Глава 7. Применение оптоволокна

7.1 Телекоммуникации

7.1.1     Появление оптоволокна в телекоммуникациях

Телекоммуникационная индустрия является основным потребителем во­локонно-оптической технологии, использующим ее широкую частотную по­лосу пропускания, низкие потери и электромагнитную невосприимчивость. Чаще всего применяется волокно 62.5/125 или одномодовое.

Раньше всего начали использовать волоконно-оптическую технологию в магистральных линиях, соединяющих центральные телефонные узлы с меж­дународными переговорными центрами. В центральном узле размещалось коммутационное оборудование, позволяющее обеспечить телефонный сер­вис в данной географической зоне. Центральный узел коммутировал номера с одинаковыми первыми тремя числами семизначных телефонных кодов. На международном переговорном узле устанавливалось коммутационное обору­дование, обеспечивающее телефонные переговоры из одной географичес­кой зоны в другую.

Рисунок 7.1 Первый оптоволоконный кабель в немецкой телефонной сети. Установлен 1 октября 1977.

Рисунок 7.2 Принципы телекоммуникации на основе оптоволокна.

Волоконная оптика нашла свое применение и в абонентной сети, соеди­няющей центральный узел с абонентными телефонами. При этом использу­ется локальная оптическая линия, соединяющая центральный узел с небольшой электронной системой, называемой локальным сервисным интер­фейсом, от которого выходят линии, подключаемые непосредственно к бы­товым телефонам. Частотная полоса оптического волокна позволяет телефонным компаниям предоставлять пользователям дополнительные услу­ги, включая видео, информационную службу и другие, осуществление кото­рых требует достаточной частотной полосы пропускания. На рис. 7.2 представлена упрощенная схема телефонной сети.

Девяностые годы характеризуются интенсивным внедрением оптического волокна в абонентные линии. При этом существуют два подхода: оптическое волокно прокладывается до коммуникационного колодца вне здания (FTTC-fiber to the curb) или непосредственно внутри здания (FTTH-fiber to the home), при этом приемопередатчик находится в здании. Внутри него может проходить как волокно, так и медный кабель. В FTTC приемопередатчик размещается вне здания, и медные кабели соединяют его с несколькими зда­ниями. Как более дешевый, этот подход получил большее распространение.

7.1.2      SONET

Sonet (synchronous optical network) явля­ется волоконно-оптическим телекоммуникационным стандартом, предусмат­ривающим скорость передачи данных до 10 Гб/сек.

Впервые Sonet был предложен в 1984 году как стандартизованный метод передачи оптического сигнала и для обеспечения совместимости оборудова­ния, выпускаемого различными компаниями. Наиболее крупные телефонные компании и поставщики телекоммуникационного оборудования приняли стандарт Sonet в 1988 году. Базисная скорость Sonet составляет 51 840 Мб/сек и называется Optical Carrier 1 или ОС-1. Более высокие ско­рости получаются умножением базовой скорости: OC-n = n X 51 840. Напри­мер, ОС-3 имеет скорость 155.52 (51 840 X 3 = 155.52). Максимальная скорость, доступная в настоящий момент, — ОС-192, составляет примерно 10 Гб/сек и лимитирована возможностями доступных электронных компо­нент. Как только более скоростные электронные компоненты станут доступ­ны, стандарт Sonet будет расширен до более высоких скоростей.

Рисунок 7.3 Коммуникационное оборудование для оптоволоконных линий.

Отметим, что скорости передачи системы Sonet начинаются с уровня, на котором возможности коаксиального кабеля исчерпаны. Представляет инте­рес также расстояние между повторителями. Коаксиальные системы требуют для регенерации сигнала размещение повторителей через каждые 1-2 км, в то время как оптические системы на лазерных источниках имеют стандарт­ное расстояние между повторителями 25 км, а оптические системы на светодиодах требуют регенерации сигнала с интервалом в 2 км.

Таким образом, преимущественное использование волоконной оптики в приложениях типа удаленной телефонной связи основано на большей информационной емкос­ти линий и большем расстоянии между повторителями.