Функциональные возможности оптического мультиплексора. Возможна работа как по двум оптическим волокнам, так и по одному с разделением направлений передачи сигнала по длинам волн.

Полнодуплексный канал Gigabit Ethernet обеспечивает суммарную скорость передачи в двух направлениях до 2 Гбит/с. Имеется сквозной канал RS-232 и RS-422 для управления удаленным оборудованием потребителя.

Оптической мультиплексор может комплектоваться сдвоенным оптическим окончанием для построения схем резервирования типа 1+1. Переключение на резервное волокно может осуществляться как по падению уровня принимаемого оптического сигнала, так и по превышению заданного порога уровня ошибок в канале связи.

Оптический мультиплексор обеспечивает визуальную диагностику:

· наличие входного оптического сигнала;

· захват синхронизации входного оптического сигнала (на ближнем и дальнем конце);

· наличие входного сигнала Е1 (на ближнем и дальнем конце);

· наличие и скорость соединения с Ethernet;

· режим дуплекса или полудуплекса;

· передача и прием Ethernet – пакета;

· ошибки при передаче и приеме Ethernet – пакета.

Внешний вид мультиплексора и его технические характеристики приведены на рис. 4.18 и в табл. 4.4.

Таблица 4.4

Линейное кодирование	Scrambled NRZ
Скорость передачи сигнала	1320 Мбит/с
Длина волны излучения	1310, 1550 нм
Пороговая чувствительность при уровне ошибок не более 10-12	4 дБм
Диапазон измерения уровня ошибок	10-7… 10-13
Оптические разъемы	SC
Мощность излучения передатчика:
· исполнение 20 км	-9…-3 дБм
· исполнение 40 км	-5…0 дБм
· исполнение 80 км	-2…3 дБм
Режим обмена	full-duplex
Возможности соединения	10FD, 100FD, 1000HD, 1000FD, 802.3x f-c
Окончание Е1	G.703
Окончание Ethernet	1000 Base-T
Подавление входного джиттера	согласно ITU-T G.823
Вносимый джиттер	не более 0,1
Напряжение питания	9…18, 18…36, 36…72, или ~220В
Мощность потребления	не более 15 Вт
Размеры	230х420х40 мм

На передней панели мультиплексора расположены:

· индикаторы состояния каналов Е1;

· разъемы каналов Е1;

· индикаторы параметров оптического сигнала;

· оптические разъемы;

· индикаторы параметров Ethernet;

· разъем Ethernet MDI-II;

· индикатор активности приемника и передатчика «АСТ», соединения на дальнем конце, индикаторы ошибок;

· кнопка служебного вызова и отключения сигнала аварии;

· разъем гарнитуры служебной связи;

· разъем интерфейса RS-422/485;

· разъем RS-232 для управления удаленным оборудованием;

· разъем RS-232 для управления мультиплексором.

В последние годы наряду с когерентными системами связи развивается альтернативное направление: солитоновые системы связи.

Солитон – это световой импульс с необычными свойствами: он сохраняет свою форму и теоретически может распространяться по "идеальному" световоду бесконечно далеко. Они являются идеальными световыми импульсами для связи. Их длительность составляет примерно 10 триллионных долей секунды (10 пс). Солитоновые системы, в которых отдельный бит информации кодируется наличием или отсутствием солитона, могут иметь пропускную способность не менее 5 Гбит/с на расстоянии 10 000 км.

Такую систему связи предполагается использовать на уже построенной трансатлантической линии ТАТ-8.

Радиосвязь. Наряду с проводными линиями в электросвязи широко исполь­зуются линии радиосвязи. Структурная схема такой линии приведена на рис. 4.19.

Рис. 4.19. Схема линий радиосвязи

Сигналы электросвязи, подлежащие переда­че, преобразовываются радиопередатчиком в радиочастотные сигналы, способные излучаться передающей антенной в открытое пространство в виде радиоволн.

Радиоволны — это электромаг­нитные колебания с частотами до 3-10¹² Гц, распространяющиеся в пространстве без искусственных направляющих сред.

В соответст­вии с международной договоренностью все радиоволны разделены на десять диапазонов (рис. 4.13).

Далее радиоволны принимаются антенной радиоприемника и преобразуются в нем сначала в сигна­лы электросвязи, а затем в соответствующие сообщения. Протяжен­ность радиолинии и возможное число сигналов, передаваемых по ней, зависят от многих факторов: диапазона используемых частот, условий распространения радиоволн, технических данных радио­передатчиков, радиоприемников, антенн и др.

Линия радиосвязи может состоять из нескольких или многих участков (интервалов), в пределах которых передача сигналов происходит согласно рассмотренной схеме. В этом случае сигналы, переданные из одного пункта, принимаются в другом, усиливаются и передаются дальше в третий пункт и т. д.

Такие линии назы­ваются радиорелейными линиями (РРЛ). На рис. 4.20 приведена схема РРЛ, обеспечивающая двустороннюю передачу сигналов.

Рис. 4.20. Радиорелейная линия

Каждый оконечный пункт РРЛ, называемый оконечной станцией, имеет радиопередатчик и радиоприемник для одновре­менной передачи и приема сигналов. Передача и прием произво­дятся на разных частотах, поэтому передающая аппаратура не мешает работе приемной. На каждой промежуточной станции имеется по крайней мере по два радиопередатчика и радиоприем­ника для одновременного приема и передачи сигналов в двух направлениях.

Разновидностью радиорелейных линий являются спутнико­вые радиолинии (рис. 2.19).

Радиосигналы с земной пе­редающей станции излучаются в направлении искусственного спутника Земли (ИСЗ), где принимаются, усиливаются и вновь передаются с помощью радиопередатчика в направлении земной станции приема. Радиотехническое оборудование ИСЗ выполняет функцию промежуточной станции радиорелейной линии, находя­щейся на большой высоте.

Основной характеристикой спутника является орбита, на которой он находится. На сегодня наиболее распространенными являются геостационарные спутники (GEOS). Если спутник находится на круговой орбите, на высоте 35 838 км над уровнем океана и вращается в экваториальной плоскости, то его угловая скорость будет совпадать со скоростью вращения Земли. В результате спутник будет, всё время находиться над одной и той же точкой на экваторе.

Такое расположение спутника обладает рядом достоинств:

· не возникает проблем, связанных с эффектом Доплера, то есть с изменением частоты, вызванным движением спутника относительно антенны земной станции;

· простота наведения антенны на спутник;

· с высоты 36 тыс. км спутник «видит» примерно четверть Земли, то есть трёх спутников достаточно, чтобы охватить все самые заселённые регионы.

В тоже время с использованием геостационарных спутников связаны следующие проблемы:

· с высоты 36 тыс. км сигнал сильно ослабевает;

· полярные регионы недоступны;

· задержка распространения сигнала весьма существенна.

Задержка распространения сигнала между двумя находящимися точно под геостационарным спутником терминалами составит:

T = 2 x 35 838 км : 300 000 км/с = 0,24 с ,

то есть прохождение сигнала в оба конца составит примерно 0,5 с.

Решить эти проблемы помогают спутники, находящиеся на более низких орбитах:

· низкоорбитальные – 320 – 1100 км;

· среднеорбитальные – 8000 – 12000 км.

Канал связи. Понятие «линия связи» близко к понятию «канал связи». В тех случаях, когда по линии связи передается один сигнал, эти поня­тия совпадают. По современным линиям связи, как правило, передаются одновременно и независимо друг oт друга десятки, сотни, тысячи и более сигналов. Каждый сигнал передается по своему каналу. Образование каналов для передачи отдельных сигналов электросвязи по одной линии связи называется разделе­нием каналов. Операция разделения каналов основана на при­своении каждому передаваемому сигналу индивидуального при­знака. Известны разные методы разделения каналов, но наиболее широко применяется метод частотного разделения ка­налов (ЧРК) и временного разделения каналов (ВРК). При использовании метода ЧРК каждому передаваемому сигналу отводится строго индивидуальная полоса частот. Известно, что сигналы электросвязи, соответствующие однородным сообщениям, имеют одинаковую ширину спектра. С помощью специальных устройств (преобразователь частоты) сигнал одной полосы частот переносится без информационного изме­нения в заданный диапазон частот. Принцип переноса полос частот поясняется на рис. 4.22.

Рис. 4.22. Принцип переноса полос частот при ЧРК

Полосы частот, занимаемых каждым сигналом после переноса, должны находиться в пределах частотного диапазона используемой линии передачи.

В основу метода ВРК положен принцип поочередной поэлемент­ной передачи нескольких сигналов по одной линии связи. Вначале по линии передаются первые элементы первого сигнала, затем вто­рого и так до последнего n-го сигнала. Далее передаются вторые элементы снова от первого до n-го сигнала.

Подобная операция повторяется цикл за циклом до тех пор, пока не будут переданы последние элементы всех п сигналов. В итоге получается, что каждый сигнал передается в строго определенные интервалы вре­мени, то есть по своему временному каналу. В данном случае всего п временных каналов (см. рис. 4.6).

На приемной стороне элементы каждого сиг­нала выделяются, объединяются и по ним восстанавливаются копии исходных сигналов. Последовательность передачи сигналов по ли­нии предполагает определенную задержку в передаче отдельных элементов сигналов. Однако задержка не должна ощущаться при приеме сообщений.

Совокупность физических цепей (одной или двух пар прово­дов) линейных трактов однотипных или разнотипных систем пе­редачи, имеющих общие среду распространения, линейные соору­жения и устройства их обслуживания, называется линией пе­редачи.

Протоколы обмена информацией.

При обмене данными между компьютерами, терминалами и другими устройствами обработки данных могут использоваться сложные процедуры. Для этого нужно решить задачу организации физического пути между двумя компьютерами. Они могут быть соединены напрямую или через коммуникационную сеть, но для их информационного взаимодействия необходимы следующие условия:

· сеть должна идентифицировать подключаемый компьютер;

· управляющая программа на принимающей системе готова к приёму и сохранению файла для данного пользователя;

· форматы файлов, используемых каждой из систем, необходимо преобразовать для их совместимости.

Соглашение для успешного взаимодействия двух систем называется протоколом, который может определить набор правил обмена данными между ними.

Протокол объединяет следующие ключевые элементы:

· синтаксис – форматы данных, уровни сигналов и пр.;

· семантика – управляющая информация, служащая для координации и обработки ошибок;

· синхронизация – согласование скорости и порядка передачи данных.

Количество и разнообразие протоколов очень велики, так, в качестве примера, на рис. 4.23 приведены протоколы стека TCP | IP:

Рис. 2.21. Некоторые протоколы стека TPC/IP

· BGP– Border Gateway Protocol (протокол граничного шлюза);

· FTP– File Transfer Protocol (протокол передачи файлов);

· HTTP– HyperText Transfer Protocol (протокол передачи гипертекста);

· ICMP– Internet Control Message Protocol (протокол управляющих сообщений Интернета);

· IGM– Internet Group Management Protocol (межсетевой протокол управления группами);

· IP– Internet Protocol (протокол Интернета);

· MIME– Multipurpose Internet Mail Extension (многоцелевые расширения почты Интернета);

· OSPF – Open Shortest Path First (первоочередное открытие кратчайших маршрутов);

· RRSVP – Resource ReSerVation Protocol (протокол резервирования ресурсов);

· SMTP – Simple Mail Transfer Protocol (простой протокол передачи почты);

· SNMP– Simple Network Management Protocol (простой протокол сетевого администрирования);

· TCP– Transmission Control Protocol (протокол управления передачей);

· UDP– User Datagram Protocol (протокол пользовательских дейтаграмм).

Вопросы для самопроверки

1. Дать определение системе электросвязи.

2. Кто регламентирует создание и эксплуатацию систем электросвязи?

3. Отличие аналогового сигнала от цифрового.

4. Необходимый диапазон частот для передачи речи.

5. Основные недостатки передачи аналоговых сигналов.

6. Необходимые процедуры аналого-цифрового преобразования.

7. Суть мультиплексирования.

8. Что измеряют в бодах?

9. Типы сигналов системы сигнализации.

10. Классификация современных систем электросвязи.

11. Структура системы ТВ вещания.

12. Типичная функциональная схема цифрового канала.

13. Понятие – линия связи.

14. Что такое витая пара?

15. Виды кабелей связи.

16. Оптическое волокно. Достоинства и недостатки.

17. Функциональные возможности оптического мультиплексора.

18. Структура РРЛ.

19. В чём достоинства спутниковых систем связи?

20. Принципы ЧРК и ВРК.

21. Ключевые элементы протокола обмена информацией.