Все для телекоммуникаций
(056)726-75-96

Учебник "Волоконно-оптические сети"

Учебник "Волоконно-оптические сети", автор - Р.Р. Убайдуллаев, скачать

учебник взят из электронной библиотеки Державного університету телекомунікацій, открытой в свободном доступе для всех (оригинал: http://www.dut.edu.ua/uploads/l_649_59675956.pdf)

 

Книга предназначена интересующимся волоконно-оптической связью. Этот учебник будет полезен специалистам, непосредственно занимающимся проектированием и инсталляцией магистральных ВОС.

 

В учебнике рассмотрены физические принципы волоконно-оптических сетей (ВОС), их компоненты: оптические приемные и передающие устройства; соединительные шнуры; аттенюаторы; разветвители; мультиплексоры/демультиплексоры WDM; оптические распределительные коробки, панели и шкафы; оптическое распределительное оборудование для кросс-коннекта и интерконнекта. Описаны технологии и стандарты волоконно-оптических сетей FDDI, Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, SDH, ATM.

 

Приведены примеры расчета технических параметров ВОС.

 

Рассмотрены транспортные ВОС для обеспечения абонентского доступа HFC, FTTC и FTTH. Особое внимание уделено волоконно-коаксиальным сетям, а также системам передачи цифрового телевизионного сигнала на большие расстояния при межстудийном обмене.

 

Представлено новое технологическое направление - полностью оптические сети. Дан анализ применения оптических усилителей EDFA при построении протяженных мультиплексных оптических магистралей (DWDM). Приведены общая классификация, архитектура полностью оптических сетей, принципы и приемы их построения.


Содержание 

 

1.  Основные сведения о ВОЛС.............................................................................................................7 

1.1. Общие положения............................................................................................................................7 

            Преимущества ВОЛС................................................................................................................ 7 

            Недостатки ВОЛС...................................................................................................................... 9 

            Типовая схема системы волоконно-оптической связи......................................................... 10 

1.2. Основные компоненты ВОЛС......................................................................................................10 

Литература к предисловию и главе 1..................................................................................................12 

 

2. Оптическое волокно.........................................................................................................................13 

2.1. Типы оптических волокон.............................................................................................................13 

            Многомодовые градиентные волокна.................................................................................... 15 

            Одномодовые волокна............................................................................................................. 15 

2.2. Распространение света по волокну..............................................................................................16 

            Геометрические параметры волокна...................................................................................... 16 

            Длина волны отсечки (cutoff wavelength) .............................................................................. 20 

            Затухание.................................................................................................................................. 23 

            Потенциальные ресурсы волокна и волновое уплотнение.................................................. 27 

            Дисперсия и полоса пропускания........................................................................................... 28 

            Межмодовая дисперсия........................................................................................................... 29 

            Хроматическая дисперсия....................................................................................................... 30 

            Поляризационная модовая дисперсия.................................................................................... 33 

2.3. Характеристики поставляемых волокон......................................................................................35 

            Градиентное многомодовое волокно..................................................................................... 35 

            Функциональные свойства одномодовых волокон.............................................................. 39 

Литература к главе 2.............................................................................................................................46 

 

3. Пассивные оптические компоненты...............................................................................................47 

3.1. Разъемные соединители................................................................................................................47 

            Типы конструкций................................................................................................................... 47 

            Вносимые потери..................................................................................................................... 49 

            Надежность, механические, климатические и другие воздействия.................................... 54 

            Стандарты соединителей......................................................................................................... 55 

            SC............................................................................................................................................... 55 

            ST............................................................................................................................................... 56 

            FC............................................................................................................................................... 56 

            МIС............................................................................................................................................ 57 

            Оптические шнуры.................................................................................................................. 58 

            Адаптеры быстрого оконцевания........................................................................................... 58 

            Механический сплайс (МС).................................................................................................... 59 

            Производители и поставщики................................................................................................ 59 

3.2. Сварное соединение волокон........................................................................................................60 

            Количественные оценки качества сварки.............................................................................. 62 

3.3. Оптические разветвители..............................................................................................................64 

            Древовидный разветвитель (tree coupler) .............................................................................. 65 

            Звездообразный разветвитель (star coupler) .......................................................................... 65 

            Ответвитель (tap)...................................................................................................................... 65 

            Параметры, характеризующие разветвитель......................................................................... 66 

3.4. Устройства волнового уплотнения WDM ...................................................................................69 

            Основные технические параметры WDM фильтров............................................................ 70 

            Широкозонные и узкозонные WDM фильтры...................................................................... 72 

3.5. Оптические изоляторы..................................................................................................................73 

            Вращение плоскости поляризации......................................................................................... 73 

            Принцип действия оптического изолятора........................................................................... 74 

            Технические параметры.......................................................................................................... 74

3.6. Другие специальные пассивные компоненты ВОЛС.................................................................76 

           Аттенюаторы............................................................................................................................ 76 

           Оптические переключатели.................................................................................................... 77 

           Соединительные герметичные муфты................................................................................... 78 

3.7. Оптические распределительные и коммутационные устройства.............................................79 

           Терминирование ВОК............................................................................................................. 79 

           Оптический узел....................................................................................................................... 80 

           Оптические распределительные устройства (ОРУ) ............................................................. 80 

           Оптические кроссовые устройства (ОКУ)............................................................................. 84 

           Интерконнект и кросс-коннект............................................................................................... 84 

           Принципы построения оптического кроссового устройства............................................... 86 

           Обслуживание ОКУ................................................................................................................. 87 

           Оптические кроссы высокой и сверхвысокой плотности.................................................... 88 

           Примеры инсталляции кроссового оборудования................................................................ 90 

Литература к главе 3.............................................................................................................................91 

 

4. Электронные компоненты систем оптической связи....................................................................93 

4.1. Передающие оптоэлектронные модули.......................................................................................93 

           Типы и характеристики источников излучения.................................................................... 93 

           Светоизлучающие диоды........................................................................................................ 94 

           Лазерные диоды....................................................................................................................... 95 

           Другие характеристики........................................................................................................... 97 

           Основные элементы ПОМ....................................................................................................... 99 

4.2. Приемные оптоэлектронные модули...........................................................................................99 

           Основные элементы приемных оптоэлектронных модулей................................................ 99 

           Принципы работы фотоприемника...................................................................................... 101 

Технические характеристики фотоприемников...............................................................................104 

           Лавинный фотодиод.............................................................................................................. 108 

           Электронные элементы ПРОМ............................................................................................. 110 

4.3. Повторители и оптические усилители.......................................................................................111 

           Проблема расстояния............................................................................................................. 111 

           Типы ретрансляторов............................................................................................................. 111 

           Повторители для цифровых линий связи............................................................................ 113 

Оптические усилители........................................................................................................................114 

4.4. Разновидности усилителей EDFA ..............................................................................................119 

           Усилители на кремниевой основе........................................................................................ 120 

           Усилители на фтор-цирконатной основе............................................................................. 121 

Литература к главе 4...........................................................................................................................122 

 

5. Сети передачи данных....................................................................................................................124 

5.1. Мультиплексирование.................................................................................................................124 

           Частотное мультиплексирование FDM................................................................................ 124 

           Синхронное временное мультиплексирование................................................................... 125 

           Статистическое (асинхронное) временное мультиплексирование................................... 131 

           Инверсное мультиплексирование........................................................................................ 133 

5.2. Сети с коммутацией каналов и пакетов.....................................................................................134 

           Коммутация каналов.............................................................................................................. 135 

           Коммутация пакетов.............................................................................................................. 136 

           Коммутация каналов на разных скоростях и сети ISDN.................................................... 141 

           Протокол Х.25 ........................................................................................................................ 142 

           Ретрансляция кадров Frame Relay ........................................................................................ 143 

           Ретрансляция ячеек Cell Relay.............................................................................................. 144 

           Эволюция концепций передачи информации с появлением волокна.............................. 144 

5.3. Эталонная модель OSI.................................................................................................................145 

           Стандарты IEEE 802 .............................................................................................................. 147 

Литература к главе 5...........................................................................................................................148 

 

6. Сети FDDI........................................................................................................................................149 

6.1. Принцип действия........................................................................................................................150 

6.2. Составляющие стандарта FDDI..................................................................................................152 

6.3. Типы устройств и портов............................................................................................................154 

            Топологии сетей FDDI........................................................................................................... 157 

6.4. Оптический обходной переключатель.......................................................................................160 

            Подключение к сети через OBS............................................................................................ 161 

            Устройство OBS..................................................................................................................... 163 

6.5. Кабельная система и уровень PMD............................................................................................164 

            Стандарты MMF-PMD, SMF-PMD и TP-PMD.................................................................... 165 

            Функция регистрации сигнала уровня PMD ....................................................................... 166 

            Оптические соединители....................................................................................................... 167 

            Сравнения оптического волокна и витой пары................................................................... 169 

6.6. Уровень PHY ................................................................................................................................169 

            Синхронизация часов............................................................................................................ 170 

            Кодирование и декодирование данных............................................................................... 170 

            Особенности кодирования при передаче по витой паре.................................................... 174 

            Эластичный буфер................................................................................................................. 176 

            Функция сглаживания........................................................................................................... 177 

            Фильтр повторений................................................................................................................ 178 

6.7. Уровень MAC ...............................................................................................................................178 

            Маркеры и кадры................................................................................................................... 179 

            Временной анализ процессов передачи маркера и кадров................................................ 180 

            Мониторинг и инициализация кольца................................................................................. 184 

6.8. Обзор уровня SMT .......................................................................................................................185 

            Управление соединениями СМТ.......................................................................................... 185 

            Управление кольцом RMT .................................................................................................... 186 

            Управление, основанное на передаче кадров FВМ............................................................ 187 

            Когда рекомендуется использовать технологию FDDI...................................................... 187 

            Поставляемое оборудование................................................................................................. 190 

Литература к главе 6...........................................................................................................................192 

 

 
7. Сети Ethernet/Fast Ethernet/Gigabit Ethernet..................................................................................194 
7.1. Сети Ethernet.................................................................................................................................195 
            Формат кадра Ethernet ........................................................................................................... 195 
            Основные варианты алгоритмов случайного доступа к среде.......................................... 197 
            Протокол CSMA/CD .............................................................................................................. 200 
            Спецификации физического уровня IEEE 802.3 и типы портов....................................... 205 
AUI........................................................................................................................................................206 
7.2. Основные типы устройств Ethernet............................................................................................206 
            AUI интерфейс и трансиверы Ethernet................................................................................. 206 
FO/M.....................................................................................................................................................208 
            Оптические конвертеры Ethernet UTP (10Base-T/10Base-FL, 10Base2/10Base-FL) ........ 208 
            Рабочая станция, сетевая карта............................................................................................. 209 
            Повторитель (концентратор)................................................................................................. 210 
            Коммутатор............................................................................................................................. 213 
7.3. Проектирование сети в пределах коллизионного домена Ethernet .........................................217 
            Расчет параметров коллизионного домена Ethernet (Модель 1) ....................................... 217 
            Расчет параметров коллизионного домена Ethernet (Модель 2) ....................................... 218 
7.4. Сети Fast Ethernet .........................................................................................................................222 
            Архитектура стандарта Fast Ethernet.................................................................................... 222 
            Физические интерфейсы Fast Ethernet ................................................................................. 223 
            Типы устройств Fast Ethernet................................................................................................ 226 
7.5. Проектирование сети в пределах коллизионного домена Fast Ethernet .................................227 
FX .........................................................................................................................................................228  
Устройство/кабельный сегмент.........................................................................................................230 
7.6. Дуплексный Ethernet....................................................................................................................231 
7.7. Сети Gigabit Ethernet (стандарты IEEE 802.3z и 802.3ab) ........................................................232 
           Архитектура стандарта Gigabit Ethernet .............................................................................. 233 
           Особенности использования многомодовых ВОК............................................................. 236 
           Уровень MAC ......................................................................................................................... 239 
           Расширение носителя............................................................................................................ 240 
           Пакетная перегруженность................................................................................................... 241 
           Типы устройств...................................................................................................................... 241 
7.8. Миграция Ethernet к магистральным сетям...............................................................................243 
Литература к главе 7...........................................................................................................................250 
 
8. Полностью оптические сети..........................................................................................................253 
8.1. Основные определения и элементы...........................................................................................253 
8.2. Плотное волновое мультиплексирование..................................................................................255 
           Мультиплексоры DWDM...................................................................................................... 255 
           Пространственное разделение каналов и стандартизация DWDM................................... 259 
8.3. Применение оптических усилителей EDFA..............................................................................262 
           Технические параметры усилителей EDFA ........................................................................ 263 
           Классификация усилителей EDFA по способам применения........................................... 269 
           Расчет числа каскадов линейных усилителей EDFA.......................................................... 270 
8.4. Оптимизация WDM/TDM ...........................................................................................................274 
           Протяженность линии........................................................................................................... 275 
           Трибные интерфейсы............................................................................................................. 276 
           Существующие архитектуры SDH....................................................................................... 276 
           Миграция к оптическому уровню........................................................................................ 277 
8.5. Оптические коммутаторы...........................................................................................................277 
           Разветвитель-коммутатор 2х2 (элемент 2х2) ...................................................................... 278 
           Оптические коммутаторы nхn .............................................................................................. 279 
           Сведения из теории коммутации и общий анализ некоторых коммутаторов................. 281 
8.6. Волновые конвертеры.................................................................................................................284 
8.7. Классификация полностью оптических сетей..........................................................................285 
           Простая многоволновая линия связи SMWL ...................................................................... 287 
           Параметры многоволновых мультиплексных линий связи............................................... 288 
8.8. AON с коммутацией каналов......................................................................................................290 
           Широковещательная AON .................................................................................................... 290 
           AON с пассивной волновой маршрутизацией..................................................................... 293 
           AON с активной волновой маршрутизацией....................................................................... 293 
8.9. AON с коммутацией пакетов......................................................................................................298 
           Сеть с последовательной битовой коммутацией................................................................ 299 
           Сеть с параллельной битовой коммутацией........................................................................ 300 
8.10. Архитектура AON......................................................................................................................301 
8.11. Прототипы и коммерческие реализации AON........................................................................304 
Литература к главе 8...........................................................................................................................306 
 
9. Сети абонентского доступа............................................................................................................309 
9.1. Концепции развития абонентских сетей....................................................................................310 
           Традиционная информационная абонентская сеть............................................................. 311 
           Гибридная волоконно-коаксиальная сеть............................................................................ 313 
           Концепция "волокно в монтажный шкаф" .......................................................................... 314 
           Концепция "волокно в квартиру" ......................................................................................... 314 
9.2. Сети HFC ......................................................................................................................................315 
           Спецификации физического уровня стандарта 802.14....................................................... 315 
           Частотное распределение потоков....................................................................................... 316 
           Распределение восходящих потоков.................................................................................... 316 
           Распределение нисходящих потоков................................................................................... 317 
          Физические особенности восходящих и нисходящих потоков......................................... 317 
9.3. Платформа доступа Homeworx...................................................................................................319 
           Предоставляемые услуги....................................................................................................... 319 
           Основные элементы архитектуры........................................................................................ 320 
           Структура потоков и транспортные характеристики Homeworx ...................................... 323 
           Система спектрального смещения....................................................................................... 325 
           Сценарии развертывания платформы Homeworx ............................................................... 326 
9.4. Межстудийный телевизионный обмен и система DV6000......................................................327 
Литература к главе 9...........................................................................................................................330   


Просмотров: 976

Дата: Пятница, 29 Июля 2016

Все категории каталога
  • Уже долгое время компания "Дипнет Украина" - наш надежный партнер, поставщик телеком-решений и производитель телеком-оборудования
    Интернет-провайдер "Мега Линк"
  • Ценим у "Дипнет Украина" индивидуальный подход и внимательное отношение к клиентам, четкую и слаженную работу торгового отдела и склада...
    Владимир, "ТТВ Сервис"
  • Подобається високий рівень підготовки фахівців "Діпнет Україна", допомога у виборі обладнання, вчасне виконання замовлень, увага до замовників....
    Колектив компанії ТОВ "ТРК ТІМ"
  • ...о «Дипнете» могу сказать: они индивидуально подходят к каждому клиенту. Складывается ощущение, что работаешь с европейской фирмой...
    Руководитель отдела логистики и снабжения компании «УТГ»

.