КОУ, Л.34. ОРГАНИЗАЦИЯ ЦИФРОВЫХ ВОЛОКОННО -
ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ СВЯЗИ
Вопросы лекции:
Принципы построения цифровой волоконно-оптической
Линии связи (ЦВОЛС).
Приемники цифровых волоконно-оптических систем связи.
Принципы построения цифровой волоконно-оптической
Линии связи (ЦВОЛС).
Наиболее распространенной волоконно-оптической системой связи является цифровая система с временным разделением каналов и импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ), использующая модуляцию интенсивности излучения источника (рис. 34.1).
Рис. 34.1. Структурная схема волоконно-оптической связи:
ОПУ, ОПрУ – оптические передающее и приемное устройства;
ПК – преобразователь кода; ЭОП, ОЭП – электронно-оптический и оптоэлектронный преобразователи; ОК – оптический кабель; ЛР – линейный регенератор; СУ – согласующее устройство.
Станции 1 и 2 представляют собою системы ИКМ на 30, 120, 480 и 1920 каналов. Показана передача информации в направлении от станции 1 к станции 2; эта передача осуществляется по одному световоду оптического кабеля. Для обеспечения дуплексной связи организуется аналогичный обратный канал по другому световоду того же кабеля.
В передатчикеЭОП преобразует электрический сигнал в оптический. Этот сигнал по оптическому кабелю (с периодическим восстановлением его в линейных регенераторах ЛР) поступает в
КОУ, Л.34, стр.2
оптоэлектронный преобразователь приемника и далее уже групповой электрический сигнал приходит на станцию 2.
Преобразователи кодов перекодируют последовательность импульсов, согласуя кодировку станций ИКМ (псевдотроичную) с бинарным кодом, передаваемым по оптоволокну, и наоборот.
Согласующие устройства формируют и согласовывают диаграммы направленности и апертуру (апертура - действующее отверстие) между приемо-передающими устройствами и кабелем.
Линейный регенератор (рис.34.2) содержит два приемо-передающих канала, в каждый из которых включена схема усиления и восстановления импульса.
Рис. 34.2. Структурная схема линейного регенератора: А1, А2 – усилители, Р1, Р2 – регенераторы формы импульсов
В качестве светоизлучателей для ЦВОЛС применяют полупроводниковые лазеры, имеющие следующие основные характеристики:
- Мощность порядка единиц (для одномодовых) и десятков (для многомодовых) мВт,
- Эффективность излучения – (2-4)%,
- Скорость передачи информации – до 5 Гбит/с,
- Ширина спектральной линии – (0,1 – 0,5) нм,
- Длина волны- (1,3 – 1,55) мкм.
В качестве источников излучения могут работать также светодиоды. В отличие от лазеров, они являются некогерентными источниками излучения, работают на длине волны (0,82 – 0,85) мкм и могут передавать цифровой поток со скоростью 100 Мбит/с.
Весь оптический диапазон делится на три области: Ультрафиолетовый (0,01…0,4 мкм), видимый (0,4…..0,76 мкм) и инфракрасный (0,76…100 мкм). Наименее освоен ультрафиолетовый участок диапазона.
КОУ, Л.34, стр.3
В качестве оптоэлектронных преобразователей применяют устройства с фотонные детекторы, такие как фотодиоды, лавинные фотодиоды, фоторезисторы и другие.
Конструктивно все элементы оптических передатчика и приемника изготовляются в виде компактного устройства – квантово-электронного модуля (КЭМ). При необходимости передающий и приемный КЭМ содержат схемы стабилизации параметров излучателя и фотодетектора.
Приведем для примера некоторые параметры КЭМ приемника – КЭМ – 34 – 4ПРА:
- Скорость сигнала – 34,5 Мбит/с,
- Чувствительность – 4 10 В/Вт,
- Ток потребления – 60 мкА.
Параметры соответствующего модуля передатчика
(КЭМ – 34 – 4ПДА) следующие:
- Длина волны излучения – 0,82….0,88 мкм,
- Ширина спектра излучения – 4 нм,
- Средняя мощность излучения – 1 мВт,
- Скорость передачи информации – 34,5 Мбит/с,
- Напряжение питания – 4,5 В,
- Ток потребления – 300 мкА.
Характеристики некоторых волоконно-оптических систем передачи приведены в табл. 34.1
Таблица 34.1. Характеристики волоконно-оптических систем передачи
| Характеристика | Городская связь, «Соната -3» | Зоновая связь, «Сопка – 3» | Магистральная связь, «Сопка – 4м» |
| Система передачи | ИКМ - 120 | ИКМ -480 | ИКМ -1920 |
| Скорость передачи, Мбит/с | 8,5 | ||
| Длина волны, мкм | 0,85 | 1,3 | 1,55 |
| Коэффициент затухания, дБ/км | 0,4 | ||
| Длина регенерационного участка, км | |||
| Полоса пропускания, МГц км | |||
| Дальность связи, км | Десятки | Сотни | Тысячи |
КОУ, Л.34, стр.4
