5. Оптикалық ретранслятор

Оптикалық талшық бойынша ақпарат беру передатчиктің сәуле шығару қуатының оптикалық талшық өшуінің және дисперсиясының сондай-ақ қабылдағыш сезгіштігінің максимальдық шамаларымен шектеледі. Бұл жағдай беру қашықтығына шек қояды және белгілі бір қашықтыққа ретансияторлар орнатудың қажетілігін сипаттайды. Ретрансляторлар таза оптикалық түрде немесе оптикалық сигналды электрлік сигналға өзгертіп, одан әрі оны регенерациялап, қайта өзгертетін түрде ұйымдастырылады.

Оптикалық ретрансляторлар жарық сигналын электр сигналына өзгертпестен тікелей коррекциялайды және күшейтеді. Оның құрамында лазерлік күшейткіш (оптикалық кванттық күшейткіш) және жарықтық импульстерді жартылай регенерациялайтын сызықтық емес сорғыш (поглоситель) кіреді. Жарық өткізгіште және сызықтық емес сорғышта орын алатын сигнал шығындарын күшейткіш толықтырады, яғни жарық импультеріне олардың алғашқы интенсивтілігін қайтарады. Сызықтық емес сорғыш импульстерді тарылтады, соның арқасыда импультердің кеңеюі жартылай қалпына келтіріледі және оптикалық талшықта оның материалына байланысты орын алатын дисперсияларды сәуленің жүріп өту уақыттарының алшақтықтары есебінен пайда болатын өзгерістерді (перекрытие) жартылай компенсациялайды. Сонымен қатар ол шуыл деңгейін, импульс шыңының (пик) маңындағы басқа да интерференциялық тосқауылдар деңгейін төмендетеді. Қазіргі кезде оптикалық кванттық күшейткіштер негізіндегі ретранслятор жобалау және тәжірбиелік пайдалану кезеңін бастан өткізуде.

Оптикалық сигналды электрлік сигналға қайта өзгертіп, оны одан әрі электрондық схемалар көмегімен өңдейтін және регенерациялайтын ретранслятор оптикалық байланыс техникасында кең қолданылады (1.26-сурет). Оптикалық ретрансляторлар өздерінің құрамында оптикалық модульдерінің (ПрОМ және ПОМ) болуымен ғана симдық ЦСП регенераторлардан өзгеше болады. Электрондық регенератор сихрондау құрылғысы (У Т С) және сигнал құрғыш (формирователь - Ф С) кіреді. Т

О

ПрОМ

РУ

ФС

ПОМ

В ОВ

Uп

а) t

УТС

б) t

ЭР

t

1.26-сурет. Цифрлық ВОСП-ға 1.27-сурет. Желілік ретранслятор

арналған желілік ретранслятордың жұмысының уақыттық

құрылым схемасы диаграммасы.

Электрондық регенераторда (ЭР) регенерациялау процесі былайша жүргізіледі. Берілетін символдар (0 немесе 1) мағынасы шешуші құрылғы арқылы бағаланады, және келіп түскен сигналға талдау жасалынып, оптикалық талшыққа қандай сигнал берілетіндігі туралы шешім қабылданады. Символдар мағынасын бағалау үшін бір қайтара есептеу әдісі қолданылады. Оның өзі айтарлықтай жеңіл жүзеге асырылуымен қатар тосқауылға жоғары тұрақтылықты қамтамасыз етеді. ВОСП-ға соңғы стансасынан оптикалық желіге пассивтік паузалы екі деңгейлі код берілетін жағдайдағы уақыттық диаграмма1.27,а- суретте келтірілген. Бұл жағдайда шешуші құрылғыда fт =1/Т - тактылық жиілігі уақытына сай ПрОМ шығысында сигнал стробталады және алынған есептеу табалдырықтық деңгеймен салыстырылады.

Р_пр Есептеу деңгейі табалдырық деңгейінен артық

Р_пер жағдайда сигнал құру құрылғысында белгілі

б ір амплитудасын және ұзындығы бар тікбұрышты импульс жасалынады ( 1.27, в -сурет). сигналды стробтау тар импульстер көмегімен жасалады. Ондай импультер тактылық синхрондау құрылысында жасалынады (1.27, б-сурет).

Р_пр min

0 L_уч

1.28-сурет. Оптикалық сигнал

қуатының регенерациялау участкасына

тәуелділігі.

Оптикалық талшық бойынша сигнал берілгенде оның әлсіру және бұрмалану шамасы регенерация участкасының lуч ұзындығына тәуелді болады. Lуч артқан сайын Рпр - оптикалық сигнал деңгейі оптикалық талшықтың құрылыстық ұзындығы бойынша төмендейді, ал олардың қосылу нүктелерінде секірмелі түрде төмендейді (1.28-сурет). Сигналды қалпына келтіру үшін ЭР кірісінде сигнал деңгейі Рпр  Рпр min болуы тиіс. Мұндағы Рпр min - оптикалық сигналдың қабылдау кезінде қалпына келтіріле алатындай минимальдық деңгейі. Рпр- Мұндағы Рпр - станция немесе регенератор шығысындағы сигналдың берілу деңгейі; сәуленің талшыққа енгізу және одан шығару кезіндегі шығындар; - регенерация учаскасындағы разъемдік және разъемдік емес қосылыстарғағы шығындар. Бұл формуланы былайша жазу ыңғайлы:

(1.2).

Мұндағы Q = 1_пер -_в - Р_{пр min} - ВОСП энергетикалық потенциалы. 1.2 - формуладан регенерация участкасының ұзындығын анықтауға болады. Ол

Оптикалық талшылтың өшуінен басқа регенерациялық участка дисперсиялық шығын есебінен шектеледі. Символдараралық интерференцияны азайту үшін мына теңсіздік орындалуы тиіс:

В (1.3).

Мұндағы В-ақпарат беру жылдамдығы; - ұзындығы lуч болатын кабельдің импульстік сипаттамасының орташа квадраттық кеңдігі. 1.3-формуладан мынаны аламыз: Мұндағы - ұзындығы 1 км оптикалық талшықтағы импульстің орташа квадраттық кеңеюі. Сонымен регенерация участкасының максимальдық ұзындығын анықтау үшін мынадай теңсіздіктер жүйесін шешу қажет:

lуч - ты анықтау есептері регенерациялық қашықтықтың 100 км-ден асатын жағдайда оптикалық беру жүйесінің артықшылықта болатынын көрсетеді. Ал коаксальдық кабельдер пайдаланылғанда км болатыны белгілі.

Регенерациялау участкалары болмайтын ВОСП жасау активтелген оптикалық талшықтар және қуатты жартылай өткізгіштік лазерлер жасау технологиясындағы айтарлықтай жеңіс деп түсіну керек. Үстіміздегі ғасыр аяғында ретрансляциялық станциясы жоқ 6000 км ұзындықтағы трансалантикалық ВОСП пайдалануға беріледі деп күтілуде.