ظرفیت انتقال اطلاعات فیبر نوری
ظرفیت انتقال اطلاعات فیبر نوری: هر رسانه انتقال حامل سیگنال دارای محدودیت هایی برای مقدار اطلاعاتی است که می تواند حمل نماید. مقدار اطلاعاتی که مسیر می تواند حمل کند ظرفیت انتقال یا حمل اطلاعات آن می باشد. چندین راه جهت توصیف این ظرفیت وجود دارد. در شبکه های تلفن، ظرفیت در کانال های صوتی بیان می شود. کانال صوتی، پهنای باند یا محدوده فرکانس های مورد نیاز جهت انتقال یک صوت یا صدا است. از آنجایی که انتهای بالایی صدای انسان حدود 4 کیلوهرتز است، یک کانال صوتی باید دارای پهنای باند 4 کیلوهرتز باشد. در روزهای اولیه ارائه سیستم تلفن، هر سیم فقط یک صدا را حمل می کرد. امروزه، یک خط تلفن صدها یا هزاران صدا را به طور همزمان انتقال می دهد. بنابراین ظرفیت هزاران کانال صوتی را دارد.
فهرست مطالب
- ظرفیت انتقال اطلاعات فیبر نوری
ظرفیت انتقال اطلاعات فیبر نوری
پهنای باند متناسب با بالاترین نرخی است که اطلاعات می تواند از آن عبور نماید. به عنوان مثال، اگر یک فیبر نوری دارای پهنای باند 400 مگاهرتز باشد، می تواند فرکانس هایی را تا این حد حمل نماید. در سیستم های دیجیتال ظرفیت بر حسب بیت در ثانیه (bps) یا “baud” بیان می شود. برای یک سیستم تلفن، یک کانال صوتی دیجیتال تنها به 64000bps نیاز دارد. بنابراین یک سیستم دیجیتال به پهنای باند بیشتری نسبت به یک سیستم آنالوگ قابل مقایسه نیاز دارد. در واقغ یک سیستم دیجیتال به بیش از 16 برابر بیشتر پهنای باند احتیاج دارد – 64 کیلوهرتز. سیستم های تلفن دیجیتال ساده که 672 صدا را در یک خط یک طرفه حمل می نمایند، دارای سرعت عملیاتی 44.7 مگابیت بر ثانیه (Mb/s) هستند. روش هایی که امکان ساخت چنین سیستم هایی را فراهم می می نمایند، PCM و Multiplexing می باشند.
PCM و مالتی پلکسینگ
تکنیکی که جهت تبدیل صدای آنالوگ شما به سیگنال دیجیتال استفاده می شود، مدولاسیون کد پالس (PCM) نامیده می شود. مالتی پلکسینگ تقسیم زمان به اختصار “TDM” مخفف Time-division multiplexing فرایندی است که به چندین کانال صوتی اجازه می دهد تا در یک خط واحد منتقل شوند.
تئوری ارتباط بیان می‌کند که سیگنال آنالوگ، مانند صدای شما، می‌تواند به صورت دیجیتالی رمزنگاری و رمزگشایی شود، چنانچه با نرخ دو برابر بالاترین فرکانس نمونه برداری شود. بالاترین حد مکالمه صوتی در تلفن 4000 هرتز است، به این معنی که یک سیستم PCM بایستی 8000 بار در ثانیه از صدا نمونه برداری نماید. نمونه برداری به این معنی است که سیستم به دامنه فرکانس های صوتی نگاه می کند. هر نمونه به یک عدد 8 بیتی تبدیل می شود. هشت بیت اجازه می دهد تا 256 دامنه مختلف رمزگذاری شود. از آنجایی که هر نمونه به 8 بیت نیاز دارد و نمونه برداری 8000 بار در ثانیه انجام می شود، پهنای باند مورد نیاز برای یک کانال صوتی 64000bps است (8000 نمونه × 8 بیت / نمونه = 64000 بیت). در انتهای گیرنده، از همان قوانینی که برای رمزگذاری نمونه استفاده می شود، برای رمزگشایی نمونه و بازسازی سیگنال صوتی آنالوگ استفاده می شود. شکل A ایده PCM را نشان می دهد. راه های زیادی برای طراحی و استفاده از سیستم های PCM وجود دارد، البته ایده اصلی همان است که توضیح دادیم.
شکل A – PCM (تصویر با اجازه از Tyco Electronics)
ارسال 64000bps باعث استفاده موثر از ظرفیت یک مسیر انتقال معمولی نمی شود. جهت استفاده کامل از ظرفیت، شرکت های تلفن چندین کانال صوتی را در مسیر ارسال می نمایند. ظاهر این است که همه کانال ها به طور همزمان منتقل می شوند، اگرچه واقعاً اینطور نیست. قسمتی از یک صدا ابتدا ارسال می شود و سپس بخشی از دومی، بخشی از سومی و …… در الگوی درهم آمیزی کانال ها ارسال می شود.
مالتی پلکسر multiplexer
دستگاهی که اجازه می دهد این ترکیب سیگنال های مختلف را روی یک خط واحد قرار گیرد، یک مالتی پلکسر “multiplexer” است. سرعت سیستم به راحتی اجازه می دهد تا همه سیگنال ها به نوبه خود ارسال شوند. یک مالتی پلکسر در سمت گیرنده عمل معکوس را انجام می دهد و سیگنال ها را جدا می نماید. مالتی پلکسینگ تقسیم زمان (TDM) نامی است که به روشی از مالتی پلکسینگ داده می شود که بخش هایی از هر کانال صوتی را به شکاف های زمانی خاصی اختصاص می دهد. اشکال دیگری از مالتی پلکسینگ مانند تقسیم فرکانس (FDM) و تقسیم طول موج (WDM) وجود دارد. FDM کانال های اطلاعاتی مختلفی را به فرکانس های حامل متفاوت اختصاص می دهد. تلویزیون کابلی از FDM استفاده می کند. WDM منحصر به ارتباطات نوری است.
فیبر نوری در چنین سیستم های مخابراتی بسیار مورد اهمیت می باشدچراکه ظرفیت انتقال اطلاعات آن از سیستم های مبتنی بر مس بی نهایت بیشتر است.
حداکثر پهنای باند ممکن یک کانال فیبر نوری حدود 1 پتابیت در ثانیه در هر حالت نوری است.
کابل های فیبر نوری
کابل های شبکه مسی
تجهیزات فیبر نوری
نظرات کاربران