- •Н.Н. Слепов
- •Современные цифровые технологии
- •Глобальных сетей связи
- •Isbn 978-5-88161-323-5
- •Isbn 978-5-88161-323-5 ©Слепов н.Н., 2011 Предисловие
- •Краткое содержание
- •1.1.2.3. Теоремы отсчетов Котельникова и Найквиста
- •1.1.2. Сообщение: дискретная и непрерывная формы
- •1.1.2.1. Скорость или частота Найквиста
- •1.1.2.2. Непрерывное сообщение
- •1.1.3. Количество сведений, содержащееся в сообщении
- •Представление рядом Котельникова
- •1.1.4. Физические характеристики сигнала
- •1.1.4.1. Характеристики сигнала: ачх, фчх и афх
- •1.1.5. Полоса пропускания и емкость канала связи
- •1.1.5.1. Полоса пропускания
- •1.1.5.2. Емкость канала связи
- •1.1.5.3. Пропускная способность канала связи
- •1.1.6. Методы модуляции
- •1.1.6.1. Среда передачи модулированного сигнала
- •1.1.6.2. Аналоговые и импульсные методы модуляции
- •1.1.6.3. Квадратурные методы модуляции
- •1.2. Формирование основного цифрового канала
- •1.2.1. Модели каналов тональной частоты
- •1.2.2. Преобразование аналогового сигнала в цифровой
- •1.2.2.1. Дискретизация аналогового сигнала
- •1.2.2.2. Квантование дискретизированного сигнала
- •1.2.2.3. Двоичное кодирование квантованного сигнала
- •1.3. Особенности дискретных цифровых систем связи
- •1.3.1. Блок-схема дискретной цифровой системы связи
- •1.3.1.1. Функция синхронизации
- •1.3.1.2. Функция трансляции
- •1.3.1.3. Методы кодирования
- •1.3.1.4. Функция контроля и исправления ошибок
- •1.3.1.5. Функция сжатия данных
- •1.3.2. Основополосная передача сигнала
- •1.3.2.1. Математическое представление цифрового сигнала
- •Сложения импульсных откликов
- •1.3.3. Скорость передачи цифрового двоичного сигнала
- •1.3.3.1. Скорость передачи по Воде (Baudot)
- •1.3.4. Емкость цифрового двоичного канала
- •1.4. Роль стандартизации в области связи
- •1.4.1. Международный союз электросвязи мсэ (itu)
- •1.4.2. Другие организации по стандартизации
- •Глава 2 Классификация и общие особенности сетей
- •2.1. Сети - классификация и организация
- •2.1.1. Классификация сетей
- •2.1.2. Режимы передачи
- •2.1.3. Базовые сетевые топологии
- •Маршрутизатор Маршрутизатор
- •2.2. Многоуровневая модель osi
- •2.2.1. Протоколы
- •2.2.2. Модель osi (мвос)
- •2.2.2.1. Уровни модели osi
- •2.2.3. Движение блоков данных по уровням
- •Уровня на другой (б)
- •2.2.3.1. Переход блоков данных с одного уровня на другой
- •2.3.2. Форматы блоков данных локальных и глобальных сетей
- •2.2.3.3. Мультиплексирование, инкапсуляция и сегментация данных
- •2.3. Сетевые адреса
- •2.3.3. Иерархия сетевых устройств
- •2.3.4. Методы маршрутизации потоков данных
- •2.3.4.1. Метрики
- •2.3.4.2. Таблица маршрутизации
- •2.3.5. Протоколы маршрутизации
- •2.3.5.1. Протоколы динамической маршрутизации
- •2.3.6. Управление потоком данных
- •2.4. Сетевые устройства
- •2.4.1. Обзор сетевого оборудования
- •2.5. Обзор технологий локальных сетей
- •2.6. Физическая среда передачи
- •2.6.1. Коаксиальные кабели
- •2.6.2. Витые пары (utp, stp)
- •2.6.3. Оптические волокна и кабели
- •2.6.3.1. Оптические волокна
- •2.6.3.2. Оптические кабели
- •2.7. Стандартные сетевые интерфейсы и разъемы
- •2.7.1. Типы интерфейсов сетевых терминалов (dte, dce)
- •2.7.2. Интерфейсы и электрические разъемы
- •2.7.3. Оптические разъемы
- •2.7.3.1. Конструкция оптического разъема
- •2.7.3.2. Типы оптических разъемов
- •Глава 3 Введение в цифровые технологии глобальных сетей
- •3.1. Глобальные сети - основные понятия
- •3.1.1. Сравнение глобальных и локальных сетей
- •3.1.2. Общая классификация глобальных технологий
- •3.1.3. Основные характеристики глобальных технологий
- •3.1.3.1. Глобальные технологии с коммутацией цепей
- •3.1.3.2. Глобальные технологии с коммутацией пакетов
- •3.1.4. Основы архитектуры глобальных сетей
- •3.2. Методы мультиплексирования потоков данных
- •3.2.1. Частотное мультиплексирование
- •3.2.2. Временное мультиплексирование
- •3.2.2.1. Временное мультиплексирование двоичных потоков данных
- •3.2.3. Волновое мультиплексирование
- •3.3. Особенности кодирования цифровых данных в икм системах
- •3.3.1. Виды кодирования потока данных в канале
- •3.3.2. Двоичное кодирование и ошибки квантования
- •3.4. Интерфейс g.703 для глобальных сетей
- •3.4.1. Физические и электрические характеристики интерфейса g.703
- •3.4.2. Тип организации взаимодействия аппаратуры интерфейса
- •3.4.3. Другие характеристики интерфейса
- •3.4.4. Реализация интерфейса g.703
- •3.4.5. Подключение сети с интерфейсом g.703 к аппаратуре пользователя
- •3.5. Режимы передачи глобальных сетей
- •3.5.1. Симплексный, дуплексный и полудуплексный режимы
- •3.5.2. Синхронный и асинхронный режимы
- •3.5.3. Особенности синхронизации глобальных сетей
- •3.6. Базовые протоколы передачи
- •3.6.1. Протокол hdlc
- •3.6.2. Подмножество протоколов hdlc
- •3.6.2.1. Протоколы lap, lapb и lapx
- •3.6.2.2. Протоколы lapd и lapf
- •3.7. Основы модемной связи
- •3.7.1. Основные понятия и стандарты
- •3.7.1.1. Классификация модемов
- •3.7.1.2. Основы модемной передачи
- •3.7.1.3. Форматы данных
- •3.7.1.4. Стандартные типы модемов
- •3.7.2. Коррекция ошибок и сжатие данных
- •3.7.3. Протокол lapm
- •3.7.4. Протоколы для передачи файлов (ftp)
- •3.7.5. Применение модемов
- •3.8. Основы связи по протоколу ррр
- •3.8.1. Компоненты и архитектура ррр
- •3.8.2. Формат кадра
- •3.8.3. Организация сессии
- •Глава 4 Технология пакетной коммутации стандарта х.25
- •4.1. Основы технологии х.25
- •4.2. Модель технологии х.25 и уровневые протоколы
- •4.2.1. Интерфейсы уровня 1
- •4.2.2. Протоколы уровня 2
- •4.2.2.1. Общий формат кадра протокола lapb
- •4.2.2.2. Типы форматов кадров протокола lapb
- •4.2.2.3. Типы команд и откликов протокола lapb
- •4.2.2.4. Общее описание процедур lapb
- •4.2.2.5. Многозвенная процедура mlp
- •4.2.3. Протокол уровня 3
- •4.2.3.1. Интерфейс dte/dce пакетного уровня
- •4.2.3.2. Основные типы пакетов
- •4.3. Процедуры сервиса виртуальных цепей
- •4.3.1. Режим постоянной виртуальной цепи
- •4.3.2. Режим виртуального вызова
- •4.3.3. Режимы виртуального вызова с быстрым набором
- •4.3.4. Другие режимы и процедуры х.25
- •4.3.5. Управление потоком данных
- •4.3.5.1. Состояние канала и диагностические коды
- •4.3.6. Схема функционирования технологии х.25
- •4.3.6.1. Взаимодействие на уровне интерфейса dce/dte
- •4.3.6.2. Движение потока dte-dte через сеть х.25
- •4.4. Форматы пакетов протокола lapb
- •4.4.1. Форматы заголовков пакетов
- •4.4.2. Формат пакета данных
- •4.5. Архитектура сети х.25
- •4.5.1. Соединение сетей х.25 и протокол х.75
- •4.5.2. Передача асинхронного трафика в сети х.25
- •4.5.2.1. Устройства pad и map
- •4.5.2.2. Протоколы х.28 и х.29
- •4.5.2.3. Сети х.25 с устройствами pad
- •4.6. Адресация в сетях х.25
- •4.6.1. Адресация х.121
- •4.6.2. Адресация е.164
- •4.7. Интерфейсы физического уровня технологии х.25
- •4.7.1. Интерфейс х.21
- •4.7.2. Интерфейс х.21 bis
- •4.8. Применение технологии х.25
- •Глава 5 Технология пакетной коммутации Frame Relay
- •5.1. Введение
- •5.2. Стандартизация технологии fr
- •5.3. Основные особенности технологии fr
- •5.3.1. Сеть fr: устройства, каналы, функционирование
- •5.3.1.1. Режимы работы сети fr
- •5.3.1.2. Схема функционирования сети fr
- •5.4. Основные понятия fr и параметры каналов
- •5.5. Модель технологии fr и протоколы звена данных
- •5.5.1. Протокол q.921 (lapd)
- •5.5.1.1. Структура кадра lapd
- •5.5.1.2. Форматы полей адреса и управления
- •5.5.1.3. Типы кадров
- •5.5.1.4. Кадровый подуровень второго уровня
- •5.5.2. Протокол q.922(lapf)
- •5.6. Механизмы управления потоком кадров
- •5.6.1. Управление потоком кадров при нормальной работе сети
- •5.6.1.1. Плоскости управления u и с
- •5.6.1.2. Сигнализация и управление с помощью пакетов lmi
- •5.6.2. Управление потоком кадров при перегрузке
- •5.6.2.1. Примеры управления потоком кадров на основе cir, eir и de
- •5.6.3. Общие рекомендации при выборе параметров pvc/svc
- •5.7. Сети Frame Relay
- •5.7.1. Интерфейс uni
- •5.7.2. Интерфейс nni
- •5.7.3. Системные параметры и их конфигурация
- •5.7.4. Многопротокольная инкапсуляция
- •5.8. Многозвенный Frame Relay
- •5.8.1. Интерфейс uni/nni mfr
- •5.8.2. Mfr между терминальными устройствами
- •5.8.3. Формат кадра mfr
- •5.9. Взаимодействие Frame Relay и atm
- •5.9.1. Взаимодействие fr и Frame-based atm
- •5.10. Общие вопросы развития сетей fr
- •5.10.1. Описание трафика и качество обслуживания
- •5.10.2. Использование адресных планов нумерации е.164 и х.121
- •5.10.3. Доступ асинхронных потоков в сеть fr
- •5.10.3.1. Борьба с перегрузками и обработка приоритетного трафика
- •5.10.4. Передача голоса в сетях fr
- •Глава 6 Основы технологии atm
- •6.1. Введение
- •6.2. Организация сети atm
- •6.2.1. Схема структурной организации сети
- •6.2.2. Топологическая модель канала atm
- •6.2.3. Трафик atm и адресация сообщений
- •6.3. Модель b-isdn и уровни atm
- •6.3.1. Эталонная модель b-isdn
- •6.3.2. Уровни модели atm и классы трафика
- •6.3.3. Функции и связь уровней b-isdn, atm и osi
- •5.4. Взаимодействие уровней aal, atm и атм-сети
- •5.4.1. Взаимодействие уровней при передаче/приеме
- •Сеть атм→Физический уровень→Уровень атм→Уровень aal→Приложения пользователя.
- •Payload→aal-sap→aal-sdu→cs-pdu→sar-pdu→atm-sap→atm-sdu→atm-pdu→
- •6.4.2. Стек протоколов и прохождение ячеек через сеть
- •6.5. Ячейки atm
- •6.5.1. Структура ячеек atm
- •Интерфейс пользователь-сеть uni Интерфейс сеть-сеть nni Рис.Б-8. Структура заголовка ячейки atm
- •6.5.2. Особенности операций с ячейками
- •6.6. Уровень адаптации atm
- •16.1. Уровень адаптации aal-1
- •6.6.2. Уровень адаптации aal-2
- •6.6.5. Дополнительные классы трафика
- •6.7. Коммутация потоков atm ячеек
- •6.7.1. Коммутация и маршрутизация на основе заголовка ячейки
- •6.7.2. Временные и пространственные коммутаторы
- •6.7.3. Прокладка маршрутов в сети atm
- •6.8. Использование сети atm в качестве магистральной
- •6.8.1. Управление вызовом и соединением
- •6.8.1.1. Соединение по требованию
- •6.8.1.2. Адресация в сетях atm
- •6.8.1.3. Процедура установления и разрыва соединения
- •6.8.2. Метод туннельной проводки
- •6.9. Взаимодействие сети atm и лс
- •6.10. Отображение atm потоков ячеек на физический уровень
- •6.10.1. Упаковка ячеек atm в полезную нагрузку контейнеров sdh
- •6.10.2. Упаковка ячеек atm в фреймы pdh и кадры ds3
- •6.11. Управление трафиком и качество обслуживания в сетях atm
- •Глава 7 Цифровые сети интегрированного обслуживания isdn
- •7.1. Введение
- •7.2. Узкополосная и широкополосная технологии isdn
- •7.2.1. Узкополосная isdn
- •7.2.2. Высокоскоростные каналы н
- •7.2.3. Широкополосная isdn
- •7.3. Физические интерфейсы bri и pri, каналы в, d и н
- •7.4. Возможности и особенности isdn
- •7.4.1. Логические интерфейсы u, s, t, r
- •7.5. Многоуровневая модель технологии isdn
- •7.5.1. Физический уровень, интерфейс bri
- •7.5.2. Уровень звена данных модели isdn
- •7.5.3. Сетевой уровень модели isdn
- •7.5.4. Общий формат кадра isdn
- •7.5.5. Международные варианты isdn
- •Isdn 5ess (at&t, сша)
- •Isdn 30 (dass-2, Великобритания)
- •Isdn ntt (ins-net, Япония)
- •7.6. Типы сервисных услуг в сетях isdn
- •7.7. Системы видео-конференц-связи
- •7.7.1. Схемы организации вкс
- •7.8. Система сигнализации ss#7 (окс-7)
- •7.8.1. Многоуровневая модель ss#7
- •7.8.2. Функции системы сигнализации
- •Глава 8 Введение в технологию pdh
- •8.1. Особенности канала связи
- •8.1.1. Емкость канала связи
- •8.1.2. Стандартный телефонный канал
- •8.2. Импульсно-кодовая модуляция (икм)
- •8.3. Особенности мультиплексирования потоков данных систем икм
- •8.3.1. Практическая схема мультиплексирования цифровых каналов
- •8.3.2. Параметры стандартных икм систем
- •8.3.3. Система серт. Форматы фрейма и мультифрейма
- •8.4. Цифровые иерархии и технология pdh
- •8.4.1. Схемы плезиохронных цифровых иерархий - pdh
- •8.4.2. Общие особенности систем pdh
- •8.4.3. Структура фрейма и мультифрейма первичного уровня иерархии pdh
- •Xlxxxxxx,
- •8.4.4. Структура фреймов верхних уровней ес иерархии pdh
- •8.4.4.1. Структура фреймов второго уровня ес иерархии pdh
- •8.4.4.2. Структура фреймов третьего и четвертого уровней ес иерархии pdh
- •8.4.5. Функциональные модули и топология систем pdh
- •8.4.6. Недостатки плезиохронной цифровой иерархии
- •9.1.2. Необходимость разработки синхронной иерархии
- •9.2. Особенности технологии sdh
- •9.2.1. Особенности построения иерархии sdh
- •9.2.2. Обобщенная схема мультиплексирования потоков sdh
- •9.2.3. Виртуальные контейнеры и другие элементы sdh
- •9.2.4. Структура фреймов stm-n
- •9.2.4.1. Структура заголовков фреймов stm-n
- •9.2.4.2. Структура заголовка soh для stm-1
- •9.2.5. Сетевая транспортная модель систем sdh
- •9.3. Архитектура сетей sdh
- •9.3.1. Функциональные модули сетей sdh
- •9.3.1.1. Функции, выполняемые коммутатором
- •9.3.2. Топологии и архитектура сетей sdh
- •9.3.3. Стандартные оптические интерфейсы
- •9.4. Методы защиты синхронных потоков и оборудования sdh
- •9.4.1. Общие методы защиты и восстановления работоспособности сети
- •Поврежденного участка; б) путем организации обходного пути
- •9.4.2. Основные термины и определения в технологии защиты потоков
- •9.5. Аппаратурная реализация функциональных блоков сетей sdh
- •9.6. Современные достижения систем sdh
- •Глава 10 Введение в волоконно-оптическую технику и технологию wdm
- •10.1. Введение в оптические цифровые сети
- •10.2. Оптическое волокно
- •10.2.1. Свойства волокна, основанные на законах геометрической оптики
- •10.2.2. Моды колебаний
- •10.2.3. Профиль изменения показателя преломления
- •10.2.4. Основные характеристики оптических потерь волокна
- •10.2.4.1. Общая функция потерь
- •10.2.4.2. Дисперсия
- •10.2.4.3. Методы компенсации дисперсии
- •10.2.4.4. Развитие волоконно-оптических технологий сетей связи
- •10.3. Основы технологии wdm
- •10.3.1. Основные принципы wdm
- •10.3.2. Модель взаимодействия wdm с транспортными технологиями
- •Б) после внедрения технологии wdm
- •10.3.3. Блок-схема системы wdm
- •10.3.4. Оптические интерфейсы систем wdm
- •10.3.4.1. Классификация эталонных точек оптических интерфейсов
- •10.3.5. Однопролетные и многопролетные оптические секции
- •10.3.6. Частотный/волновой план систем wdm
- •10.3.6.1. Стандартный частотный план
- •10.3.6.2. Расширенный частотный план
- •10.3.7. Классификация систем wdm
- •10.3.8. Особенности разреженных систем wdm (cwdm)
- •10.3.8.1. Гибридная модель частотного/волнового плана
- •10.3.9. Анализ альтернатив использования cwdm и dwdm
- •10.4. Промышленные системы wdm
- •10.4.1. Особенности систем wdm для городских сетей
- •10.4.2. Промышленные мультиплексоры wdm
- •10.4.3. Основные параметры промышленных систем wdm
- •10.4.4. Система dwdm "Пуск" компании нто "ирэ Полюс"
- •10.4.5. Мультисервисная платформа компании Ericsson
- •10.4.6. Проблемы и перспективы использования wdm
- •10.4.6.1. Перспективы использования wdm
- •10.4.6.2. Проблемы при реализации wdm
- •10.5. Оптические усилители
- •10.5.1. Принцип действия оптического усилителя
- •10.5.2. Особенности и параметры оптических усилителей
- •Глава 11 Управление сетями связи
- •11.1. Введение
- •11.2. Четырехуровневая модель управления сетью
- •11.3. Сеть управления телекоммуникациями tmn
- •11.3.1, Концепция tmn и общая схема управления
- •11.3.2. Архитектура tmn
- •11.3.2.1. Функциональные блоки и их компоненты
- •11.3.2.2. Информационный аспект архитектуры
- •11.3.2.3. Общий аспект архитектуры tmn
- •11.3.2.4. Логическая многоуровневая архитектура tmn
- •11.3.2.5. Пример реализации dcn в сетях sdh
- •Рис:. 11-8. Пример управления сетью sdh
- •11.4. Общая схема управления сетью sdh
- •11.4.1. Общие функции управления
- •11.4.1.1. Управление сообщениями об аварийных ситуациях
- •11.4.1.2. Управление рабочими характеристиками
- •11.4.1.3. Управление конфигурацией
- •11.4.2. Протоколы и внутрисистемные взаимодействия
- •11.4.2.1. Обзор используемых протоколов
- •11.4.2.2. Внутрисистемные взаимодействия
- •11.4.3. Интерфейсы взаимодействия
- •11.4.3.1. Q-интерфейсы
- •11.5. Методы управления сетью sdh
- •11.5.1. Элемент-менеджер
- •11.5.1.1. Управление синхронизацией
- •11.5.1.2. Мониторинг аварийных сообщений и рабочих характеристик
- •11.5.2. Сетевой менеджер
- •11.5.2.1. Обработка аварийных сообщений
- •11.5.2.2. Управление рабочими характеристиками
- •11.5.2.3. Управление конфигурацией
- •11.5.2.4. Управление маршрутизацией потоков данных в сети
- •11.5.2.5. Управление обслуживанием сети и тестированием ее элементов
- •11.5.2.6. Управление безопасностью системы
- •11.5.2.7. Административное управление
- •11.5.3. Сеть управления на основе каналов dcc
- •Глава 12 Технология пакетной коммутации на основе протокола ip
- •12.1. Введение
- •12.2. Место ip-сетей среди сетей пакетной коммутации
- •12.2.1. Сеть Интернет и протокол ip
- •12.2.1.1. Ip-сети
- •12.3. Основные протоколы ip-сетей
- •12.3.1. Обзор основных протоколов
- •12.3.2. Протокол ip
- •12.3.2.1. Протокол iPv4
- •12.3.2.2. Протокол iPv6
- •12.3.3. Транспортные протоколы tcp и udp
- •12.3.3.1. Протокол tcp
- •12.3.3.2. Протокол udp
- •12.3.4. Протокол icmp
- •Ping→iсмр→iр→Интернет→Физическая сеть→ ip-узел и обратно.
- •12.4.1. Формат ip-адреса
- •12.4.1.1. Нотации ip-адреса
- •12.4.1.2. Подсети и маски подсетей
- •12.5.1. Передача речи по ip-сети
- •12.5.1.1. Принципы кодирования речи
- •12.5.1.2. Кодеки, используемые в ipt
- •12.5.2. Развитие протоколов шлюзования ip-трафика
- •12.5.3. Описание рекомендации itu-t и системы н.323
- •12.5.3.1. Информационные потоки
- •12.5.4. Терминальное оборудование
- •12.5.4.1. Типы терминального оборудования
- •12.5.4.2. Видео- и аудиокодеки
- •12.5.5. Каналы данных, управления и сигнализации
- •12.5.5.1. Функции управления и сигнализации н.245
- •12.5.5.2. Возможности приема и передачи
- •12.5.5.3. Функция сигнализации ras
- •12.5.5.4. Логические каналы
- •12.5.6. Шлюзы
- •12.5.6.1. Функции шлюза
- •12.5.6.2. Типы шлюзов и их применение
- •12.5.6.3. Менеджер шлюза и его функции
- •12.5.6.4. Многоточечные контроллеры и процессоры
- •12.5.7. Сигнализация вызова
- •12.5.7.1. Каналы ras и cs
- •12.5.7.2. Маршрутизация сигнализации и управления
- •Маршрутизация сигнализации вызова через gk (Рис.12-15) и напрямую (Рис.12-16)
- •Маршрутизация управления н.245 между конечными точками (Рис.12-17) и через gk (Рис.12-18)
- •Id вызова и id конференции
- •12.5.8. Процедуры сигнализации вызова
- •12.5.9. Дополнительные возможности
- •12.5.10. Простые типы терминальных устройств
- •12.5.10.1. Поддержка QoS для н.323
- •12.5.11. Использование планов нумерации е.164 и iso/iec 11571
- •12.6. Протокол sip и платформа ipt на его основе
- •12.6.1. Адресация и базовая платформа протокола sip
- •12.6.2. Архитектура ip-сети на основе протокола sip
- •12.6.2.1. Установление соединения с помощью протокола sip
- •12.6.3. Протокол управления шлюзами mgcp
- •Канал 1 →Порт-1 →Подключение-1 →......→Подключение-1 →Порт-2→Канал-2
- •12.7. Реализации ip-телефонии
- •12.7.1. Оборудование ip-телефонии
- •12.7.1.1. Ip-pbx/уатс
- •12.8. Использование технологии mpls
- •12.8.1. Введение в технологию mpls
- •12.8.2. Функционирование mpls-сети
- •12.8.2.1. Этапы функционирования mpls-сети
- •12.8.3. Метки в mpls-сети
- •12.8.3.1. Структура и стек меток
- •12.8.3.2. Инкапсуляция меток
- •12.8.3.3. Таблица форвардинга lib
- •12.8.3.4. Операции с метками
- •12.8,4. Протоколы ldp и классы fec
- •12.8.5. Реализация mpls
- •Глава 1 5
- •Глава 3 45
- •Глава 4 72
- •Глава 5 95
- •Глава 7 150
- •Глава 8 168
- •Глава 9 184
- •Глава 10 205
- •Глава 11 229
- •Глава 12 251
- •119019, Москва, Филипповский пер., д. 13.
10.2.4.2. Дисперсия
Под дисперсией в оптике понимают зависимость фазовой скорости световых волн vф, от частоты. Это же относится и к ПП: п=п(ω). Дисперсия в объемной среде единственна и носит на- звание хроматической дисперсии (ХД), подчеркивая факт разложения света на составляющие хроматического спектра. Дисперсия называется нормальной (положительной), если n растет с ростом ω, и аномальной (отрицательной), если я уменьшается с ростом ω. Зависимость фазовой скорости от ω (или λ) для нормальной и аномальной дисперсий - обратная.
Рис.10-3. Характеристики удельных потерь в волокне
Понятие "дисперсии" п световоде уже не единственно н приходится различать три ее вида:
модовая дисперсия - дисперсия, существующая только в ММ ОВ и вызванная различной скоростью распространения в световоде разных мод, достигающих определенного сечения ОВ (выхода) в разное время, что приводит к уширению входного импульса на выходе;
материальная дисперсия - дисперсия материала световода, существующая независимо от типа волокна (ММ или ОМ) и отличающаяся от ХД только тем, что она соответствует волноводной (а не объемной) среде;
волноводная дисперсия - дисперсия, существующая в так называемой волноводной среде, сформированной двумя физическими средами (в нашем случае сердцевиной и оболочкой).
10.2.4.3. Методы компенсации дисперсии
Методы уменьшения дисперсии, рассмотренные выше, сводились к использованию профилированных ПП, использованию длины волны с нулевой дисперсией (1310 им, окно 2), сдвигу пулевой дисперсии за счет волноводной составляющей в окно 3, созданию слабо меняющейся дисперсионной характеристики с ненулевой, по малой дисперсией. Они уже реализованы в существующих ОВ.
Существует возможность прямой компенсации дисперсии путем врезки в волокно, имеющее положительную дисперсию, участка ОВ с отрицательной дисперсией, причем так, чтобы результирующая дисперсия на заданной длине волны или (при использовании WDM) в определенном диапазоне длин волн была близка к нулю. Применение этого метода управления дисперсией может упростить технологию изготовления ОК и кажется перспективным. Одной из промышленных разработок, основанных на такой технологи, является модификация кабеля TrucWave, названная TrucWave Balanced (бывшей компании Lucent Technologies). Этот кабель позволяет без использования внешних компенсаторов передавать сигналы высокоплотных систем WDM (DWDM) в стандартном для них диапазоне длин волн 1530-1565 им.
Кроме указанных технологий, для этих же целей был разработан специальный тип ОВ: DCF - волокно, компенсирующее дисперсию (ВКД), которое в виде бухты ОВ определенной длины м.б. вставлено в виде модуля в стойку с аппаратурой SDH или WDM. Важно при этом учитывать то, что DCF, ввиду малого диаметра сердцевины, имеет большой уровень вносимых потерь, которые приходится компенсировать.
10.2.4.4. Развитие волоконно-оптических технологий сетей связи
Развитие ВОСП сначала шло по линии увеличения скоростей передачи, используя иерархию SDН/SONET и схему "одно волокно - один канал". Промышленные системы связи быстро пе- решли с STM-1 (155 Мбит/с) на STM-4 (622 Мбит/с), а затем и на STM-16 (2,5 Гбит/с). Необходимость такого интенсивного развития диктовалась ростом трафика Интернет, ввиду его популярности и расширения уровня предоставляемых им услуг. Увеличение емкости каналов доступа к сети Интернет давало возможность потребителям пользоваться капалоемкими мультимедийными приложениями, что заставляло операторов сетей доступа увеличивать, как число каналов, так и скорость их передачи.
Некая задержка на этом "интенсивном" пути развития произошла при переходе от STM-16 к STM-64 (10 Гбит/с). Кроме объективных трудностей создания электронных компонентов систем SD1I для этого диапазона частот, операторы столкнулись с тем, что "старые" типы ОК и большинстве своем не обеспечивали нужную надежность систем связи, благодаря возросшему влиянию не учитываемой до этого дисперсии поляризованной моды (PMD). Результаты этой задержки заставили искать новые "оптические решения" не только производителей ОК и приверженцев "интенсивного" пути развития, но и сторонников "экстенсивного" пути развития: передачи нескольких оптических несущих в одном ОВ.
Производители ОК откликнулись на этот вызов созданием новых образцов кабелей, приверженцы "интенсивного" пути развития видели выход в разработке новых высокоскоростных электронных схем, пригодных для мультиплексоров SDH на скоростях STM-64 и 256 (40 Мбит/с), а также в создании повой солитонной технологии передачи. Приверженцы же "экс- тенсивного" пути развития предложили шире использовать технологию волнового мультиплексирования WDM и двигаться в направлении создания полностью оптических сетей с оптической коммутацией несущих, каналов и пакетов и их оптической маршрутизацией.