5.5. Организация каналов по волоконно-оптическим линиям связи

Волоконно-оптические линии свя­зи (ВОЛС) имеют значительные преимущества перед обычными лини­ями: широкая полоса пропускания, позволяющая организовать большое количество каналов; неподвержен­ность электромагнитным помехам; отсутствие взаимного влияния между отдельными оптическими волокнами в кабеле; небольшие массы и габа­ритные размеры. Первая в стране волоконно-оптическая линия связи была построена в 1986 г. на участке Октябрьской дороги Ленинград — Волховстрой.

Оптический кабель содержит пу­чок или группы пучков волоконных световодов, изготовленных из квар­цевого стекла и имеющих снаружи защитные пластмассовые покрытия. Диаметр волокна выбирается в пре­делах (0,6—1,7) • 10~³ мм при исполь­зовании инфракрасного диапазона и соизмерим с длиной волны. Для передачи используются длины волн 0,5-Ю-⁶, 1,3-10"⁶ и 1,55- 1(Г⁶ м, для которых имеют место окна проз­рачности кварцевого волокна.

На рис. 5.11 приведена упро­щенная схема системы волоконно-оптической связи, которая состоит из

аппаратуры многоканальной связи, например ИК.М-120, двух воло­конных линий для прямого и обратно­го направлений передачи и устройств для преобразования электрических сигналов в световые и наоборот. Разговорный сигнал от телефонного аппарата ТА через ДС поступает в аппаратуру с импульсно-кодовой модуляцией ИКМ-120, на выходе которой получаются кодовые комби­нации электрических импульсов. Эти импульсы проходят в электронно-оптический преобразователь ЭОП, преобразующий электрические сигна­лы в импульсы светового излучения. В качестве ЭОЛ применяется свето-диод или лазер. Лазеры обладают более широкой полосой частот моду­ляции (более 2 ГГц против 100— 200 МГц у светодиодов) и обеспечи­вают более эффективный ввод излу­чения в волокно. Однако светодиоды обладают большой линейностью ха­рактеристик и более слабой темпера­турной зависимостью излучаемой мощности. Поэтому для систем со сравнительно небольшой скоростью передачи (до 50 Мбит/с) целесо­образно применение светоизлучаю-щих диодов, а для систем со скоростью передачи свыше 50 Мбит/с — лазеров.

Модулированный пучок света, исходящий из светодиода или лазера, фокусируется с помощью оптической системы на торец волокна О/С. На приемном конце световые импульсы воспринимаются оптоэлектронным преобразователем ОЭП, в качестве которого используется лавинный фотодиод. На выходе ОЭП образу­ются электрические импульсы иска­женной формы, которые регенериру­ются в регенераторе Р и передаются

в приемную часть аппаратуры ИКМ-120 и далее в виде разговорно­го сигнала — в телефонный аппарат ТА. Передача речи в обратном направлении осуществляется анало­гично, но по другому волокну.

Длина регенерационного участка /per зависит от энергетического потен­циала системы передачи и затухания сигнала в волокне. Энергетический потенциал р_э определяется как разность между уровнями мощностей на входе и выходе волокна. В среднем р_э = 40 дБ, причем уровень мощности на входе волокна р_вх = 0 дБ (1 мВт). Коэффициент затухания оптического кабеля а_Опт зависит от качества волокна и длины волны Я; для кварцевого волокна при К— 1,3- Ю~⁶ м а_опт = 0,16-Ь 5 дБ/км. Так, для кабеля а_0Пт = 2 дБ/км и р_э = 40 дБ /„,,,. = 40/2 = 20 км.

неиными сопротивлениями.и, в част­ности, полупроводниковыми диодами. Простейшая схема осуществления модуляции при помощи полупро­водникового диода VD показана на рис. 6.1, а. Вольт-амперную характе­ристику такого диода (рис. 6.1, б) можно аппроксимировать при помо­щи полинома вида

Контрольные вопросы

23. В чем заключается целесообразностьсоздания многоканальных систем передачи?

24. В чем заключаются отличия системсвязи с частотным и временным разделениемканалов?

25. Каково назначение дифференциальныхсистем?

4. Что такое генерация канала илиусилителя и при каких условиях онавозникает?

26. В чем отличия однополосной двухпро­водной и однополосной четырехпроводнойсистем связи?

27. По каким цепям организуются однопо­лосные и двухполосные системы связи?

28. Каковы достоинства систем связи поволоконно-оптическим кабелям?

где ао, а\, ..., а_п — коэффициенты, имеющие размерность проводимости.

Значения и знаки коэффициентов а„ зависят от формы вольт-амперной характеристики и положения рабочей точки на этой характеристике.

Пусть на диод воздействуют нап­ряжения несущей частоты UasinQt и передаваемого сигнала U^shKot (Q=2nF_H и оз = 2л/_с)- Тогда процесс модуляции описывается выражением