1. Оптички систем преноса

2. Развој оптичких мрежа је скорашњи феномен који је постао могућ са проналаском пре свега ласера 1950 године. Након проналаска ласера, даљи развој је постао могућ са развојем оптичког влакна са малим губицима 1970 године.
Даљи развој је подстакнут проналаском ЕДФА, ербиум-допед фибер амплифиер, појачавача 1980 године. Садашњи развој је подстакнут коришћењем диелектричних филтара, Брагових оптичких решетки, Фибер Брагг гратингс, и АWГ, арраyед wавегуиде гратингс типа решетки, који су у употребу ушли деведесетих година прошлог века.

3. Кад су у питању телекомуникационе мреже које за основу имају оптичка влакна, говоримо практично о оптоелектронским системима за пренос, односно оптичким мрежама.
Настале су из потребе, да имамо мреже које обезбеђују све веће капацитете линкова пошто величина апликација које користимо, али и количина података коју размењујемо кроз мрежу, имају тенденцију сталног пораста.

4. Оптоелектронски системи за пренос се у принципу могу раздвојити на две генерације.
Прва генерација користи оптички кабл као замену за бакарни да би се постигли већи капацитети преноса, већи проток, а представљају је стандарди SONET и SDH.
Друга генерација представља покушај да се оствари још функција у самом оптичком домену, као што рутирање и дистрибуција одређених таласних дужина, и евентуално рутирање и дистрибуција пакета у оптичком облику.

5. Постоје два комплементарна приступа проблему повећања капацитета оптичког кабла:
коришћење више таласних дужина истовремено на једном оптичком каблу –wavelength division multiplex (WDM) и
традиционално повећање протока -time division multiplex (TDM).

6. Друга генерација оптичких мрежа која користи WDM се налази још у повоју, практично тек излази из лабораторија у комерцијалну употребу.
Да би остварили даљи развој друге генерције оптичких мрежа треба се бавити смањивањем ефеката трансмисије кроз оптички кабл, као што су дисперзија, нелинеарни ефекти у каблу, неравномерни спектар појачања код оптичких појачавача и ефекте поларизације и деполаризације.

7. Прву генерацију представљају системи код којих је трансмисиони медиј оптички, али се дистрибуција, процесирање и рутирање обављају у електричном домену.
Ове мреже су такође једноталасне, односно преносе сигнал само на једној таласној дужини.
Друга генерација представља покушај да се поједини делови обраде, нпр. дистрибуција и рутирање, обаве у оптичком домену.
У оквиру ових генерација размотрићемо основне особине SONET и WDM мрежа.

8. SONET / SDH МРЕЖЕ

9. Мреже прве генерације су данас у пуној употреби.
Оне су део телекомуникационе инфраструктуре.
Такође се користе при повезивању рачунара у мрежу, односно при прављењу Lan i Wan мрежа.

10. Sonet-synchronous optical network је тренутни стандард за трансмисију и мултиплексирање код сигнала врло високих протока у Северној Америци.
Sdh - synchronous digital hierarchy представља стандард који се користи у Европи и Јапану за исту сврху.
Пре ових стандарда инфраструктура је била заснована на PDH , plesiochronous digital hierarchy.

11. PDH је заснован на потреби дигитализације говора, а говор има опсег од 4kHz.
Овај сигнал можемо одабирати са учестаношћу од 8kHz и после квантизирати са 8 бита по одбирку. Тако добијамо укупни проток од 64kb/s.

12. На сл. 1 је приказана основна структура сонет оквира
На сл.1 је приказана основна структура сонет оквира. То је дводимензионална структура која се састоји од 90 колона и 9 редова бајтова. Један бајт, наравно, има 8 бита. У стандардној сонет терминологији секција спаја суседне делове опреме, линија је линк који спаја два сонет уређеја, а пут је комплетна траса конекције. Фундаментални сонет оквир траје 125 μс. Одавде добијамо трансмисиони проток основног сонет сигнала:

13. WDM МРЕЖЕ

14. Ове мреже представљају другу генерацију оптичких мрежа.
Главна разлика у односу на мреже прве генерације је у томе што WDM мреже допуштају дистрибуцију и селекцију у оптичком домену.
Због тога је ова генерација основа за прављење емисионих и дистрибуционих мрежа.

15. Пример WDM линка је дат на сл.1.

16. Предајник садржи ласере, један за сваку таласну дужину.
Сигнали различитих таласних дужина се мултиплексирају на исти линк.
Оптички појачавач је ту да повећа предајну снагу. Због слабљења сигнала дуж линка, после одређеног растојања сигнал се појачава линијским појачавачем.
У зависности од дужине линка и протока, на линију можемо поставити и модул за компензацију дисперзије којој је сигнал изложен у линку.
На пријему сигнал појачавамо пред-појачавачем, пре пропуштања кроз демултиплексер.
Свака таласна дужина у пријемнику има засебан фото-детектор.

17. Основни проблем који се јавља код мрежа ове топологије је како одабрати сигнал који је намењен датом чвору, од свих сигнала који стижу до датог чвора.
Сваки чвор садржи два оптичка влакна, пријемно и предајно.
Претпостављамо да сваки чвор емитује на одређеној таласној дужини, одабраној од таласних дужина које се могу простирати мрежом.

18. Ово мора јер у случају да два чвора емитују на истим таласним дужинама може доћи до колизије, и оба сигнала су изгубљена за даљу употребу.
Такође, два сигнала могу бити упућена ка једном чвору на различитим таласним дужинама.
У овом случају ако имамо пријемни чвор који једновремено може да прими само једну таласну дужину, један сигнал мора бити изгубљен, па кажемо да имамо борбу сигнала.

19. Механизам који омогућава координацију и спречава ове проблеме називамо MAC, media- access control.