Оптический ретранслятор

Передача информации по ОВ ограничивается максимальной мощностью излучения передатчика, затуханием и дисперсией ОВ, а также чувствительностью приемника. Эти обстоятельства на­кладывают ограничения на дальность передачи и объясняют необ­ходимость установки ретрансляторов сигнала через участок опре­деленной длины. Ретрансляторы строятся как чисто оптические, так и с преобразованием оптических сигналов в электрические, с последующей регенерацией электрических сигналов и обратным преобразованием.

Оптические ретрансляторы корректируют и усиливают свето­вые сигналы непосредственно, не преобразуя их в электрические.

Они содержат лазерный усилитель (оптический квантовый усили­тель) и нелинейный поглотитель для частичной регенерации све­товых импульсов. Усилитель компенсирует потери передачи сиг­нала в световоде и нелинейном поглотителе, т. е. возвращает све­товым импульсам их первоначальную интенсивность. Нелинейный поглотитель сужает импульсы и тем самым частично компенсиру­ет расширение импульсов и их перекрытие, которое происходит в ОВ из-за дисперсии материала и разброса времени пробега. По­мимо этого он уменьшает уровень шумов и других интерферен­ционных помех, находящихся в стороне от пиков импульсов. В настоящее время ретрансляторы на основе оптических кванто­вых усилителей находятся в стадии проектирования и опытной эксплуатации.

Наибольшее применение в технике оптической связи получили ретрансляторы с преобразованием оптического сигнала в электри­ческий и последующей обработкой и регенерацией сигнала элект­ронными схемами (рис. 8.26). Оптический ретранслятор отличает­ся от регенераторов проводных ЦСП только наличием оптических модулей (ПрОМ и ПОМ). Электронный регенератор (ЭР) содер­жит решающее устройство (РУ), устройство тактовой синхрони­зации (УТС) и формирователь сигналов (ФС).

Процесс регенерации в ЭР происходит следующим образом. Значения передаваемых символов (0 или 1) оцениваются решаю­щим устройством, которое анализирует поступающий сигнал и принимает решение о том, какой символ передается по ОВ. В ре­генераторах при оценке значений символов используется прием методом однократного отсчета, что позволяет при относительно простой реализации получать высокую помехоустойчивость. Вре­менные диаграммы (рис. 8.27) приведены для случая, когда с оконечной ВОСП передается в оптическую линию двухуровневый код с пассивной паузой (рис. 8.27, а). При этом в решающем уст­ройстве периодически с тактовой частотой производится стробирование сигнала на выходе ПрОМ и сравнение полученного отсчета с порогом.

При превышении порога в форми­рователе сигнала формируют­ся импульсы прямоугольной формы с определенной ампли­тудой и длительностью (рис. 8.27, в). Стробирование сигна­ла осуществляется с помощью узких импульсов, которые вы­рабатываются устройством тактовой синхронизации (рис. 8.27,6).

При передаче сигналов по ОВ величина ослабления и ис­кажений зависит от длины участка регенерации При увеличении уровень оптического сигналападает плавно на строительных отрезках ОВ и скач­ком в точках их соединений (рис. 8.28). Для восстановления сиг­нала необходимо, чтобы на входе ЭР уровень сигнала где —минимальный уровень приема оптического излучения, при котором происходит полное восстановление сигнала, т. е. можно записать где — уровень передачи на выходе станции или регенератора; —потери при вводе и выводе излучения в волокно;— потери в разъемных и неразъемных соединениях на длине регенерационного участка. Это выражение удобно записать в виде

(8.2)

где — энергетический потенциал ВОСП. Из (8.2)можно получить значение по затуханию:— Кроме затухания ОВ длина участка регенерации ограничива­ется за счет дисперсионных потерь. Для уменьшения межсимволь­ной интерференции необходимо выполнение неравенства

(8.3)

где В — скорость передачи информации; —среднеквадратическая ширина импульсной характеристики в кабеле длиной Из (8.3) следует, что где —среднеквадратическое уширение импульса в ОВ длиной 1 км. Следовательно, для опре­деления максимальной длины регенерационного участка необхо­димо решить систему неравенств

Расчеты по определениюпоказывают существенные преиму­щества оптических систем передачи, где регенерационные расстояния превышают 100 км. При использовании коаксиальных кабе­лей длинасоставляет 1,5...6 км.

Следует отметить возможность создания ВОСП, не содержа­щих регенераторы, что объясняется значительным прогрессом в технологии производства активированных оптических волокон и мощных полупроводниковых лазеров. Так, к концу столетия долж­на быть сдана в эксплуатацию трансатлантическая ВОСП про­тяженностью более 6000 км, не содержащая ретрансляционных станций.

Литература: Осн. [4] стр. 4 – 9

Доп. [2] стр. 11-38

Контрольные вопросы:

1.Принципы построения ВОСП

1. Передающие оптические модули.
2. Приемные оптические модули.
3. Аппаратура ВОСП для ГТС «Соната 2», «Сопка Т»
4. Основные узлы оптической системы передачи оборудования линейного тракта.

Дата добавления: 2014-10-31