15. Оптические соединители: назначение, виды и конструктивные особенности.

Одной из самых важных задач, которую необходимо решить при построении любой оптической системы связи, является задача обеспечения надёжного соединения оптических волокон. Оптический соединитель это устройство, предназначенное для соединения различных компонентов волоконно-оптического линейного тракта в местах ввода и вывода излучения. Такими местами являются: оптические соединения оптоэлектронных модулей (приёмников и передатчиков) с волокном кабеля, соединения отрезков оптических кабелей между собой, а также с другими компонентами.

Различают неразъёмные и разъёмные соединители. Неразъёмные соединители используются в местах постоянного монтажа кабельных систем. Разъёмные соединители (широко употребляется термин коннекторы (connectors)) допускают многократные соединения/разъединения.

Основными требованиями к оптическим соединителям являются:

-малые вносимые потери;

-устойчивость к внешним механическим, климатическим и другим воздействиям;

-высокая надёжность;

-простота конструкции;

-Отсутствие необходимости в доп. юстировке;

- Неизменность параметров при повторных соединениях.

16. Оптические разветвители: назначение, виды и конструктивные особенности.

Оптические разветвители широко применяются при построении ВОСП различного назначения, а также при решении частных технических задач.

ОР представляет собой многополюсное устр. в котором поступающее на часть опт. полюсов опт. излучения распространяется между остальными оптическими полюсами.

ОР подразделяются на направленные и ненаправленные.

Направленные ОР, которые получили наибольшое широкое распространение, коэф передачи между оптическими полюсами зависит от направления распространения оптического излучения.

Такое ОР позволяет организовать двунаправленную систему передачи по одному ОВ.

Параметры направленных ОР должны удовлетворять след. требования:

- Малые вносимые потери;

- Всокое переходное затухание между развязанными полюсами;

- Сохранение модового состава распространяющиеся излуч. для многомодовых ОР и плоскости поляризации для одномодовых.

Волоконно- оптические разветвители бывают X и Y типа.

17. Оптические изоляторы: назначение, принцип работы.

Совокупность отраженных волн, попадая на вход лазера, нарушает режим его работы и приводит к появлению паразитного сигнала. Для падавления обратного потока используются оптические изоляторы.

Принцип работы основаан на эфекте вращения плоскости поляризации света приего прохождении через некоторые в-ва, св-ва которых зависит от поперечногомагнитного поля(эфект Фарадея).Направление вращения не зависит от напрвления прохождения света.

Состоит из трех элементов:

- входного поляризатора;

- элемента(ячейки) Фарадея;

- вых-го поляризатора(анализатора).

Вх. поляризатор превращает падающи свет в плоско поляризованный. Параметры элемента Фарадея выбирается так, чтобы плоскость поляризации подходящего света повернулась на 45 градусов. Вносимые потери не привышают 1 Дб при потерях вобратном - более 50Дб.

18. Оптическме аттенюаторы, переключатели: назначение, виды.

Оптические аттенюаторы:

Такие аттенюаторы используют для уменьшения мощности оптического сигнала. Необходимое ослабление достигается за счет воздушного зазора м/у торцами соединяемых ОВ. По принципу действия аттенюаторы подразделяются на фиксированные и переменные. Фиксированные обеспечивают определенное значение затухания(5, 10, 15 или 20дБ). Переменные обеспечивают плавную регулировку величины затухания в пределах 0……20дБ за счет изменения воздушного зазора.

Переключатели:

Осуществляют быструю и эффективную коммутацию оптических информационных потоков, переходящих из одних ОВ в другие, без которых невозможно изменение конфигурации и оперативное упраление резервом ВО сетей и систем.

Типы: механические, электрооптические, термооптические, окустооптические.

Недостатки - низкое быстродействие, чувствительность к вненшним воздействиям и относительно большие размеры. Наилучшими параметами обладают электрооптические перключатели( для создания матричных коммутаторов).

19. Линейные коды цифровых ВОСП: особенности, параметры, классификация

1.Избыточность

R=fтлlog2n-fтlog2m/fтлlog2r

где fт – тактовая частота информационного цифрового сигнала на входе кодера линейного тракта (или на выходе декодера); m – число разрешенных уровней входного сигнала; fт.л – тактовая частота информационного цифрового сигнала на выходе кодера линейного тракта (или на входе декодера линейного тракта), то есть в линии передачи; n – число разрешенных уровней выходного сигнала.

Если используется двоичный двухуровневый код, n = m = 2 то избыточность имеет вид

R=1-m/n

Избыточность придает сигналу заданные свойства и повышает тактовую частоту

fтл=(n/m)fт

2.Относительная скорость передачи

F=n/m

Этот параметр характеризует увеличение скорости передачи (увеличение тактовой частоты) при применении данного блочного кода. Очевидно, что чем меньше избыточность кода, тем меньше разница между скоростями.

3.Максимальное число следующих друг за другом одинаковых по амплитуде (уровню) символов. Для бинарных кодов это максимальное число последовательных “нулей” и “единиц”, которое может иметь линейный сигнал. Эти параметры желательно выбирать минимальными, чтобы упростить тракт выделения тактовой частоты.

4. Диспаритетность-неравенсто числа 1 и 0 в кодовых комбинациях. Различают:а)диспаритетность одной кодовой комбинацией(Д), б)накопленная диспаритетность (Д штрих) количественно Д определяет разностью в одном блоке кода, Д штрих- величинй разности 1 и 0 коды с любого момента времени до момента наблюдения.

5.Плотность непрерывной составляющей спектра в области низких частот, примыкающих к частоте f = 0. Она оценивается коэффициентами Δ1 и Δ2 (доли мощности непрерывной составляющей энергетического спектра сигнала.

6.Ширина полосы ΔF, содержащая девяносто процентов энергии элементарного импульса линейного кода. Этот параметр характеризует удельную часть непрерывной части энергетического спектра на тактовом интервале Т.

7.Эффективность линейного кода по энергетическим затратам. Этот параметр характеризует энергетические затраты оптических передатчиков при выбранном коде и потери мощности за счет отклонения от оптимальной формы оптического сигнала.

8.Коэффициент относительной помехоустойчивости. Он показывает, на какую величину потенциальная помехоустойчивость цифрового сигнала отличается от предельной помехоустойчивости:

Kн=10lgPэ/Pэmax

где Pэ – эквивалентная потенциальная помехоустойчивость рассматриваемого кода;

Pэ max – предельная эквивалентная потенциальная помехоустойчивость цифрового сигнала.

20.Требования к кодам и способы их реализации

Основные характеристики ВОСП – волоконно-оптических систем передач (длина регенерационного участка, метод обработки сигналов, система контроля ошибок в регенераторах, помехозащищенность, искажение сигналов в линии и другое) в значительной степени зависят от выбора кода в линии.

К линейным кодам ВОСП предъявляются следующие основные требования:

1.Непрерывная часть энергетического спектра кода должна иметь минимальную спектральную плотность на нулевой частоте, а также низкочастотные и высокочастотные составляющие. Ограничение спектра в области нижних частот связано в основном с требованием безыскаженной передачи принимаемого цифрового сигнала усилителем переменного тока фотоприемника, так как в противном случае для реализации оптимальных условий приема перед решающим устройством надо вводить дополнительное устройство, предназначенное для восстановления низкочастотной составляющей. Это усложняет и удорожает оборудование линейного тракта. Большое усиление при постоянном токе вызывает значительный дрейф постоянной составляющей. Это ограничение является очень жестким для систем, которые используют оптические приемники с высокой чувствительностью.

2.Линейный код должен содержать информацию о тактовой частоте передаваемого сигнала.

3.Непрерывная часть энергетического спектра должна иметь низкий уровень в области тактовой (либо кратной ей) частоты, используемой для синхронизации приема, так как чем меньше уровень непрерывной составляющей в области, выделяемой дискретной составляющей, тем меньше помехи для устройств выделения тактовой частоты.

4.Желательно, чтобы основная доля энергии непрерывной составляющей энергетического спектра была сосредоточена в относительно узкой части спектра,

5.Алгоритм формирования сигнала должен позволять надежно контролировать качество (достоверность) передачи в процессе автоматической эксплуатации ВОСП путем контроля ошибок регенераторов.

6.Устройство кодирования, декодирования и контроля ошибок должны быть простыми, надежными и малоэнергоемкими с возможностью интеграции схемы.

7.Желательно, чтобы линейный код имел малую избыточность для снижения соотношения между скоростью передачи в линии и скоростью исходных двоичных сигналов и повышения эффективности ВОСП.

8.Линейный код не должен приводить к существенному размножению ошибок при декодировании.

9.Возможность без труда менять число каналов (расширение числа каналов).

10.малое время вхождения вхождения в синхронизм

11.способность надежного подавления динамичной пульсации

12.стабильность средней оптической мощности

13.совместимость существующими кодами для электрических кабельных линий связи.

21. Алгоритмы формирования кодов класса 1В2В.

Класс блочных кодов типа mBnB. Последовательность исходного сигнала разбивается на отрезки (блоки), состоящих из m битов и каждый из них преобразуется в определённую последовательность (блок) кодовых символов (из n битов).

22. Алгоритмы формирования блочных кодов.

код типа mBnB. Последовательность исходного сигнала разбивается на отрезки (блоки), состоящие из m битов, и каждый из них преоброзуется в определенную последовательность кодовых символов ( из n битов).

2B3B, 3B4B, 5B6B

23. Алгоритмы формирования кодов со вставками

mB1C, mB1Р.

Приформировании кодов mB1C к информационным символам добавляется 1 дополнительный ( инвертированный символ- вставка), обозначенный С. Если последний символ имеет значение 0 , то символ С примит значение 1. 3В1С, 8В1С и др.

Если требуется выявить ошибки в линейном коде одновременно обеспечит служебную связь то используется код mB1Р (проверка на четность), а за тем добавляется еще один бит для служебной связи R. mB1Р1R

Если число 1 в блоке из mсимволов нечетное число, то символ Р принимает значение 1, если четное 0.

24.Скремблирование кодов.

Скремблирование — это обратимое преобразование цифрового потока без изменения скорости передачи с целью получения свойств случайной последовательности. После скремблирования появление «1» и «0» в выходной последовательности равновероятны. Скремблирование — обратимый процесс, то есть исходное сообщение можно восстановить, применив обратный алгоритм.

Смысл скремблирования состоит в получении последовательности, в которой статистика появления нулей и единиц приближается к случайной, что позволяет удовлетворять требованиям надежного выделения тактовой частоты и постоянной, сосредоточенной в заданной области частот спектральной плотности мощности передаваемого сигнала.