Главная  Оптические магистрали 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [ 151 ] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162] [163] [164] [165]

на и делает его неподходящим для разрабатываемых в настоящее время более сложных типов электрических сетей связи.

По сравнению с линиями для цифровой передачи данных информационная пропускная способность и дальность передачи, необходимые для локальной сети распределения данных, на первый взгляд, могут показаться обычными. Конечно, расстояния между узлами уже по определению таких систем короткие и составляют от 1 м до 1 км. Информационная пропускная способность в настоящее время также низка и лежит в пределах 1 ... 10 Мбит/с. Но если уникальные характеристики оптических волокон вызовут изменения в архитектуре ЭВМ и систем распределения данных, то это может потребовать увеличения информационной пропускной способности до 1 Гбит/с. Имеются, конечно, и другие ограничения. При таких коротких линиях передачи данных затраты на оконечные оптические устройства имеют решающее значение и, кроме того, они должны быть, по возможности, совместимы с остальной частью системы. Это предполагает наибольшую интеграцию с электронной частью системы и исключение специальных источников питания. Поэтому ЛФД обычно не применяют, а лазеры используют только тогда, когда требуется высокая информационная пропускная способность. Если в ВОЛС, совместимой с ТТЛ (транзисторно-логические схемы), имеется только источник питания 5 В, то это должно отразиться на характеристиках приемника, в частности на его динамическом диапазоне.

На рис. 17.7 изображны пять видов топологии сетей, которые описаны ниже.

а) Сетка.


Рис. 17.7. Разновидности топологий систем связи:

а - сетка; б -дерево; в -звезда; г ~ шина; д-кольцо.

Квадратиками □ обозначены узлы. т. с. терминалы данных, компьютеры, рабочие стан ции и т. д.; кружками О - соединения или переходы, которые могут быть активными или пассивными, могут или ие могут осуществлять коммутацию данных, т. е. трассировку При использовании пассивных переходов топологии в и г, по существу, эквивалентны сетям с непосредственной передачей данных между узлами по линии с разделением каналов



Соединение между всеми узлами осуществляется с помощью соединительных линий. Такая схема соединений сложна, дорога и ее трудно перестраивать, если необходимо дополните.,1ьно присоединить несколько узлов или отключить их. Некоторые линии могут никогда не использоваться.

б) Дерево, нли разветвленная сеть.

Этот вид сети обеспечивает ограниченное подсоединение оконечных устройств к центральному управляющему или распределяющему блоку. Она удобна в системах с главным компьютером и для распределения данных к периферийным устройствам.

в) Звезда.

Это относительно негибкая и дорогая сеть. Требуется меньше кабеля, чем для сетки, но больше, чем для шины и кольца. Центральный межсоединительный элемент - это самая уязвимая часть всей сети.

г) Шина с параллельным доступом даииых.

д) Кольцо или петля.

Эти виды сетей обеспечивают большую гибкость и позволяют реализовать наибольшее число узлов нри минимальной длине кабеля.

Соединения (или тройники), обведенные на рис. 17.7 кружками, могут, если требуется, обеспечивать возможность коммутации или маршрутизации данных между узлами, которые они соединяют. Кроме того, могут временно выводить данные из системы и затем регенерировать их, если это необходимо для дальнейшей передачи. Тройники бывают пассивными и активными. Пассивные тройники делают систему более простой и надежной. Если используются активные тройники, то желательно, чтобы их питание осуществлялось централизованно, независимо от местного источника питания узла, в котором они находятся. Это повышает сложность и стоимость кабеля. Там, где трасса передачи должна разветвляться, приходится регулировать доступ в сеть. Это можно осуществить несколькими путями. Например, когда один из узлов работает как управляющее устройство сети и определяет, какое оконечное устройство может осуществлять передачу в данный момент. Тогда это самая уязвимая часть системы. Может существовать с!10соб, когда работа в сети распределяется по оконечным устройствам на фиксированной основе с разделением во времени. Есть способ, когда используется кабель связи пользователями поочередно. В этом случае сообщение передается по требованию. Если в одно и то же время принимаются два сообщения, оба они выводятся из системы и оконечное устройство включается снова на произвольный отрезок времени. Для случайных передач и при загрузке сети ниже определенного критического уровня этот способ имеет много преимуществ.

Приведем примеры трех хорошо известных локальных электрических сетей связи:

а) система фирмы Ethernet: информационная пропускная способность 3 Мбит/с, шина с параллельным доступом данных и кабель с пассивными отводами, реализовано поочередное использование кабеля;



б) система, основанная на стандарте MIL-STD-1533 В авиационного отдела обороны США: информационная пропускная способность - 1 Мбит, используется пшна с параллельным доступом данных и экранированная пара проводов с пассивными отводами; доступ определяется П1ИН0ВЫМ контроллером;

в) кембриджская кольцевая система: информационная пропускная способность 10 Мбит/с; линия - пара проводов с активными узловыми ретрансляторами. Все данные в кольце должны обрабатываться ретрансляторами в каждом узле, каждое сообщение может поступить в кольцо, когда оно находит пустую щель.

Теперь очевидно, что любую сеть связи, использующую тройники-регенераторы можно рассматривать как органп;зованный набор магистральных линий. В данном случае замена электрических линий оптическими волокнами не является проблемой, значительно повышает информационную пропускную способность сети и, если это требуется, увеличивает расстояния между узлами. В кембриджское кольцо действительно была включена оптическая линия. Пассивные отводы, традиционно присоединенные к системам с шинами параллельного доступа, создают гораздо большие проблемы для использования волокна. Причина в том, что оптические отводы взаимны (эквивалентны). Если оптические сигналы вводятся в систему связи или выводятся из нее с помощью простого расщепителя пучка, то значительная часть их мощности, возможно, до половины (- 3 дБ) теряется на каждом тройнике. При двусторонней передаче сигналов по одному волокну нужны два таких расщепителя пучка на каждом оконечном устройстве и, кроме того, приходится прибегать к некоторым сгюсобам разделения принимаемого и передаваемого сигналов. Если нельзя реализовать эффективную оптическую коммутацию, то неизбежны потери 5 ... 10 дБ на тройник, включая потери в разъемах. Очевидно, что имеющийся запас мощности, приведенный иа рис. 17.2, сможет обеспечить работу только небольшого количества оконечных устройств даже при такой низкой информационной пропускной способности как 1 М бит/с.

Из этого затруднения можно выйти двумя способами. Либо тройники должны быть выполнены активными, как в системе, изображенной на рис. 17.8, либо сеть должна быть перестроена и выполнена в виде пассивной звезды, как показано на рис. 17.9.

На рис. 17.10, а приведен пример системы в виде звезды с семью каналами. Два жгута оптических волокон проходят через сужающийся переход, так что они образуют в сечении гексагональную решетку с тесно прилегающими волокнами. Концы их плоские и полированные стягиваются в трубке с экпоксидным материалом, согласующим показатель преломления. Возможное число входных отверстий Np определяется числом слоев в решетке k:

N„ = k-{k~\f. (17.5.1)

Таким образом, поперечные сечения при fe = 2, jVp = 7 и при Л = 3, jVp = 19, показаны на рис. 17.10, б. Ответвители в виде звезды с 7 и



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [ 151 ] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162] [163] [164] [165]

0.0012