Metódy kódovania pre optický digitálny prenos vlákien?

Digitálna prenos z vlákien optických vlákien využíva niekoľko metód kódovania na reprezentáciu digitálnych údajov (0S a 1S) ako variácie svetlom signálov. Výber metódy kódovania závisí od faktorov, ako je prenosová vzdialenosť, bitová rýchlosť, požadovaná šírka pásma a náklady. Tu sú niektoré bežné:

1. Binárne kódovanie:

* Off-Off Kieva (OOK): Najjednoduchšia metóda. Svetlý impulz predstavuje „1“ a neprítomnosť impulzu predstavuje „0“. Ľahko sa implementuje, ale je náchylný na kolísanie hluku a energie. Často sa používajú v aplikáciách s krátkym dosahom.

* návrat na Zero (rz): Pulz predstavuje „1“ a návrat na nulovú úroveň (bez svetla) predstavuje „0“. Pulz má kratšiu dobu ako bitové obdobie. Zlepšená imunita hluku v porovnaní s OOK, pretože stav „0“ je výslovne definovaný.

* non-Return-to-Zero (NRZ): Podobne ako RZ, ale svetlo zostáva zapnuté po celé bitové obdobie pre „1“. Je jednoduchšie implementovať ako RZ, ale potenciálne trpí nízkofrekvenčnými problémami s hlukom (DC zaujatosť). NRZ-L (úroveň) a NRZ-I (invertované) sú variácie.

2. Viacúrovňové kódovanie:

Tieto techniky používajú viac ako dve úrovne intenzity svetla alebo polarizácie na predstavenie viacerých bitov na symbol, čo zvyšuje účinnosť šírky pásma.

* Modulácia amplitúdy impulzov (PAM): Rôzne úrovne intenzity svetla predstavujú viac bitov. Napríklad 4-PAM by mohla predstavovať dva bity na symbol (00, 01, 10, 11). PAM vyššieho poriadku (napríklad 8-PAM alebo 16-PAM) môže dosiahnuť ešte väčšiu účinnosť šírky pásma, ale je citlivejšia na hluk.

* Multi-úrovňová modulácia polohy impulzu (ppm): Poloha ľahkého impulzu v časovom úseku predstavuje rôzne bity. Podobne ako PAM z hľadiska účinnosti šírky pásma, ale ponúka rôzne charakteristiky hluku.

3. Diferenciálne kódovanie:

Tieto metódy kódujú informácie založené na zmene medzi po sebe idúcimi bitami, a nie absolútnou úrovňou svetla. To je robustné proti pomalým variáciám optickej sily.

* Modulácia diferenciálneho pulzného kódu (DPCM): Prenáša sa iba rozdiel medzi následnými bitami. To môže zlepšiť účinnosť šírky pásma a znížiť citlivosť na pomalé variácie prijatej optickej sily.

* Diferenciálne kľúče fázového posunu (DPSK): Fáza nosiča svetla sa posunie na kódovanie informácií. Fázový posun predstavuje „1“ a žiadny fázový posun predstavuje „0“. Robustné proti hluku a kolísania pomalého výkonu.

4. Multiplexovanie vlnovej dĺžky (WDM):

Toto nie je prísne metóda kódovania, ale spôsob, ako výrazne zvýšiť kapacitu vysielaním viacerých signálov súčasne na rôznych vlnových dĺžkach svetla v jednom vlákne. Každá vlnová dĺžka nesie signál kódovaný pomocou jednej z vyššie uvedených metód.

5. Multiplexovanie polarizácie (PDM):

Podobne ako v prípade WDM, ale používa dve ortogonálne polarizácie svetla na vysielanie dvoch signálov súčasne na rovnakú vlnovú dĺžku. To zdvojnásobí kapacitu bez toho, aby si vyžadovalo ďalšie vlnové dĺžky.

Výber metódy kódovania:

Výber závisí od mnohých faktorov. Napríklad:

* Vzdialenosť: OOK by mohla stačiť na krátke vzdialenosti, zatiaľ čo na prenos diaľkových haulov sú potrebné sofistikovanejšie metódy, ako je DPSK.

* Bitová rýchlosť: Vyššie bitové rýchlosti často vyžadujú zložitejšie schémy kódovania, ako je PAM alebo sofistikované modulačné formáty.

* Cena: Jednoduchšie metódy ako OOK sú lacnejšie na implementáciu.

* imunita hluku: Metódy ako DPSK a RZ ponúkajú lepšiu imunitu hluku ako OOK.

* Účinnosť šírky pásma: Viacúrovňové techniky kódovania ponúkajú vyššiu účinnosť šírky pásma.

Mnoho moderných optických systémov vlákniny využíva sofistikované kombinácie týchto metód, spolu s korekciou chybovcov vpred (FEC) na zlepšenie spoľahlivosti a dosiahnutie extrémne vysokých rýchlosti dát na veľké vzdialenosti.

• Predchádzajúca strana: Čo sú funkcie Web-Cam? 
• Ďalšia strana: Ako ukladáte video z Matlabu?