Рис.11.5 - Обобщенная структурная схема волоконно-оптической системы передачи
Под оптической системой передачи понимают цифровую систему, работающего по оптическому кабелю.
Формирование многоканального сигнала на передаче и разделение каналов на приеме осуществляется стандартным оборудованием конечных станций цифровых систем передачи с ИКМ, следовательно на оптический передатчик поступает стандартный цифровой поток соответствующего уровня иерархии. Согласующее устройство оптического передатчика преобразует сигнал (код) в форму, удобную для передачи по ОВ.
Далее групповой сигнал поступает либо на источник излучения, либо на оптический модулятор в зависимости от выбранного входа модуляции Передающая оптическая система обеспечивает эффективный ввод оптического сигнала в оптический кабель. В линии через определенное расстояние устанавливают такие же линейные регенераторы для восстановления параметров сигнала. Оптический приемник осуществляет обратные операции. Приемная оптическая система осуществляет эффективный выбор оптической мощности из оптического кабеля. Фотоприемник преобразует сигнал из оптической в электрическую форму.
Согласующее устройство приемника преобразует сигнал в форму, соответствующую цифровому потоку системы с ИКМ.
Полоса пропускания кабеля зависит от типа оптического волокна, а также неравномерности отдельных составляющих светового потока.
В качестве источника излучения могут быть использованы: светодиод или полупроводниковый лазер.
Светодиод (достоинства): низкая стоимость, большой срок службы, простота модуляции оптической несущей.
Недостатки: малая мощность.
Излучение: до 1 МВт, низкий КПД соединения с оптическим кабелем.
Полупроводниковый лазер: высокая мощность излучения 10-ки милливатт, высокий КПД соединения с оптическим кабелем.
Недостатки: высокая стоимость, короткий срок службы, необходимость температурной стабилизации.
Поэтому предпочтительным источником излучения является светодиод.
Вид сигнала, который передается по ОВ выбирают с учетом особенностей оптического линейного тракта, т.к. излучение устройств носит шумовой характер, то обычно осуществляют модернизацию оптической несущей по интенсивности излучения.
При выборе линейного сигнала учитывают то, что оптическая мощность может быть только положительна, т.е. нельзя использовать квазитроичные коды (с ЧПИ).
Следует отметить, что регенерация линейного сигнала остается в электрическим виде, т.е. на входе линейного регенератора обязательно установлен фотоприемник, а на выходе источник излучения и схема регенерации ничем не отличается от регенератора ЦСП и ИКМ. Наиболее перспективный вариант построения линейного тракта – это применение оптических усилителей. Но через несколько оптических усилителей устанавливают регенератор для поддержания требуемой помехозащищенности. Длина регенерационного участка оптической системы передачи определяется, исходя из уровня Рпер на выходе оптического передатчика потерями аS в оптическом кабеле на минимальной мощностью на входе оптического приемника Рпр. min.
Длину регенерационного участка выбирают так, чтобы Рпер. - аS ³ Рпр. min.
Суммарные потери в оптическом кабеле:
аS = аок ·lру + авв + анс,
где анс – потери на неразъемных соединениях.
Рпер. – (аок ·lру + авв + анс) ³ Рпр. min.
Из этого соотношения определяют максимально допустимую длину регенерационного участка.
Длина регенерационного участка ограничивается так же дисперсионными свойства оптического волокна
lрег < 0.25/Bσ,
где В – скорость передачи информационного сигнала,
σ – среднеквадратическое уширение импульса оптического сигнала в оптическом кабеле длиной 1 км.
Длина регенерационного участка выбирается при одновременном выполнении двух условий.
Достоинства оптической системы передачи:
1) малые потери энергии в ОВ, длина регенерационного участка увеличивается до сотен км.
2) Потенциально низкая стоимость линейного тракта.
3) Широкая полоса пропускания
4) Низкая чувствительность к внешним электромагнитным влияниям
