цифровых высокоскоростных приемников на основе in-фотодиодов определяется тепловыми шумами трансимпедансного усилителя. В отсутствии шумов чувствительность фотоприемника определяется квантовыми свойствами светового излучения и называется квантовым пределом чувствительности.

Итак, была рассмотрена общая схема передачи сообщений. Полученные на выходе устройств преобразования сообщения в сигналы первичные сигналы должны быть переданы системой электросвязи, т.е. сигнал есть объект транспортировки, а техника связи есть по существу техника транспортировки (передачи) сигнала. Для передачи сигнала в системе электросвязи необходимо воспользоваться переносчиков, в качестве которого возможно использование тех материальных объектов, которые имеют свойство перемещаться в пространстве. Т.е. в пункте передачи первичный сигнал необходимо преобразовать в сигнал, удобный для его передачи по соответствующей среде распространения, но наделенный в то же время признаками первичного сигнала. В пункте приема выполняется обратное преобразование[5].

ГЛАВА II

2.1. Основные принципы цифровой системы передачи данных

Структура первичной сети предопределяет объединение и разделение потоков передаваемой информации, поэтому используемые на ней системы передачи строятся по иерархическому принципу. Применительно к цифровым системам этот принцип заключается в том, что число каналов цифровой системы передачи (далее – ЦСП), соответствующее данной ступени иерархии, больше числа каналов ЦСП предыдущей ступени в целое число раз.

Аналоговые системы передачи с ЧРК также строятся по иерархическому принципу, но в отличие от ЦСП для них ступенями иерархии являются не сами системы передачи, а типовые группы каналов. Цифровая система передачи, соответствующая первой ступени иерархии, называется первичной; в этой ЦСП осуществляется прямое преобразование относительно небольшого числа первичных сигналов в первичный цифровой поток. Системы передачи второй ступени иерархии объединяют определенное число первичных потоков во вторичный цифровой поток и т.д.

В рекомендациях МСЭ-Т представлено два типа иерархий ЦСП: плезиохронная цифровая иерархия PDH и синхронная цифровая иерархия SDH. Первичным сигналом для всех типов ЦСП является цифровой поток со скоростью передачи 64 кбит/с, называемым основным цифровым каналом (ОЦК). Для объединения сигналов ОЦК в групповые высокоскоростные цифровые сигналы используется принцип временного разделения каналов.

Новые технологии телекоммуникаций стали развиваться в связи с переходом от аналоговых к цифровым методам передачи данных, основанных на импульсно-кодовой модуляции (далее - ИКМ) и мультиплексировании с временным разделением каналов. В плезиохронной цифровой иерархии PDH мультиплексор сам выравнивает скорости входных потоков путем добавления нужного числа выравнивающих бит в каналы с меньшими скоростями передачи. Отсюда следовали недостатки PDH - невозможность вывода потока с меньшей скоростью из потока с большей скоростью передачи без полного демультиплексирования этого потока и удаления выравнивающих бит. Недостатки PDH вызвали необходимость в разработке синхронной цифровой иерархии SDH, которая позволила вводить/выводить входные потоки без необходимости проводить их сборку/разборку и систематизировать иерархический ряд скоростей передачи.

SDH имеет следующие преимущества перед PDH :

- упрощение сети, вызванное возможностью вводить/выводить цифровые потоки без их сборки или разборки как в PDH;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5

Новости

Мои настройки

Наверх