Оптичне обладнання FTTH, HFC

Застосувати фільтри
Виробник

1 2 34 5

Оптичний підсилювач RCI OA3431-8-SA-ND

Рейтинг

Оптичний підсилювач RCI OA3433-32-LA-ND

Рейтинг

Оптичний підсилювач RCI OA3100

Рейтинг

Оптичний передавач Aurora AT3552A

Рейтинг

Оптичний передавач AT3553A

Рейтинг

Оптичний підсилювач Aurora FA3500

Рейтинг

Багатовихідний оптичний підсилювач Aurora FA3533M

Рейтинг

Оптичний підсилювач Harmonic HOA 7117

Рейтинг

Оптичний підсилювач Harmonic HOA 8230

Рейтинг

Активна оптика для HFC та FTTH мереж

Після створення одномодового оптичного волокна в кінці 80-х років минулого століття, його почали активно використовувати в волоконно-оптичних системах передачі даних (ВОСП). Основною причиною такого використання стало мізерно мале загасання сигналу в оптичному кабелі в порівнянні з електричним коаксіальним кабелем. Це послужило поштовхом для початку бурхливого розвитку пристроїв, які стали застосовуватися в гібридних оптико-коаксіальних мережах (HFC). Виникли поняття активна і пасивна оптика. Під пасивною оптикою маються на увазі всі оптичні пристрої, де процеси відбуваються без запозичення енергії ззовні. До них відносяться оптичні подільники, мультиплексори, фільтри (практично всі розподільчі елементи). Зупинимося на активному оптичному обладнанні.

Оптичний кабель одномод | romsat.ua

Фото: Оптичний кабель одномод.

Активне оптичне обладнання

Під активним оптичним обладнанням мають на увазі пристрої, де хоча б один з інформаційних сигналів є оптичним, і які для перетворення і подальшої обробки даних сигналів використовують зовнішнє джерело енергії (звідки і походить назва активне обладнання). Основними базовими пристроями в таких системах передачі є:

  • Оптичний передавач - пристрій, який перетворює вхідний ВЧ сигнал (сигнал з ГС) в оптичний для подальшої подачі в оптичну розподільчу мережу.

  • Оптичний приймач - пристрій, який здійснює зворотне перетворення (оптичний сигнал знову трансформує в електричний).

Широкосмугові оптичні передавачі вже спочатку транслювали весь кабельний діапазону (47-862 МГц). Останнім часом діапазон дещо розширився.  Існують  моделі з верхньої частотою вище 1200 МГц. Для кабельних мереж, в яких транслюється і проміжна супутникова частота (IF) розроблені передавачі та приймачі на два діапазони (45- 862 МГц і 950-2250 МГц).

Джерелом випромінювання в широкосмугових передавачах завжди служить DFB лазер (лазер з розподіленим зворотним зв'язком).

Оптичні передавачі на 1550 нм в стійковому і модульному варіантах виконання | romsat.ua

Фото: Оптичні передавачі на 1550 нм в стійковому і модульному варіантах виконання.

Особливості передачі оптичного сигналу на довжинах хвиль 1310і 1550 нм

Для передачі оптичних сигналів в кабельному телебаченні використовують довжини хвиль в вікнах прозорості 1310 нм і 1550 нм. Загасання сигналу на 1310 нм прийнято вважати 0,36 дБ / км, а в діапазоні 1550 нм - 0,22 дБ/км. Передавачі на цих довжинах хвиль мають суттєві відмінності, в той час як приймачі однаково сприймають сигнал у всіх цих діапазонах (при переході трансляції з однієї довжини хвилі на іншу, заміни потребує тільки оптичний передавач).

Основною відмінністю між передавачами на 1550 нм і 1310 нм крім діапазону є тип модуляції. У передавачах на 1310 нм використовують пряму модуляцію. Пряма модуляція здійснюється зміною струму напівпровідникового лазера під дією зовнішнього модулюючого ВЧ сигналу (сигнал КТВ). При такій модуляції неминуче змінюється не тільки потужність випромінювання лазера, а й довжина хвилі лазера (оптична частота). ВЧ сигнал подається безпосередньо на лазерний модуль. При цьому лазер працює в нестаціонарному режимі (йде постійна дія теплового впливу струму модуляції на резонатор), ширина спектра оптичного сигналу розширена. Якість телевізійного сигналу в даному випадку сильно залежить від довжини лінії передачі.

У передавачах на 1550 нм використовують зовнішню модуляцію. При цьому лазер працює в стаціонарному режимі (лінія спектра дуже вузька), а модуляція проводиться зовнішнім електрооптичним модулятором. Якість оптичного сигналу висока (значно збільшується дальність передачі). В результаті зовнішньої модуляції відбувається розщеплення променя на 2 пучка, тому передавачі з зовнішньою модуляцією мають 2 оптичних виходи (2 оптичних променя з протилежними фазами модулюючого сигналу). Цю властивість використовують в екстендерах на довгих ділянках, в результаті чого значно підвищується якість телевізійного сигналу. Передавачі з зовнішньої модуляцією більш складні і, відповідно, дорожчі, ніж з внутрішньої модуляцією. Однією з найважливіших характеристик передавачів на 1550 нм крім вихідної потужності є поріг SBS. Рівень SBS вказує, якої максимальної потужності оптичний сигнал можна ввести в волокно для передачі сигналу на далеку відстань і при цьому не буде відбуватися нелінійних змін в волокні. Адже під впливом оптичного сигналу з високим рівнем спектральної щільності потужності волокно втрачає свої прозорі властивості. У передавачах з підвищеним SBS відбувається додаткова обробка оптичного сигналу. І тільки такий сигнал допускає підсилення до зазначеного порога вихідної потужності без негативного впливу на поширення сигналу.

В діапазоні 1550 нм також зустрічаються передавачі з прямою модуляцією, але вони можуть використовуватися тільки на коротких відстанях.

Оптичні підсилювачі на 1550 нм

Ще однією з найважливіших властивостей діапазону 1550 нм є те, що в цьому діапазоні вже здійснили можливість прямого підсилення оптичного сигналу (значне збільшення потужності оптичного сигналу з повним збереженням його первинних модуляційних характеристик). При такому підсиленні майже не погіршується якість сигналу (коефіцієнт шуму підсилювача близько 5 дБ, що є дуже хорошим показником для будь-якого типу підсилювачів). Це дає можливість будувати розгалужені оптичні мережі з каскадуванням (до декількох каскадів). Для оптичних підсилювачів не існує поняття коефіцієнта підсилення. Для них характерним показником є ​​вихідна потужність, яка практично не залежить від рівня вхідного сигналу. Від рівня вхідного сигналу залежить тільки якість вихідного. З підвищенням рівня вхідного сигналу підвищується і якість вихідного, але залежність носить нелінійний характер і при проектуванні систем вибирається оптимальний, економічно обгрунтований рівень вхідного сигналу, при перевищенні якого якість вихідного сигналу вже практично не змінюється.

При роботі в діапазоні 1310 нм ще не знайдений прийнятний спосіб прямого підсилення оптичного сигналу. Тому для каскадування в цьому діапазоні потрібен переприйом сигналу (перехід з оптичного діапазону в високочастотний і назад в оптичний). Таке подвійне перетворення відчутно погіршує якість сигналу і практично виключає можливість поглибленого каскадування.

Таким чином, ми підійшли до того, що в діапазоні 1550 нм існує ще один з основних типів активних оптичних пристроїв - оптичний підсилювач, де і вхідний і вихідний сигнали є оптичними.

Задня панель потужного оптичного підсилювача на 1550 нм | romsat.ua

Фото: Задня панель потужного оптичного підсилювача на 1550 нм.

Прямий і зворотний канал в HFC - мережах

У кабельному телебаченні вводяться поняття прямого і зворотного каналів. Прямий канал передає інформацію від головної станції (ГС) до абонента, а по зворотному - запити абонента на ГС. У мережах без використання оптики це відбувалося за рахунок частотного поділу ВЧ сигналу з допомогою диплексних фільтрів. Використовуються 3 типи частотних планів, де зворотному каналу відводяться смуги 30, 42, і 65 МГц. Відповідно зменшується смуга прямого каналу (47 - 862, 53 - 862, 87 - 862 МГц). Для організації зворотного каналу в оптичних мережах використовують оптичні вузли (суміщені в одному корпусі приймачі прямого і передавачі зворотного каналів і з відповідними диплексними фільтрами). Сигнал ВЧ зворотного каналу подається на оптичний передавач зворотнього каналу (ставляться не настільки високі вимоги до якості і ширині смуги передачі), і він по окремому волокну сигнал передає на ГС, а приймачем зворотного каналу на ГС знову конвертується в традиційний ВЧ сигнал. Вимогам до передавачів зворотного каналу задовольняють більш дешеві лазери Фабрі-Перо (FP-лазери).

Оптичні передавачі встановлюються на ГС і живляться від промислової мережі 220 В. Оптичні вузли (приймачі) можуть живитися як від мережі 220 В, так і дистанційним живленням 60 В (після оптичних вузлів можуть встановлюватися кілька каскадів магістральних підсилювачів, які живляться по сигнальному кабелю напругою 60 В з виходів оптичного вузла).

Слід зазначити, що передача сигналу прямого і зворотного каналу за рахунок частотного мультиплексування в ВЧ діапазоні відходить у минуле, а на зміну технології HFC приходять технології PON, де теж відбувається частотне мультиплексування, але вже в оптичному діапазоні.

Оптичний мінівузол | romsat.ua Великий оптичний вузол з резервуванням і набором модулів | romsat.ua

Фото: Оптичний мінівузол та великий оптичний вузол з резервуванням і набором модулів.

Активній оптиці в кабельних мережах відводиться роль перенощика телевізійних ВЧ сигналів прямого і зворотного каналів на значні відстані без відчутних втрат якості.  Активне обладнання мереж HFC і FTTH (оптика до будинку) практично не відрізняються, адже FTTH - це та ж  HFC тільки з більш глибоким проникненням оптики до споживача (максимально виключена коаксіальна частина). Відмінності можуть спостерігатися лише в обладнанні "останньої милі".

Останнім часом серйозну конкуренцію мережам HFC становлять мережі РОN і комп'ютерні мережі з наданням послуг IPTV і ОТТ.