Реферат: Волоконно-оптичні системи передачі

Джерела оптичного випромінювання мають нелінійні модуляційні характеристики. Це ускладнює виконання вимог щодо припустимих нелінійних спотворень, при невиконанні цих вимог довжина підсилювальної ділянки ВОСП стає майже такою, як і в системах з металевими кабелями (3-6 км). Для одержання необхідної якості передачі інформації при відношенні сигнал/шум на 30-40 дБ менше, ніж АСП. Тому реалізація ВОСП з використанням ЦСП значно простіша у порівнянні з АСП.

2. Реалізація волоконно-оптичних систем передачі

Як і системи, що використовують традиційні кабелі з мідними провідниками, ВОСП є проводовими, бо сигнали оптичного діапазону передаються по направляючій системі волоконним світловодом. Тільки середовище передачі та форма сигналів в лінії відрізняють ВОСП від традиційних проводових ліній передачі. Тому побудова ВОСП аналогічна побудові будь-якої проводової багатоканальної системи передачі, в складі якої є прикінцева та проміжні станції, з'єднані безперервною направляючою системою. На рис 2.1. наведена узагальнена структурна схема ВОСП.

Рис 2.1. Узагальнена структурна схема ВОСП

Ця схема вміщує в собі типову прикінцеву апаратуру багатоканальної системи передачі 1, апаратуру спряження2, передавальний оптоелектронний модуль 3, оптичний кабель 4, приймальний оптоелектронний модуль 5, електронний регенератор 6.

На передавальній прикінцевій станції А первинні сигнали тональної частоти надходять на прикінцеву типову апаратуру, де об'єднуються в груповий сигнал, що подається на апаратуру спряження. В ній електронний сигнал перетворюється у форму, необхідну для передачі по волоконно-оптичному лінійному тракту, тобто формується лінійний сигнал. Після цього в ПОМ здійснюється модуляція потужності оптичної несучої лінійним електричним сигналом і оптичний сигнал надходить в ОК.

При проходженні сигналу по ОК він послаблюється, а тому для збільшення дальності зв'язку встановлюються проміжні станції (регенератори). Роль регенератора підсилення, корекція та регенерація сигналу. На проміжній станції оптичний сигнал перетворюється в електричний, зворотнє перетворення відбувається на виході. Ці перетворення здійснюються у ПОМ та ПрОМ відповідно.

3. Передавальні пристрої

Оптичний передавальний пристрій – один з головних функціональних вузлів будь-якої волоконно-оптичної системи передачі. Призначення ОперП перетворення вхідного електричного сигналу в ідентичний йому оптичний сигнал з високою точністю.

Для всіх ОперП незалежно від галузі їх застосування та типу оптичного випромінювача характерні такі властивості:

· використання напівпровідникових випромінювачів (світлодіодів, лазерів);

· використання внутрішньої (прямої) модуляції оптичного випромінювання по інтенсивності;

· типовий ОперП містить електронні схеми для узгодження параметрів випромінювання з параметрами вихідних каскадів прикінцевих електронних пристроїв;

· ОперП містить схеми підсилення та перетворення вхідних сигналів, а також схеми стабілізації режимів роботи;

· ОперП має оптичний узгоджуючий пристрій або пристрій введення випромінювання у волоконний світловод.

На рис 3.1. наведені типові структурні схеми ОперП.

а)

Рис 3.1. Структурні схеми оптичних передавальних пристроїв:

а) з підсиленням вхідного сигналу

б) з підсиленим струму накачування

УП – узгоджуючий пристрій;

П – підсилювач;

ЕП – емітерний повторювач;

ГСН – генератор струму накачування;

ДОВ – джерело оптичного випромінювання;

ОУП – оптичний узгоджуючий пристрій.

Узгоджуючий пристрій виконує роль узгодження рівнів вхідного сигналу з рівнями базових мікросхем, які використовуються у цифрових ОперП, підсилювач при необхідності підсилює сигнал, емітерний повторювач є буферним каскадом, який узгоджує електричні опори джерела електричного сигналу з вхідним опором ГСН. Генератор струму накачування формує необхідний для роботи оптичного випромінювача струм накачування. По суті ГСН є перетворювачем типу "напруга-струм". Оптичний узгоджуючий пристрій потрібний дня введення оптичної потужності у волоконний світловод, він узгоджує кут ролкриву діаграми спрямованості випромінювача та апертурного кута світловода.

Для підвищення надійності та зниження вимог до умов експлуатації та монтажу ОпорП виконують у вигляді передавальних оптичних модулів. ПОМ вміщують лазерний випромінювач, узгоджуючі пристрої, що забезпечують ефективне введеним оптичного випромінювання в волокно. Кожний ПОМ комплектується кабельною частиною оптичного з'єднувача, що розрахований на використання багатомодового волоконного світловода. ПОМ має схеми стабілізації оптичної потужності випромінювача. Схема блокування попереджує виникнення небажаних режимів роботи лазерного випромінювача, а також блокує його роботу при відсутності вхідного сигналу. Модулі виконані на єдиній технологічній базі у вигляді герметичних мікрозбірок. Весь пристрій вміщується в металевий корпус, обладнаний стандартним електричним кабельним роз’ємом з одного боку, та оптичним кабельним роз'ємом з іншого. До найбільш важливих параметрів, які характеризують цифрові ПОМ відносяться: