Задача № 4

Основные функциональные элементы оптических систем передачи и их характеристика.

Решение

Основными элементами системы передачи (ОСП) системы являются оптический линейный тракт и оконечные устройства - передающая и приемная станции.

На передающей станции N первичных цифровых электрических сигналов (основных цифровых каналов ОЦК) со скоростью передачи информации 64 кбит/сек поступают в оконечную аппаратуру типовой многоканальной системы передачи (МСП). С выхода МСП групповой N-канальный цифровой электрический сигнал подается на устройство сопряжения, где преобразуется в форму, наиболее удобную для передачи по линейному тракту. Затем в оптическом передатчике электрический сигнал путем модуляции оптической несущей преобразуется в оптический сигнал и передается по оптическому волноводу (ОВ) линейного тракта.

На приемной станции осуществляется обратное преобразование принимаемого оптического сигнала в N первичных цифровых электрических сигналов.

Для этой цели в составе приемной станции имеется оптический приемник, устройство сопряжения и оконечная аппаратура типовой МСП. Увеличение пропускной способности ВОСП может быть достигнуто не только применением многоволоконных оптических кабелей (ОК), но и увеличением скорости передачи – мультиплексированием (объединением в один групповой сигнал нескольких передатчиков).

Оптический передатчик преобразует электрические сигналы в оптические и обеспечивает передачу последних по ОВ линейного тракта. В состав оптического передатчика обычно входят источник оптического излучения, согласующее оптическое устройство, электронные схемы модуляции и стабилизации режимов работы источника излучения. В качестве источников излучения применяют светодиоды и лазеры.

Для повышения эффективности ввода оптического сигнала применяют оптическое согласующее устройство. Оно устанавливается между источником излучения и торцом ОВ и представляет собой увеличительную линзу.

Элементы оптического передатчика конструктивно объединяют в устройство, получившее название передающий оптоэлектронныи модуль (ПОМ).

Оптический приемник осуществляет преобразование оптического сигнала в электрический. Это позволяет производить обработку сигналов электронными схемами. В состав оптического приемника входят фотодетектор, приемное оптическое устройство, электронные схемы усиления и обработки электрического сигнала, схемы стабилизации или автоматической регулировки усиления.

Фотодетектор и предварительный усилитель конструктивно объединяют в приемный оптоэлектронный модуль (ПРОМ).

Оптические сигналы при распространении по ОВ кабеля ослабляются и искажаются. Поэтому для увеличения дальности и качества связи в магистральных ВОСП вдоль линейного тракта устанавливают ретрансляционные устройства (линейные регенераторы и оптические усилители).

Линейный регенератор (ЛР) восстанавливает амплитуду, форму, длительность и положение оптических импульсов цифрового оптического сигнала, т.е. осуществляет его регенерацию.

Каждое направление связи линейного регенератора содержит ПРОМ, электронный регенератор (ЭР) и передающий оптоэлектронный модуль (ПОМ).

Разработанные в последние годы оптические усилители (ОУ) обеспечивают прямое усиление оптических сигналов. Применение ОУ позволяет увеличить длину регенерационного участка, уменьшить число регенераций, упростить схему передачи, и тем самым уменьшить расходы на оборудование ВОСП.

При построении ВОСП широко применяют различные устройства соединения - оптические соединители, оптические разветвители, оптические изоляторы, оптические аттенюаторы и оптические переключатели.

Оптический кабель представляет собой сложную многокомпонентную конструкцию.

Элементы конструкции ОК можно подразделить на следующие фуппы:

• защитное покрытие ОВ,

• сердечник ОК,

• силовые (упрочняющие) элементы,

• разделительные (демпфирующие) слои,

• наружные защитные оболочки,

• броневые покровы,

• гидрофобные заполнители.

• Назначение всех этих элементов конструкции ОК, во-первых, защищать ОК от механических напряжений, возникающих в процессе изготовления, транспортировки, прокладки и эксплуатации и, во-вторых, сохранять стабильными параметры передачи ОВ в течение всего срока службы ОК, который может достигать 25... 30 лет.