ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 090303е7-12
.pdfВолоконно-оптические системы передачи и перспективы их развития
Волоконно-оптическими (ВОСП) называют системы передачи, использующие в качестве среды распространения сигнала оптическое волокно.
Первоначально развитие ВОСП шло в направлении создания оптоэлектронных элементов (источников и приемников оптического излучения) и оборудования данными элементами каналообразующего оборудования ЦСП ПЦИ. Развитие ЦСП и оптоэлектроники для применения в ЦСП шло, фактически, независимо. Основным преимуществом ВОСП по сравнению с ЦСП, работающими по металлическому кабелю, явилось значительное увеличение длины участка регенерации (до нескольких десятков км).
Появление синхронной цифровой иерархии, специально разработанной с целью применения преимуществ ОВ, вывело развитие ВОСП на новый уровень. Тем не менее развитие технологии ВОСП продолжается. Рассмотрим основные направления этого развития.
Идет совершенствование оптоэлектронных элементов и приемопередающего оборудования. За счет использования чувствительных фотоприемников и когерентных методов приема достигнута длина регенерационного участка более 400 км при использовании стандартного одномодового ОВ.
Спектральное уплотнение. Подавляющее большинство ВОСП использует одно ОВ для передачи излучения одной рабочей длины волны. Существенного увеличения суммарной емкости системы можно достичь передачей в одном волокне излучения нескольких рабочих длин волн.
Данная технология называется спектральным уплотнением, и, фактически, представляет собой реализацию на новом технологическом уровне принципа ЧРК. Основной сложностью в реализации спектрального уплотнения является создание оптического разветвителя на несколько входов/выходов с малыми потерями (затуханиями) при вводе/выводе оптического излучения. Широкое применение технологии спектрального уплотнения в настоящее время ограничено в виду относительно малой стоимости отдельного ОВ в оптическом кабеле и пока еще относительно малой потребности в очень высоких (сотни и тысячи Гбит/с) скоростях передачи.
Существенное увеличение дальности связи (длины участков регенерации) при использовании ВОЛС достигается применением волоконных усилителей. Для реализации волоконных усилителей используются различные физические принципы.
|
Список сокращений |
АМ |
Амплитудная модуляция |
АТС |
Автоматическая телефонная станция |
АФМ |
Амплитудно-фазовая модуляция |
АЦП |
Аналого-цифровой преобразователь |
бит/с |
Единица измерения скорости передачи |
ВВольт, единица измерения напряжения
ВОЛС |
Волоконно-оптическая линия связи |
ВОСП |
Волоконно-оптическая система передачи |
Вт |
Ватт, единица измерения мощности |
ВЧ |
Высокие частоты |
ГВЧ |
Гипервысокие частоты |
ГКРЧ |
Государственная комиссия по распределению частот |
Гц |
Герц, единица измерения частоты |
дБ |
Децибел, относительная логарифмическая единица |
дБм |
Децибел, единица измерения уровня передачи по мощности |
дБн |
Децибел, единица измерения уровня передачи по напряж-ю |
ИКМ |
Импульсно-кодовая модуляция |
ИСЗ |
Искусственный спутник Земли |
КАМ |
Квадратурная амплитудная модуляция |
КВЧ |
Крайневысокие частоты |
МККТТ |
Международный Консультативный Комитет по Телеграфии и |
|
Телефонии |
НСД |
Несанкционированный доступ |
НЧ |
Низкие частоты |
ОВЧ |
Очень высокие частоты |
ОКС |
Общий канал сигнализации |
Ом |
Единица измерения сопротивления электрическому току |
ОНЧ |
Очень низкие частоты |
ОФМ |
Относительная фазовая модуляция |
ПФ |
Полосовой фильтр |
ПЭВМ |
Персональная электронно-вычислительная машина |
СВЧ |
Сверхвысокие частоты |
ССССпутниковая система связи
СЧ |
Средние частоты |
ТФОП |
Телефонная сеть общего пользования |
УВЧ |
Ультравысокие частоты |
ФМ |
Фазовая модуляция |
ЦАП |
Цифрово-аналоговый преобразователь |
ЧМ |
Частотная модуляция |
ANSI |
American National Standard Institute |
ARQ |
Automatic Repeat reQuest |
ATM |
Asynchronous Transfer Mode |
B-ISDN |
Broadband Integrated Services Digital Network |
CCITT |
Comitй Consultatif International Tйlйgraphique et Tйlйphonique |
CDMA |
Code Division Multiply Access |
CELP |
Code-excited linear prediction |
CRC |
Cyclic Redundancy Check |
DECT |
Digital European Cordless Telecommunications |
FDDI |
Fibre Distributed Data Interface |
FDMA |
Frequency Division Multiply Access |
GSM |
Global System for Mobile communications |
IAB |
Internet Activities Board |
IEEE |
Institute of Electrical and Electronic Engineers |
IETF |
Internet Engineering Task Forse |
IRTF |
Internet Reseach Task Forse |
ISDN |
Integrated Services Digital Network |
ISO |
International Standard Organization |
ITU |
International Тelecommunication Union |
ITU-D |
Telecommunication Development Sector of ITU |
ITU-R |
Radiocommunication Sector of ITU |
ITU-T |
Telecommunication Standardization Sector ofITU |
JPEG |
Joint Photograthic Experts Group |
LAN |
Local Area Network |
LD-CELP |
Low delay code-excited linear prediction |
MAN |
Metropolitan Area Network |
MPEG |
Motion Picture Experts Group |
MP-MLQ |
Multipulse Maximum Likelihood Quantization |
NRZ |
Non Return to Zero |
NTSC |
National Television System Committe |
OSI |
Open System Interconnect |
PAL |
Phase Alternated Line |
PCM |
Pulse Code Modulation |
PDH |
Plesiosynchronous Digital Hierarchy |
RFC |
Request for Comments |
SDH |
Synchronous Digital Hierarchy |
SMS |
Short Message Service |
SONET |
Synchronous Optical NETwork |
SS7 |
Signaling system # 7 |
STM |
Synchronous Transport Module |
TDMA |
Time Division Multiply Access |
UMTS |
Universal Mobile Telecommunication System |
UTP |
Unshielded twisted pair |
VSELP |
Vector-sum-excited linear prediction |
Часть 2. Введение в компьютерные сети (10ч)
Организацией сети называется обеспечение взаимосвязи между рабочими станциями, периферийным оборудованием (принтерами, накопителями на жестких дисках, сканерами, приводами CD-ROM) и другими устройствами При организации сети одной из задач является согласование различных типов компьютеров Независимо от того, какие устройства используются в сети — Macintosh, IBM-совместимые компьютеры или мэйнфреймы, — все они должны использовать для общения один и тот же язык Таким языком служит протокол, который является формальным описанием набора правил и соглашений, регламентирующих обмен информацией между устройствами в сети.
С чего все начиналось
Первые компьютеры были автономными устройствами. Другими словами, каждый компьютер работал отдельно, независимо от других. Очень скоро стала очевидной низкая эффективность такого подхода. Необходимо было найти решение, которое бы удовлетворяло трем перечисленным ниже требованиям, а именно:
устраняло дублирование оборудования и ресурсов;
обеспечивало эффективный обмен данными между устройствами;снимало проблему управления сетью.
Было найдено два решения, выполняющих поставленные условия. И это были локальные и глобальные сети.
Локальные сети
Локальные сети служат для объединения рабочих станций, периферии, терминалов и других устройств. Локальная сеть позволяет повысить эффективность работы компьютеров за счет совместного использования ими ресурсов, например файлов и принтеров. Как результат, это дает возможность предприятию использовать локальную сеть для связи воедино данных, функций обмена и вычислений, а также хранения информации на файл-серверах.
Характерными особенностями локальной сети являются:ограниченные географические пределы;
обеспечение многим пользователям доступа к среде с высокой пропускной способностью;постоянное подключение к локальным сервисам;
физическое соединение рядом стоящих устройств.
Глобальные сети
Быстрое распространение компьютеров привело к увеличению числа локальных сетей. Они появились в каждом отделе и учреждении. В то же время каждая локальная сеть — это отдельный электронный остров, не имеющий связи с другими себе подобными. Стало очевидным, что использования технологии локальных сетей уже недостаточно.
Требовалось найти способ передачи информации от одной локальной сети к другой. Решить эту задачу помогло создание глобальных сетей. Глобальные сети служат для объединения локальных сетей и обеспечивают связь между компьютерами, находящимися в локальных сетях. Глобальные сети охватывают значительные географические пространства и дают возможность связать устройства, расположенные на большом удалении друг от друга.
При подключении компьютеров, принтеров и других устройств к глобальной сети возникает возможность совместного использования информации и ресурсов, а также доступа к Internet.
Потребность в стандартах
В течение двух последних десятилетий наблюдался значительный рост глобальных сетей. Убедившись, что использование сетевых технологий сулит существенную экономию денежных средств и повышение производительности труда, крупные организации стали уделять особое внимание этому направлению. Новые технологии и продукты внедрялись сразу после их появления, и поэтому многие сети были сформированы с использованием различных аппаратных и программных средств. Вследствие этого многие сети оказались несовместимыми и стало сложным организовывать обмен информацией между компьютерами, использующими различные сетевые спецификации.
Для решения проблемы совместимости Международная организация по
стандартизации (International Organization for Standardization, ISO) исследовала существующие схемы сетей. В результате исследования была признана необходимость в создании эталонной модели сети, которая смогла бы помочь поставщикам создавать совместимые сети. И в 1984 году ISO выпустила в свет эталонную модель взаимодействия открытых систем (OSI).
Эталонная модель OSI быстро стала основной архитектурной моделью взаимодействия между компьютерами. Несмотря на то, что были разработаны и другие архитектурные модели, большинство поставщиков сетей, желая сказать пользователям, что их продукты совместимы и способны работать с разными производимыми в мире сетевыми технологиями, ссылаются на их соответствие эталонной модели OSI. И действительно, эта
модель является самым лучшим средством, имеющимся в распоряжении тех, кто надеется изучить технологию сетей.