Przechwytywanie w rozdzielczości 8K przy dużej liczbie klatek na sekundę, produkcja-w oparciu o protokół IP i zdalne (rozproszone) przepływy pracy zmieniają możliwości sieci nadawczych. Więcej pikseli, większa liczba klatek na sekundę i sygnały przesyłane między obiektem,-zewnętrznym ośrodkiem transmisji (OB) a centralnym zakładem produkcyjnym wywierają nacisk na trzy rzeczy jednocześnie: przepustowość, dokładność taktowania i-końcowe-opóźnienie.
Światłowód-z pustym rdzeniem (HCF) to jedna z technologii omawianych w przypadku tych wymagających łączy. Ponieważ prowadzi światło głównie przez powietrze, a nie przez stałe szkło, może zmniejszyć opóźnienie propagacji i zmniejszyć pewne zaburzenia optyczne w porównaniu z konwencjonalnym włóknem. Poniżej przyjrzymy się, czym jest włókno-z pustym rdzeniem, jak wpływa na opóźnienia, jak wypada w porównaniu ze standardowym włóknem jedno-modowym, gdzie realistycznie pasuje do sieci rozgłoszeniowych, jakie nadal obowiązują ograniczenia i co należy sprawdzić przed jego określeniem.
Co to jest włókno-z pustym rdzeniem?
W konwencjonalnym włóknie-modowym światło przechodzi przez stały rdzeń z domieszkowanego szkła krzemionkowego. Światłowód-z pustym rdzeniem odwraca ten pomysł: sygnał jest prowadzony przez pusty kanał - wypełniony powietrzem lub gazem obojętnym -, który przepływa przez środek światłowodu i jest otoczony drobnoziarnistą powłoką szklaną. Wczesne projekty wykorzystywały fotoniczną-strukturę pasma wzbronionego; nowsze konstrukcje, takie jak zagnieżdżone, antyrezonansowe włókno bezwęzłowe (NANF), podniosły wydajność znacznie dalej.
Praktyczną konsekwencję można łatwo stwierdzić. W standardowym włóknie światło całą swoją podróż spędza wewnątrz szkła. We włóknie-z pustym rdzeniem większość z nich spędza w powietrzu. Ta pojedyncza różnica nadaje HCF charakterystyczne zachowanie w zakresie opóźnień, dyspersji i nieliniowości. Koncepcja była rozwijana przez wiele lat w badaniach akademickich i przemysłowych, w tym w pionierskich pracach nad projektami pustych-rdzeniowych o niskich stratach w ośrodkuUniwersytetu w Southampton. Bliższe spojrzenie na strukturę i zasadę działania można znaleźć w naszym przeglądzietechnologia pustych-rdzeniowych włókien.
Dlaczego transmisja na żywo w rozdzielczości 8K wymaga światłowodu o małych-opóźnieniach
Nieskompresowany sygnał 8K to duża ilość danych. Przy dużej liczbie klatek na sekundę liczby szybko rosną: nieskompresowany obraz 8K przy 120 klatkach na sekundę może przekroczyć 80 Gbit/s w przypadku pojedynczego pliku, a produkcja nadmiarowa lub z wieloma-kanałami zwiększa się jeszcze bardziej. Nawet przy niewielkiej, wizualnie bezstratnej kompresji nowoczesna produkcja 8K z wieloma-kamerami przenosi bardzo dużą łączną przepustowość pomiędzy miejscem wydarzenia a zakładem produkcyjnym.
Opóźnienie i czas są tak samo ważne, jak sama pojemność. W przypadku produkcji zdalnej i rozproszonej przekazy z kamer, zwrotne wideo, rozmowy zwrotne i kontrola przepływu danych pomiędzy miejscem wydarzenia, kompleksem położniczym, międzynarodowym centrum nadawczym (IBC) i galeriami centralnymi. Operatorzy potrzebują{{2}dokładnego przełączania klatek, ścisłej synchronizacji wielu-kamer i małych-opóźnień w obie strony, aby komunikaty zwrotne i kanały zwrotne pozostały użyteczne. Większość z nich działa obecnie poprzez protokół IP przy użyciu protokołuZestaw standardów SMPTE ST 2110, który przenosi dane wideo, audio i dodatkowe w postaci oddzielnych strumieni i zależy od precyzyjnego taktowania sieci (PTP).
Warto wiedzieć, skąd bierze się opóźnienie. Opóźnienie ze szkła-do-szkła to suma wielu etapów - przechwytywania, kodowania i dekodowania, pakietowania, przełączania, synchronizacji, transportu przez światłowód i końcowego wyświetlania. Propagacja włókien jest tylko jednym z tych etapów. Puste włókno-z rdzeniem może zmniejszyć składnik transportowy; nie może usunąć opóźnienia spowodowanego przez kodery, przełączniki lub wyświetlacze.
Jak puste-włókno rdzeniowe zmniejsza opóźnienia i uszkodzenia
Światło przemieszcza się wolniej w szkle niż w powietrzu lub próżni. Na falach telekomunikacyjnych indeks grupowy krzemionki wynosi około 1,47, więc sygnał w standardowym włóknie jedno-modowym przemieszcza się z około dwiema-trzecimi prędkości światła w próżni -, dodając blisko 4,9 mikrosekundy opóźnienia na kilometr. W przypadku włókna-z rdzeniem pustym, gdzie pole świetlne znajduje się głównie w powietrzu, efektywny współczynnik jest bliski 1, a opóźnienie propagacji spada do około 3,3 do 3,5 mikrosekundy na kilometr.
W zaokrągleniu jest to rzędu30% mniejsze opóźnienie propagacjilub około 1,5 mikrosekundy zaoszczędzonej na kilometr kabla. To, czy to ma znaczenie, zależy całkowicie od odległości. Na długiej trasie dosyłowej to się sumuje; na przestrzeni kilkuset metrów wewnątrz obiektu jest to znikome. Często pojawia się również włókno z pustym rdzeniem-niższa dyspersja chromatycznai mniejszą nieliniowość optyczną w porównaniu ze światłowodem-z pełnym rdzeniem, ponieważ interakcja między światłem a szkłem jest znacznie mniejsza.
Są to prawdziwe, przydatne właściwości -, ale są to ulepszenia, a nie magia. Puste światłowód-z rdzeniem zmniejsza opóźnienia propagacji i pewne zaburzenia optyczne w łączach wrażliwych na opóźnienia. To prawdaniezapewniają „zero opóźnień” i „zero zniekształceń”, a korzyści są proporcjonalne do długości i konstrukcji łącza.
Puste włókno-rdzeniowe a standardowe włókno jednomodowe-
Uczciwe porównanie dotyczy dojrzałej, niedrogiej,-powszechnie dostępnej technologii z szybko-udoskonalającą się, ale wciąż rozwijającą się technologią.
| Nieruchomość | Standardowe włókno jednomodowe- | Puste włókno-rdzeniowe |
|---|---|---|
| Medium-przewodzące światło | Solidny rdzeń ze szkła krzemionkowego | Pusty rdzeń powietrzny lub gazowy z powłoką mikrostrukturalną |
| Opóźnienie propagacji | Linia bazowa (około 4,9 µs/km) | Około 30% niższe (około 3,3 do 3,5 µs/km) |
| Dyspersja chromatyczna | Dobrze scharakteryzowany, zarządzany przy użyciu standardowych technik | Zazwyczaj niższy |
| Nieliniowość | Wyższa (światło zamknięte w szkle) | Niższa (mała interakcja światła ze szkłem) |
| Osłabienie | Niski i stały (klasa około 0,2 dB/km przy 1550 nm) | Historycznie wyższa; podejście oparte na najnowszych projektach NANF lub, jak wynika z badań, konkurujące ze standardowym włóknem, ale stale rozwijane są stale niskie straty przy dużych długościach produkcyjnych |
| Łączenie i złącza | Dojrzały, szeroko wspierany | wyspecjalizowane; ekosystem wciąż się rozwija |
| Dojrzałość wdrożenia | Dziesięciolecia doświadczenia w terenie, w pełni ustandaryzowane | Pojawiające się; ograniczone pole-udokumentowane doświadczenie |
| Koszt i dostępność | Niski koszt, łatwo dostępny | Koszt premium, ograniczona dostępność |
W przypadku większości dzisiejszych sieci standardowy światłowód jedno-modowy pozostaje domyślnym rozwiązaniem, a tam, gdzie-zasięg dalekiego zasięgu i niskie straty są priorytetem, sprawdzonym wyborem jest światłowód G.654.E o ultra-niskich-stratach. Standardowe włókna jednomodowe-definiowane są przezITU-Tw zaleceniach takich jak G.652 i G.654, co jest jednym z powodów, dla których otaczający je ekosystem - włókna, splicery, złącza, sprzęt testowy - jest tak dobrze ugruntowany. Światłowód z pustym-rdzeniowym rdzeniem najlepiej rozumieć jako uzupełnienie konkretnych przypadków-krytycznych opóźnień, a nie jako hurtową wymianę. Możesz porównać opcje w naszychświatłowód jednomodowy-zakres m.inultra-niskostratne-włókno G.654.Ew przypadku łączy-na duże odległości.
Gdzie puste światłowód-rdzeń może zmieścić się w transmisji i poza nią
Ponieważ jego głównymi zaletami są opóźnienia i zmniejszona nieliniowość, włókno z pustym rdzeniem-jest najciekawsze tam, gdzie te właściwości są naprawdę cenne:
- Linki transmisyjne wrażliwe na opóźnienia, takie jak długie miejsca-do- tras IBC lub zdalne-transmisje produkcyjne, gdzie zmniejszenie opóźnienia propagacji pomaga w zmniejszeniu ogólnego budżetu czasowego.
- Połączenie centrum danych, gdzie małe opóźnienia między obiektami mają bezpośrednią wartość operacyjną.
- Sieci finansowe i handlowe o małych-opóźnieniach – często przytaczany przypadek wczesnego użycia.
- Rozkład czasu i częstotliwości, gdzie stałe, małe opóźnienie wspiera synchronizację.
- Przyszły transport frontowy 5G i 6G oraz-transport o dużej przepustowości w miarę dojrzewania technologii.
W przypadku większości obecnych produkcji 8K dobrze-zaprojektowane standardowe łącze jednomodowe- w połączeniu z-niskostratnym-włóknem światłowodowym na długich dystansach, przejrzysta architektura IP i solidne taktowanie PTP - już spełnia te wymagania. Światłowód z pustym-rdzeniowym rdzeniem sprawdza się w mniejszych zestawach łączy, gdzie opóźnienie jest wiążącym ograniczeniem lub gdzie przyszły zapas przepustowości uzasadnia wczesne przyjęcie.
Obecne ograniczenia przed wdrożeniem-na dużą skalę
Światłowody-z pustym rdzeniem szybko się rozwijają, ale kilka praktycznych czynników sprawia, że wdrażanie transmisji na dużą-skalowość jest obecnie selektywne:
- Dostępność i podaż.Wielkości komercyjne są ograniczone w porównaniu ze standardowym włóknem.
- Koszt.HCF ma obecnie wyższą cenę.
- Łączenie i łączenie.Łączenie-włókna z pustym rdzeniem i niezawodne jego kończenie wymaga specjalistycznych technik i narzędzi.
- Interoperacyjność.Większość istniejących instalacji to jednomodowe-solidne-moduły; mieszanie typów włókien zwiększa złożoność projektowania i łączenia.
- Wydajność mechaniczna i środowiskowa.Zachowanie przy zginaniu, wytrzymałość i-długoterminowa niezawodność w warunkach terenowych wymagają sprawdzenia w przypadku każdego projektu.
- Konsystencja strat na długości.Osiągnięcie niskiego, równomiernego tłumienia na długich odcinkach produkcyjnych wciąż trwa.
- Osiągnięcia i standaryzacja.Historia transmisji na żywo w porównaniu z uznanymi typami włókien światłowodowych jest ograniczona.
Żaden z nich nie jest powodem do odrzucenia tej technologii -, są to powody, aby dokładnie ją określić i zadać dostawcom konkretne pytania.
Często zadawane pytania
Czy światłowód-z pustym rdzeniem naprawdę zapewnia zerowe opóźnienia?
Nie. Zmniejsza opóźnienie propagacji - rzędu 30%, czyli około 1,5 mikrosekundy na kilometr, w porównaniu ze standardowym włóknem jednomodowym. Nie eliminuje to opóźnień. Całkowite opóźnienie między szkłem-do-szkła zależy także od kodowania, przełączania, synchronizacji i wyświetlania, które to włókno z pustym-rdzeniowym rdzeniem nie ulega zmianie.
Czy światłowód-z pustym rdzeniem jest obecnie dostępny w komercyjnych projektach nadawczych?
Jest to nowa technologia. Dostępność jest ograniczona, a wspierający ekosystem (łączenie, złącza, sprzęt testowy) wciąż się rozwija, dlatego w zdecydowanej większości wdrożeń standardowe światłowód jednomodowy pozostaje domyślnym rozwiązaniem.
Ile opóźnień może faktycznie zaoszczędzić-włókno z pustym rdzeniem?
Około 1,5 mikrosekundy na kilometr, około 30% mniejsze opóźnienie propagacji niż w przypadku standardowego światłowodu. Korzyści rosną wraz z odległością, więc są znaczące na długich trasach i pomijalne w przypadku-krótkich przejazdów po obiekcie.
Czy światłowód-z rdzeniem pustym może zastąpić moją istniejącą sieć-jednomodową?
Nie jako wpadnięcie-. Różnice w łączeniu, łączeniu, kosztach i dojrzałości oznaczają, że jest ono zwykle wprowadzane dla łączy krytycznych-o określonym opóźnieniu, a nie jako hurtowy zamiennik zainstalowanej instalacji jednomodowej.
Z jakiego światłowodu korzysta obecnie większość sieci nadawczych 8K?
Standardowe włókno-jednomodowe-, zazwyczaj G.652.D, z ultra-niskimi-stratami G.654.E na dużych rozpiętościach, - obsługujące produkcję opartą na IP-za pośrednictwem SMPTE ST 2110.
Kluczowe dania na wynos
Światłowód-z pustym rdzeniem to naprawdę obiecująca technologia dla łączy-najbardziej wrażliwych na opóźnienia w nowoczesnych sieciach nadawczych. Prowadząc światło przez powietrze, może zmniejszyć opóźnienie propagacji o około 30% oraz zmniejszyć dyspersję i nieliniowość. Są to znaczące zalety w porównaniu z długimi trasami-krytycznymi z powodu opóźnień-, ale są to ulepszenia, a nie skok do „zerowego opóźnienia”, a wdrażanie transmisji na dużą-skalę jest nadal ograniczone kosztem, dostępnością i dojrzałością ekosystemu. W przypadku większości produkcji 8K praktycznym wyborem są dobrze-zaprojektowane łącza jednomodowe; Warto ocenić włókno z pustym rdzeniem-w przypadku, gdy ograniczeniem jest opóźnienie. Jak zawsze, właściwa decyzja wynika z porównania specyfikacji, raportów z testów i całkowitego kosztu - oraz współpracy z dostawcą, który może doradzić w sprawie wyboru światłowodu i, w razie potrzeby, zbudować go zgodnie z Twoimi wymaganiami.