Оптическое оборудование FTTH, HFC

Применить фильтры
Производитель

1 2 34 5

Оптический усилитель RCI OA3431-8-SA-ND

Рейтинг

Оптический усилитель RCI OA3433-32-LA-ND

Рейтинг

Оптический усилитель RCI OA3100

Рейтинг

Оптический передатчик Aurora AT3552A

Рейтинг

Оптический передатчик AT3553A

Рейтинг

Оптический усилитель FA3500

Рейтинг

Многовыходной оптический усилитель Aurora FA3533M

Рейтинг

Оптический усилитель Harmonic HOA 7117

Рейтинг

Оптический усилитель Harmonic HOA 8230

Рейтинг

Активная оптика для HFC и FTTH сетей

После создания одномодового оптического волокна в конце 80-х годов прошлого века, его начали активно использовать в волоконно-оптических системах передачи данных (ВОСП). Основной причиной такого использования стало ничтожно малое затухание сигнала в оптическом кабеле по сравнению с электрическим коаксиальным кабелем. Это послужило толчком для начала бурного развития устройств, которые стали применяться в гибридных оптико-коаксиальных сетях (HFC). Возникли понятия активная и пассивная оптика. 

Под пассивной оптикой подразумеваются все оптические устройства, где процессы происходят без заимствования энергии извне. К ним относятся оптические делители, мультиплексоры, фильтры (практически все распределительные элементы). А в активной оптике для преобразования и обработки сигнала используют внешний источник энергии.

Оптический кабель одномод | romsat.ua

Фото: Оптический кабель одномод.

Активное оптическое оборудование.

Под активным оптическим оборудованием подразумевают устройства, где хотя бы один из информационных сигналов является оптическим, и которые для их преобразования и дальнейшей обработки используют внешний источник энергии (откуда и происходит название активное оборудование). Основными базовыми устройствами в таких системах передачи являются:

  • Оптический передатчик - устройство, которое преобразует входной ВЧ сигнал (сигнал с ГС) в оптический для дальнейшей подачи в оптическую распределительную сеть.

  • Оптический приемник - устройство, которое производит обратное преобразование (оптический сигнал снова трансформирует в электрический).

Широкополосные оптические передатчики уже изначально транслировали  весь кабельный диапазона (47-862 МГц). В последнее время диапазон несколько расширился. Уже есть модели с верхней частотой выше 1200 МГц. Для кабельных сетей, в которых транслируется и промежуточная спутниковая частота (IF) разработаны передатчики и приемники на два диапазона (45-862МГц и 950-2250 МГц). 

Источником излучения в широкополосных передатчиках всегда служит DFB лазер (лазер с распределенной обратной связью).

Оптические передатчики на 1550 нм в стоечном и модульном вариантах исполнения. Romsat.ua

Фото: Оптические передатчики на 1550 нм в стоечном и модульном вариантах исполнения.

Особенности  передачи оптического сигнала на длинах волн 1310 и 1550 нм.

Для передачи оптических сигналов в кабельном телевидении используют длины волн в окнах прозрачности 1310 нм и 1550 нм. Затухание сигнала на 1310 нм принято считать 0,36 дБ/км, а в диапазоне 1550 нм – 0,22 дБ/км. Передатчики на этих длинах волн имеют существенные различия, в то время как приемники одинаково воспринимают сигнал во всех этих диапазонах (при переходе трансляции с одной длины волны на другую, замены требует только оптический передатчик).

Основным отличием между передатчиками на 1550 нм и 1310 нм помимо диапазона является тип модуляции. В передатчиках на 1310 нм используют прямую  модуляцию. Прямая модуляция осуществляется изменением тока полупроводникового лазера под действием внешнего модулирующего ВЧ сигнала (сигнал КТВ). При такой модуляции неизбежно меняется не только мощность излучения лазера, но и длина волны лазера (оптическая частота). ВЧ сигнал подается непосредственно на лазерный модуль. При этом лазер работает в нестационарном режиме (идет постоянное  тепловое влияние тока модуляции на резонатор), ширина спектра оптического сигнала уширена. Качество телевизионного сигнала  в данном случае сильно зависит от длины линии передачи. 

В передатчиках на 1550 нм используют внешнюю модуляцию. При этом лазер работает в стационарном режиме (линия спектра очень узкая), а модуляция производится внешним электрооптическим модулятором. Качество оптического сигнала высокое (значительно увеличивается дальность передачи). В результате внешней модуляции происходит расщепление луча на 2 пучка, поэтому передатчики с внешней модуляцией имеют 2 оптических выхода (2 оптических луча с противоположными фазами модулирующего сигнала). Это свойство используют в экстендерах на длинных участках, в результате чего значительно повышается качество телевизионного сигнала. Передатчики с внешней модуляцией более сложные и дороже, чем с внутренней модуляцией. Одной из важнейших характеристик передатчиков на 1550 нм помимо выходной мощности является порог SBS. Уровень SBS указывает, какой максимальной мощности оптический сигнал можно ввести в волокно для передачи сигнала на дальнее расстояние и при этом не будет происходить нелинейных изменений в волокне. Ведь под воздействием оптического сигнала с высоким уровнем спектральной плотности мощности волокно теряет свои прозрачные свойства. В передатчиках с повышенным SBS происходит дополнительная обработка оптического сигнала. И только такой сигнал допускает усиление до указанного порога  выходной мощности без негативного влияния на распространение сигнала.

В диапазоне 1550 нм также встречаются передатчики с прямой модуляцией, но они могут использоваться только на коротких расстояниях.

Оптические усилители на 1550 нм.

Еще одним из важнейших свойств диапазона 1550 нм является то, что в этом диапазоне уже осуществили возможность прямого усиления оптического сигнала (значительное  увеличение мощности  оптического сигнала с полным сохранением его первоначальных модуляционных характеристик). При таком усилении почти не ухудшается качество сигнала (коэффициент шума усилителя около 5 дБ, что является очень хорошим показателем для любого типа усилителей). Это дает возможность строить разветвленные оптические сети с каскадированием (до нескольких каскадов). Для оптических усилителей не существует понятия коэффициента усиления. Для них характерным показателем является выходная мощность, которая практически не зависит от уровня входного сигнала. От уровня входного сигнала зависит только качество выходного. С повышением уровня входного сигнала повышается и качество выходного, но зависимость носит нелинейный характер и при проектировании систем выбирается оптимальный, экономически обоснованный уровень входного сигнала, при превышении которого качество выходного сигнала уже практически не  меняется.

При работе в диапазоне 1310 нм еще не найден приемлемый способ прямого усиления оптического сигнала. Поэтому для каскадирования в этом диапазоне, нужен переприём (переход из оптического диапазона в высокочастотный и обратно в оптический). Такое двойное преобразование ощутимо ухудшает качество сигнала и практически исключает возможность углубленного каскадирования.

Таким образом в диапазоне 1550 нм существует еще один из основных типов активных оптических устройств - оптический усилитель, где и входной и выходной сигналы являются оптическими.

Вид задней панели мощного оптического усилителя на 1550 нм | romsat.ua

Фото: Задняя панель мощного оптического усилителя на 1550 нм.

Прямой и обратный канал в HFC – сетях.

В кабельном телевидении вводятся понятия прямого и обратного каналов. Прямой канал передает информацию от головной станции (ГС) к абоненту, а по обратному - запросы абонента на ГС. В сетях без использования оптики это происходило за счет частотного разделения ВЧ сигнала с помощью диплексных фильтров. Используются 3 типа частотных планов, где обратному каналу отводятся полосы 30, 42, и 65 МГц. Соответственно уменьшается полоса прямого канала (47-862, 53-862, 87-862 МГц). Для организации  обратного канала в оптических сетях используют оптические узлы (совмещенные  в одном корпусе приемники прямого и передатчики обратного каналов с соответствующими диплексными фильтрами). Сигнал ВЧ обратного канала подается на оптический передатчик обратного канала (предъявляются не столь высокие требования к качеству и широте полосы передачи), далее передатчик по отдельному волокну передает сигнал на ГС, приемник обратного канала ГС снова конвертирует его в традиционный ВЧ сигнал. Требованиям к передатчикам обратного канала удовлетворяют более дешевые лазеры Фабри-Перо ( FP-лазеры). 

Оптические передатчики устанавливаются на ГС и питаются от промышленной сети 220 В. Оптические узлы (приемники) могут питаться как от сети 220 В, так и дистанционным  питанием  60 В (после оптических узлов могут устанавливаться  несколько каскадов магистральных  усилителей , которые запитываются по сигнальному кабелю напряжением 60 В с выходов оптического узла).

Следует отметить, что передача сигнала прямого и обратного канала за счет частотного мультиплексирования в ВЧ диапазоне уходит в прошлое, а на смену технологии HFC приходят технологии PON, где тоже происходит частотное мультиплексирование, но уже в оптическом диапазоне.

Оптический миниузел | romsat.ua Большой оптический узел с резервированием и набором модулей | romsat.ua

Фото: Оптический миниузел и большой оптический узел с резервированием и набором модулей

Активной оптике в кабельных сетях отводится роль переносчика телевизионных ВЧ сигналов прямого и обратного каналов на значительные расстояния без ощутимых потерь качества. Активное оборудование сетей HFC и FTTH (оптика в дом) практически не отличаются, ведь FTTH - это та же HFC только с более глубоким проникновением оптики до потребителя (максимально исключена коаксиальная часть). Различия могут наблюдаться только в оборудовании "последней мили".

В настоящее время  серьезную конкуренцию сетям HFC составляют сети РОN и компьютерные сети с предоставлением услуг IPTV и ОТТ.