57 Ретрансляторы оптических сигналов

Основным элементом обслуживаемого и необслуживаемого ретрансляционных пунктов ОЛТ являются линейные ретрансляторы, обеспечивающие передачу оптического сигнала практически на любые расстояния с заданными показателями качества. От ЛРт зависят основные технико-экономические показатели ОЛТ и ВОСП в целом.

Структура ОЛТ и соответствующего ему ЛРт определяется выбранными способом передачи оптического и электрического сигнала (аналоговый, импульсный, цифровой), видом модуляции (МИ, AM, ЧМ, ФМ и др.), способом приема (непосредственное детектирование, когерентный прием и др.). В настоящее время в технике ВОСП наибольшее распространение получили простая и надежная прямая модуляция интенсивности или мощности светового излучения ЛД или СИД аналоговым или цифровым электрическими сигналами и прямое детектирование промодулированного по интенсивности оптического излучения с помощью p-i-n ФД или ЛФД.

Оптические линейные тракты, как и ВОСП, подразделяются на цифровые и аналоговые.

Цифровым оптическим линейным трактом (ЦОЛТ) называется тракт, где передается световой поток, интенсивность которого модулируется (управляется) цифровым электрическим сигналом, сформированным с помощью импульсно-кодовой (ИКМ) или дельта-модуляции (ДМ).

Аналоговым оптическим линейным трактом (АОЛТ) называется тракт, где передается световой поток, интенсивность которого модулируется аналоговым электрическим сигналом, сформированным с помощью аналоговых AM, ЧМ и ФМ или АИМ, ШИМ и ФИМ.

Такая классификация весьма условна и не охватывает перспективных методов модуляции параметров оптического излучения модуляторами на основе электро- и акустооптических явлений в соответствующих материалах.

Линейные ретрансляторы, так же как и ОЛТ, подразделяются на аналоговые и цифровые или регенерационные ретрансляторы.

Цифровым или ретрансляционным ретранслятором (ЦРт) называется устройство ВОСП, предназначенное для преобразования цифрового оптического сигнала в электрический, его регенерации и последующего преобразования в оптический.

Ретрансляторы аналогового ОЛТ бывают следующих типов:

1. с детектированием и преобразованием оптического сигнала в аналоговый электрический сигнал с последующим его усилением, коррекцией и модуляцией светового излучения;

2. с преобразованием принимаемого оптического линейного сигнала в оптический сигнал промежуточной частоты, усилением, коррекцией его и затем обратным преобразованием в полосу частот оптического линейного сигнала (т. е. построен по гетеродинному принципу);

3. с оптическим усилителем, обеспечивающим непосредственное усиление светового потока в том виде, в котором он принят, без переноса в область промежуточных частот, с последующим вводом его в ОВ.

При передаче групповых сигналов с ЧРК по. аналоговому оптическому тракту с ретрансляторами первого типа с фотодетекторами на p-i-n ФД или ЛФД происходит накопление шумов,. с которыми можно не считаться при малом числе ретрансляторов, что и определило весьма широкое распространение таких ретрансляторов на магистралях небольшой протяженности л особенно в системах кабельного телевидения.

Ретрансляторы второго типа первоначально в основном использовались в открытых (атмосферных или космических) оптических системах связи. В связи с разработкой одномодовых ОВ с малыми потерями и лазеров с узкими линиями генерации применение гетеродинных ретрансляторов (особенно в сочетании с когерентным приемом) позволяет обеспечить передачу информации со скоростями 8 – 10 Гбит/с, а также значительно увеличить расстояние между ретрансляторами (длину ретрансляционного участка) до 300 км. Поскольку накопление искажений и шумов при большом числе таких ретрансляторов относительно невелико, то их применение в ВОСП позволяет создавать магистрали весьма большой протяженности.

Третий тип ретрансляторов по сравнению с предыдущими содержит малое число комплектующих элементов, а создание малогабаритных и эффективных оптических усилителей становится реальностью. Их применение позволит более полно реализовать высокую информационную пропускную способность ОВ за счет спектрального уплотнения и гетеродинной перестройки, а также использования перспективных способов модуляции.