1,4 1,6
Длина волны К, мкм
Рис. 5.7. Характеристика затухания оптического волокна
Потенциальная пропускная способность одномодового оптического волокна (ОВ) оценивается примерно в 60 ТГц. Некоторые исследователи называют цифры в 100 и даже 1000 ТГц.
Волоконно-оптическая среда, наряду с высокой пропускной способностью, обладает прекрасными передающими свойствами, т.е. исключительно малой величиной затухания, незначительными линейными и не линейными искажениями и высокой защищенностью от внешних влияний. В связи с этим упомянутые традиционные задачи техники связи незаметно ушли на второй план, выдвигая на передний фронт задачи освоения пропускной способности оптического волокна.
Темпы освоения огромной пропускной способности оптического волокна показаны на рис.5.8. За 20 лет коммерческое использование пропускной способности волокна возросло в 10000раз. Анализ прогнозов показывает, что фактические сроки освоения пропускной способности опережали предсказанные на 3-4 года, а иногда на 8 лет.
В настоящее время стратегическое направление развития транспортных технологий в базовой транспортной сети и сетях доступа определяется использованием двух сред – открытого пространства в радио и световом диапазоне и волоконно-оптических линий связи.
5.3.2. Системы передачи
Развитие техники в транспортных системах связи (системах передачи) всегда соответствовало высшим достижениям технологий, развитие которых стимулировалось задачами передачи сообщений. Примера ми могут служить канальные фильтры систем ЧРК, усилители с низким уровнем собственных шумов (менее минус 130 дБ), кодеки– фильтры (кофидеки), алгоритмы сжатия сигналов речи и изображения.
Достижения микроэлектроники сделали возможной реализацию самых сложных алгоритмов, которые ещё совсем недавно казались совершенно неэффективными. За последние 10 лет:
- скорость обработки информации возрастала более чем в 1,5-1,6 раза в год;
- плотность памяти, т.е. количество элементов в корпусе большой интегральной схемы возрастало почти в 2 раза в каждые полтора-два года (Законы Мура).
Для микроэлектроники характерны следующие ежегодные показатели:
-увеличение инвестиций в разработки на 18%;
-увеличение объема рынка на 15%;
-снижение стоимости основных функций интегральных микросхем (ИМС) на 30 %.
На рис. 5.9 в логарифмическом масштабе показаны темпы роста плотности интегральных микросхем общего применения и специализированного, используемых в электросвязи (по оси ординат рядом с годами в микронах показана толщина пленок в используемых микроэлектронных технологиях).
Достижения микроэлектроники непосредственно повлияли на объемы и качество транспортных систем передачи. На рис. 5.10 показаны основные тенденции уменьшения объемов оборудования и увеличения числа каналов различных систем передачи. Можно видеть, что объем оборудования систем передачи за последние 10 лет снизился в десятки раз, а число каналов на единицу объема увеличилось в сотни раз. За 30 лет исполнение цифровых систем пере дачи изменилось от объемов одного шкафа 2,6х0,65х0,25 м, затем блока 220х650х250 мм до 1 платы 2-3 дм3, причем все основные функции сосредоточены в одном кристалле, размещенном в корпусе размером около 1,5х2 см. Но все основные функции не только сохранены, но улучшены и расширены.
Характерно, что темпы роста числа основных цифровых каналов (ОЦК) приближаются к темпам роста плотности интегральных микро схем. Например, одна цифровая система передачи способна обеспечить по одному волокну передачу почти полмиллиона цифровых каналов по 64 Кбит/с каждый, а в сочетании с частотным (волновым) разделением каналов системы передачи могут обеспечить передачу по одному волокну уже нескольких миллионов каналов.
Например, одноволновые системы передачи СЦИ за последние два года также заметно повысили пропускную способность от 2,5 Гбит/с (STM-16) последовательно до 10 Гбит/с (STM-64) и 40 Гбит/с (STM-256). В это же время технология Ethernet, пройдя скорость передачи 100 Мбит/с, освоила скорости 1 Гбит/с и 10 Гбит/с.
Каждый новый тип аппаратуры появляется с некоторой задержкой, так как может разрабатываться только после появления новых элементов. Для последних 10 лет характерно сокращение сроков разработки новых типов и поколений оборудования примерно до 2 лет.
Большие преимущества применения программируемых и перепрограммируемых микросхем, микропроцессорных комплектов и т.п. способствовали снижению сроков разработки новых типов и разновидностей систем передачи. Для темпов обновления программ, включая микропрограммное обеспечение, характерно обновление каждые полгода.
Перечисленные факторы определили политику в области описания и стандартизации оборудования систем передачи, направленную на функциональное описание элементов транспортных сетей и оборудования, не связанное с какими-либо конкретными реализациями.