В случае шинной структуры один волоконный кабель переносит многоканальный оптический сигнал через всю область обслуживания. Распределение производится путем оптических отводов с «кранами», которые отбирают небольшую часть оптической мощности каждому абоненту. Одним из применений шинной структуры CATV является распределительная сеть многих видео каналов внутри города. Использование оптического волокна позволяет распределить большое число каналов (100 и более) благодаря его широкой полосе сравнительно с коаксиальным кабелем. Появление телевидения с высокой разрешающей способностью (HDTV) заставляет использовать световые системы из-за очень широкой полосы (около 100 Мб/с каждого видеоканала, если не используются методы компрессии, такие как MPEG – 2).
Проблема шинной структуры состоит в том, что потери сигнала экспоненциально возрастают с числом отводов, что и ограничивает число абонентов, обслуживаемых одной шиной. Даже если не учитывать потери в волокне, мощность, достигающая Nй отвод определяется [1]:
(5.1.1)
где РТ – передаваемая мощность, С – часть мощности, отбираемая каждым отводом, d - потери в соединении отвода, принятые одинаковыми для каждого из отводов. Если принять d = 0,05, С = 0,05, РТ = 1 мВт, получим PN = 0,1 мкВт в данном, выбранном для иллюстрации примере, N £ 60. Решением этой проблемы является использование оптических усилителей, которые увеличивают мощность периодически и, таким образом, позволяют обслужить большее число абонентов, пока влияние дисперсии остается незначительным. Многоканальные световые системы рассматриваются в главе 7, где обсуждаются также вопросы распределения.
5.1.3. Местные сети.
Много применений оптоволоконных технологий связи востребовано сетями, в которых большое число пользователей размещено на ограниченной площади (например, университетская территория) и они должны быть связаны таким образом, что каждый из пользователей может иметь произвольный доступ к сети для передачи цифровой информации любому другому пользователю. Такие сети называются местными территориальными сетями (LAN's) и уже привлекли широкое внимание [9] – [11]. Так как дальности передачи (в таких сетях) относительно невелики (< 10 км), потери в волоконных кабелях обычно не доставляют особых хлопот. основной мотивацией к использованию оптических волокон в LAN является широкополосность оптоволоконных систем связи.
Основное различие между сетями связи и LAN обусловлено произвольным доступом, предоставляемым многочисленным пользователям LAN. Структура играет большую роль для LAN, так как введение заранее установленных правил (протокол) необходимо в таких условиях (произвольного доступа). Три обычно используемых структуры известны как шинная, кольцевая и типа звезда [9] - [11]. Шинная топология показана на рис. 5.2 (в). Хорошо известным примером шинной структуры является эфирная сеть (Ethernet), протокол такой сети, применяемый для соединений многих компьютеров, используется интернетом (internet). Эфирнет работает со скоростью 10 Мб/с, или 100 Мб/с – во втором поколении, используя протокол, основанный на чувствительном к несущей доступе для многих пользователей (CSMA) с распознаванием столкновений. Хотя структура эфирной сети LAN оказалась успешной, когда в качестве шины использовался коаксиальный кабель, возникли трудности в ее оптической реализации. Главное ограничение относится к потерям в каждом отводе, что ограничивает число пользователей [см. уравнение (5.1.1)].
Рис. 5.3 показывает кольцевую и звездную структуру для использования в LAN. В кольцевой структуре [12] составляющие ее узлы соединяются релейной линией, образуя замкнутое кольцо. Каждый узел может принимать и передавать цифровую информацию, имея приемо - передатчик, который работает как повторитель. Имеющая опознавательный знак заранее известная цифровая последовательность передается по кругу. Каждый узел проверяет поток бит, чтобы узнать свой собственный адрес и принять цифровую информацию. любой узел также может передать, запрашивая сведения о свободном канале. Использование кольцевой структуры для волоконно-оптических LAN’s стало коммерчески доступным с разработкой стандартного (типового) соединителя (интерфейса), известного под названием волоконный интерфейс распределения цифровой информации (FDDI) [12]. FDDI работает на скорости 100 Мб/с, используя многомодовые волокна и LED в качестве передатчиков на длине волны 1,3 мкм. FDDI сконструирован для обеспечения основных услуг, таких как взаимосвязь низкоскоростных LAN’s или взаимосвязь основных формирующих компьютеров.
В звездной структуре все узлы связаны посредством специальных линий с центральным узлом, называемым узловой станцией или звездой [2]. Такие LAN в свою очередь подразделяются на сети с активными и пассивными звездами в зависимости от того, является ли центральный узел активным или пассивным устройством. В конфигурации активной звезды все приходящие оптические сигналы преобразуются в электрическую форму в оптических приемниках. Электрический сигнал затем распределяется, чтобы модулировать индивидуальные передатчики узлов. Операции переключения (коммутации) могут также осуществляться на центральной станции, так как распределение производится в электрической форме. В пассивной звездной структуре [13] распределение происходит в оптической форме, используя такие устройства, как направленные соединители. Так как входной сигнал такого узла разделяется по многим другим узлам, то мощность, передаваемая на каждый узел, зависит от числа пользователей. Аналогично шинной структуре число пользователей в пассивной звездной LAN ограничивается потерями при распределении. Для идеального NxN звездного соединителя мощность, достигающая каждого узла просто равна PT/N (если не учитывать потери передачи), так как передаваемая мощность РТ распределяется поровну среди N пользователей. Для пассивной звезды, построенной на направленных соединителях (см. раздел 7.6.4), мощность еще больше уменьшается из-за потерь в соединениях и может быть записана в виде [1]:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.