Лекція 11. Принципи побудови волоконно-оптичних ліній зв'язку

Для будь-якої ВОЛЗ велике значення мають 3 фактора:

1. інформаційна ємність системи, що визначається числом каналів зв'язку й швидкістю передачі інформації;

2. загасання сигналу, що визначає максимальну довжину ВОЛЗ без ретрансляції;

3. стійкість стосовно навколишнього середовища.

Основними компонентами волоконних ліній зв'язку є:

• передавач;

• приймач;

• ретранслятор;

• волоконний кабель.

Провідними фірмами, що випускають волоконно-оптичні лінії зв'язку, є:

• GeneralCableCompany (США);

• Siecor (ФРН);

• BillCable (Великобританія);

• LesCabledehion (Франція);

• Nokia (Фінляндія);

• Sumitimo (Японія);

• Pirelli (Італія).

Особливість ВОЛЗ полягає в тому, що передача сигналу ведеться тільки однополярними імпульсами. На рис 11.1 показана структурна схема ВОЛЗ.

Рис.11.1. Структурна схема ВОЛЗ:

На рисунку показані: I - передавач; II - приймач; ІКМ - блок імпульсно-кодової модуляції; ПК - перетворювач коду; ЕОП - електронно-оптичний перетворювач (лазер); ПП–погоджуючий пристрій; Р - ретранслятор; ОЕП - перетворювач оптичного сигналу в електронний.

При часовій модуляції сигналу інформація в прямому й зворотному напрямку передається по різним світловодам. Ретранслятор (Р) слугує для посилення й відновлення форми оптичного сигналу. Структура ретранслятора показана на рис.11.2.

Рис.11.2. Структурна схема ретранслятора

На рисунку показані: 1 - підсилювач-коректор; ОЕП - перетворювач оптичного сигналу в електричний; ЕОП - перетворювач електричного сигналу в оптичний.

Структурна схема оптичного передавача (ПОМ) показана на рис. 11.3.

Рис. 11.3. Структурна схема ПОМ

ПОМ крім модулятора містить схеми стабілізації потужності й частоти випромінювання напівпровідникового лазера. Перетворювач коду (ПК) перетворить стиковий код у код використовуваної лінії, після чого сигнал іде на модулятор (МОД). Основна частина сигналу передається в оптичне волокно 1 (ОВ-1). Для контролю потужності випромінювання використовують фотодіод, сигнал на який передається за допомогою волокна 2 (ОВ-2). Напруга на виході фотодіода реєструє всі зміни потужності. Сигнал підсилюється в підсилювачі 2 (Ус-2) і подається на вхід, що інвертує, підсилювача 1 (Ус-1). Реалізується негативний зворотний зв'язок, що стабілізує потужність випромінювання.

Структура фотоприймального блоку показана на рис.11.4.

Рис.11.4. Структурна схема фотоприймального блоку

На рисунку показані: ФД - фотодетектор; ПП - малошумлячий підсилювач; Ф - електронний фільтр; ЛК - блок лінійної корекції сигналу; ВП - вирішуючий пристрій; ВТЧ - пристрій виділення тактової частоти; ПК - перетворювач коду.

Довжина регенераційної ділянки лінії зв'язку визначається виходячи з наступних вимог.

1. Потужність сигналу на виході повинна перевищувати задану граничну потужність приймача:

(11.1)

– потужність передавача випромінювання, мВт;

– втрати потужності при вводі випромінювання у світловод;

– втрати потужності в роз'ємному з'єднанні;

– кількість роз'ємних з'єднань;

– втрати потужності в нероз'ємному з'єднанні;

– кількість нероз'ємних з'єднань;

– коефіцієнт втрат потужності в кабелі на одиницю довжини;

– довжина кабелю від передавача до ретранслятора;

– втрати, пов'язані з температурними змінами, дБ;

– тимчасові втрати, зв'язані зі старінням кабелю, дБ;

– гранична потужність приймача

Співвідношення (11.1) часто записують і в іншому виді:

(11.2)

– енергетичний потенціал апаратури;

– потужність передавача;

– гранична потужність приймача;

– втрати при уведенні випромінювання у світловод.

З урахуванням співвідношень (11.1) і (11.2) довжина регенераційної ділянки може бути визначена з наступної нерівності:

(11.3)