Лабораторная работа № 1 13 страница

Временной спектр линейного сигнала системы ИКМ-480 (рис. 7.6) разделяется на циклы длительностью Тц = 62,5 мкс, равной половине длительности циклов 30- и 120-канальных ЦСП. Цикл состоит из трех равных по времени субциклов (а не четырех, как в других ЦСП с временным группообразованием), в каждом из которых содержится по 716 разрядов, причем

первые 12 из них занимаются сигналами служебной информации (цикловым син­хросигналом, сигналами команд согласования скоростей и т. д.), а остальные — информацией посимвольно объединенных четырех вторичных потоков. Таким образом, цикл передачи содержит 2148 позиций, из которых 2112 ± 4 являются информационными. Такая структура цикла передачи определяется в значительной мере тем, что система цикловой синхронизации использует 12-символьный синхросигнал, частота повторения которого должна быть достаточно высокой.

Если сравнить ЦСП ИКМ-480 с действующей ныне по кабелю МКП-4 системой передачи с ЧРК К-300, становятся очевидными недостатки первой. Главные из них — малая длина номинального кабельного участка lуч (3 км по сравнению с 6 км для К-300) и укороченная секция дистанционного питания lд.п (200 км по срав­нению с 246 км для К-300). Последнее особенно неприятно тем, что существенно затрудняет замену аппаратуры К-300 аппарату­рой ИКМ-480 на существующих линиях передачи. Стремление по­высить рентабельность третичных ЦСП заставило рассмотреть возможность использования этой системы на кабелях связи с сим­метричными парами. В настоящее время разработана система ИКМ-480С, которая предназначена для применения на кабелях типа МКС, однако ее технико-экономические показатели сравни­мы с показателями СП с ЧРК типа К-1020С, позволяющей орга­низовывать на одной из четверок кабеля МКС 1020 каналов ТЧ. Поэтому был разработан вариант ИКМ-480X2, в котором благодаря использованию специального кода, понижающего тактовую частоту линейного сигнала, удалось удвоить число каналов ТЧ, организуемых по данному кабелю, без увеличения длин кабель­ных участков.

В системе ИКМ-480Х2 два третичных потока (34 368 кбит/с) объединяются и затем кодируются кодом FOMOT¹, относящимся к блочным кодам 4В3Т, в которых исходный цифровой поток, со­стоящий из бинарных импульсов (+1,0), разбивается на группы по четыре символа. Каждая группа заменяется соответствующей трехсимвольной группой троичного кода (+ 1,—1,0). При этом тактовая частота снижается в 4/3 раза. Поскольку при объедине­нии двух потоков тактовая частота удваивается, в данном случае имеет место ее увеличение лишь в 1,5 раза, что и позволяет со­хранить с некоторыми усилиями прежнюю длину кабельного участка.

Общее число бинарных четырехсимвольных групп, отличающих­ся друг от друга, 2⁴=16, а общее число трехсимвольных в троич­ном коде 3³ = 27, т. е. при данном преобразовании в линейном сигнале появляется избыточность. Она используется для обеспе­чения синхронизма по кодовым группам (отсутствие синхронизма устанавливается по появлению запрещенной комбинации 000) и для выравнивания текущей суммы. Например, бинарной комбина­ции 0101 в этом коде соответствуют две троичные +1 + 1 + 1 или -1 + 1 -1, первая из которых передается, если к данному момен­ту текущая сумма оказалась отрицательной, а вторая — положи­тельной. Снижение текущей суммы уменьшает низкочастотные со­ставляющие в спектре линейного сигнала и тем самым уменьша­ет взаимные влияния импульсов друг на друга, т. е. повышает по­мехозащищенность регенераторов. Однако применение блочных кодов ухудшает некоторые параметры ЦСП, в частности уменьшает возможность контроля частости ошибок в линейном тракте.

Вариант третичной ЦСП ИКМ-480Р используется как распре­делительная система на комбинированном кабеле КМ-8/6 для пе­редачи к пунктам ответвления по коаксиальным парам малого диаметра каналов ТЧ, выделенных в пунктах транзита из трак­тов магистральной СП с ЧРК типа К-3600.

Создание линейных трактов на одномодовых оптических во­локнах с малым километрическим затуханием существенно повы­шает рентабельность третичных ЦСП. В частности, применение волоконно-оптических вставок в линиях передачи на кабелях с металлическими парами позволяет уже в настоящее время уве­личивать длину секции дистанционного питания линейного трак­та третичной ЦСП до 246 км (ту же длину имеет секция линей­ного тракта К-300) и, следовательно, заменять действующие си­стемы К-300 на ИКМ-480 или ИКМ-480 X 2 при относительно не­высоких капитальных затратах, поскольку при этом сохраняются места расположения обслуживаемых промежуточных станций.

¹ FOMOT — от Four Mode Ternary (англ.) — четырехмодовый троичный.

7.4. ЧЕТВЕРИЧНЫЕ ЦСП

Четверичные ЦСП — системы передачи, объединяющие четыре третичных потока со скоростью 34 368 кбит/с в четверичный — 139264 кбит/с, т. е. позволяющие создавать пучки каналов ТЧ ем­костью 480X4=1920. Разработанная система передачи ИКМ-1920 предполагает использование коаксиальных пар среднего диамет­ра (2,6/9,5 мм) кабелей КМ-4 и КМ-8/6. Номинальная длина ка­бельного участка такой системы lуч = 3 км, а максимальная про­тяженность секции дистанционного питания lд.п = 240 км. Система позволяет получать длину простого (без переприемов по ТЧ) ка­нала ТЧ до 2500 км, а при наличии четырех переприемов — 12 500 км, что соответствует нормам на магистральные участки каналов ТЧ на первичной сети связи. Система ИКМ-1920 предус­матривает использование АЦО-ТВ, позволяющее преобразовы­вать сигналы одного канала телевизионного вещания и двух ка­налов звукового сопровождения (или одного стерео) в три типо­вых третичных цифровых потока.

Линейный сигнал ИКМ-1920 разделяется на циклы, следую­щие с частотой 64 кГц ( Тц =15,625 мкс). Цикл, в свою очередь, подразделяется на четыре субцикла (рис. 7.7) и содержит 2176 позиций, из которых 2148±4 являются информационными.

Сравнение параметров линейного тракта ИКМ-1920 с пара­метрами линейных трактов систем передачи с ЧРК К-3600 и К-5400, имеющих ту же длину номинального кабельного участка (3 км), но позволяющих организовывать по тому же кабелю пуч­ки по 3600 и 5400 каналов ТЧ соответственно вместо пучка ем­костью 1920 каналов, говорит о неэффективности внедрения ЦСП ИКМ-1920. Поэтому в настоящее время налаживается выпуск мо­дифицированной системы ИКМ-1920Х2, в которой удвоение чис­ла каналов ТЧ достигается объединением двух четверичных циф­ровых потоков. Скорость передачи объединенного потока остается равной скорости одного четверичного за счет применения специ­ального (духбинарного) кода, что позволяет сохранять прежнюю длину кабельного участка, равную 3 км, и существенно повысить рентабельность данной ЦСП. В дальнейшем предполагается ис­пользовать оборудование ИКМ-1920 для создания типовых четве­ричных цифровых потоков и передачи их по волоконно-оптическим линейным трактам, а также. Для организации связи по междуна­родной сети синхронной цифровой иерархии.

7.5. СУБПЕРВИЧНЫЕ ЦСП

К субпервичным ЦСП относятся широко используемые в на­стоящее время системы передачи ИКМ-15 и «Зона-15». Кроме то­го, к ним условно можно отнести систему С-32, предназначенную для совместной работы с электронной АТС типа ЭАТС-ЦА.

Наиболее распространенная на сети связи система ИКМ-15 предназначена для организации соединительных линий между сельскими АТС по кабелям КСПП и ВТСП и позволяет получать 15 каналов ТЧ. Для каждого канала ТЧ может быть организова­но до трех выделенных сигнальных каналов (СК), вместо двух каналов ТЧ может быть организован один канал звукового веща­ния второго класса, а также четыре низкоскоростных канала для передачи дискретной информации.

Групповой сигнал ИКМ-15 передается со скоростью 1024 кбит/с; можно объединить цифровые потоки от двух систем и получить типовой первичный поток 2048 кбит/с, что обеспечивает совмести­мость данной ЦСП с системами, образующими рекомендованную МККТТ европейскую иерархию ЦСП.

Длина кабельного участка lуч (рис. 7.8) может выбираться в пределах 4...7,2 км для кабеля КСПП-1Х4Х0.9 и 4,4...7,4 км для кабеля КСПП-1 Х4Х 1,2, что соответствует пределам затуха­ния кабельного участка 26... 46 дБ на полутактовой частоте 512 кГц. Максимальная протяженность линейного тракта L рав­на 50 км, возможно использование одной промежуточной станции, что позволяет увеличивать L до 100 км. На секции дистанцион­ного питания lд.п возможна установка до семи НРП. Иногда для повышения защищенности от помех регенераторов, находящихся на оконечных станциях, пристанционные участки укорачивают до 1 км, что возможно при наличии искусственных, линий, входящих функциональных блоков ИКМ – 15.

На оконечной станции (рис. 7.10) используется оборудование КНО и БУК, аналогичное обо­рудованию ИКМ-15. Далее два цифровых потока со скоростью передачи 1024 кбит/с, соответствующие 15-канальным группам каналов ТЧ, направляются на блок временного группообразования (ВГ 15 x 2). Объединение потоков синфазно-синхронное, структура объединенного потока практически повторяет структу­ру потока первичной ЦСП, следовательно, система «Зона-15» со­вмещается с ИКМ-30С. Точка стыка TC₁ между блоками ВГ н БОЛТ (оборудования линейного тракта) отвечает рекомендациям МККТТ, что увеличивает гибкость сети, позволяя подсоединять данное оборудование к соответствующим точкам стыка любого другого унифицированного оборудования.

В линейном тракте «Зоны-15» применен код ЧПИ. Длины ка­бельных участков устанавливаются исходя из типа примененного кабеля и возможности регенераторов перекрывать затухание участ­ков 9...36 дБ на полутактовой частоте (1024 кГц) и равны 1 ... ...4,3 км. В состав аппаратуры может входить также блок циф­рового транзита каналов, который используется на сетевых узлах в качестве оборудования транзита как отдельных каналов ТЧ, так и 15-канальных временных групп. При этом ввиду отсутствия преобразования цифровых сигналов в аналоговые сохраняется высокая помехозащищенность сигналов, а также несколько улуч­шаются другие параметры каналов ТЧ.

К субпервичным ЦСП можно отнести также систему С-32, входящую в комплекс ЭАТС-ЦА. Комплекс обеспечивает услуги телефонной связи и обмен нетелефонными цифровыми сообщения­ми. Главной чертой этой системы (рис. 7.11) является наличие приближенных к абонентам так называемых устройств абонент­ского мультиплексирования (УАМ) — концентраторов, позволяю­щих резко сокращать объем кабельных цепей, отнесенный к од­ному абонентскому номеру. Станционное оборудование произво­дит коммутацию цифровых индивидуальных каналов, работаю­щих на скорости 32 кбит/с под управлением устройств с записан­ной программой. Емкость отдельной ЭАТС-ЦА может достигать 30 000 номеров, модуля технического обслуживания и эксплуата­ции—до 90 000 номеров. Между ЭАТС-ЦА и другими встречными

станциями используется сеть соединительных линий на базе групповых цифровых потоков со скоростями передачи 2048 кбит/с. На встречных станциях других типов должны устанавливаться комплекты сопряжения для преобразования информационного сиг­нала в аналоговую или цифровую форму соответственно и согла­сования систем обмена сигналами управления и взаимодействия. Цифровые абонентские аппараты (ЦТА) соединяются двухпро­водными абонентскими линиями (АЛ) с концентратором ИАМ-63 (см. рис. 7.11). Абонентский аппарат осуществляет прямое и об­ратное преобразование разговорных сигналов и сигналов управ­ления и взаимодействия в цифровой поток со скоростью передачи 32 кбит/с. Потоки приема и передачи разделены во времени, их символы занимают первую или вторую половину тактового ин­тервала соответственно; таким образом, тактовая частота в АЛ составляет 64 кбит/с. В ЦТА используется аналого-цифровое пре­образование сигналов посредством дельта-модуляции. Длина АЛ не должна превышать 500 м. Вместо ЦТА к УАМ-63 может быть подключено какое-либо другое абонентское устройство, предус­матривающее обмен цифровыми потоками со скоростью до 32 кбит/с.

Концентратор УАМ-63 невелик и может устанавливаться, на­пример, в подъездах зданий. На него поступает от абонентов до 63 цифровых потоков, где они синфазно-синхронно объединяются в поток, имеющий скорость 2048 кбит/с; 64-й поток со скоростью передачи 32 кбит/с используется для передачи служебной инфор­мации. Групповой поток передается по четырехпроводной группо­вой абонентской линии (ГАЛ) на станцию. Промежуточных ре­генераторов на ГАЛ не предусмотрено; в зависимости, от типа кабеля максимальная длина ГАЛ может достигать 4,5 км (кабель ТПП —0,64 мм) или 7 км (кабель КСПП-1 Х 4 Х 0.9)—оконечные регенераторы перекрывают затухание 60 дБ на полутактовой час­тоте 1024 кГц.

Следующим блоком является модуль абонентской концентра­ции (МАК), к которому может быть подведено до 32 ГАЛ и ко­торый содержит соответствующий сегмент коммутационного поля.

Если вызываемый абонент подключен к этому же МАК, соедине­ние замыкается через него, в противном случае МАК выходит на модуль транзитной коммутации (МТК), с которым он соединен четырьмя трактами, позволяющими обмениваться цифровыми по­токами со скоростью передачи 2048 кбит/с. Модули МАК и МТК находятся на одной станции. Второй содержит коммутационное поле, позволяющее подключать со стороны абонентов до 15 на­званных цифровых потоков и 16 групповых соединительных ли­ний (ГСЛ), по которым также передаются потоки со скоростями 2048 кбит/с.

Групповые соединительные линии соединяют данную станцию с встречной. Если последняя также является ЭАТС-ЦА, соедини­тельная линия включается в ее МТК, в противном случае линия должна быть подсоединена к специальному модулю оборудования сопряжения (МОС). Линия ГСЛ аналогична ГАЛ, ее длина также может достигать 7 км, и на ней не предусматриваются промежу­точные регенераторы. В МОС осуществляется прямое и обратное преобразование цифрового потока в разговорные сигналы и сиг­налы управления станции данного типа. От МОС к встречной станции отходит до 60 соединительных низкочастотных линий.

На рис. 7.11 не показан модуль технического обслуживания и эксплуатации (МТОЭ), который может располагаться как на дан­ной ЭАТС-ЦА, так и на значительном удалении от нее. Модуль обслуживает до трех ЭАТС-ЦА, на нем устанавливается управ­ляющая ЭВМ и устройства, обеспечивающие доступ оператора в систему.

Пользователи системы С-32 входят в интегральную цифровую сеть, позволяющую обмениваться любой информацией со скоро­стью передачи до 32 кбит/с. Можно предположить, что системы передачи, подобные С-32, еще нескоро получат широкое распро­странение. Однако уже сейчас можно добиться значительного со­кращения объема кабельных цепей, отнесенного к одному або­ненту, применяя серийно выпускаемые в России двух- и четырехканальные ЦСП: ИКМ-2-4 и ИКМ-4-4, предназначенные для уплотнения двухпроводных абонентских трактов. Так, ИКМ-4-4 позволяет организовывать по абонентскому тракту четыре типо­вых канала ТЧ с двух- или четырехпроводным окончанием; сиг­налы управления и взаимодействия передаются по выделенным сигнальным каналам (по два на каждый канал ТЧ). Вместо ка­нала ТЧ абоненту может быть предоставлен канал передачи дан­ных со скоростью передачи до 64 кбит/с при работе в синхрон­ном режиме или до 19 кбит/с при работе в асинхронном. Эта ЦСП может применяться на абонентских линиях практически с любыми используемыми на них кабелями. Максимальная длина линии достигает 3 км при диаметре жил кабеля 0,4 мм и 8 км при диаметре 0,7 мм. Комплект аппаратуры, устанавливаемый на станции, питается от первичного источника —60 В, а комплект на абонентском конце — дистанционно по искусственным цепям.

В настоящее время разрабатывается 15-канальная ЦСП для абонентских линий, которая в основном позволит решить пробле­му телефонизации на базе уже сложившихся телефонных сетей крупных городов.

Глава 8. ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ

8.1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ВОСП

В настоящее время в развитых странах волоконно-оптические системы передачи (ВОСП) широко внедряются на всех участках сетей связи. По сравнению с существующими системами связи на медных кабелях ВОСП обладают рядом преимуществ, основны­ми из которых являются: широкая полоса пропускания, позволяю­щая организовывать по одному волоконно-оптическому тракту необходимое число каналов с дальнейшим их наращиванием, а также предоставлять абоненту наряду с телефонной связью лю­бые виды услуг связи (телевидение, телефакс, широкополосное радиовещание, телематическое и справочное обслуживание, рек­ламу, местную связь и др.); высокая защищенность от электро­магнитных помех; малое километрическое затухание и возмож­ность организации регенерационных участков большой протяжен­ности; значительная экономия меди и потенциально низкая стои­мость оптического кабеля (ОК) и др.

На передающей станции А (рис. 8.1) первичные сигналы в электрической форме поступают на аппаратуру системы передачи (СП), с выхода которой групповой сигнал подается в оборудова­ние сопряжения (ОС). В ОС электрический сигнал преобразуется в форму, целесообразную для передачи по волоконно-оптическо­му линейному тракту. Оптический передатчик (ОПер) преобразу­ет электрический сигнал с помощью модуляции оптической несу­щей в оптический сигнал. При распространении последнего по оп­тическому волокну (ОВ) происходят его ослабление и искажение.

Для увеличения дальности связи через определенное расстоя­ние, называемое участком ретрансляции, устанавливаются проме­жуточные обслуживаемые или необслуживаемые станции, где осу­ществляются коррекция искажений и компенсация затухания.

На промежуточных станциях главным образом по техническим причинам целесообразно производить обработку (усиление, кор­рекцию, регенерацию и т. д.) электрического сигнала. Поэтому промежуточные станции ВОСП строятся с преобразованием на входе оптического сигнала в электрический и обратным преобра­зованием на выходе. В принципе возможно построение чисто оп­тических промежуточных станций на основе оптических кванто­вых усилителей. На приемной оконечной станции Б осуществля­ется обратное преобразование оптического сигнала в электриче­ский.

Для модуляции оптической несущей информационным сигна­лом можно использовать частотную модуляцию, фазовую, ампли­тудную, модуляцию по интенсивности (МИ), поляризационную модуляцию (ПМ) и др. В подавляющем большинстве случаев применяется модуляция по интенсивности оптического излучения. При фиксированных пространственных координатах мгновенное значение электрического поля монохроматического оптического излучения можно записать в виде Е(t)=E_M cos(ω₀ t + φ₀), где E_M — амплитуда поля; ω₀ и φ₀ — соответственно частота и фаза опти­ческой несущей. Тогда мгновенное значение интенсивности Рмг = E_М²(t) = cos² (ω₀ t + φ₀), а усреднение по периоду Т₀ = 2π/ ω₀ дает величину Р=0,5 E_М², которая называется средней интенсив­ностью или мощностью. При МИ именно величина Р из­меняется в соответствии с модулирующим сигналом c(t), т. е. P(t) ~ c{t). Обладая волновой природой, оптическое излучение в то же время дискретно. Оно излучается и поглощается только в виде дискретных квантов — фотонов с энергией h f₀, где h — по­стоянная Планка. Поэтому мощность оптического излучения Р можно характеризовать интенсивностью (количеством в единицу времени) потока фотонов J = P/ h f₀. Следовательно, при модуляции интенсивности J(t) ~ c(t).

Применение МИ объясняется тем, что этот вид модуляции в широком диапазоне частот выполняется для используемых в оп­тических передатчиках полупроводниковых источников излучения (светодиодов, лазерных диодов) простыми техническими средст­вами. Для управления интенсивностью излучения полупроводни­кового источника достаточно изменять ток инжекции (накачки) в соответствии с модулирующим сигналом. Это легко обеспечивает­ся электронной схемой возбуждения в виде усилителя тока. Моду­ляция по интенсивности оптического излучения приводит и к про­стым решениям обратного преобразования оптического сигнала в электрический. Действительно, фотодетектор, входящий в состав фотоприемника, является квадратичным прибором, выходной ток которого пропорционален квадрату амплитуды оптического поля,

т. е. мощности падающего на фоточувствительную поверхность оптического сигнала.

Рассмотренный принцип приема оптического сигнала относит­ся к методу прямого фотодетектирования (некогерентный, энер­гетический прием). Другим методом приема является метод фо­тосмещения (когерентный, гетеродинный и гомодинный прием). Гетеродинный прием реализуется значительно сложнее метода прямого детектирования и требует совмещения волнового фронта поля гетеродинного излучения с волновым фронтом поля сигнала. В результате фотодетектирования суммарного поля выделяется сигнал промежуточной (разностной) частоты, амплитуда, частота и фаза которого соответствуют указанным параметрам принимае­мого оптического сигнала.

Гомодинный прием отличается от гетеродинного тем, что час­тоты излучений гетеродина и передатчика совпадают. Он дает дополнительное улучшение отношения сигнал-шум до 3 дБ, но его практическая реализация еще более затруднена в связи с не­обходимостью фазовой автоподстройки частоты лазерного гете­родина.

В настоящее время в качестве оконечной аппаратуры ВОСП используются цифровые системы передачи, т. е. ВОСП строятся как цифровые. Это объясняется существенными преимуществами цифровых СП по сравнению с аналоговыми: высокой помехоус­тойчивостью; малой зависимостью качества передачи от длины линейного тракта; высокими технико-экономическими показателя­ми и др. Аналоговые СП пока не применяются на волоконно-оп­тических трактах из-за сравнительно высокой нелинейности ис­точников оптического излучения и технической сложности обес­печения требуемой помехозащищенности. Тем не менее исследо­вания в области аналоговых ВОСП показывают их перспектив­ность в ряде областей (оптическое кабельное телевидение, теле­метрия, системы оперативной и служебной связи).

В настоящее время ВОСП строятся как двухволоконные однополосные однокабельные (рис. 8.2). При таком построении пере­дача и прием оптических сигналов ведутся по двум волокнам и осуществляются на одной длине волны λ. Каждое ОВ является эквивалентом двухпроводной физической цепи. Так как взаимные влияния между оптическими волокнами кабеля практически от­сутствуют, тракты передачи и приема различных систем органи­зуются по одному кабелю, т. е. ВОСП являются однокабельными.

К достоинствам данной схемы организации связи следует отнести однотипность оборудования передачи и приема оконечных и про­межуточных станций. Существенным недостатком является весь­ма низкий коэффициент использования пропускной способнос­ти ОВ.

С учетом того, что доля затрат на кабельное оборудование со­ставляет значительную часть стоимости ВОСП, а цены на опти­ческий кабель в настоящее время остаются достаточно высокими, возникает задача повышения эффективности использования про­пускной способности ОВ за счет одновременной передачи по нему большего объема информации. Этого можно добиться, например, передачей информации во встречных направлениях по одному ОВ при использовании на оконечных станциях оптических развязы­вающих устройств (ОРУ) и в линии промежуточных корректи­рующих усилителей (ПКУ) (рис. 8.3). Особенностью данной схе­мы является использование ОВ для передачи сигналов в двух на­правлениях на одной длине волны.

Принципиальной особенностью двусторонних (дуплексных) систем является наличие переходных помех между информацион­ными потоками, распространяющихся во встречных направлениях. Переходные помехи возникают за счет обратного рэлеевского рас­сеяния в ОВ, ответвителях, из-за отражения света от сварных сты­ков и разъемных соединений на концах линии. Помеху обратного рассеяния можно разделить на постоянную и частотно-зависимую переменную, влияние которых на чувствительность фотоприемного устройства различно. В табл. 8.1 приведены результаты расчетов постоянной составляющей А₀ переходного затухания.

Как видно из табл. 8.1, максимальное значение А₀ = 39 дБ до­стигается в одномодовом ОВ (ООВ) при λ= 1,3 мкм.

На рис. 8.4 показаны кривые зависимости переходного затуха­ния переменной составляющей от скорости передачи информации В для многомодовых и одномодовых волокон. Значение А растет с увеличением скорости передачи информации и имеет максималь­ное значение в диапазоне 1,55 мкм. Уровень переменной состав­ляющей помехи с увеличением В уменьшается, крутизна спада равна примерно 10 дБ/окт. Оптимальный режим работы двусто­ронней ВОСП, при котором уровень переходной помехи минима­лен, достигается при А,= 1,55 мкм и скорости передачи информа­ции по ООВ более 35 Мбит/с.

Наибольший интерес представляют ВОСП со спектральным разделением (ВОСП-СР). Такие системы строятся как одноволоконные многополосные однокабельные (рис. 8.5). На передающей станции электрические сигналы от п систем передачи поступают на передатчики, излучающие оптические несущие с длинами волн λ₁, λ₂, λ₃... λ_n. С помощью мультиплексоров (МП) и демульти-плексоров (ДМ) осуществляется их ввод в одно волокно на пе­редаче и разделение на приеме. Таким образом, по одному ОВ организуется п спектрально разделенных оптических каналов, что значительно увеличивает коэффициент использования пропускной способности волокна. Возможность построения таких систем ос­новывается на сравнительно слабой зависимости коэффициента затухания оптического кабеля в пределах используемого спектраль-

ного затухания оптического кабеля в пределах используемого спект­рального диапазона от частоты (или длины волны) оптической несущей.

Принцип работы мультиплексора и демультиплексора основан на известных явлениях физической оптики: дисперсии, дифракции и интерференции. В основе их структуры может быть оптическая призма, многослойный диэлектрик, дифракционная решетка и др.

В многослойных структурах (рис. 8.6) можно выбрать волно­вую зону прозрачности и ширину этой зоны. Конструктивно муль­типлексор— это многослойная диэлектрическая структура, зажа­тая с обеих сторон двумя стержневыми линзами. Торцевые по­верхности линз покрыты поглощающей пленкой диэлектрика. Оп­тические оси линз и волокон смещены друг относительно друга. В большинстве случаев эти устройства имеют следующие харак­теристики: число волн 2—6, прямые потери 2... 5 дБ, переходное затухание 20 ...40 дБ, интервалы между длинами волн 30... 100 нм.

В мультиплексорах на основе дифракционной решетки (рис. 8.7) используется зависимость угла дифракции луча, проходяще­го через дифракционную решетку отражательного типа, от длины волны. Следовательно, размещая ОВ в местах образования све­тового пятна, соответствующих различной длине волны, можно добиться разделения световых волн по длине. Конструктивно та­кие МП выполняются следующим образом. К одному из торцов стержневой линзы приклеена отражательная дифракционная ре­шетка. Разделительные свойства фильтра определяются избира­тельностью дифракционной решетки по длине волны и диаметром сердечника входных и выходных ОВ. Ширина полосы пропуска­ния пропорциональна диаметру сердечника, поэтому для ее рас­ширения используются входные и выходные оптические волокна большего диаметра. Мультиплексоры на основе дифракционной решетки имеют следующие характеристики: полоса прозрачности около 20 нм, прямые потери не более 4 дБ, переходное затухание до 40 дБ.

Относительно высокие плотности оптической энергии в ОВ вы­зывают заметное проявление нелинейных эффектов. В ВОСП-СР наиболее заметным из них является эффект усиления вследствие комбинационного рассеяния (УВКР), который обусловлен резо­нансным взаимодействием оптических несущих с оптическими фотонами вещества волокна.

тонами вещества волокна. В результате эффекта УВКР в ОВ на­блюдаются взаимодействие между оптическими сигналами раз­личных каналов, которое выражается уменьшением мощности оп­тических несущих с меньшей длиной волны и увеличением за счет этого мощности оптических несущих с большими длинами волн. Перекрестные помехи, вызванные эффектом УВКР в ВОСП-СР, характеризуются условным отношением сигнал-шум С/Ш = 101g P₁ / P_i - P^’₁, где P₁ — мощность оптического сигнала в ОВ одной несущей при отсутствии УВКР помехи; P^’₁— то же, но при воздействии УВКР помехи. На рис. 8.8 показаны зависимости отношения сигнал-шум для двухканальной ВОСП-СР протяжен­ностью 50 км от мощности подводимого излучения при P₁= P₂, λ= 1,55 мкм, α₁ = α₂ =0,2 дБ/км для различных ДА, и от разноса оптических несущих ЛЯ при различных уровнях мощности подво­димого излучения Pi.