ID: 18144

Название работы: Принципы построения ВОЛС

Категория: Лекция

Предметная область: Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Описание: Лекция 11. Принципы построения ВОЛС Для любой ВОЛС большое значение имеют 3 фактора: информационная емкость системы которая определяется числом каналов связи и скоростью передачи информации; затухание сигнала определяющее максимальную длину ВОЛС без ретра...

Язык: Русский

Дата добавления: 2013-07-06

Размер файла: 385.61 KB

Работу скачали: 145 чел.

Лекция 11.

Принципы построения ВОЛС

Для любой  ВОЛС большое значение имеют 3 фактора:

1.  информационная емкость системы, которая определяется числом каналов связи и скоростью  передачи информации;
2.  затухание сигнала, определяющее максимальную длину ВОЛС без ретрансляции;
3.  стойкость по отношению к окружающей среде.

Основными компонентами волоконных линий связи являются:

1.  передатчик;
2.  приемник;
3.  ретранслятор;
4.  волоконный кабель.

Ведущими фирмами, выпускающими волоконно-оптические линии связи, являются:

1.  General Cable Company (США);
2.  Siecor (ФРГ);
3.  Bill Cable (Великобритания);
4.  Les Cable dehion (Франция);
5.  Nokia (Финляндия);
6.  Sumitimo (Япония);
7.  Pirelli (Италия).

Особенность ВОЛС заключается в том, что передача сигнала ведется только однополярными импульсами. На рисунке 11.1 показана структурная схема ВОЛС.

Рис.11.1. Структурная схема ВОЛС:

I – передатчик; II – приемник; ИКМ – блок импульсно-кодовой модуляции;

ПК – преобразователь кода; ЭОП – электронно-оптический преобразователь (лазер);

СУ – согласующее устройство;  Р – ретранслятор;

ОЭП – преобразователь оптического сигнала в электронный.

При временной модуляции сигнала информация в прямом и обратном направлении передается по разным световодам.

Ретранслятор (Р) служит для усиления и восстановления формы оптического сигнала. Структура ретранслятора показана на рис.11.2.

Рис.11.2. Структурная схема ретранслятора:

1 – усилитель-корректор;

ОЭП – преобразователь оптического сигнала в электрический;

ЭОП – преобразователь электрического сигнала в оптический.

Структурная схема оптического передатчика (ПОМ) показана на рис. 11.3.

Рис. 11.3. Структурная схема ПОМ

ПОМ помимо модулятора содержит схемы стабилизации мощности и частоты излучения полупроводникового лазера. Преобразователь кода (ПК) преобразует стыковой код в код используемой линии, после чего сигнал идет на модулятор (МОД). Основная часть сигнала передается в оптическое волокно 1 (ОВ-1). Для контроля мощности излучения используют фотодиод, сигнал на который передается с помощью волокна 2 (ОВ-2). Напряжение на выходе фотодиода регистрирует все изменения мощности. Сигнал усиливается в усилителе 2 (Ус-2) и подается на инвертирующий вход усилителя 1 (Ус-1). Реализуется отрицательная обратная связь, стабилизирующая мощность излучения.

Структура фотоприемного блока показана на рис.11.4.

Рис.11.4. Структурная схема фотоприемного блока:

ФД – фотодетектор;  Ус – малошумящий усилитель; Ф – электронный фильтр;

ЛК – блок линейной коррекции сигнала;  РУ – решающее устройство;

ВТЧ – устройство выделения тактовой частоты; ПК – преобразователь кода.

Длина регенерационного участка (РУ) линии связи определяется исходя из следующий требований:

1.  мощность сигнала на выходе должна превышать заданную пороговую мощность приемника:

          (11.1)

– мощность передатчика излучения, мВт;

– потери мощности при вводе излучения в световод;

– потери мощности в разъемном соединении;

– количество разъемных соединений;

– потери мощности в неразъемном соединении;

– количество неразъемных соединений;

– коэффициент потерь мощности в кабеле на единицу длины;

– длина кабеля от передатчика до ретранслятора;

– потери, связанные с температурными изменениями, дБ;

– временные потери, связанные со старением кабеля, дБ;  

– пороговая мощность приемника

Соотношение (11.1) часто записывают и в другом виде:

                                                                                      (11.2)

– энергетический потенциал аппаратуры;

– мощность передатчика;

– пороговая мощность приемника;

– потери при вводе излучения в световод.

С учетом соотношений (11.1) и (11.2) длина РУ может быть определена из следующего неравенства:

       (11.3)

1.  наличие дисперсионных искажений сигнала в оптическом кабеле (рис. 11.5)

Рис.11.5. Наличие дисперсионных искажений в волокне

Длина линии связи на основании дисперсионных (временных) искажений формы импульса  определяется из соотношения:

         (11.4)

В – тактовая частота передачи сигнала;

– среднеквадратическое уширение импульса в световоде длиной L.

Величина  зависит тот типа световода. Кроме того, при определении нужно учитывать быстродействие передающего оптического модуля и приемного оптического модуля.

Среднеквадратическое уширение импульса в световоде определяется соотношениями:

1.  многомодовый ступенчатый световод:

      (11.5)

– скорость света;

1.  многомодовый градиентный световод:

       (11.6)

– показатель преломления в центре;

1.  одномодовый световод:

                 (11.7)

– ширина спектра излучения лазера

– нормированное значение временного уширения