Технологии передачи данных по волоконно-оптическим линиям связи

подключение-отключение, оптических разветвителей, аттенюаторов.
Цена монтажных работ, а также тестирования и поддержки волоконно-оптических линий связи также остается высокой. При повреждении ВОК, то необходимо проводить сварку волокон в месте разрыва и защищать данный участок кабеля от воздействия внешней среды.
Недостатком использования оптических волокон является необходимость работ по защите кабелей от внешних механических воздействий.
Преимущества от использования волоконно-оптических систем настолько значительны, что несмотря на указанные недостатки, перспективы использования технологий ВОЛС в информационных сетях являются более чем очевидными.
Типовая схема системы волоконно-оптической связи
На рисунке 1 показана схема системы оптического канала связи.

Рисунок 1 - Схема системы оптического канала связи

Аналоговые сигналы, генерируемые на оконечном оборудовании данных (ООД), например, телефонами, терминалами, видеокамерами и т.д., приходят на узел коммутации, в котором аналого-цифровые преобразователи (кодеры) оцифровывают их в битовый потоки. Битовые потоки используется для модуляции оптических передатчиков, который передают серию оптических импульсов в оптические волокна. На приемной стороне проводится преобразование оптических импульсов преобразуются обратно в электрические сигналы с помощью оптических приёмников. Декодерный модуль коммуникационной системы проводит преобразование бинарного электрического потока обратно в аналоговый сигнал ООД. Как правило, на практике осуществляется интеграция кодеров, декодеров, а также оптических приемников и передатчиков в единое устройство.
Рассмотрим перечень основных компонент ВОЛС.
Оптические передатчики обеспечивают преобразование входных электрических (цифровых или аналоговых) сигналов в выходные световые (цифровые или аналоговые) сигналы. При проведении цифровой передачи оптические излучатели передатчика "включаются" и "выключаются" в синхронно с битовым потоком электрических сигналов. Для этих целей применяются инфракрасные светоизлучающие диоды LED или лазерные диоды ILD. Данные устройства могут поддерживать модуляцию излучаемых световых сигналов мегагерцового или гигагерцового диапазона. В процессе построения сетей кабельного телевидения оптические передатчики проводят преобразование широкополосных аналоговых электрических сигналов в аналоговые оптические. В последнем случае оптические передатчики должен обладать высокой линейностью.
Оптические приемники проводят обратное преобразование входных оптических импульсов в выходные импульсы электрического тока. Основным элементом оптического приемника являются р4-и и лавинные фотодиоды с очень малой инерционностью.
При значительном удалении приемных и передающих станций необходимо устанавливать промежуточные регенерационные устройства - усилители оптических сигналов, а также для восстановления фронтов импульсов. В качестве регенерационных устройств применяются повторители и оптические усилители.
Повторители состоят из оптических приемников, электрических усилителей и оптических передатчиков. При передаче дискретных сигналов электрическое усиление, как правило, сопровождается восстановлением фронтов и длительностей передаваемых импульсов. Для этого повторители проводят приём оптического сигнала, используя синхронный или асинхронный режим, что определяется стандартом передачи.
При использовании синхронного режима повторители-приемники регулярно принимают синхроимпульсы, на основании которых проводят настройку своего таймера, задающего частоту для последующей передачи. Существует непрерывный битовый поток в линии. При отсутствии передачи данных, синхроимпульсы могут продолжать поступать. В передающую последовательность повторитель добавляет синхроимпульсы, предназначенные для синхронизации следующего каскада.
При асинхронном режиме передаваемые данные организуются в специальные пакеты данных — кадры. Каждому пакету предшествуют последовательности однотипных групп битов— преамбулы. Именно преамбулы обеспечивают синхронизацию приемных устройств, которые до начала приема находятся в режиме ожидания.
Повторители, восстанавливающие форму оптических сигнала до первоначальной, называются регенераторами.
Оптические усилители не осуществляют оптоэлектронные преобразования, как это проводят повторители или регенераторы. Они, с использованием специальных активных сред и лазеров накачки, непосредственно усиливают проходящие оптические сигналы, благодаря наличию индуцированного излучения. Таким образом, усилители не наделены функциями по восстановлению скважности, в чем уступают повторителям. Однако, имеются основные причины, согласно которым использование усилителей является предпочтительным..
1. Качество сигналов, передаваемых по оптическому волокну, даже при высокой протяженности линии, является достаточно высоким из-за малых характеристик дисперсии и затухания. Также невелик уровень вносимых шумов вследствие подверженности волокна влиянию электромагнитных полей. Поэтому ретрансляция передаваемых данных с помощью простого усиления является эффективной.
2. Оптические усилители являются более универсальными устройствами, поскольку в отличие от регенераторов они не имеют привязки к стандартам передающихся сигналов или определенной частоте модуляции.
На практике на один регенератор может приходиться несколько