Οπτικά Δίκτυα - Ι Γενικά

Δίκτυο Υπολογιστών Ένα δίκτυο υπολογιστών είναι μια συλλογή συσκευών που μπορούν να αποθηκεύσουν και να επεξεργαστούν δεδομένα, και είναι συνδεδεμένες με τέτοιον τρόπο που οι χρήστες του δικτύου να μπορούν να αποθηκεύουν, να λαμβάνουν και να μοιράζονται πληροφορία.

Οπτικά δίκτυα Δίκτυα υπολογιστών, που χρησιμοποιούν παλμούς από φως για την αναπαράσταση και μετάδοση των δυαδικών ψηφίων. Είναι πολύ πιο αξιόπιστα κι έχουν πολύ μεγαλύτερες χωρητικότητες από όσα χρησιμοποιούν ηλεκτρικούς παλμούς.

Απαιτούμενο εύρος ζώνης ανά εφαρμογή

Οπτικές ίνες

Μειονεκτήματα των μέσων από χαλκό Ευαίσθητα σε παρεμβολές από το περιβάλλον Απαιτούν γείωση με ακρίβεια Επιδεκτικά σε ηλεκτρικές εκκενώσεις

Οπτική ίνα πολύτροπη (multimode) 62.5/125 μm μονότροπη (single-mode) 62.5/125 μm, 8.3/125 μm Μέση διάμετρος ανθρώπινων μαλλιών 80μm

Τομή ίνας

Ρυθμοί οπτικών ινών

Παραδείγματα φωτός μέσα σε ίνα

Μετάδοση Ο πυρήνας είναι τόσο διάφανος που αν φτιάχναμε από το υλικό ένα τζάμι για παράθυρο, θα μπορούσαμε να δούμε ακόμη κι αν ήταν 5km παχύ.

Ο κώνος αποδοχής

Παράμετροι που επηρεάζουν τη λειτουργία μιας ίνας Μήκος κύματος (Wavelength) Παράθυρο λειτουργίας (Operation window) Συχνότητα (Frequency) Απόσβεση (Attenuation) Σκέδαση (Dispersion) Εύρος ζώνης (Bandwidth)

Εξασθένηση του φωτός μέσα από SO2 (υπέρυθρη περιοχή)

Χρήση φάσματος

Η Χρήση του φάσματος στις Τ.

Παράθυρο λειτουργίας

Διασπορά & Απόσβεση

Αίτια απόσβεσης Ενδογενή (Intrinsic) Εξωγενή (Extrinsic) Σκέδαση (Scattering) Απορρόφηση (Absorption) Εξωγενή (Extrinsic) Macrobending Microbending

Εξωγενή αίτια απόσβεσης Microbend

Διασπορά (dispersion)

Αποτέλεσμα διασποράς

Πηγές φωτός Light-Emitting Diode (LED) Injection Laser Diode (ILD) φθηνότερο Λιγότερο ευαίσθητο στη θερμοκρασία Μεγαλύτερη διάρκεια ζωής Χρησιμοποιείται σε πολύτροπα συστήματα Light-Emitting Diode (LED) Laser Ισχυρά εστιασμένη δέσμη Στενό εύρος ζώνης Μεγαλύτερη απόδοση Παρέχει υψηλότερους ρυθμούς μετάδοσης Απαιτείται στα μονότροπα συστήματα Μεγάλη ισχύς

Δέκτες φωτός APD photodiode PIN photodiode

Κοινοί τύποι συνδετήρων Straight-Tip (ST) connector Straight Connection (SC) connector Medium Interface Connector (MIC) connector Subminiature type A (SMA) connector

Οπτικοί συνδετήρες μέση απώλεια σύνδεσης 0,1dB απώλεια patchcord <0,3dB

Πλεονεκτήματα οπτικών ινών Ανεπηρέαστες από ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (ΕΜΙ, RFI) Υποστηρίζουν πολύ μεγάλα BW Παρέχουν μεγάλη αξιοπιστία Πολύ υψηλό βαθμό ασφάλειας Καλύπτουν πολύ μεγάλες αποστάσεις

Μειονεκτήματα οπτικών ινών Αλλαγές και προσθήκες είναι δύσκολες Η εγκατάσταση απαιτεί πολύ καλά εκπαιδευμένους επαγγελματίες Απαιτούν πολύ ειδικό και ακριβό εξοπλισμό εγκατάστασης Συγκριτικά ακριβές

Μονότροπες ή Πολύτροπες; Μονότροπη Φτηνότερη (ως υλικό) Μεγαλύτερο BW Ακριβή εγκατάσταση (τερματισμός) Ακριβά ενεργά στοιχεία (LASER)

Οπτικά δίκτυα Δίκτυα υπολογιστών, που χρησιμοποιούν παλμούς από φως για την αναπαράσταση των δυαδικών ψηφίων. Είναι πολύ πιο αξιόπιστα κι έχουν πολύ μεγαλύτερες χωρητικότητες από όσα χρησιμοποιούν ηλεκτρικούς παλμούς.

Πλήρως οπτικά δίκτυα (all-optical network) Ένα δίκτυο επικοινωνιών που δουλεύει αποκλειστικά στην οπτική περιοχή. Χρησιμοποιεί οπτικά συστήματα μεταγωγής που συνδέονται με οπτικές ίνες

optical switch Μια συσκευή μεταγωγής που διατηρεί το σήμα με τη μορφή φωτός από τη είσοδο ως την έξοδο. Τα συστήματα αυτά υποστηρίζουν όλες τις ταχύτητες μετάδοσης επειδή απλά αντανακλούν το εισερχόμενο φως προς την έξοδο κι έτσι δεν χρειάζονται αναβάθμιση καθώς οι ταχύτητες των δικτύων αυξάνονται.

Οπτικό σύστημα μεταγωγής Παθητικό σύστημα

Οπτικός δακτύλιος με ενεργούς αναμεταδότες Μεγαλύτερες αποστάσεις μεταξύ κόμβων. Το συνολικό μήκος του δακτυλίου απεριόριστο.

Παθητικός οπτικός αστέρας

Σύγκριση φυσικών μέσων

Fiber To The Curb (1) Σε αντίθεση με το FTTH (Fiber To The Home) Κέντρο Μεταγωγής Ζεύξη οπτικής ίνας Οπτική ίνα Κατανεμητής Τηλεφωνικό καλώδιο Οικία Σε αντίθεση με το FTTH (Fiber To The Home) Στόχος είναι η διάθεση πολυμεσικών εφαρμογών στο σπίτι

Fiber To The Curb (2) Εναλλακτικά τεχνολογίες xDSL Ομοαξονικό Καλωδιακής Τηλεόρασης Οικία Οπτική ίνα Κατανεμητής Ζεύξη οπτικής ίνας Κέντρο Μεταγωγής Εναλλακτικά τεχνολογίες xDSL

Πολυπλεξία (multiplexing)

Πολυπλεξία με διαίρεση συχνότητας (FDM) Αρχικό εύρος Μετατόπιση συχνότητας Το πολυπλεγμένο κανάλι Attenuator factor

Πολυπλεξία με διαίρεση συχνότητας (FDM) Group 12 channels (60-108KHz) Supergroup 5 x groups (60 channels) Mastergroup (CCITT) 5 x supergroups (300 channels)

Πολυπλεξία με διαίρεση μήκους κύματος (Wavelength Division Multiplexing - WDM)

Πολυπλεξία με διαίρεση μήκους κύματος (Wavelength Division Multiplexing - WDM) Χρησιμοποιείται στα συστήματα οπτικών ινών Σε μία ίνα με εύρος ζώνης 25.000 GHz χωράνε πολλά κανάλια Αρκεί να είναι σε διαφορετικές συχνότητες Πιθανή εφαρμογή στα συστήματα FTTC Το σύστημα έχει σταθερές εισόδους και εξόδους Υπάρχει δυνατότητα και για μεταγωγή από μια είσοδο σε οποιαδήποτε έξοδο.

Πολυπλεξία με διαίρεση χρόνου Time Division Multiplexing - TDM

Πολυπλεξία με διαίρεση χρόνου Time Division Multiplexing - TDM Ο φορέας Τ1 (1,544 Mbps)

Πολυπλεξία με διαίρεση χρόνου Time Division Multiplexing - TDM T1 = US, E1= 2,048Mbps = Europe Ιεραρχία της CCITT για 32, 128, 512, 2028 και 8192 κανάλια Είναι: Ε1 = 2,048 / 8,848 / 34,304 / 139,264 / 565,148 Mbps