- •Чернівецький національний університет ім. Ю. Федьковича
- •Оптичні технології в зв’язку
- •1. Поняття про перетворення, аналіз спектрів сигналу та фільтрацію сигналів [1-5]
- •1.1. Отримання образів сигналів. Мета. Аналіз спектрів
- •1.1.1. Фур’є перетворення
- •1.1.2. Деякі властивості Фур’є перетворення
- •1.2. Згортка. Розмиття сигналу
- •1.3. Віконне Фур’є перетворення
- •1.4. Поняття про вейвлет-перетворення
- •1.5. Поняття про фільтрацію сигналу
- •1.6. Деякі приклади фільтрації
- •1.6.1. Фільтрація адитивних завад
- •1.6.2. Фільтрація мультиплікативних завад
- •1.6.3. Фільтрація постійної складової
- •1.6.4. Диференціювання сигналу
- •1.7. Нейронні і нейроподібні мережі та їх оптична реалізація
- •1.7.1. Структура нейронних мереж
- •1.7.2. Алгоритм роботи нейронної мережі. Алгоритм Хопфілда
- •1.7.3. Перспективи розвитку оптичних нейронних мереж
- •1.7.4. Реалізація оптичних нейронних мереж
- •2. Системи багатохвильового ущільнення
- •2.1. Вступ до wdm
- •2.2. Модель взаємодії wdm з транспортними технологіями [6-10]
- •2.3. Блок-схема систем з wdm
- •2.4. Вузькосмугові і широкосмугові wdm
- •2.5. Рекомендації itu-t відносно довжин хвиль в системах wdm
- •2.5.1. Стандартний канальний план і його використання
- •Стандартний канальний план з розносом каналів на 100 гГц
- •Стандартний канальний план при розносі каналів на 200 гГц
- •Сітка частот wdm
- •2.5.2. Типові характеристики систем wdm
- •2.6. Синхронні оптичні мережі sonet і sdh
- •2.6.1. Відмінності між sonet і sdh
- •2.6.2. Основні сигнали sonet і sdh
- •Як в sonet так I в sdh швидкість передавання фреймів складає 8000 фреймів/с, що відповідає періоду повторення фреймів 125 мкс.
- •2.7. Структура синхронних сигналів
- •2.7.2. Фрейми сигналів вищого рівня
- •2.7.3. Структура фрейма sdh
- •Характеристики волокон згідно Рекомендаціям g.652.
- •Характеристики волокон згідно Рекомендацій g.655
- •2.9. Комплектуючі пристрої та елементи систем багатохвильового ущільнення [6,18,19]
- •2.9.1. Основні визначення
- •2.9.2. Типи оптичних рознімів
- •2.10. Мультиплексування з розділенням за довжиною хвилі
- •2.11. Циркулятори
- •3. Безпроводний оптичний зв’язок. Принципи. Втрати
- •3.1. Беспровідні оптичні системи зв’язку. Основні абревіатури
- •3.2. Загальні характеристики. Принципи побудови [20-35]
- •3.3.1. Преваги fso-систем
- •3.3.2. Недоліки fso-систем
- •3.3.3. Області застосування
- •3.4. Структура безпроводної оптичної системи зв’язку
- •3.6. Рівняння системи зв’язку
- •3.7. Втрати і завади в атмосферному каналі зв’язку
- •3.7.1. Вібраційні завади
- •3.7.2. Вплив турбулентності на характеристики оптичного каналу
- •3.8. Загасання сигналу в атмосфері [36-46]
- •3.8.1. Модель атмосфери. Загасання сигналу
- •3.8.2. Фракції атмосфери, які впливають на загасання сигналу
- •3.8.3. Метеорологічна дальність видимості та атмосферні втрати
- •4. Розрахунок доступності каналу fso-cистеми [47-49]
- •4.1. Розрахунок енергетичного бюджету системи – величини максимально допустимого затухання сигналу
- •4.2. Встановлення відповідності між допустимим затуханням та критичною (мінімально допустимою) мдв
- •4.3. Розрахунок імовірності виникнення погодних умов, коли мвд менша ніж
- •4.4. Оцінка метеоумов в Чернівецькому регіоні
- •4.5. Розрахунок доступності каналу аолз в Чернівецькому регіоні
- •4.6. Деякі розрахункові і експериментальні дані щодо впливу метеоумов на роботу fso-систем
- •5. Техніко-економічні показники цифрових мереж на основі аолз. Сучасний стан ринку
- •5.1. Порівняння фінансових, часових та інших витрат при побудові різних за природою ліній зв’язку [50]
- •5.2. Аналіз існуючих рішень і ринка fso-систем
- •5.3. Огляд існуючих рішень
- •5.4.2. Обладнання компанії fSona Communications (сша)
- •5.4.3. Обладнання компанії нпк «Катарсіс» (Санкт-Петербург, Росія)
- •5.4.4. Атмосферні оптичні лінії зв’язку Artolink. Ват "Мостком". Виробник: Державний рязанський приладний завод
- •5.4.4.1. Деякі загальні відомості
- •5.4.4.2. Сфери застосування
- •5.4.4.3. Принцип роботи пристрою
- •5.4.4.4. Якість та надійність передавання сигналу
- •5.4.4.5. Базові моделі і деякі технічні характеристики
- •5.4.4.6. Відмінності та особливості обладнання
- •5.4.4.7. Встановлення та інсталяція обладнання
- •5.4.4.8. Віддалений контроль
- •5.4.5. Обладнання компанії «Гранч»
- •6. Лазерна локація [20,51]
- •6.1. Лазерна локація як прикладна дисципліна
- •6.2. Переваги та недоліки лазерної локації
- •6.2.1. Технологічна простота, короткий технологічний цикл
- •6.2.2. Гарантії точності
- •6.2.3. Відсутність наземних геодезичних робот по планово-висотному обогрунтуванню при виконанні повітряного лазерно-локаційного знімання
- •6.2.4. Висока продуктивність
- •6.2.5. Можливість роботи в нічний час і будь яку пору року
- •6.2.6. Надзвичайно широкий спектр застосувань
- •6.3. Загальні принципи роботи лазерного локатора
- •6.4. Лазерно-локаційні дані
- •6.5. Імпульсний і фазовий методи вимірювання дальності
- •6.5.1. Імпульсний метод
- •6.5.2. Фазовий метод
- •6.6. Інструментальні засоби лазерної локації
- •6.6.1. Способи отримання лазерно-локаційних зображень. Основні принципи роботи типового аерознімального лідара
- •6.6.2. Функціональна схема типового лазерного локатора на прикладі системи altm компанії Optech
- •7. Системи геопозиціонування gps і глонас
- •7.1. Супутникові системи позиціонування
- •7.2. Короткий опис супутникових систем позиціонування
- •7.3. Загальні відомості про глонасс
- •7.4. Як працює система глонасс?
- •7.5. Склад системи глонасс: орбітальна структура супутників глонасс
- •Література
- •3. І.І Мохунь, п.В. Полянський. Інтегральна оптика в інформаційній техніці. Конспект лекцій. Чернівці, Рута, 79 с. (2002).
- •28. К. Дыхов, а. Максимов. Аолс – технология будущего. Вестник связи, 2, (2006).
5.4.4.2. Сфери застосування
Оскільки АОЛЗ є альтернативним рішенням по відношенню до оптоволоконних і радіорелейних ліній зв’язку, АОЛЗ успішно використовуються в таких областях використання, як:
міські мультисервісні високошвидкісні мережі (MAN);
розподілені кампусні і корпоративні мережі (LAN);
рішення проблеми «останньої мили»;
з’єднання базових станцій сотового зв’язку (2G, 2.5G і 3G);
оперативне резервування ліній зв’язку.
Варіанти застосування АОЛЗ
Варіанти застосування АОЛЗ наведені на рисунках 5.4 – 5.7.
Умовні позначення |
|
|
Приймально-передавальний модуль |
|
Пристрій зовнішнього інтерфейсу |
|
Комутатор (Switch) |
|
Телефонна станція |
|
Лазерний зв’язок |
|
Вита пара |
|
Кабелі внутрішнього інтерфейсу |
Рис. 5.4. Об’єднання ЛВМ Fast Ethernet, розділених перешкодами типу ЛЭП автостради, залізні дороги і т.д.).
Рис. 5.5. Забезпечення магістральних з’єднань в розподілених комп’ютерних мережах (100 Мбіт/с).
Рис. 5.6. Телефонізація окремо розташованої жилої будівлі або офісу без прокладання кабелю через зону відчуження залізної дороги с потоком 2,048 Мбіт/с High density.
Рис. 5.7. Створення телефонної мережі з використанням АОЛЗ в якості ретранслятора і мультиплексора.
5.4.4.3. Принцип роботи пристрою
Всі вироби серії складаються двох ідентичних терміналів. Кожний термінал містить в себе приймально-передавальний модуль (ППМ), який забезпечує передавання і приймання оптичних сигналів в атмосферному каналі і пристрій зовнішнього інтерфейсу (УЗІ), що слугує для забезпечення живлення ППМ і стикування із зовнішнім контрольним обладнанням.
Між собою ці блоки з’єднуються кабелем внутрішнього інтерфейсу (КВІ). Інформаційний сигнал подається безпосередньо в ППМ через з’єднувальний сигнальний кабель (ЗСК) (стандартна вита пара). ЗСК не входять в комплект поставки і поставляються за окремою замовою, або виготовляються і прокладаються користувачем від ППМ до відповідної апаратури у відповідності з кількістю цифрових потоків. Довжина кабельних з’єднань – до 150 м.
Живлення
виробу здійснюється від мережі змінного
струму 220В 50 Гц або джерела постійного
струму 48В
20%.
В комплект поставки входить програма віддаленого контролю, яка дозволяє контролювати параметри роботи ППМ на персональному комп’ютері, що під’єднаний до УЗІ через кабель зв’язку з компьютером (КСК). Виріб поставляється запрограмованим на обмежений час роботи (біля 50 годин), достатній для його встановлення і налаштування. Після налаштування виробу необхідно в кожний ППМ загрузити свій файл ліцензії (надається поставником), який дозволяє йому працювати на протязі часу, визначеному договором поставки (в тому числі и безстроково). Завантаження файла ліцензії здійснюється з персонального комп’ютера за допомогою программи віддаленого контролю.
Тип встановленого інтерфейсу визначає модифікацію виробу, а конкретні виконання залежать від наявності в його складі системи просторової стабілізації, типу фотоприймача, пристрою віддаленого моніторингу по IP-мережі. Система позначок виробу має такий вигляд (рис. 5.8)
Рис. 5.8.
Принцип роботи виробу оснований на передаванні цифрового сигналу через атмосферу шляхом модуляції інфрачервоного випромінювання і далі його детектуванням оптичним фотоприймальним пристроєм (FSO-технологія).
На рисунку 5.9 наведена схема підключення виробу, яка дозволяє організувати передавання чотирьох каналів Е1 між двома АТС.
При передаванні цифрові сигнали від комунікаційного обладнання в коді HDB3 по ССК поступають на лінійні цифрові стики ППМ (порти 1-4 рис. 5.9) і через розніми РС4 попадають в пристрій лінійного інтерфейсу. Тут вони регенеруються, при необхідності мультиплексуються і перетворюються в послідовний самосінхронізуючийся транспортний код. Підготовлений таким чином цифровий потік спрямовується на сінфазно налаштовані лазерні передавачі.
В якості джерела випромінювання слугує напівпровідниковий лазерний діод, який здійснює перетворення «струм-світло». Випромінювання лазерного діода формується колімуючої оптикою в пучок малої розбіжності і спрямовується на інший термінал.
Наявність двох передавачів, підвищуючи надійність виробу, збільшує вихідну потужність і зменшують вплив інтерференційної нестабільності хвильового фронту когерентного випромінювання лазера внаслідок неоднорідностей в атмосфері, що підвищує надійність і дальність зв’язку.
Рис. 5.9
Приблизна форма пучків (діаграма направленості) лазерного випромінювання ППМ надані на рисунку 5.10.
Рис. 5.10. Діаграма направленості пучків лазерного випромінювання
При прийомі лазерне випромінювання іншого терміналу збирається трьома об’єктивами і за допомогою об’єднуючої оптики фокусується на фоточутливій площадці швидкодіючого PIN-діоду. Частина випромінювання перед фотодіодом спрямовується на датчик координат, який визначає відхилення осі приймальної системи від напрямку на інший термінал. При ідеальному наведенні осі лазерних пучків за напрямком повинні збігатися з лінією, що з’єднує обидва термінала.
Підсилений і відфільтрований у фотоприймальному пристрої електричний сигнал спрямовується на пристрій лінійного інтерфейсу. Тут відбувається перекодування сигналу і формування лінійного коду HDB3 у відповідності з вимогами G.703 до лінійних цифрових сигналів комунікаційного обладнання.
