Лекция "Передача информации по оптическим каналам связи, WDM"

оо ио Передача информации по оптическим каналам связи, WDM В.олок нно­опт ческая связь — способ передачи информации, использующий в качестве  носителя информационного сигнала электромагнитное излучение оптического диапазона, а  в качестве направляющих систем — волоконно­оптические кабели. Оптическое волокно  способно передавать огромное количество информации благодаря очень высокой частоте  световых волн (1014 Гц). Благодаря высокой несущей частоте и широким возможностям  мультиплексирования, пропускная способность волоконно­оптических линий многократно  превышает пропускную способность всех других систем связи и может измеряться  терабитами в секунду. Малое затухание света в оптическом волокне позволяет применять  волоконно­оптическую связь на значительных расстояниях без использования усилителей.  Скорость передачи сигналов по единичному каналу ограничивается быстродействием  оптических передатчиков и приемников, осуществляющих электронно­оптическое и  оптикоэлектронное преобразование. Максимальная скорость передачи информации с  помощью систем связи, находящихся сегодня в широкой промышленной эксплуатации, – 10 Гбит/с. В отличие от несколько футуристической технологии OTDM технология  спектрального разделения каналов передачи (WDM) позволила реально многократно  (более чем в 100 раз)увеличить суммарный поток передаваемой по одному волокну  информации при спользовании существующего активного оборудования. Сущность метода  WDM заключается в одновременной передаче по одному волокну независимых сигналов  компонентами светового пучка с различными длинами волн (разных цветов). Каждая  компонента с определенной длиной волны представляет собой отдельный оптический  канал передачи информации со своим передат передатчиком и приемником. Добавление  нового канала в линию связи сводится к введению новой компоненты светового пучка на не занятой длине волны и никак не затрагивает работу уже существующих каналов передачи  сигналов. Для передачи информации по разным каналам могут использоваться аналоговые  и цифровые сигналы, различные протоколы и скорости передачи. Такая возможность  объединения, передачи по волокну и последующего разделения каналов с разными длинами волн несущей основана на принципе суперпозиции (независимости) волн в линейной  оптике. Нелинейное взаимодействие волн может привести к появлению нежелательных  перекрестных помех, и поэтому требуется принимать меры по ослаблению нелинейных  эффектов в WDM­системах связи. Принцип работы WDM­системСветовые сигналы с  разными длинами волн, генерируемые несколькими оптическими передатчиками,  объединяются мультиплексором и вводятся в оптическое волокно линии связи. При  больших расстояниях передачи на линии связи устанавливается один или несколько  оптических усилителей. На приемном конце линии связи демультиплексор принимает  составной сигнал, выделяет из него исходные компоненты с разными длинами волн и  направляет их на соответствующие фотоприемники. Такая система передачи «точка­ точка» обеспечивает увеличение пропускной спо­ собности линии связи между двумя узлами.Однако возможности и преимущества  технологии WDM в еще большей степени раскрываются в сложных насыщенных сетях  связи, содержащих много различных узлов.На промежуточных узлах некоторые каналы  могут быть добавлены или выделены из составного сигнала посредством мультиплексоров ввода/вывода, а остальные каналы  проходят через узел без преобразования в электрический сигнал. В некоторых узлах  устройства оптической кросс­коммутации позволяют перенаправлять каналы по новым  направлениям