Способ внешней модуляции

Когерентные ВОСП считаются перспективными. В их основе лежит когерентный прием оптических сигналов. Структурная схема такой системы, приведена на рисунке 5.5.

Рис. 5.5. Структурная схема когерентной ВОС: ОП – одномодовый лазерный оптический передатчик; В – оптический вентиль, предназначенный для изоляции ОП от обратного отраженного излучения (отраженное излучение может привести к дестабилизации процесса генерации узкополосного светового спектра, т.е. к его расширению); ПК – поляризационный коллектор, совмещающий плоскость поляризации излучения местного гетеродина (Гет) с плоскостью поляризации сигнального излучения; ОС – оптический соединитель или оптический сумматор, в котором принимаемый оптический сигнал суммируется с излучением местного гетеродина; Гет - излучающий гетеродин узкополосный лазерный; ФДет – квадратичный фотодетектор; АПЧ – блок автоматической подстройки частоты

При гетеродинном способе обнаружения сигнала одновременно с оптическим

сигналом с частотой f_С в ОС, а затем в ФДет подается достаточно мощное оптическое излучение местного гетеродина с частотой f_Г, при этом промежуточная частота f_пр= f_С – f_Г (рис. 5.6).

Рис. 5.6. Структурная схема гетеродинного обнаружения сигнала

Рис. 5.7. Структурная схема гомодинного обнаружения сигнала

Гомодинное обнаружение сигнала приведено на структурной схеме (рис. 5.7 ).

В отличие от гетеродинного обнаружения сигнала при гомодинном методе частоты колебаний принимаемого оптического излучения и местного гетеродина должны быть одинаковыми: f_С = f_Г, а фазы синхронизированы. Демодулированный сигнал при этом движется в область НЧ (в область инфракрасного спектра сигнала). Полное восстановление сигнала осуществляется с помощью ФНЧ. Существенным отличием гомодинного приема от гетеродинного является то, что требуемая полоса частот уменьшается в 2 раза, а это приводит к снижению дисперсии шумов в 2 раза.

При гомодинном приеме получаем выигрыш в отношении сигнал-помеха, в отличие от гетеродинного, в два раза выше, а по чувствительности приемника на 3дБ [12].

5.2. Методы уплотнения волоконно-оптических линий связи

Известны следующие методы уплотнения волоконно-оптических линий связи

(ВОЛС): временной, частотный и спектральный [11, 12, 37,38].

5.2.1. Временное уплотнение волс

Данный метод предполагает объединение нескольких информационных потоков в один. Объединение может быть осуществлено на уровне электрических сигналов (электронной аппаратуры) и оптических сигналов. Первый вариант предполагает объединение серии электрических импульсов в один групповой сигнал, а затем модулирование им в оптическом передатчике (ОПер) оптической несущей, т. е. производится реализация прямого метода модуляции (рис. 5.8) .

Второй вариант предусматривает объединение оптических сигналов с задержкой на T, 2T, 3T,…(n–1)T. После такой задержки на выходе оптического смесителя (ОС) имеется последовательность оптических импульсов. Схема объединения оптических цифровых потоков показана на рисунке 5.9.

При временном уплотнении требуется передача коротких (10^–9 с и менее) световых импульсов. Такая передача наносекундных импульсов предъявляет чрезвычайно высокие требования к быстродействию оптоэлектронных компонентов приемопередающей аппаратуры волоконно-оптических систем передачи (ВОСП), близких к их предельным возможностям. Кроме того, скорость передачи ограничена дисперсионными свойствами оптического волокна (ОВ).

Основным преимуществом временного уплотнения является увеличение коэффициента использования пропускной способности ОВ. Экспериментально достигнуты скорости передачи 8–6 Гбит/с.