4.11 Сурет. Электр сигналының деңгейінде уақыттық мультиплексорлау
Біріктіру
электрлік немесе оптикалық сигналдың
деңгейінде іске асуы мүмкін.
Электр сигналының деңгейіндегі уақыттық
тығыздау 4.11 суретте көрсетілген, мұнда
келесі белгілеу қолданылған:
- көп
арналы электр сигналын ұсынатын,
компонентті ақпараттық ағын көздері;
MUX - уақыттық мультиплексор, ол, топтық
электр сигналын құру барысында белгілі
бір уақыттық интервалға компонентті
көп арналы электр сигналдарын кезекпен
жалпы оптикалық бергішке (ОБер) қосады;
ОТ - оптикалық талшық; ОҚаб – оптикалық
қабылдағыш, ол оптикалық сигналды N
компонентті көп арналы электр сигналынан
тұратын топтық электр сигналын оптикалық
сигналға түрлендіреді; DMUX - уақыттық
демультплексор, ол қабылданған компонентті
көп арналы электр сигналын сәйкес
қабылдағыштарға
таратады.
Мультиплексор және демультиплексор синхронды жұмыс істеуі тиіс.
Оптикалық
сигналдар деңгейіндегі уақыттық
мультиплексорлау (тығыздау) сұлбасы
4.12 суретте көрсетілген, бұл жерде келесі
белгілеулер қолданылған:
компонентті
ақпараттық ағындардың (оптикалық
сигналдарға түрлендірілген, көп арналы
электрлі аналогты немесе цифрлық
сигналдар)
ОБер1…N
– оптикалық бергіштері; OMUX - оптикалық
мультиплексор, ол оптикалық сигналдың
әр ОБер
кідірісін қамтамасыз етеді, және N
көп арналы оптикалық сигналдарды топтық
оптикалық ағынға біріктіріп, оны
оптикалық талшыққа (ОТ) бағыттайды;
ODMUX - оптикалық демультиплексор, қабылдауда
кері түрлендірулерді іске асырады.
Уақыттық мультиплексорлауда, электр сигналының деңгейінде болсын, оптикалық сигналдың деңгейінде болсын, қысқа (наносекундтық) жарықтық импульстерді беруді талап етеді. Бірақ субнаносекундтық импульстерді беру ТОБЖ оптикалық бергіштерінің және қабылдағыштарының оптоэлектронды компоненттерінің жылдам жұмысм істеуіне төтенше жлоғары талаптар қояды. Бұдан басқа оптикалық тракттардың беру жылдамдығы немесе кең жолақтылығы ОТ дисперсиялық қасиетымен шектеледі.
TDM технологияларын қолдану ТОБЖ өткізу мүмкіндіктерін 10 Гбит/с шейін өсіруге мүмкіндік берді. 10 Гбит/с жылдамдықты желілер бастапқыда қолданылған 2,5 Гбит/с жылдамдықты TDM жүйелерін біртіндеп алмастырады. 10 Гбит/с беру жылдамдығы TDM типті жүйелердің екі түрін анықтайды. Бұдан жоғары жылдамдық опикалық талшықтың негізгі сипаттамалары (поляризациялық модалық дисперсия, хроматтық дисперсия) беру сапасына әсер етеді және олар байланыс жүйесін әзірлеуде ескерілуі тиіс.
Бұл қазіргі кезде беру жылдамдығы 40 Гбит/с жететін TDM жүйелерін әзірлеуде маңызды кедергі болып отыр. Бұдан басқа жылдамдықты одан ары өсіру үшін лазерлік сәулелендірудің жаңа әдістері талап етіледі, бұл қабылдау – беру жабдықтарының күрделенуіне және бағасының қымбаттауына әкеледі.
TDM технологияларының көмегімен беру жылдамдығын ары қарай өсіру күрделі және қымбат тұратын электронды компоненттерді енгізуді және әзірлеуді талап етеді, бұдан басқа аса жоғары жиіліктерде мультиплексорлау және демультиплексорлау кезінде синхрондау дәлдігіне талаптар қатаңдатылады.
4.12 Сурет. Оптикалық сигнал деңгейінде уақыттық мультиплексорлау
Аса қашық байланыстың болашақты технологияларының бірі деректерді солитонды беру. Солитон – бұл жарықтық импульстің айрықша түрі, ол белгілі бір ортада таралуда, және – оптикалық талшықпен таралуда, өзінің формасын жоғалтпайды. Солитонды бірдей аралық сайын күшейткенде, теориялық тұрғыдан, ол қандай қашықтыққа болса да тарала береді. Бұл солитон таралатын, ортаның сыну көрсеткішін сигнал қуатына байланысты өзгереді. Сигнал қуаты аз болғанда бұл өзгерісті елеусіз қалдыруға болады. Сигнал қуаты үлкен болғанда, солитон парметрлері айырқша тұрақты болады. Солитонның таралу қашықтығы сигналдың талшықтағы өшулігіне қарамастан, бұл технология үлкен қуатты сигналдарды үлкен қашықтыққа беруде қолданылуы мүмкін. Сигналдардың солитонды берілуінде нольге қайтатын кодалау қолданылады.
ТОБЖ спектральді тығыздау әдісі
Қолданыстағы активті жабдықты қолдана отырып, ТОБЖ көлемін көп қайтара өсіруге (100 реттен астам) мүмкіндік беретін технология, беру арналарын спектральді бөлу технологиясы. Бұл технология шетелдік әдебиетте wavelength division multiplexing (WDM) атауына ие болды. Отандық әдебеитте 20 жылдан астам спектральді тығыздау (СТ) термині қолданылады. Толқын ұзындығы бойынша оптикалық мультиплексорлау, толқындық немесе спектральді мультиплексорлау терминдері де қолданылады. Байланыс саласындағы басқарушы құжатта [РД 45.286-2002] спеткральді бөлінетін талшықты – оптикалық беру жүйесі (ТОБЖ-СБ) деген термин қолданылады.
WDM әдісінің маңызы бір ОТ бір бірінен тәуелсіз спектральді бөлінген оптикалық талшықтардың бір уақытта берілуі. Әр оптикалық талшық сәйкес арна құрушы жабдықпен құрылған, көп арналы сигналмен модуляцияланады. Белгілі бір толқын ұзындығындағы әр компонента өзінің бергіші және қабылдағышы бар жеке оптикалық ақпарат беру арнасы болып табылады. Байланыс желісіне жаңа арнаны қосу бос толқын ұзындығына жарықтық шоғырды енгізуде негізделеді және осыған дейін болған сигналдарды беру арналарының жұмысына әсерін тигізбейді. Ақпаратты әр түрлі арналар бойынша беру үшін аналогтық немесе цифрлық сигналдар, әр түрлі протоколдар және беру жылдамдықтары қолданылуы мүмкін. Бұндай біріктіру, талшық бойынша беру және ары қарай тасымалдаушысы әр түрлі толқын ұзындығында арналардың ары қарай бөлінуі желілі оптикадағы суперпозиция (тәуелсіздік) принципінде негізделген. Толқындардың желісіз өзара әсер етуі қалаусыз қиылыспа бөгеуілдердің пайда болуына әкелуі мүмкін, және сондықтан байланыстың WDM-жүйелерінде желісіз әсерін әлсіретуге шаралар қолдануды талап етеді.
