Оптические узлы от компаний Teleste и “Макротел”. Авторы: Барг А. И., Седов Д. Н.

Под оптическим узлом (ОУ или ON – Optical Node) традиционно понимается совокупность оптического приемника (OR – Optical Receiver) прямого канала и оптического передатчика реверсного канала (OT – Optical Transmitter), конструктивно объединенных в один корпус.

На какие параметры прежде всего обращают внимание при выборе ОУ? Таковыми параметрами являются:

Ø Диапазон входных оптических мощностей. Данный критерий характеризует возможность работы ОУ с заданными параметрами. В первую очередь это отношение несущая/шум – C/N и уровень выходного сигнала – U_вых. Следует помнить простое полезное правило: всякое уменьшение (увеличение) входной оптической мощности Р_вх на 1 dB вызывает понижение (повышение) C/N на 1 dB и U_вых на 2 dB. В силу ограниченности линейного участка амплитудной характеристики фотодетектора (мА/мВт), диапазон изменения входной мощности обычно не превышает 5…7 dB. За пределами этого диапазона или резко увеличиваются нелинейные искажения (возможен также электрический пробой) или резко снижается C/N (при низких оптических мощностях).

Ø Нелинейные искажения, к каковым относятся CSO и СТВ (интермодуляционные искажения второго и третьего порядков соответственно). Данный параметр в малой степени зависит от уровня входной оптической мощности и определяется, в основном, уровнем выходного сигнала U_вых. Отметим, что для оптических систем обычно CSO превышает СТВ. По иному складывается их пропорция для СКТ с глубоким проникновением оптики. В этом случае на передатчике устанавливают максимально возможный индекс оптической модуляции (OMI или m), что позволяет работать ОУ на предельно низких уровнях входной оптической мощности при прежнем U_вых (следовательно, СТВ и CSO).

Добавим также, что CSO и СТВ в значительной степени зависят от числа каналов, используемой сетки частот (PAL, CENELEC или NTSC) и вводимого эквалайзирования. Пересчет этих параметров достаточно сложен, в силу чего следует уделять серьезное внимание этим заявляемым параметрам при выборе ОУ.

Ø Уровень выходного сигнала позволяет судить о целесообразности дальнейшего применения традиционных усилителей или их количестве. Данный параметр целесообразно увязывать с ценовой политикой ОУ, т.к. именно он является самым дорогостоящим. При выборе ОУ следует обратить внимание, при каком уровне Рвх и m заявляется этот параметр. Обычно этот параметр увязывают с CSO и СТВ, что является оправданным.

Ø Отношение несущая/шум (C/N) зависит как от Р_вх, так и от m. Для практического пользования можно полагать, что всякое увеличение (уменьшение) m на 1% (например, с 4% до 5%) вызывает увеличение (уменьшение) C/N на 2 dB. Это означает, что для поддержания прежнего значения C/N при снижении Р_вх на 2 dB, необходимо увеличить m на 1%.

Помимо основных имеется и целый ряд эксплуатационных параметров: вид питания, наличие АРУ, ток транзита, класс защиты корпуса, мощность потребления, частотный диапазон, наличие и удобство расположения тестовых точек, возможность дистанционного менеджмента/мониторинга, возможность и глубина регулировок АЧХ, неравномерность АЧХ, температурный диапазон эксплуатации и т.д.

Важным моментом является возможность установки передатчика реверсного канала. Отсутствие таковой возможности (например, Lambda Pro 50, Vector) снижает функциональные возможности ОУ. В частности, исключает возможность предоставления услуг интерактивного сервиса в СКТ по любому из стандартов.

Оптические узлы серии Access (Teleste)

иначе именуются универсальными оптико-усилительными платформами серии AC. Такое название они получили в силу возможности их использования или в качестве ОУ или в качестве традиционного усилителя (т.е. без установки приемного оптического модуля). Такая особенность позволяет легко и быстро на любом этапе осуществлять модернизацию уже эксплуатирующейся СКТ.

AC узлы обладают гибкой конфигурацией в силу модульности конструкции. Благодаря таким особенностям они относятся к классу универсальных. Общими для всех ОУ являются следующие особенности:

v В ОУ серии AC предусмотрена возможность формирования двух равных/неравных выходов за счет установки выходного разветвителя сигналов (перемычка, сплиттер или направленный ответвитель), что дает возможность отказаться от лишних кабельных соединений и дополнительных разветвителей.

Отдельные сравнительные параметры ОУ серии AC представлены в табл.1.

Оптико-усилительная платформа AC500 является начальной базовой моделью в семействе ACCESS, структурная схема которой представлена на рис.1. Такая конфигурация является типовой для большинства ОУ и не нуждается в комментариях. Тестовая точка в реверсном канале одновременно служит и точкой инжекции, т.е. ввода возможных дополнительных услуг (например, систем видеонаблюдения, информация по коммунальным услугам, телефония и др. С такой тестовой точки возможно расширение полосы канала до 100 МГц, что является важным достоинством). Усилитель реверсного канала обладает коэффициентом передачи в 21 dB (модель AC6144) и максимальным выходным уровнем 113 dBµV, что гарантирует минимальный уровень искажений в реверсном направлении.

>> Кликните для увеличения изображения <<

Оптический узел AC800 не позволяет использовать его в качестве усилителя (т.е. без оптического модуля) и является мощным многофункциональным оптическим устройством, максимально адаптированным под российские условия эксплуатации. В AC800 возможна установка диагностических модулей AC6940/6950, предоставляющих возможность дистанци- онного наблюдения на экране РС канальных уровней сигналов на выходе ОУ (рис.2), а также множество других важных параметров, включая контроль за состоянием сохранности крышки узла (т.е. контроль за несанкционированным доступом к оборудованию). Возможна также установка модуля контроля входной оптической мощности (OLC – Optical Level Control), допускающего работу AC800 на предельно низких входных мощностях (до -8…-10 dBm) и модуля АРУ, фиксирующего уровень выходного сигнала (ALC – Automatic Level Control). Наличие дополнительного входа позволяет использовать реверсное направление в диапазоне 5-100 МГц, не мешая работе прямого канала. Как и во всех других AC платформах, здесь также возможна установка оптических передатчиков реверсного канала с FP или DFB лазерами (1310 нм, 0 или 3 dBm) и CWDM лазерами (3 dBm) на 8 фиксированных частот согласно международной сетки ITU.

Многофункциональная оптическая платформа AC1000 явилась логическим развитием ОУ AC800. Данную платформу уже можно использовать в качестве традиционного коаксиального усилителя с возможностью организации до 3-х выходов. При использовании же только одного или двух выходов, дополнительный выход через сплиттер или ответвитель может быть подключен к входу для организации транзитного выхода, что создает очевидное практическое удобство при установке усилителя в узловых точках. Устанавливаемый модуль автоматической регулировки усиления и наклона АЧХ (ALSC) идеально контролирует суммарную АЧХ выходных сигналов.

Отметим, что как данный, так и все ОУ серии AC, при необходимости, могут иметь конструктивный класс защиты корпуса IP 67 (предельные значения по пыле-влагозащищенности). Как и все платформы серии AC, данный узел снабжен светодиодом, сигнализирующим об уровне входной оптической мощности (низкая / номинальная / высокая).

Многофункциональная компактная оптическая платформа AC8000 завершает серию Access и представляет собой ОУ с двумя оптическими входами и выходами, т.е. с возможностью организации резервирования по направлениям. AC8000 обладает повышенным током транзита (до 10 А) и имеет два независимых активных выхода. При необходимости, по одному из коаксиальных выходов возможна установка разветвителя сигналов (сплиттер или ответвитель) с целью формирования дополнительного третьего выхода. Наличие двух встраиваемых передатчиков (см. рис.3) позволяет дробить коаксиальный кластер на два сегмента, что дает возможность не только повысить C/N, но и увеличить скорости цифровых потоков в реверсном направлении. Встраиваемые передатчики могут иметь и разное функциональное назначение (например, 1310 нм и 1550 нм CWDM). В типовой конфигурации с сетевым менеджментом (NMS) ОУ AC8000 включает в себя такие активные устройства, как модуль электрической регулировки усиления и наклона АЧХ, оптические приемные модули (2 версии), модули реверсного канала серии AC619х, передатчики реверсного канала (10 модификаций, возможно с оптическим фильтром, понижающим накопление шумов при суммировании сигналов для трансляции по одной оптической жиле, что часто наблюдается на практике при нехватке оптических волокон) и модули мониторинга/менеджмента (2 модификации). В AC8000 возможна “горячая” замена модулей без выключения узла. AC8000 может быть оборудован также вторым (резервным) источником питания, которые могут быть включены параллельно. AC8000 предназначен для средних и крупных СКТ.

>> Кликните для увеличения изображения <<

Оптические приемники от ООО “Макротел” (Россия)

Молодая и быстро развивающаяся компания ООО “Макротел” (Россия) только за последние два года разработала и приступила к выпуску целого ряда оригинальных устройств, часть из которых не только демонстрировалась на CSTB 2005/2006, но и стала призерами по ряду номинаций. Вслед за выпуском пассивного оптического оборудования, ООО “Макротел” приступила к разработке и выпуску активного оптического оборудования, с частью которого мы и постараемся ознакомить читателя.

Оптический приемник ORX 101 представляет собой очень экономичное решение для СКТ с глубоким проникновением оптики. В сочетании с последующим домовым усилителем (например, CXE 101, Teleste), ORX 101 может быть с успехом использован в сетях с архитектурой FTTC (оптика на группу домов). В табл.2 представлены его основные технические параметры. Приемник имеет импульсный источник питания, позволяющий работать ему в широком диапазоне питающих напряжений. В составе приемника предусмотрены плавно регулируемые аттенюатор и эквалайзер (регулировки вынесены на лицевую панель). Контроль выходных уровней сигналов осуществляется через выходную тестовую точку. Предусмотрен и светодиодный индикатор уровня входной оптической мощности.

Оптический приемник ORX 422 является базовой стартовой моделью для серии разрабатываемых ОУ, предназначенных для работы в аналоговых и цифровых СКТ. При его разработке основное внимание уделялось вопросу ценовой политики. При низкой стоимости данный приемник по своим техническим и эксплуатационным параметрам не уступает лучшим моделям ОУ такого класса. В ORX 422 отсутствует возможность установки передатчика реверсного канала. В силу его низкой ценовой политики в сочетании с высоким выходным уровнем при высоком C/N (для Р_вх = -7 dBm C/N составляет порядка 47 dB) и возможностью формирования двух выходов (PG 11) с произвольным коэффициентом деления мощности (за счет установки соответствующего выходного разветвителя), ORX 422 наиболее целесообразно использовать в СКТ с глубоким проникновением оптики или с параллельными Ethernet сетями.

Наличие тестовой точки, плавно регулируемых аттенюатора и эквалайзера, а также светодиодного индикатора поступающей входной оптической мощности, создают практические удобства его эксплуатации. Отметим, что ORX 422 работает в широком диапазоне рабочих температур, что является его явным достоинством.

Добавим, что в IV квартале текущего года в производство поступит модель ORX 422В с возможностью установки оптического передатчика реверсного канала. Более того, в таком ОУ предусматривается возможность установки передатчика прямого канала полного диапазона частот (5…1000 МГц). Такой ОУ уже можно использовать в качестве очень экономичного ретранслятора, используемого в протяженных СКТ с двойным оптическим преобразованием. Особенно оправданным ORX 422В окажется при наращивании оптических сетей в уже существующих СКТ. Разумеется, такой ОУ будет также иметь два коаксиальных выхода с заявленными выходными уровнями для обслуживания локальных кластеров (до 5000 абонентов).

Оптические приемники от компании FiberLabs (Китай)

OR-102 P и OR-112 P целенаправленно разрабатывались по ТЗ от ООО “Макротел” и обладают идентичными конструктивными и эксплуатационными параметрами. Отличие заключается только в максимально выходном уровне. Приемник OR-112 P выполнен на GaAs микросборке (повышенный выходной уровень), а OR-102 P – по кремниевой (Si) технологии. Основные технические параметры представлены в табл.2 (см. выше). Приемники обладают местным или дистанционным питанием (с возможностью тока транзита до 2 А), органами регулировки (аттенюатор и эквалайзер), вынесенными на лицевую панель и наличием второго выхода, уровень сигнала на котором на 14 dB ниже относительно основного выхода. Данный выход (84/87 dBµV) можно использовать или в качестве тестовой точки или для включения последующего мощного домового усилителя, добиваясь таким образом обслуживания значительно большего числа абонентов.

В заключение остановимся на оптическом узле OD 200 компании Terra (Литва), массовый серийный выпуск которого намечен на вторую половину 2006г. Этот ОУ примечателен тем, что полностью повторяет идеологию рассмотренных выше оптических платформ серии AC (Teleste). В OD 200 предусмотрена встроенная система самодиагностики. Все контролируемые параметры через встраиваемый транспондер подаются на РС оператора. ОУ предусматривает внутреннюю (микропроцессорное управление) или внешнюю (посредством ручного пульта управления РС100) установку рабочих параметров. В OD 200 также предусмотрена возможность формирования второго выхода за счет установки выходного разветвителя с широким набором дискретных ослаблений (3,5…18 dB). Основные параметры ОУ OD 200 представлены в табл.2 (см. выше). Установка вводимых ослабления и эквалайзирования осуществляется с шагом в 0,5 dB. Структурная схема аналогична AC500 (см. рис.1). В OD 200 предусмотрена и установка ФВЧ (частота среза в 15 МГц) для подавления низкочастотных шумов ингрессии. Возможна также и коммутация коэффициента передачи реверсного направления (0/-6/-50 dB) для подавления временных локальных шумов ингрессии. Предусмотрена и система АРУ (как следствие электронного управления эквалайзером и аттенюатором), не требующая обязательного наличия пилот-сигналов, но предусматривающая установку тран c пондера.

На начальном этапе предусматривается установка оптического передатчика реверсного канала (1310 нм), выполненного на FP лазере с выходной мощностью в 0 или 3 dBm (полная полоса 200 МГц) с последующей вариантностью установки DFB лазеров (1310/1550 нм) с выходной мощностью в 3 dBm.

Авторы с удовольствием ответят на все вопросы по затронутой теме по тел.: +7 (495) 221-81-88 или E-mail: