Дидактичний матеріал до лекції 13 кредит. модулю «ТКОС-1», семестр 7
” ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ВОЛТ и ТИПЫ КОДОВ ЛИНЕЙНЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ”
-
1. Особенности построения ВОЛТ
2. Типы кодов линейных оптических сигналов (ЛОС)
ВОСП – волоконно-оптическая система передачи
КОА – каналообразующая аппаратура
ВОЛТ – волоконно-оптические линейные тракты
ООЛТ – оконечное оборудование линейного тракта
ОРП – обслуживаемые ретрансляционные пункты
НРП – необслуживаемые ретрансляционные пункты
ОВ – оптическое волокно
2 Ов/пр 1п 1к – 2-х волоконные/проводные, однополосные (одноволновые), однокабельные
4Пр 1п 1к или 4пр 1п 2к – 4-х проводные, однополосные одно – или двух кабельные
КЦЛТ – кабельные электрическе ЦЛТ
ЛОС – линейный оптический сигнал
SiO2 – диэлектрик (различные добавки – GeO2, B2O3)
рЭП, дБ = рПЕР, дБ – рПР. дБ – энергетический потенциал ВОЛТ
рПЕР, дБ – абсолютный уровень мощности на выходе ПОМ
рПР. дБ – абсолютный уровень мощности на входе ПРОМ
ПОМ – передающий оптический модуль (термин ДСТУ)
ПРОМ – приемный оптический модуль (термин ДСТУ)
ИОИ – источник оптического излучения ПОМ
, дБ/км – коэффициент затухания ОВ
λ, нм или мкм – данная длина волны
Nсд – число соединений на стыках строительных длин (СД) ОВ
аЭЗ – энергетический запас
ℓУР, км – длина участка регенерации
Пример:
Дан ОК
со следующими параметрами: =1 дБ/км;
ℓСД
= 1 км;
а
СТ
=
0,5 дБ.
Уровень мощности на выходе ПОМ рПЕР
= 0 дБ;
чувствительность ПРОМ не хуже минус
45 дБ
(pПР
= – 45 дБ).
Определить максимально возможную ℓУР при условии, что аЭЗ будет не менее 6дБ, т.е. аЭЗ 6 дБ.
Решение 1.Пусть ℓУР =25 км,
тогда:
=
1
25 + 26
0,5 = 25 + 13 = 38 дБ;
Энергетический потенциал
дБ;Энергетический запас составит:
дБ.
АМI (Alternate Mark Inversion) – код с чередованием полярности импульсов (ЧПИ)
HDB-3 (High-Density Bipolar code of order) – двухполярный (квазитроичный) код с высокой плотностью единиц (не более трех нулей подряд) / модифицированный код ЧПИ
МИ – модуляции по интенсивности излучения ПОМ исходной двоичной последовательностью ГЦС
ГЦС – групповой цифровой сигнал на выходе КОА
fТ – тактовая частота ЛОС или ГЦС
АТС ГТС – автоматические телефонные станции городской телефонной сети
РЛ – линейный ретранслятор
ПОУ InGaAsP – полупроводниковый оптический усилитель на базе кристалла из четверного соединения InGaAsP (усиление 20..30 дБ)
Типы кодов линейных оптических сигналов (лос)
ЛЦС – линейный цифровой сигнал
ЛОС – линейный оптический сигнал
Визначення 2.1. Вимоги до енергетичного спектру ЛОС
Должен занимать узкую для данной скорости передачи полосу частот |
Не содержать постоянной составляющей |
Располагаться в НЧ области частотного спектра сигнала |
Табл. 1. Возможности, обеспечивающиеся кодами ЛОС
Возможности кодов ЛОС |
Необходимая помехоустойчивость при минимально возможной средней мощности оптического сигнала |
Простота реализации преобразования ГЦС в ЛОС и обратно |
|
Возможность обнаружения ошибок в передаваемом ЛОС без перерыва связи |
|
Возможность и простота выделения fТ |
Визначення 2.2. Особливості функціонування ВОЛТ
1 |
Сигнал в ОВ (ЛОС) формируется путем модуляции ГЦС излучения ПОМ. Параметром модулирующего сигнала является мощность оптического излучения. Поэтому ЛОС – униполярный сигнал: наличием мощности излучения передается символ «1», а отсутствием – символ «0» |
2 |
Нелинейность ватт-амперной (модуляционной) характеристики источника излучения требует использования для ЛОС однополярных двухуровневых кодов |
ВОЛТ всех уровней (ГТС, зоновые и магистральные участки ПСС) используют преимущественно блочные коды типа mBnB При построении этих кодов блок из m бинарных (B) символов заменяется блоком из n бинарных символов, а при условии n>m в передаваемый сигнал вводится избыточность |
|
mBnB – блочные коды типа 1В2В, 2В4В, 5В6В и другие
Табл. 2. Разновидности кода 1В2В
Разновидности кода 1В2В |
Двухфазный код типа L, или MAN-код (манчестерский) |
Код с инверсией посылок типа СМI (Code Mark Inversion) |
|
Модифицированный код CMI – MCMI и другие |
Рис. 1. Диаграммы кодовых комбинаций
NRZ (Non Returned to Zero – без возврата к нулю при следовании друг за другом единичных символов)
Визначення 2.3. Недоліки коду NRZ
1 |
В спектре сигнала имеются постоянная составляющая и множество НЧ-составляющих [рис. 2] |
2 |
Невозможность обнаружения ошибок |
3 |
Отсутствие тактовой частоты fТ |
3 |
Вероятность появления длинных пачек нулей затрудняет выделение fТ |
– при
уменьшении отношения значительно
усложняются алгоритм работы и схемы
преобразователя кода mBnB
(n>m)
Рис. 2. Спектры кодов ЛОС
Визначення 2.4. Код RZ
Правило кода RZ: «1» ГЦС передается комбинацией «10», а «0» – «00» |
Кроме недостатков кода NRZ, имеет в два раза больший частотный спектр (рис. 2) |
Визначення 2.5. Код L (бифазный – BIF или манчестерский)
ПРАВИЛО кода L: «0» ГЦС передается комбинацией «01», а символ «1» – «10» [рис. 1 – диаграмма 3] |
ГАРАНТИРУЕТ отсутствие двух и более следующих подряд одинаковых символов, ОБЕСПЕЧИВАЕТ высокий уровень fТ в спектре сигнала [рис. 2] |
Визначення 2.6. Код CMI (Code Mark Inversion)
ПРАВИЛО кода CMI: «0» ГЦС представляется комбинацией «01», а символ «1» – чередующимися парами «11» или «00» [рис. 1 – диаграмма 4] |
ПОДАВЛЯЕТ НЧ-составляющие непрерывной части энергетического спектра сигнала. УВЕЛИЧИВАЕТ уровень сигнала fТ [рис. 2] |
ПОЯВЛЯЕТСЯ возможность обнаружения ошибок – в тракте приема можно следить за нарушением, во-первых, в комбинации «01», т. к. группа «10» запрещена, и, во-вторых, за чередованием комбинации «00» и «11» |
Визначення 2.7. Код МCMI (Модификований Code Mark Inversion)
ПРАВИЛО кода МCMI: «1» ГЦС представляется чередующимися парами «11» или «00», а символ «0» – чередующимися парами «01» или «10», их выбор зависит от последнего символа в предыдущей комбинации [рис. 1 – диаграмма 5] |
Визначення 2.8. Код Миллера – разновидность кода 1В2В
ПРАВИЛО кода: «0» ГЦС представляется чередующимися парами «11» или «00», а символ «1» – “01” или “10” ВАЖНО: последовательность из нескольких нулей исходного ГЦС передается чередованием “11” или “00” НО!, при других комбинациях сигнала, например, 010110101, для посылки “0” первая и вторая посылки кодового слова должны быть такими же, как последняя предыдущего кодового слова [рис. 1 – диаграмма 6] |