Варианты заданий для решения задачи 9
Необходимо определить полосу частот трансимпедансного фотоприемника и максимальную поддерживаемую им скорость передачи при условии бинарного кодирования и гауссовой формы импульсов линейного сигнала. Исходные данные с разбивкой по вариантам заданий приведены в табл. 10.
Таблица 10 – Варианты заданий
N |
28 |
Rэ, кОм |
84 |
Сэ, пФ |
2,2 |
Кус |
400 |
Решение задачи
Требуется определить ширину полосы пропускания и поддерживаемую скорость передачи трансимпедансного фотоприемника при следующих условиях Rf = 84 кОм, Сэ = 2,2 пФ, Кус = 400.
Для определения ширины полосы пропускания воспользуемся соотношением (14). После подстановки в нее конкретных числовых значений получаем
Максимальная скорость передачи, которую обеспечивает фотоприемник трансимпедансного типа, в предположении гауссовой формы импульсов линейного сигнала, находится по формуле (16) и составляет
Задача 10. Кодирование линейного сигнала волоконно-оптической системы передачи с контролем ошибки передачи Краткие теоретические сведения
Код в линии (линейный код) - вид цифрового кода (сигнала), используемого для передачи информации по линейному тракту. Код в линии выбирается с учетом особенностей распространения цифрового оптического сигнала по волоконному световоду и вытекающей из этого специфики построения линейного тракта. В любом случае он должен обеспечивать возможность однозначного воспроизведения на приемном конце с минимальными искажениями той последовательности символов исходного сигнала, которые поступают на вход оконечной аппаратуры линейного тракта передающего конца.
К цифровым кодам, передаваемым по линейным трактам ЦВОСП, предъявляются ряд требований, основные из которых формулируются следующим образом:
для минимизации степени влияния шумов упрощения усилителей энергетический спектр должен иметь ограничение как сверху, так и снизу, обладая при этом минимальной абсолютной и относительной шириной;
должна обеспечиваться возможность выделения колебания тактовой частоты, которая используется в линейных регенераторах для восстановления фазы и частоты хронирующих строб-импульсов порогового устройства;
должна обеспечиваться возможность контроля качества передачи информации в процессе эксплуатации без перерыва связи.
Реализация этих требований возможна в случае линейного кодирования введением избыточности в линейный сигнал относительно исходного. Иначе говоря, в него вводятся дополнительные импульсы, которые увеличивают тактовую частоту линейного сигнала относительно тактовой частоты исходной информационной последовательности.
В аппаратуре цифровых волоконно-оптических систем передачи широко используют блочные линейные коды вида mBnВ. В них m бит исходного кода, которые объединяются в отдельный блок (отсюда название схемы кодирования) представляются n битами линейного. При этом тактовая частота линейного сигнала возрастает в n/m раз. Пример такого кода вида 4B5В, обращение к которому увеличивает тактовую частоту линейного сигнала в 5/4 = 1,25 раза, показан на рис. 12. В данном случае исходная импульсная последовательность 1010 преобразуется в отображающую ее комбинацию 10010 за счет добавления к ней дополнительного бита в процессе формирования линейного импульсного сигнала.
Рисунок 12 – Разница между исходной кодовой последовательностью и линейным сигналом при использовании блочного кодирования
Прямое на передающем конце и обратное на приемном конце преобразования осуществляется по специальным кодовым таблицам. Эта процедура требует выполнения предварительной записи обрабатываемого сигнала в регистры памяти, что вносит в передаваемое сообщение дополнительную задержку.
При построении кодовой таблицы в каждом блоке линейного кода стремятся обеспечивать максимально возможное количестве переходов между нулем и единицей. Это упрощает построение схемы выделения тактовой частоты регенератора.
В случае обращения к блочному коду у линейного сигнала всегда появляется некоторая избыточность просто из-за увеличения количества вариантов блоков выходных сигналов. Обычно она используется для решения определенных сервисных задач, например, организации телефонного канала служебной связи.
Достоинством блочного кода является также возможность реализации простейшего способа обнаружения ошибок передаваемого сигнала. Способ основан на контроле четности/нечетности принимаемого сигнала за счет ввода одного дополнительного избыточного импульса, т.е. реализации кода вида mB1P. В данном случае n = m + 1, а бит контроля четности устанавливается в такое состояние, чтобы количество единиц в линейном сигнале всегда было четным числом. Например, вместо 1111 в линию передается 11110, а вместо 1011 в линию передается 10111.
В случае реализации алгоритма контроля нечетности, контрольный бит устанавливается в состояние 0/1 таким образом, чтобы количество единиц в блоке линейного сигнала было нечетным.