گیرنده های نوری برای شبکه های CATV. روندها و توسعه

هدف از گیرنده های نوریسیگنال نوری مدوله شده از دستگاه های فرستنده از طریق تک حالته می رسد کابل نوریبه ورودی گیرنده نوری، جایی که در یک آشکارساز نوری دمودوله می شود. سیگنال فرکانس رادیویی به دست آمده در نتیجه تبدیل ها در پیش تقویت کننده OP تقویت می شود، سپس با استفاده از تضعیف کننده ها و اکولایزرها یکسان می شود. پاسخ فرکانسو دوباره توسط تقویت کننده ها در خروجی گیرنده تقویت می شود.
گیرنده های نوری تولید کنندگان مختلفمجهز بودن مجموعه های مختلفتضعیف کننده ها و اکولایزرها که به شکل درج های ثابت یا قابل تنظیم داخلی و همچنین به صورت درج های قابل تعویض ساخته شده اند. تعداد مراحل تقویت کننده برای OP ها متفاوت است. تقریباً همه گیرنده ها دارای سیستم کنترل خودکار هستند.
برای اجرا بسته کاملخدمات تریپل پلی (تلویزیون، اینترنت و تلفن)خروجی گیرنده نوری مجهز به فیلتر جداسازی فرکانس است که باند فرکانس کاری را به کانال های رو به جلو و معکوس تقسیم می کند. محدوده فرکانس پایین برای فرستنده استفاده می شود کانال برگشت. برخی از مدل‌های گیرنده‌های ساده طراحی‌شده برای شبکه‌های FTTH ("فیبر به خانه") کانال بازگشتی را ارائه نمی‌دهند.
استفاده از OP های مختلف برای ساخت SKT هیبریدی روش ساخت شبکه، رزرو کانال، تعداد مشترکین سرویس دهی شده، ارائه را تعیین می کند. خدمات اضافیو غیره. گیرنده های نوری عبارتند از: کانال مستقیمو کانال برگشتی، طراحی های متفاوتی دارند، در محدوده های نوری مختلف کار می کنند، پارامترهای متفاوتی برای پردازش سیگنال فرکانس رادیویی دارند و در حضور درج های مورد استفاده متفاوت هستند.
پارامترهای اصلی گیرنده های نوری:
- طول موج عامل، گیرنده های نوری - دستگاه های باند پهن، که محدوده عملیاتی آنها طول موج 1290 ... 1600 نانومتر را پوشش می دهد، یعنی هر دو پنجره شفاف مورد استفاده در شبکه های HFC.
- محدوده فرکانس سیگنال فرکانس رادیویی تعدیل کننده تلویزیون؛
- سطح توان نوری ورودی، حداکثر بیش از 3 dBm و حداقل برای اطمینان از خروجی SNR مورد نیاز.
- سطح سیگنال فرکانس رادیویی خروجی در یک مقدار معین اعوجاج intermodulation.
- خروجی سطح SNR در قدرت نامیسیگنال نوری در ورودی؛
- مقدار اعوجاج intermodulation مرتبه دوم و سوم، که در توان نامی سیگنال نوری در ورودی، معمولا برابر با 1 dBm، سطح اسمی سیگنال فرکانس رادیویی خروجی و تعداد معینی از ارسال شده تعیین می شود. کانال های تلویزیونیبه عنوان مثال، 42 - طبق استاندارد CENELEC.
طراحی گیرنده های نوریگیرنده های نوری را می توان برای نصب در قفسه طراحی کرد. این OP ها معمولاً برای کار به عنوان بخشی از ایستگاه های نصب شده روی سر، به منظور سازماندهی دریافت مجدد، زمانی که سیگنال خروجی گیرنده نوری به فرستنده نوری و از آن به ستون فقرات نوری PGS می رود، استفاده می شود. برای نصب در ساختمان ها، OP ها به صورت محافظ تولید می شوند کیس های آلومینیومیطراحی شده تا در محدوده دمایی وسیعی کار کند. گیرنده های کانال معکوس در کنار فرستنده های کانال فوروارد نصب شده اند و از نظر ساختاری در محفظه های آلومینیومی ساخته شده اند. برای SKT، جایی که از افزونگی جهتی استفاده می شود، گیرنده های کانال معکوس، 2 در یک، دو گیرنده در یک مورد تولید می شوند.
ساخت شبکه با استفاده از گیرنده های نوری.هنگام ساخت شبکه های تلویزیون کابلی، تمایل به نزدیک شدن اپتیک به مشترک وجود دارد، یعنی. تعداد مشترکین متصل به یک گیرنده کاهش می یابد. در چنین OPهای SKT ممکن است پارامترهای بالایی از نظر SNR، STV، CSO نداشته باشند. سطح توان نوری خروجی آنها (از 0 تا -9 دسی بل) کمتر از منبع تغذیه نوری نصب شده در گروهی از خانه ها (از +3 تا -6 دسی بل) است، یعنی. از گزینه های ارزان تری استفاده می شود. در طول ساخت SKT، جایی که مهم است کنترل از راه دورو کنترل توسط OP با یک فرستنده کنترل اختیاری (SNMP) استفاده می شود.
برای ساخت شبکه‌های اضافی، از گیرنده‌هایی با مشخصات فنی بالا و قابلیت‌های گسترده استفاده می‌شود: وجود مجموعه بزرگی از درج‌ها، تعداد خروجی‌های فعال حداقل دو عدد، وجود فرستنده‌های کانال برگشت، توانایی مقابله با نویز ورودی، حضور کامل کنترل از راه دورو کنترل، قابلیت به خاطر سپردن پارامترهای الکتریکی، قابلیت اندازه گیری سطح یکی از کانال های پخش و ... گیرنده نیز باید دارای پشتیبان برق باشد.
شبکه های کابلی به صورت مرحله ای ساخته می شوند و افزونگی خودکار در حال معرفی است مرحله نهایی. بر مرحله اولیهتنها یک گیرنده نوری در پلتفرم نوری نصب می شود و در مرحله بعد یک گیرنده پشتیبان دوم برای کاهش هزینه های مالی نصب می شود. سوئیچینگ پشتیبانبر اساس کنترل توان نوری ورودی انجام می شود.
گره نوری ممکن است یک فرستنده کانال برگشتی (فرستنده) داشته باشد که در آن یک سوئیچ برای مقابله با نویز ورودی نصب شده است. با وارد کردن تضعیف به کانال برگشت، بخش نویزدار را می توان به سرعت شناسایی و جدا کرد. افزونگی کانال برگشت با نصب دو فرستنده نوری حاصل می شود.
کاهش هزینه های مالی را می توان با استفاده از تقویت کننده های توزیع در شبکه به دست آورد که متعاقباً می توان آنها را با گیرنده های نوری جایگزین کرد. شما می توانید 100-500 مشترک را به یک آمپلی فایر متصل کنید؛ برای 1500 مشترک باید پنج تقویت کننده از این قبیل نصب کنید. هر تقویت کننده مجهز به یک کابل کواکسیال شخصی از گیرنده نوری است که بعداً می تواند با یک اپتیکال جایگزین شود.
یکی از راه حل های امکان پذیر، هنگام ساخت شبکه ها، ممکن است از گیرنده های نوری ترکیبی استفاده شود. چنین OP ها دارای تقویت کننده های داخلی هستند و دارای چندین (معمولاً چهار) خروجی فرکانس رادیویی با سطح خروجی بالا در هر کدام هستند؛ سیگنال چنین خروجی ها از طریق عناصر کواکسیال غیرفعال به مشترکین عرضه می شود.
گیرنده های نوری طیف گسترده ای دارند و به طور معمول، یک تولید کننده چندین نوع گیرنده نوری را برای اهداف مختلف تولید می کند که انتخاب آنها باید با مفهوم کلی ساخت شبکه، امکان افزونگی، ارائه به عموم تعیین شود. خدمات تعاملی.
گیرنده های نوری به طور گسترده در شبکه های کابلی استفاده می شوند.

به بخش فروشگاه اینترنتی مراجعه کنید

اولین گیرنده های نوری برای شبکه های CATV کمی بیش از ده سال پیش ظاهر شدند. از زمان ظهور و توسعه آنها، آنها دستخوش تغییرات قابل توجهی شده اند - هر دو مشخصات فنی، و از نظر هزینه. اجازه دهید یادآوری کنم که اولین گیرنده ها - گره های نوری - به عنوان یک قاعده شامل یک فرستنده کانال برگشت نوری بودند و برای شبکه های تعاملی با پشتیبانی از پروتکل DOCSIS در نظر گرفته شده بودند. وجود یک فرستنده کانال برگشت (و بر این اساس، امکان نصب چنین گره نوری در شبکه با پشتیبانی DOCSIS) در درجه اول با این واقعیت توضیح داده شد که در ایالات متحده آمریکا و در اکثر کشورهای اروپایی تا آن زمان (تقریباً 2000) زیرساخت های کابلی بسیار قدرتمند قبلاً ساخته شده بود که هیچ کس نمی خواست آن را به طور قابل توجهی تغییر دهد و بازسازی کند. این دقیقاً دلیل اصلی توسعه سریع فناوری DOCSIS بود - این امکان را برای مدرن کردن در حال حاضر فراهم کرد. شبکه موجودو آن را تعاملی کنید. آن اولین گره های نوری، به عنوان یک قاعده، به خوشه های کواکسیال بزرگ (تا 2-5 هزار مشترک) خدمت می کردند و دستگاه های بسیار گران قیمتی بودند - قیمت چنین "تکه های آهن" اغلب به دو هزار دلار یا حتی بیشتر می رسید!

اپراتورهای روسی از همکاران آمریکایی و غربی "پیشرفته" خود عقب مانده اند - به دلیل نفوذ نویز (به ویژه در باند کانال برگشت)؛ از سوی دیگر، تجهیزات فعال (به ویژه تقویت کننده ها) برای سازماندهی کانال بازگشت طراحی نشده اند.

اما، همانطور که می گویند، هر ابری دارای پوشش نقره ای است - رونق ساخت شبکه های کابلی در روسیه دقیقاً در زمانی رخ داد که گیرنده های نوری بدون پشتیبانی از کانال برگشت ظاهر شدند، که باعث شد طراحی آنها به طور قابل توجهی ساده شود. ، و در نتیجه کاهش قابل توجهی قیمت. کاهش سریعتر قیمت گیرنده ها نیز به دو دلیل اصلی امکان پذیر شد - فناوری تولید تجهیزات نوری به طور قابل توجهی توسعه یافته است و علاوه بر این، بازار روسیهعلاوه بر تجهیزات شرکت های معروف آمریکایی و غربی، جریانی از تجهیزات ارزان قیمت از کشورهای منطقه آسیا، عمدتاً از چین، سرازیر شد. در همان زمان اولین مدل های گیرنده های تولید داخل شروع به ظهور کردند. ظهور چنین گیرنده‌های نوری ارزان‌قیمتی در بازار، در نهایت به اپراتورهای روسی اجازه داد تا شروع به ساخت شبکه‌های فیبر به خانه (فناوری‌های FTTB/FTTH) کنند. در مورد تعامل و انتقال داده ها، تجهیزات شبکه برای این کار استفاده شد - به موازات شبکه CATV (در سایر فیبرها)، یک شبکه انتقال داده (مترو اترنت نوری) مستقر شد.

علاوه بر کنار گذاشتن فرستنده‌های کانال برگشت، دو روند اصلی در توسعه گیرنده‌های نوری برای شبکه‌های CATV پدیدار شد - اول اینکه گیرنده‌هایی با سطوح خروجی بالا (حدود 107-110 dBμV و حتی بالاتر) شروع به ظاهر شدن در بازار کردند. این دلیل ظهور و توسعه فناوری FTLA - Fiber To the Last Active (آخرین عنصر فعالبرخط). نام این فناوری برای خود صحبت می کند - پس از چنین گیرنده هایی با سطوح خروجی بالا (در طول ساخت "اپتیک در خانه")، نیاز به نصب تقویت کننده های کواکسیال خانگی ناپدید شد. استفاده از گیرنده های نسبتا گران قیمت با سطوح خروجی بالا در مقایسه با گیرنده های ارزان قیمت اما با سطوح خروجی پایین دارای تعدادی پیامد است. مزایای فنی، و اغلب از نظر اقتصادی توجیه می شود (لیست انتشارات مقاله را ببینید).

متعاقبا، تمایل به دریافت یک گیرنده نوری کلاس FTTH (یعنی با سطح خروجی بالا) ایجاد شد و در عین حال، چنین گیرنده ای می تواند در سطوح کاهش یافته استبرق نوری ورودی اجازه دهید یادآوری کنم که اولین گیرنده هایی که به خوشه های کواکسیال بزرگ سرویس می دهند، برای دستیابی به حاشیه سیگنال به نویز خوب، باید سیگنال نوری در ورودی با سطح حدود 1 مگاوات (0 dBm) داشته باشند. توسعه فناوری فیبر به خانه (FTTB/FTTH) الزامات پارامتر سیگنال به نویز در خروجی گیرنده را به میزان قابل توجهی کاهش داده است - کاهش سطح توان نوری ورودی به سطح - 3-4-dBm (و گاهی اوقات کمتر). اما مشکل اینجاست: با کاهش توان نوری ورودی، کاهش قابل توجهی در سطح سیگنال RF در خروجی گیرنده نیز وجود داشت. این کاهش از قانون یک به دو پیروی می کند - هنگامی که سطح سیگنال نوری ورودی 1 dBm کاهش می یابد، سیگنال RF خروجی 2 dBμV کاهش می یابد. برای جلوگیری از چنین کاهشی در سطح خروجی و به طور کلی مستقل کردن آن از تغییرات احتمالی در سطح سیگنال نوری در شبکه، ایده استفاده از یک سیستم AGC به عنوان بخشی از یک گیرنده نوری مطرح شد.

بنابراین، حدود سه یا چهار سال پیش در طرح کلیشکل گیری بازاری برای گیرنده های نوری اتفاق افتاد که انواع اصلی آن را امروزه می بینیم:

– واحدهای گیرنده نوری با قابلیت نصب فرستنده کانال برگشتی. هزینه - از حدود 200-300 دلار برای "مهاجران" از کشورهای منطقه آسیا، تا 700-1000 دلار برای "برادران" نجیب تر آنها.

– گیرنده های نوری ارزان قیمت بدون کانال برگشتی، طراحی نسبتاً ساده و با سطوح خروجی 100-110 dBμV (مبدا، به طور معمول، چین).

- گیرنده هایی که به طور خاص برای شبکه های فیبر به خانه طراحی شده اند - بدون کانال برگشتی، با سطح خروجی بالا (107-115 dBμV) و عملکرد AGC داخلی. چنین گیرنده هایی اغلب دارای زنگ ها و سوت های اضافی هستند که کمی بعد در مورد آنها صحبت خواهیم کرد. شاخص هزینه از 120 تا 130 تا 230 تا 250 دلار است.

من می خواهم توجه داشته باشم که درجه بندی فوق دلخواه است و هدف آن این نیست که تمام آن مدل هایی را که در بازار وجود دارند، به طور دقیق نظام مند کند. کلاس اول گیرنده ها در در حال حاضرنسبتاً نادر شده است - به عنوان یک قاعده، گره های نوری فقط در شبکه هایی استفاده می شوند که برای پشتیبانی از پروتکل DOCSIS (از قبل ساخته شده یا در حال مدرن سازی) طراحی شده اند.

در مورد رسیورهای دسته دوم، اکثریت بازار این رسیورها در حال حاضر در اختیار گیرنده های کشورهای منطقه آسیاست، البته مدل هایی هم از تولید داخل و هم از برندهای معروف خارجی وجود دارد. این گیرنده ها ساده ترین و ارزان ترین هستند، قیمت برخی از آنها به 70-80 دلار کاهش می یابد. گیرنده های این کلاس برای مدت طولانی محبوب ترین بودند تا اینکه نسل بعدی گیرنده ها ظاهر شدند که رقابت قابل توجهی به آنها داد.

اولین گیرنده شناخته شده این نسل جدید گیرنده Lambda Pro 50 (Vector) بود. سطح خروجی بالا، وجود عملکرد AGC و همچنین عملکرد راحت، این گیرنده را در واقع برای چند سال مورد علاقه بازار قرار داده است - آرزوی تولید کنندگان دیگر (از جمله منطقه آسیا) برای ساخت یک آنالوگ ارزان تر برای مدت طولانی. موفقیت چشمگیری نداشت.

با این حال، زندگی ثابت نمی ماند و در یک سال و نیم گذشته چندین مدل جدید از این کلاس از گیرنده ها ظاهر شده است که می خواهم با جزئیات بیشتر در مورد آنها صحبت کنم.

گیرنده‌های CXE800/CXE880 (TELESTE)

یکی از شرکت های تولیدی معروفشرکت اروپایی Teleste بود که روی ایجاد گیرنده های موثر "اپتیک به خانه" کار کرد. محصولات این شرکت مدتهاست که نه تنها در سراسر جهان، بلکه در بازار روسیه نیز شناخته شده است. تجهیزات Teleste نه تنها به دلیل ویژگی های فنی عالی، بلکه به دلیل قابلیت اطمینان استثنایی آن محبوبیت زیادی به دست آورده است. من می خواهم توجه داشته باشم که فنلاند کشوری با آب و هوای خشن است و تجهیزات آن برای آن دسته از اپراتورهای روسی که تقاضاهای زیادی در شرایط آب و هوایی دارند مناسب است. ظاهرگیرنده CXE800 و بلوک دیاگرام آن به ترتیب در شکل 1 ارائه شده است. 1 و 2.

گیرنده CXE800 (Teleste) یک خروجی RF دارد (خروجی دوم را می توان به راحتی با نصب یک جداکننده یا کوپلر مخصوص استفاده کرد). این یک گیرنده FTTH معمولی است که کانال بازگشتی ندارد و مفهومی نسبتاً ساده دارد. مرحله خروجی گیرنده با استفاده از فناوری GaAs MESFET سازماندهی شده است که به سطح خروجی بالایی (تا 118 dBμV) می رسد. CXE800 دارای یک سیستم AGC داخلی بر اساس سطح توان نوری ورودی است که ثابت بودن را تضمین می کند. سطح بالاسیگنال RF هنگامی که سیگنال نوری ورودی تغییر می کند (عمق AGC dBm 0-7- است). محفظه ریخته گری فلزی به طور قابل توجهی انتقال حرارت را در حین کار گیرنده افزایش می دهد و خطر گرم شدن بیش از حد را کاهش می دهد. گیرنده برق محلی (165-255 ولت) است و بسیار متفاوت است طیف گسترده ایدمای عملیاتی - از -40 تا +55 درجه سانتیگراد - تعداد کمی از تولید کنندگان می توانند به چنین مقادیری ببالند! علاوه بر این، من می خواهم به محافظت بالای CXE800 در برابر تداخل الکترومغناطیسی و تخلیه صاعقه توجه کنم - Teleste مقاومت در برابر تداخل ضربه ای با پتانسیل تا 6 کیلو ولت را تضمین می کند!

برای اپراتورهایی که از فناوری DOCSIS استفاده می‌کنند، یک نسخه ویژه منتشر شده از گیرنده مبتنی بر CXE800، گره نوری CXE880 است که دارای فرستنده کانال بازگشتی FP داخلی است. این واحد به دلیل سادگی نسبی طراحی در مقایسه با بسیاری از مدل های رقابتی سایر سازندگان مشهور و بر این اساس، قیمت پایین تر متمایز است. گره CXE880 بسته به نیاز مشتری می تواند به صورت محلی یا از راه دور تغذیه شود.

من می خواهم توجه داشته باشم که گیرنده های CXE800 در حال حاضر با موفقیت در بسیاری از آنها استفاده می شود شبکه های روسی. این گیرنده بود که توسط گروه شرکت های Stream TV به عنوان گیرنده اصلی برای ساخت شبکه های نوری در بسیاری از شهرهای روسیه انتخاب شد.

گیرنده های OD002 و OD100 (TERRA)

تجهیزات Terra نیز برای اپراتورهای کابلی شناخته شده است - با نسبت قیمت به کیفیت مطلوب، سطح عملکرد اروپایی و قابلیت اطمینان بالا متمایز می شود. گیرنده‌های OD002 و OD100 توسط Terra به‌طور خاص به‌عنوان گیرنده‌هایی برای شبکه‌های فیبر به خانه که از پروتکل DOCSIS استفاده نمی‌کنند و انتقال داده‌ها روی فیبرهای موازی (معمولاً Metro-Ethernet) انجام می‌شود، توسعه داده شدند. مدل‌های OD002 و OD100 (شکل 3 و 4) - با منبع تغذیه محلی، تقریباً عملکرد یکسانی دارند و در اولین تقریب، تنها در سطوح مختلف خروجی سیگنال RF متفاوت هستند. همانطور که تمرین نشان داده است، همه اپراتورها به سطح خروجی 113 dBμV نیاز ندارند (این دقیقاً سطح کارکرد OD100 با AGC روشن است) - اغلب می توانید با سطح خروجی پایین تر از پس آن برآیید و هزینه گیرنده می تواند کاهش یابد. به طور قابل توجهی کاهش می یابد (به ترتیب مرحله خروجی قدرتمندتر، مصرف انرژی و انتقال حرارت کمتر، و بدنه ساده تر). بنابراین سطح کارکرد گیرنده OD002 تا 107 dBμV می باشد که باعث شده تا بیش از یک و نیم برابر هزینه آن کاهش یابد! محفظه گیرنده های OD ریخته گری شده است که انتقال حرارت آنها را بهبود می بخشد و خطر گرم شدن بیش از حد را کاهش می دهد. گیرنده های OD002 و OD100 دارای یک خروجی RF هستند و دارای یک سیستم AGC داخلی بر اساس سطح سیگنال نوری ورودی هستند. محدوده عملکرد AGC بسیار گسترده است - از -7 تا +2 dBm. علاوه بر این، این گیرنده ها پارامترهای نویز بسیار خوبی دارند - همانطور که تمرین نشان داده است، می توان از این گیرنده ها در سطوح سیگنال ورودی نزدیک به حد پایین محدوده AGC (به عنوان مثال -6 dBm) بدون "نویز" قابل توجهی استفاده کرد. علامت.

من می خواهم به ویژه به وجود چنین گزینه داخلی در خانواده گیرنده OD به عنوان وجود یک نشانگر دیجیتال کریستال مایع اشاره کنم که می تواند برای نمایش سطح قدرت نوری در ورودی گیرنده با استفاده از یک داخلی استفاده شود. سیستم اندازه گیری. علاوه بر این، همین نشانگر برای نمایش پارامترهای سیگنال RF در حالت راه اندازی عمل می کند. همچنین جالب است که پارامترهای خروجی بدون کمک ماژول‌های درج، با استفاده از یک ریزپردازنده داخلی و کنترل دکمه‌ای پیکربندی می‌شوند. هنگامی که برق خاموش می شود، تنظیمات در حافظه گیرنده ذخیره می شود. همه اینها به شما امکان می دهد تا نصب و پیکربندی گیرنده را به طور قابل توجهی ساده کنید و بدون تجهیزات اندازه گیری اضافی انجام دهید ، که به ویژه هنگام ساخت شبکه هایی با نفوذ نوری عمیق ، هنگام هزینه های نصب و نگهداری مهم است. مقدار زیادگیرنده ها بسیار مهم می شوند.

گیرنده OD120 (TERRA)

اگرچه گیرنده OD120 بر اساس مدل OD100 است، من فکر می کنم منطقی است که آن را برجسته کنیم، به خصوص از آنجایی که روشن است این لحظهیکی از مدرن ترین و کاربردی ترین دستگاه های موجود در بازار امروز. این گیرنده جالب است زیرا توانایی نظارت و کنترل از راه دور پارامترهای اصلی خود را با استفاده از یک آداپتور اترنت UD210 یکپارچه اجرا می کند. یکی دیگه ویژگی جالبمدل OD120 به این صورت است که یک برد رابط دیجیتال به طراحی گیرنده اضافه شده است (شکل 5) که گیرنده را با دستگاه های خارجی. بنابراین، به طور خاص، روی این برد کنتاکت هایی برای کنترل رله برق وجود دارد سوئیچ شبکه(سوئیچ)، و اگر سوئیچ یخ زد، می توان آن را مجددا راه اندازی کرد. علاوه بر این، از برد رابط دیجیتال برای بازیابی اطلاعات از یک سنسور هشدار خارجی (به عنوان مثال، یک سنسور برای باز کردن جعبه ای که تجهیزات در آن قرار دارد) و همچنین اطلاعات مربوط به حالت عملکرد دستگاه استفاده می شود. منبع تغذیه اضطراری(UPS). بیشترین مقدارگیرنده های OD120 در شبکه فقط با تعداد آدرس های IP رایگان در شبکه اپراتور محدود می شوند. گیرنده OD120 همراه است توضیحات منحصر به فردپارامترها (مجموعه فایل های MIB) برای پروتکل SNMP(نسخه v2c). در این فایل های MIB، پارامترها به سه دسته تقسیم می شوند:

- فقط خواندنی،
- قابل خواندن و تنظیم،
- پیام های ارسال شده (TRAP).

اما برخی از توضیحات موجود در فایل MIB (مانند نام گیرنده و محل آن) توسط اپراتور شبکه قابل تعیین است که در هنگام نگهداری شبکه بسیار راحت است.

پارامترهای خوانده شده شامل شماره سریال گیرنده، سطح توان نوری ورودی، دمای کارولتاژ در خروجی منبع تغذیه و غیره. گروه دوم پارامترها مقادیر تضعیف کننده ها و تصحیح کننده های بین مرحله ای، فعال شدن سیستم AGC، مقادیر آستانه پارامترهایی هستند که سیگنال های مربوط به آنها را نشان می دهد. موقعیت های اضطراری(آلارم). پیام ها منتقل شد(TRAP) خود آلارم ها هستند که نشان دهنده نقص یا انحراف پارامترها از حداکثر مقادیر مجاز تنظیم هستند. مجموعه ای از فایل های MIB به شما امکان می دهد گیرنده نوری OD120 را در سیستم نظارت و مدیریت اپراتور شبکه یکپارچه کنید. پارامترهای آداپتور UD210 مانند آدرس IP، ماسک شبکه، نام کاربری، رمز عبور و ... را می توان به راحتی با اتصال کامپیوتر با کارت شبکه تنظیم کرد. یک کلاینت Telnet برای ویندوز برای اتصال استفاده می شود.

توانایی نظارت و کنترل از راه دور پارامترهای اجرا شده در گیرنده OD120، آن را به یک راه حل بسیار جذاب برای آن دسته از اپراتورهایی تبدیل می کند که به قابلیت اطمینان خدمات خود اهمیت می دهند و از ابزارهای فنی مدرن برای نظارت و نگهداری شبکه خود استفاده می کنند.

در پایان، می‌خواهم اضافه کنم که طیف گسترده‌ای از مدل‌های گیرنده نوری در حال حاضر در بازار می‌تواند تقریباً نیازهای هر اپراتور را برآورده کند.

اولین گیرنده های نوری برای شبکه های CATV کمی بیش از ده سال پیش ظاهر شدند. از زمان ظهور و توسعه آنها، آنها دستخوش تغییرات قابل توجهی شده اند - هم در مشخصات فنی و هم در شاخص های هزینه. اجازه دهید یادآوری کنم که اولین گیرنده ها - گره های نوری - به عنوان یک قاعده شامل یک فرستنده کانال برگشت نوری بودند و برای شبکه های تعاملی با پشتیبانی از پروتکل DOCSIS در نظر گرفته شده بودند. وجود یک فرستنده کانال برگشت (و بر این اساس، امکان نصب چنین گره نوری در شبکه با پشتیبانی DOCSIS) در درجه اول با این واقعیت توضیح داده شد که در ایالات متحده آمریکا و در اکثر کشورهای اروپایی تا آن زمان (تقریباً 2000) زیرساخت های کابلی بسیار قدرتمند قبلاً ساخته شده بود که هیچ کس نمی خواست آن را به طور قابل توجهی تغییر دهد و بازسازی کند. این دقیقاً دلیل اصلی توسعه سریع فناوری DOCSIS بود - این امکان را فراهم کرد که یک شبکه موجود را مدرن کرده و آن را با حداقل هزینه و در کوتاه ترین زمان ممکن تعاملی کند. آن اولین گره های نوری، به عنوان یک قاعده، به خوشه های کواکسیال بزرگ (تا 2-5 هزار مشترک) خدمت می کردند و دستگاه های بسیار گران قیمتی بودند - قیمت چنین "تکه های آهن" اغلب به دو هزار دلار یا حتی بیشتر می رسید!

اپراتورهای روسی از همکاران آمریکایی و غربی "پیشرفته" خود عقب مانده اند - به دلیل نفوذ نویز (به ویژه در باند کانال برگشت)؛ از سوی دیگر، تجهیزات فعال (به ویژه تقویت کننده ها) برای سازماندهی کانال بازگشت طراحی نشده اند.

اما، همانطور که می گویند، هر ابری دارای پوشش نقره ای است - رونق ساخت شبکه های کابلی در روسیه دقیقاً در زمانی رخ داد که گیرنده های نوری بدون پشتیبانی از کانال برگشت ظاهر شدند، که باعث شد طراحی آنها به طور قابل توجهی ساده شود. ، و در نتیجه کاهش قابل توجهی قیمت. کاهش سریع قیمت گیرنده ها نیز به دو دلیل اصلی امکان پذیر شد - فناوری تولید تجهیزات نوری به طور قابل توجهی توسعه یافته است و علاوه بر تجهیزات شرکت های مشهور آمریکایی و غربی، جریانی از تجهیزات ارزان قیمت از کشورهای منطقه آسیا به بازار روسیه، در درجه اول از چین، سرازیر شده است. در همان زمان اولین مدل های گیرنده های تولید داخل شروع به ظهور کردند. ظهور چنین گیرنده‌های نوری ارزان‌قیمتی در بازار، در نهایت به اپراتورهای روسی اجازه داد تا شروع به ساخت شبکه‌های فیبر به خانه (فناوری‌های FTTB/FTTH) کنند. در مورد تعامل و انتقال داده ها، تجهیزات شبکه برای این کار استفاده شد - به موازات شبکه CATV (در سایر فیبرها)، یک شبکه انتقال داده (مترو اترنت نوری) مستقر شد.

علاوه بر کنار گذاشتن فرستنده‌های کانال برگشت، دو روند اصلی در توسعه گیرنده‌های نوری برای شبکه‌های CATV پدیدار شد - اول اینکه گیرنده‌هایی با سطوح خروجی بالا (حدود 107-110 dBμV و حتی بالاتر) شروع به ظاهر شدن در بازار کردند. این دلیل ظهور و توسعه فناوری FTLA - Fiber To the Last Active (آخرین عنصر فعال در شبکه) بود. نام این فناوری برای خود صحبت می کند - پس از چنین گیرنده هایی با سطوح خروجی بالا (در طول ساخت "اپتیک در خانه")، نیاز به نصب تقویت کننده های کواکسیال خانگی ناپدید شد. استفاده از گیرنده های نسبتا گران قیمت با سطح خروجی بالا در مقایسه با گیرنده های ارزان اما با سطح خروجی پایین دارای تعدادی مزیت فنی است و اغلب از نظر اقتصادی توجیه می شود (لیست انتشارات مقاله را ببینید).

متعاقباً تمایل به دستیابی به یک گیرنده نوری از کلاس FTTH (یعنی با سطح خروجی بالا) وجود داشت و در عین حال چنین گیرنده ای می توانست در سطوح کاهش یافته قدرت نوری ورودی کار کند. اجازه دهید یادآوری کنم که اولین گیرنده هایی که به خوشه های کواکسیال بزرگ سرویس می دهند، برای دستیابی به حاشیه سیگنال به نویز خوب، باید سیگنال نوری در ورودی با سطح حدود 1 مگاوات (0 dBm) داشته باشند. توسعه فناوری فیبر به خانه (FTTB/FTTH) الزامات پارامتر سیگنال به نویز در خروجی گیرنده را به میزان قابل توجهی کاهش داده است - کاهش سطح توان نوری ورودی به سطح - 3-4-dBm (و گاهی اوقات کمتر). اما مشکل اینجاست: با کاهش توان نوری ورودی، کاهش قابل توجهی در سطح سیگنال RF در خروجی گیرنده نیز وجود داشت. این کاهش از قانون یک به دو پیروی می کند - هنگامی که سطح سیگنال نوری ورودی 1 dBm کاهش می یابد، سیگنال RF خروجی 2 dBμV کاهش می یابد. برای جلوگیری از چنین کاهشی در سطح خروجی و به طور کلی مستقل کردن آن از تغییرات احتمالی در سطح سیگنال نوری در شبکه، ایده استفاده از یک سیستم AGC به عنوان بخشی از یک گیرنده نوری مطرح شد.

بنابراین، حدود سه چهار سال پیش، به طور کلی، شکل گیری بازار گیرنده های نوری اتفاق افتاد که انواع اصلی آن را اکنون می بینیم:

– واحدهای گیرنده نوری با قابلیت نصب فرستنده کانال برگشتی. هزینه - از حدود 200-300 دلار برای "مهاجران" از کشورهای منطقه آسیا، تا 700-1000 دلار برای "برادران" نجیب تر آنها.

– گیرنده های نوری ارزان قیمت بدون کانال برگشتی، طراحی نسبتاً ساده و با سطوح خروجی 100-110 dBμV (مبدا، به طور معمول، چین).

- گیرنده هایی که به طور خاص برای شبکه های فیبر به خانه طراحی شده اند - بدون کانال برگشتی، با سطح خروجی بالا (107-115 dBμV) و عملکرد AGC داخلی. چنین گیرنده هایی اغلب دارای زنگ ها و سوت های اضافی هستند که کمی بعد در مورد آنها صحبت خواهیم کرد. شاخص هزینه از 120 تا 130 تا 230 تا 250 دلار است.

من می خواهم توجه داشته باشم که درجه بندی فوق دلخواه است و هدف آن این نیست که تمام آن مدل هایی را که در بازار وجود دارند، به طور دقیق نظام مند کند. کلاس اول گیرنده ها اکنون نسبتاً کمیاب شده است - به عنوان یک قاعده، گره های نوری فقط در شبکه هایی استفاده می شوند که برای پشتیبانی از پروتکل DOCSIS طراحی شده اند (از قبل ساخته شده یا در حال مدرن سازی).

در مورد رسیورهای دسته دوم، اکثریت بازار این رسیورها در حال حاضر در اختیار گیرنده های کشورهای منطقه آسیاست، البته مدل هایی هم از تولید داخل و هم از برندهای معروف خارجی وجود دارد. این گیرنده ها ساده ترین و ارزان ترین هستند، قیمت برخی از آنها به 70-80 دلار کاهش می یابد. گیرنده های این کلاس برای مدت طولانی محبوب ترین بودند تا اینکه نسل بعدی گیرنده ها ظاهر شدند که رقابت قابل توجهی به آنها داد.

اولین گیرنده شناخته شده این نسل جدید گیرنده Lambda Pro 50 (Vector) بود. سطح خروجی بالا، وجود عملکرد AGC و همچنین عملکرد راحت، این گیرنده را در واقع برای چند سال مورد علاقه بازار قرار داده است - آرزوی تولید کنندگان دیگر (از جمله منطقه آسیا) برای ساخت یک آنالوگ ارزان تر برای مدت طولانی. موفقیت چشمگیری نداشت.

با این حال، زندگی ثابت نمی ماند و در یک سال و نیم گذشته چندین مدل جدید از این کلاس از گیرنده ها ظاهر شده است که می خواهم با جزئیات بیشتر در مورد آنها صحبت کنم.

گیرنده‌های CXE800/CXE880 (TELESTE)

یکی از شرکت های تولیدی معروفی که روی ایجاد گیرنده های موثر "اپتیک به خانه" کار می کند، شرکت اروپایی Teleste بود. محصولات این شرکت مدتهاست که نه تنها در سراسر جهان، بلکه در بازار روسیه نیز شناخته شده است. تجهیزات Teleste نه تنها به دلیل ویژگی های فنی عالی، بلکه به دلیل قابلیت اطمینان استثنایی آن محبوبیت زیادی به دست آورده است. من می خواهم توجه داشته باشم که فنلاند کشوری با آب و هوای خشن است و تجهیزات آن برای آن دسته از اپراتورهای روسی که تقاضاهای زیادی در شرایط آب و هوایی دارند مناسب است. ظاهر گیرنده CXE800 و بلوک دیاگرام آن به ترتیب در شکل 1 نشان داده شده است. 1 و 2.

گیرنده CXE800 (Teleste) یک خروجی RF دارد (خروجی دوم را می توان به راحتی با نصب یک جداکننده یا کوپلر مخصوص استفاده کرد). این یک گیرنده FTTH معمولی است که کانال بازگشتی ندارد و مفهومی نسبتاً ساده دارد. مرحله خروجی گیرنده با استفاده از فناوری GaAs MESFET سازماندهی شده است که به سطح خروجی بالایی (تا 118 dBμV) می رسد. CXE800 دارای یک سیستم AGC داخلی بر اساس سطح توان نوری ورودی است که با تغییر سیگنال نوری ورودی، سطح بالای ثابت سیگنال RF را تضمین می کند (عمق AGC 7-0 dBm است). محفظه ریخته گری فلزی به طور قابل توجهی انتقال حرارت را در حین کار گیرنده افزایش می دهد و خطر گرم شدن بیش از حد را کاهش می دهد. گیرنده دارای منبع تغذیه محلی (165-255 ولت) است و دارای طیف وسیعی از دمای عملیاتی است - از -40 تا +55 درجه سانتیگراد - تولیدکنندگان کمی می توانند از چنین مقادیری به خود ببالند! علاوه بر این، من می خواهم به محافظت بالای CXE800 در برابر تداخل الکترومغناطیسی و تخلیه صاعقه توجه کنم - Teleste مقاومت در برابر تداخل ضربه ای با پتانسیل تا 6 کیلو ولت را تضمین می کند!

برای اپراتورهایی که از فناوری DOCSIS استفاده می‌کنند، یک نسخه ویژه منتشر شده از گیرنده مبتنی بر CXE800، گره نوری CXE880 است که دارای فرستنده کانال بازگشتی FP داخلی است. این واحد به دلیل سادگی نسبی طراحی در مقایسه با بسیاری از مدل های رقابتی سایر سازندگان مشهور و بر این اساس، قیمت پایین تر متمایز است. گره CXE880 بسته به نیاز مشتری می تواند به صورت محلی یا از راه دور تغذیه شود.

می خواهم توجه داشته باشم که گیرنده های CXE800 در حال حاضر با موفقیت در بسیاری از شبکه های روسی استفاده می شوند. این گیرنده بود که توسط گروه شرکت های Stream TV به عنوان گیرنده اصلی برای ساخت شبکه های نوری در بسیاری از شهرهای روسیه انتخاب شد.

گیرنده های OD002 و OD100 (TERRA)

تجهیزات Terra نیز برای اپراتورهای کابلی شناخته شده است - با نسبت قیمت به کیفیت مطلوب، سطح عملکرد اروپایی و قابلیت اطمینان بالا متمایز می شود. گیرنده‌های OD002 و OD100 توسط Terra به‌طور خاص به‌عنوان گیرنده‌هایی برای شبکه‌های فیبر به خانه که از پروتکل DOCSIS استفاده نمی‌کنند و انتقال داده‌ها روی فیبرهای موازی (معمولاً Metro-Ethernet) انجام می‌شود، توسعه داده شدند. مدل‌های OD002 و OD100 (شکل 3 و 4) - با منبع تغذیه محلی، تقریباً عملکرد یکسانی دارند و در اولین تقریب، تنها در سطوح مختلف خروجی سیگنال RF متفاوت هستند. همانطور که تمرین نشان داده است، همه اپراتورها به سطح خروجی 113 dBμV نیاز ندارند (این دقیقاً سطح کارکرد OD100 با AGC روشن است) - اغلب می توانید با سطح خروجی پایین تر از پس آن برآیید و هزینه گیرنده می تواند کاهش یابد. به طور قابل توجهی کاهش می یابد (به ترتیب مرحله خروجی قدرتمندتر، مصرف انرژی و انتقال حرارت کمتر، و بدنه ساده تر). بنابراین سطح کارکرد گیرنده OD002 تا 107 dBμV می باشد که باعث شده تا بیش از یک و نیم برابر هزینه آن کاهش یابد! محفظه گیرنده های OD ریخته گری شده است که انتقال حرارت آنها را بهبود می بخشد و خطر گرم شدن بیش از حد را کاهش می دهد. گیرنده های OD002 و OD100 دارای یک خروجی RF هستند و دارای یک سیستم AGC داخلی بر اساس سطح سیگنال نوری ورودی هستند. محدوده عملکرد AGC بسیار گسترده است - از -7 تا +2 dBm. علاوه بر این، این گیرنده ها پارامترهای نویز بسیار خوبی دارند - همانطور که تمرین نشان داده است، می توان از این گیرنده ها در سطوح سیگنال ورودی نزدیک به حد پایین محدوده AGC (به عنوان مثال -6 dBm) بدون "نویز" قابل توجهی استفاده کرد. علامت.

من می خواهم به ویژه به وجود چنین گزینه داخلی در خانواده گیرنده OD به عنوان وجود یک نشانگر دیجیتال کریستال مایع اشاره کنم که می تواند برای نمایش سطح قدرت نوری در ورودی گیرنده با استفاده از یک داخلی استفاده شود. سیستم اندازه گیری. علاوه بر این، همین نشانگر برای نمایش پارامترهای سیگنال RF در حالت راه اندازی عمل می کند. همچنین جالب است که پارامترهای خروجی بدون کمک ماژول‌های درج، با استفاده از یک ریزپردازنده داخلی و کنترل دکمه‌ای پیکربندی می‌شوند. هنگامی که برق خاموش می شود، تنظیمات در حافظه گیرنده ذخیره می شود. همه اینها به شما امکان می دهد تا نصب و پیکربندی گیرنده را به طور قابل توجهی ساده کنید و بدون تجهیزات اندازه گیری اضافی انجام دهید، که به ویژه هنگام ساخت شبکه هایی با نفوذ نوری عمیق، زمانی که هزینه های نصب و نگهداری تعداد زیادی گیرنده بسیار قابل توجه می شود، مهم است.

گیرنده OD120 (TERRA)

اگرچه گیرنده OD120 مبتنی بر مدل OD100 است، من فکر می کنم منطقی است که آن را برجسته کنیم زیرا در حال حاضر یکی از مدرن ترین و کاربردی ترین دستگاه های موجود در بازار است. این گیرنده جالب است زیرا توانایی نظارت و کنترل از راه دور پارامترهای اصلی خود را با استفاده از یک آداپتور اترنت UD210 یکپارچه اجرا می کند. یکی دیگر از ویژگی های جالب مدل OD120 این است که یک برد رابط دیجیتال به طراحی گیرنده اضافه شده است (شکل 5) که گیرنده را با دستگاه های خارجی تعامل می کند. بنابراین، به طور خاص، این برد حاوی کنتاکت هایی برای کنترل رله برق سوئیچ شبکه است و در صورت یخ زدن سوئیچ، می توان آن را مجددا راه اندازی کرد. علاوه بر این، برد رابط دیجیتال برای بازیابی اطلاعات از یک سنسور هشدار خارجی (به عنوان مثال، یک سنسور باز برای جعبه ای که تجهیزات در آن قرار دارد) و همچنین اطلاعات مربوط به حالت عملکرد منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) استفاده می شود. ). حداکثر تعداد گیرنده های OD120 در شبکه فقط با تعداد آدرس های IP رایگان در شبکه اپراتور محدود می شود. گیرنده OD120 با توضیحات پارامتر منحصر به فرد (مجموعه ای از فایل های MIB) برای پروتکل SNMP (نسخه v2c) ارائه می شود. در این فایل های MIB، پارامترها به سه دسته تقسیم می شوند:

- فقط خواندنی،
- قابل خواندن و تنظیم،
- پیام های ارسال شده (TRAP).

اما برخی از توضیحات موجود در فایل MIB (مانند نام گیرنده و محل آن) توسط اپراتور شبکه قابل تعیین است که در هنگام نگهداری شبکه بسیار راحت است.

پارامترهای خوانده شده شامل شماره سریال گیرنده، سطح توان نوری ورودی، دمای کارکرد، ولتاژ در خروجی منبع تغذیه و غیره است. سیستم AGC، مقادیر آستانه پارامترهایی است که در آن سیگنال‌هایی در مورد موقعیت‌های غیرعادی تولید می‌شوند (آژار). پیام های ارسالی (TRAP) خود آلارم ها هستند که نشان دهنده نقص یا انحراف پارامترها از حداکثر مقادیر مجاز تنظیم هستند. مجموعه ای از فایل های MIB به شما امکان می دهد گیرنده نوری OD120 را در سیستم نظارت و مدیریت اپراتور شبکه یکپارچه کنید. پارامترهای آداپتور UD210 مانند آدرس IP، ماسک شبکه، نام کاربری، رمز عبور و ... را می توان به راحتی با اتصال کامپیوتر با کارت شبکه تنظیم کرد. یک کلاینت Telnet برای ویندوز برای اتصال استفاده می شود.

توانایی نظارت و کنترل از راه دور پارامترهای اجرا شده در گیرنده OD120، آن را به یک راه حل بسیار جذاب برای آن دسته از اپراتورهایی تبدیل می کند که به قابلیت اطمینان خدمات خود اهمیت می دهند و از ابزارهای فنی مدرن برای نظارت و نگهداری شبکه خود استفاده می کنند.

در پایان، می‌خواهم اضافه کنم که طیف گسترده‌ای از مدل‌های گیرنده نوری در حال حاضر در بازار می‌تواند تقریباً نیازهای هر اپراتور را برآورده کند.

گیرنده نوری یک دستگاه الکترواپتیکال برای تبدیل سیگنال های نوری به سیگنال های الکتریکی است. از یک آشکارساز نوری و اجزای اتصال میانی بین ورودی نوری و خروجی کواکسیال تشکیل شده است. ورودی گیرنده نوری با یک سیگنال نوری از خروجی فیبر تامین می شود. خط نوری. گیرنده سیگنال الکتریکی دریافتی را پردازش می کند، آن را تقویت می کند و پالس های جریان را به پالس های ولتاژ تبدیل می کند تا سیگنال خروجی گیرنده با سیستم انتقال فرکانس رادیویی که به خروجی آن متصل است سازگار باشد. این پارامترهای گیرنده نوری است که تا حد زیادی تعیین می کند قابلیت های فنیسیستم توزیع شامل طول بخش بازسازی، باند فرکانس کاری کانال معکوس و کیفیت سیگنال خروجی.

عوامل کلیدی در انتخاب گیرنده های نوری

1. حساسیت ردیاب نوری با نسبت ولتاژ خروجی آن به توان نوری ورودی اندازه گیری می شود.

2. راندمان کوانتومی این ویژگی مشابه حساسیت یک دیود است که به صورت نسبت تعداد فوتون‌هایی که روی دیود فرو می‌روند به تعداد الکترون‌های تولید شده توسط آنها بیان می‌شود و جریانی را در مدار خارجی تشکیل می‌دهند. بازده 1 (یا 100%) به این معنی است که هر فوتون جریان مدار خارجی را یک الکترون افزایش می دهد.

3. جریان تاریک حتی در غیاب نور فرودی، به دلیل تولید حرارتی جفت الکترون-حفره، مقداری جریان از دیود عبور می کند. این جریان که بزرگی آن به دمای دستگاه بستگی دارد جریان تاریک یا نشتی نامیده می شود.

4. توان نویز معادل یا متوسط ​​(NEP). این توان سیگنال rms مورد نیاز برای تولید نسبت واحد سیگنال به نویز یا حداقل توان نوری مورد نیاز برای تولید جریانی برابر با جریان نویز ذاتی rms دستگاه است که مشابه آستانه تشخیص حرارتی گیرنده است.

5. زمان افزایش (زمان پاسخ). این مدت زمانی است که طول می کشد تا آشکارساز سطح خروجی خود را افزایش دهد. سیگنال الکتریکی 10 تا 90 درصد اوج ارزش. این زمان می تواند برای دیودهای بهمنی از مرتبه 1، برای دیودهای پین حدود 3 تا 4 باشد و به ولتاژ بایاس بستگی دارد.

6. ولتاژ بایاس. هنگام کار با جریان، آشکارساز نیاز به تعصب دارد منطقه کاربا اعمال ولتاژ بایاس به آن. به طور معمول، دیودهای پین به کمتر از 100 ولت بایاس نیاز دارند، در حالی که دیودهای بهمنی به اعمال چندین هزار ولت نیاز دارند. این واقعیت که اعمال ولتاژ بایاس دمای ردیاب نوری را افزایش می دهد، تأثیر آن بر زمان پاسخ، جریان تاریک و حساسیت دستگاه را توضیح می دهد. با افزایش تعصب، ویژگی های عملکرد فتودیود تغییر می کند.

عنصر اصلی گیرنده یک آشکارساز نوری است که انرژی نور ورودی را به آن تبدیل می کند انرژی الکتریکیسیگنال خروجی امروزه عمدتاً دو نوع ردیاب نوری مورد استفاده قرار می گیرند: دیودهای پین و دیودهای بهمنی APD. اجازه دهید به طور کلی ساختار این دستگاه ها را در نظر بگیریم.

دیود پین یک ساختار نیمه هادی است که شامل یک ناحیه از بارهای مثبت (مثبت)، یک ناحیه از بارهای منفی (منفی) و یک منطقه خنثی جداکننده آنها (ذاتی) است که از حامل های بار خالی شده است. ناحیه تخلیه با بایاس معکوس محل اتصال ایجاد می شود که در آن جریان معکوس بسیار ضعیفی از دستگاه عبور می کند. در طول بایاس معکوس، الکترون‌ها تمایل دارند ناحیه n را به مدار خارجی ترک کنند و حفره‌هایی را در ناحیه p ایجاد کنند و ناحیه انتقال حامل‌های بار را تخلیه کنند.

هنگامی که نور به سطح یک دیود برخورد می کند، فوتون های جذب شده جفت الکترون-حفره در ناحیه تخلیه ایجاد می کنند. سپس الکترون‌ها و حفره‌ها در زیر بایاس معکوس پیوند جدا می‌شوند و به سمت مناطق مربوطه خود جریان می‌یابند. هر جفت الکترون-حفره جریانی معادل یک الکترون در مدار خارجی تولید می کند. ساختار دیود پین و نمودار قدرت میدان در آن در شکل نشان داده شده است. 11.5.

در یک دیود پین ایده آل، هر فوتون یک جفت الکترون-حفره ایجاد می کند. اگر شار نور ضعیفی روی دیود بیفتد، تولید می شود برقممکن است برای تشخیص آن در پس زمینه نویز داخلی خود دیود پین و مدار خارجی کافی نباشد.

دیود پین دارای مشخصات زیر است:

• ساختار نسبتا ساده در مقایسه با دیودهای بهمنی؛
• حساسیت نسبتا ضعیف به تغییرات دمای دستگاه؛
• بازده کوانتومی معمولاً کمتر یا مساوی 1 است.
• محدود محدوده دینامیکی;
• کم هزینه؛
• در مقایسه با دیودهای بهمنی، حساسیت کم در در این رابطهسیگنال/نویز

دیود عکس بهمن یا APD (دیود عکس بهمن) جایگزینی برای آشکارساز عکس مبتنی بر دیود پین است. در مقایسه با دومی، چندین مزیت دارد. اگر شار نور ضعیفی روی سطح دیود پین بیفتد، سیگنال خروجی آشکارساز نیز ضعیف است، بنابراین می‌خواهم قبل از پردازش و تقویت بیشتر در بخش الکترونیکی آشکارساز نور، سطح آن را افزایش دهم. این توسط ساختاری به نام APD ارائه می شود که در شکل 1 نشان داده شده است. 11.6.

یک میدان الکتریکی قوی در داخل منطقه تخلیه دیود بهمن ایجاد می شود که قدرت آن به صورت پیک در شکل نشان داده شده است. اکثر حامل‌های بار تولید شده توسط فوتون‌هایی که روی دیود می‌افتند (مانند دیودهای پین)، وقتی در معرض این میدان قوی قرار می‌گیرند، می‌توانند انرژی خروجی را چندین الکترون ولت افزایش دهند. در برخورد با شبکه کریستالی، حامل اکثریت انرژی کافی برای به حرکت درآوردن یک الکترون از نوار ظرفیت به نوار رسانایی می دهد. این فرآیند یونیزاسیون ضربه ای نامیده می شود. در نتیجه، حامل های اقلیت می توانند حامل های شارژ بیشتری ایجاد کنند. در نتیجه پدیده ای به نام شکست بهمن رخ می دهد که توضیح می دهد تقویت داخلیدر دیود

تعداد الکترون های تشکیل دهنده جریان در مدار خارجی دیود برابر است با حاصل ضرب تعداد فوتون های برخوردی و ضریب ضرب بهمن دستگاه. بنابراین، APD ها بازده کوانتومی حدود 4 (یعنی بیش از 100٪) دارند، اگرچه این می تواند منجر به افزایش نویز در خروجی دستگاه شود. دیودهای بهمنی به تغییرات دما حساس هستند، بنابراین یک ردیاب نوری APD معمولا شامل یک مدار AGC (کنترل بهره خودکار) است که یک ولتاژ بایاس پایدار را حفظ می کند. دیودهای بهمنی دارای ویژگی های زیر هستند:

• ساختار پیچیده تر در مقایسه با دیودهای PIN.
• حساسیت دستگاه به دمای آن بستگی دارد.
• بازده کوانتومی بین 3 تا 4 است.
• محدوده دینامیکی گسترده تر؛
• استحکام بالا و مدت زمان طولانیعمل؛
• بیشتر قیمت بالادر مقایسه با دیودهای پین؛
• حساسیت معمولاً 5 تا 6 دسی بل بیشتر از دیودهای پین است.

حداقل اطلاعات در مورد طراحی گیرنده ها هم برای توسعه دهنده سیستم انتقال نوری و هم برای پرسنل فنی تعمیر و نگهداری به منظور نظارت بر عملکرد سیستم و صحت تشخیص ضروری است. در شکل 11.7 نشان داده شده است طرح ساختاریگیرنده نوری به طور معمول، گیرنده نوری یک آشکارساز نوری پهن باند حساس با محدوده طیفی ورودی مربوط به طول موج عملیاتی است (به عنوان مثال، 1200 - 1600 نانومتر برای موج 1550 نانومتر)، که در یک محفظه با یک فرکانس رادیویی دو مرحله ای قدرتمند ترکیب شده است. تقویت کننده با خطی بودن بالا برای تشخیص مطمئن، سطح سیگنال نوری در ورودی گیرنده باید حداقل دو برابر سطح نویز خود گیرنده باشد. برای اطمینان از نسبت سیگنال به نویز مورد نیاز یا در مورد انتقال دیجیتال، مقدار BER مورد نیاز، سیگنال نوری ورودی قوی تر مطلوب است. این نیاز مشابه نسبت سطح سیگنال ورودی قابل قبول به نویز دستگاه در یک سیستم انتقال آنالوگ فرکانس بالا معمولی است. برای کاهش نویز، برخی از مدارهای گیرنده نوری شامل یک تقویت کننده ترانس امپدانس (تقویت کننده ولتاژی است که توسط جریان از طریق یک ترانزیستور اثر میدان کنترل می شود).

چنین گیرنده هایی که از آشکارسازهای دیود پین استفاده می کنند، گاهی اوقات دستگاه های PIN-FET (ترانزیستور اثر میدان پین) نامیده می شوند. ترانزیستور اثر میدانی V در این موردبرای تقویت خروجی آشکارساز استفاده می شود. از آنجایی که مناطق فعال سطح آشکارساز نسبتاً بزرگ هستند، مقدمه کارآمد است سیگنال نوراز خروجی فیبر به آشکارساز کار دشواری نیست. گاهی اوقات، برای به حداقل رساندن تلفات هنگام وارد کردن نور به آشکارساز، الیاف با اندازه هسته بزرگتر از الیاف مورد استفاده در پیوند انتقال به شکل طول های کوتاه فیبر انعطاف پذیر استفاده می شود. به طور معمول، گیرنده های مبتنی بر دیود PIN از نظر طراحی ساده تر از APD ها هستند. دومی، به ویژه در ترکیب با یک دستگاه کنترل ترموالکتریک (TEC)، دستگاه های پیچیده تری هستند.

در حال حاضر بسیاری از مدل های گیرنده نوری با انواع مختلف ویژگی های طراحی. صحبت در مورد همه ویژگی ها غیرممکن است، اما ما سعی خواهیم کرد موارد اصلی را برجسته کنیم. معمولاً بر اساس یک طراحی مدولار با انتخاب گسترده ای از ماژول ها برای اهداف مختلف است. بسته به الزامات فنیالزامات برای شبکه، به انتخاب توسعه دهنده در مدل های مختلفاجزای زیر را می توان نصب کرد: ماژول AGC، فرستنده نوری کانال برگشت، دیپلکسر کانال های جلو و عقب، تقسیم کننده های سیگنال خروجی قابل تعویض اضافی. وجود AGC در شبکه‌هایی با بارهای متغیر یا در شرایط پایداری ضعیف پارامترهای تنه، به‌ویژه با هدند کلاس پایین بسیار مهم است. تقویت کننده فرکانس رادیویی بر اساس همین ساخته شده است اصول اساسیو طرح هایی که در فصل قبل توضیح داده شد. مرحله خروجی باید خطی بالایی داشته باشد و با استفاده از طرح Push-Pull یا Power Doubler ایجاد می شود؛ یک اکولایزر بین مرحله ای و یک تضعیف کننده با تنظیم صاف یا مرحله ای بین مراحل تقویت کننده سوئیچ می شوند.

اگرچه امکان انتقال نور در امتداد یک فیبر در هر دو جهت وجود دارد، کانال برگشت اغلب بر روی یک فیبر جداگانه با استفاده از فرستنده‌های کانال برگشتی تعبیه شده در برخی مدل‌های گیرنده‌های نوری و گیرنده‌های نوری کانال برگشتی که در قسمت انتهایی نصب شده‌اند، سازماندهی می‌شود. اساس فرستنده نوری کانال معکوس نیز یک نیمه هادی است دیود لیزربا یک سیستم برای تثبیت دمای قدرت تابش خروجی. ضریب مدولاسیون با تغییر سطح سیگنال ارائه شده به مدولاتور امیتر تنظیم می شود که برای آن یک تضعیف کننده در ورودی فرستنده نوری نصب شده است. باند فرکانس کاری فرستنده ها و گیرنده های کانال معکوس ممکن است بسته به بار آن متفاوت باشد. پهنای باند عملکرد گیرنده نوری کانال مستقیم در خروجی باید با پهنای باند بعدی مطابقت داشته باشد. شبکه توزیع(50 - 862 مگاهرتز یا 900 - 2150 مگاهرتز).

عملکرد اضافی ارائه شده توسط گیرنده های نوری

• امکان تامین برق از منبع تغذیه محلی یا از طریق کابل کواکسیال.
• امکان اتصال با استفاده از کانکتورهای مختلف نوری (FC, SC, E2000) و کانکتورهای فرکانس رادیویی (RG-11, RG-11M).
• در دسترس بودن نقاط تست برای نظارت بر پارامترهای کانال های رو به جلو و معکوس.
• وجود دیپلکسرهای قابل تعویض که به شما امکان می دهد فرکانس بالای کانال برگشت را به صورت گام به گام به 30، 55 یا 65 مگاهرتز تغییر دهید.
• در دسترس بودن یک ورودی نوری اضافی برای افزونگی ستون فقرات نوری.
• وجود تقسیم کننده های قدرت که به شما امکان می دهد دو خروجی فرکانس رادیویی را سازماندهی کنید.
• در دسترس بودن یک ژنراتور فرکانس آزمایشی داخلی برای کنترل تجهیزات توسط سیستم مدیریت شبکه NMS (شبکه سیستم مدیریت) در ایستگاه مرکزی.

ویژگی ها و ویژگی های توصیف شده گیرنده ها ایجاد شبکه های تلویزیونی کابلی تعاملی هیبریدی شاخه ای با ظرفیت کانال و مشترکین بزرگ با بزرگراه های نسبتا طولانی بدون تکرار کننده های نوری را امکان پذیر می کند. یک گیرنده نوری می تواند به بخش توزیع کواکسیال از 500 تا 2000 مشترک سرویس دهد و در عین حال حداکثر 80 سیگنال دیجیتال و آنالوگ را پخش کند. به عنوان مثال، سطح سیگنال نوری ورودی گیرنده TVBS OR-8601A -8...+2 dBM و سطح سیگنال خروجی 112 - 116 dBμV با نسبت C/N بیش از 51 دسی بل است. بنابراین محدوده دینامیکی ورودی آن حداقل 10 دسی بل با حساسیت 8- دسی بل در 1550 نانومتر است. هنگام استفاده از فرستنده نوری OT8620SQ TVBS با توان خروجی 13 dBm در طول موج 1330 نانومتر، طول ستون نوری بیش از 40 کیلومتر با پخش همزمان 40 کانال تلویزیونی و سطح سیگنال ورودی 2 dBm خواهد بود. در نظر بگیرید که تلفات در فیبر 0.4 دسی بل در کیلومتر خواهد بود. رتبه بندی STV و CSO این گیرنده به ترتیب بیش از 65 و 61 دسی بل است.

الزامات EN-50083 برای مجموعه ای از نشانگرهای منتشر شده توسط سازنده در مشخصات گیرنده نوری و تقویت کننده

• محدوده طول موج عملیاتی بر حسب نانومتر
• محدوده سطوح نوری ورودی
• نسبت C/N در یک شاخص مدولاسیون نوری مشخص و توان ورودی (برای انتقال آنالوگ).
• توان ورودی برای تعداد مشخصی از خطاها در یک جریان داده (برای انتقال دیجیتال).
• حداکثر توان نویز معادل NEP.
• حداکثر چگالی جریان نویز معادل ورودی.
• ضریب تلفات برگشت نوری در محدوده طول موج (مقدار توصیه شده باید بیش از 40 دسی بل باشد).
• ولتاژ و جریان تغذیه
• نوع اتصالات یا اتصالات نوری.
• نوع فیبر.
• میانگین زمان بین خرابی ها (MTBF).
• ویژگی های دمدولاسیون
• حساسیت ولتاژ و تحمل آن در V/W - محدوده کنترل سطح خودکار.
• سطح خروجی اسمی عملکرد - محدوده فرکانس خروجی.
• ویژگی های دامنه فرکانس ناهموار.
• مدولاسیون در سطوح خروجی اعلام شده

گیرنده را می توان به نشانگرهای انحراف سطح نوری ورودی مجهز کرد. پورت خروجی برق دستگاه باید دارای امپدانس اسمی 75 اهم باشد (در برخی موارد خاص که در استاندارد مشخص شده امپدانس 50 اهم قابل قبول است). ضریب ضرر بازگشت باید با یکی از دسته بندی های ارائه شده در EN 50083 مطابقت داشته باشد.

سازندگان باید پارامترهای تقویت کننده نوری زیر را گزارش کنند:

• توان اشباع شده بسته به طول موج ورودی؛
• توان خروجی اشباع بر حسب dBm به عنوان تابعی از طول موج ورودی.
• رقم نویز به عنوان تابعی از توان ورودی در یک طول موج مشخص.
• شاخص های اعوجاج غیر خطی؛
• ضریب تلفات بازگشت نوری در محدوده طول موج ورودی (مقدار توصیه شده باید بیش از 40 دسی بل باشد).
• حداقل ضریب تلفات نوری ناشی از پراکندگی بازتاب.
• ولتاژ و جریان تغذیه؛
• نوع اتصال یا اتصال فیبر؛
• نوع فیبر؛
• میانگین زمان بین خرابی ها (MTBF).

تقویت کننده باید مجهز به نشانگر قدرت خروجی "روشن" برای نشان دادن انتشار نور باشد.

خلاصه

ساخت شبکه های تلویزیون کابلی بزرگ بدون استفاده از فیبر نوری به عنوان خط انتقال یا ستون فقرات از تجهیزات اصلی به بخش های مشترک توزیع، که معمولاً بر اساس کابل کواکسیال انجام می شود، غیرممکن است. در ابتدای خط نوری، در ایستگاه اصلی، یک فرستنده نوری نصب شده است. دستگاه نهایی یک خط نوری یک گیرنده نوری است. اگر خط حمل و نقل طولانی باشد، می توان تقویت کننده نوری را بین فرستنده و جانشین متصل کرد، اما در شبکه های معمولیتلویزیون کابلی به این نیاز ندارد. از بسیاری جهات، کیفیت انتقال در یک خط نوری توسط کیفیت فیبر تعیین می شود.

اعوجاج و نویز برای سیستم های نوری دیجیتال و آنالوگ توسط نشانگرهای مختلف تعیین می شود و در آن اندازه گیری می شود واحدهای مختلف. تبدیل زمان افزایش به باند فرکانسی امکان پذیر است. مشخصات تجهیزات فعال آنالوگ و فیبر نوری معمولاً با همان عبارات مشخصات تجهیزات فعال در سیستم های کواکسیال بیان می شود. این به شما امکان می دهد با ترکیب کردن آنها با استفاده از نمودارها، شاخص های پیچیده ای از کیفیت یک سیستم هیبریدی را پیدا کنید. عبارات تحلیلیو در نتیجه محاسبات را هنگام طراحی سیستمی که شامل بخش های فیبر نوری و ساختار کواکسیال است، ساده می کند. همانند سیستم های کواکسیال، در سیستم های نوری آنالوگ، میزان اعوجاج درون مدولاسیون به تعداد سیگنال های تلویزیونی و سطح سیگنال نوری خروجی فرستنده بستگی دارد. میزان نویز به دستگاه گیرنده و سطح سیگنال نوری در ورودی گیرنده بستگی دارد.