Методы уплотнения восп

 Временное уплотнение. Данный метод предполагает объедине­ние нескольких информационных потоков в один. Объединение может быть осуществлено на уровне электронной аппаратуры (электрических сигналов) и на уровне оптических сигналов. При объединении электрических сигналов (рис. 8.9) две серии импуль­сов (может быть N источников), поступающие с входов А и В, с помощью устройства объединения (УО) суммируются в опреде­ленной последовательности чередования в групповой сигнал. По­следний в оптическом передатчике модулирует оптическую несу­щую. Оптическое излучение распространяется по ОВ и в оптиче­ском приемнике вновь преобразуется в электрический сигнал. Затем этот сигнал разделяется устройством разделения (УР) на две серии импульсов, подобных входным, которые поступают на выходы А' и В'.

            Схема объединения оптических цифровых потоков показана на рис. 8.10. Электрические цифровые потоки от V источников поступают на N оптических передатчиков, в которых осуществля­ется преобразование электрических сигналов в оптические. Перед объединением оптических сигналов происходит их задержка на ∆t,2∆t,3∆t...; (N—I)∆t. После такой задержки на выходе оп­тического смесителя (ОС) имеем последовательность оптических импульсов. На приеме осуществляется обратное преобразование.

При временном уплотнении требуется передача коротких (10^-9с и менее) световых импульсов. Однако передача субнаносекундных импульсов предъявляет чрезвычайно высокие требования к быст­родействию оптоэлектронных компонент приемопередающей ап­паратуры ВОСП, близкие к их предельным возможностям. Кроме того, скорость передачи (широкополосность) ограничена диспер­сионными свойствами оптического волокна.

            К основным достоинствам временного уплотнения относятся: увеличение коэффициента использования пропускной способности оптического волокна (уже экспериментально достигнуты скорости передачи 8... 16 Гбит/с); возможность создания полностью опти­ческой сети связи.

            Пространственное уплотнение. Этот метод использует преиму­щества оптических волокон: гибкость и малые размеры. Это по­зволяет создавать оптический кабель, содержащий несколько де­сятков ОВ. При таком методе (рис. 8.11) число ВОСП равно чис­лу ОВ в оптическом кабеле, а следовательно, пропускная способ­ность определяется числом ОВ в кабеле. Недостатком простран­ственного уплотнения являются большой расход оптического во­локна, значительные затраты на каблирование, а следовательно, и высокая стоимость линейного тракта. Для магистральных ВОСП, где стоимость 1 кан*км определяется в основном стоимостью ка­беля, метод пространственного уплотнения не обеспечивает улуч­шения технико-экономической эффективности.

            Частотное уплотнение (гетеродинное). В системах передачи с частотным уплотнением исходным сигналам различных источни­ков информации в линейных трактах отводятся определенные по­лосы частот. В этом случае для получения группового линейного сигнала требуются близко расположенные стабильные оптические несущие. Однако нестабильность линии излучения, полупроводни­ковых лазеров, особенно при высокоскоростной модуляции, при­водит к тому, что расстояние по спектру между рабочими длина­ми волн соседних каналов во много раз превышает полосу ин­формационного сигнала. Поэтому для получения близко располо­женных спектральных-каналов в ВОСП используются различные несущие не от разных источников, а от одного с помощью сдвига оптинеской несущей.

Оптическое излучение с выхода лазерного источника излуче­ния (ИИ) (рис. 8.12), содержащего ряд несущих f₁,f₂,f₃…,f_N, поступает на анализатор А₁ представляющий собой призму Глана—Тейлора, а затем, пройдя четвертьволновую призму, — на фильтр первого канала Ф₁. Этот фильтр пропускает оптическую несущую первого канала f₁ к оптическому модулятору ОМ₁ где она и модулируется. Оптическое излучение с частотами f₂, f₃, … , fn (т. е. кроме f₁) отражается фильтром и возвращается к анализа­тору A₁, по пути к которому вторично проходит через четверть­волновую призму и попадает на анализатор А₂. Оптическая не­сущая первого канала, промодулированная в оптическом модуля­торе ОМ₁информационным сигналом, отражаясь от зеркала, так­же возвращается к анализатору А₁

            Плоскость поляризации оптического сигнала, дважды прошед­шего четвертьволновую призму, поворачивается на π/2 по отно­шению к плоскости поляризации исходного колебания, в связи с чем световой пучок отклоняется в призме и выходит из нее. Да­лее общий сигнал поступает на анализатор А₂ и процесс повто­ряется, с той лишь разницей, что модулируется оптическое излу­чение с частотой f₂. Таким образом формируется оптический груп­повой сигнал, поступающий в оптическую линию связи.

            На приеме оптический групповой сигнал, содержащий ряд промодулированных оптических несущих, поступает на анализа­тор А₁ (рис. 8.13), а затем после прохождения через четвертьвол­новую призму и фильтр первого канала — на оптический смеси­тель (00). Фильтр Ф₁ пропускает только оптический сигнал с частотой f₁ остальные сигналы отражаются и поступают на А₂.

Оптическая промодулированная несущая с частотой f₁ перемно­жается в ОС с частотой местного гетеродина, затем промежуточ­ная частота f _Пр выделяется полосовым фильтром (ПФ) и посту­пает на фотодетектор (ФД). на выходе которого формируется электрический сигнал. Таким образом, прием осуществляется ге­теродинным способом. Аналогично происходит детектирование сигнала во всех остальных каналах.

            Достоинства метода частотного (гетеродинного) уплотнения заключаются в том, что длина участка регенерации за счет гете­родинного приема возрастает до 100... 200 км; значительно повы­шается коэффициент использования пропускной способности опти­ческого волокна. К недостаткам относится то, что при данном ме­тоде требуется оптический тракт приема и передачи с сохранени­ем поляризации, а также целый ряд дополнительных устройств: сдвигателей частоты, оптических вентилей, контроллеров поляри­зации, оптических усилителей, системы автоподстройки частоты и т. п., что значительно усложняет систему и увеличивает ее стои­мость.

            Что касается метода спектрального уплотнения, рассмотренно­го ранее, то можно отметить, что он является наиболее перспек­тивным.