Типовая схема ВОСП.

Типовая схема системы связи, использующая ВОСП, показана на рис 1.1. Аналоговый сигнал, вырабатываемый абонентским устройством, например, телефонным аппаратом, приходит на узел коммутации, где аналогоцифровой преобразователь (АЦП) преобразует его в поток двоичных символов (битов). Индивидуальные битовые потоки в оборудовании мультиплексирования объединяются в общий групповой поток символов (электрических импульсов), который используется для модуляции оптического передатчика, посылающего поток оптических импульсов в оптическое волокно. На приемной стороне импульсы света преобразуются обратно в электрический сигнал при помощи оптического приемника. Восстановленный групповой поток электрических символов в оборудовании демультиплексирования разделяется на индивидуальные потоки, поступающие на цифроаналоговые преобразователи (ЦАП). ЦАП восстанавливает исходный аналоговый сигнал и отдает его на абонентское устройство. Поскольку ВОСП образует, как правило, двунаправленный канал связи, оптические приемники и передатчики, ЦАП и АЦП, мультиплексоры и демультиплексоры на каждом из концов линии связи совмещаются в одном устройстве.

сигнал сигнал

Цифровой Импульсы Импульсы Цифровой

поток 64 Кбит/с света света поток 64 Кбит/с

Рис. 1.1. Типовая схема системы связи с использованием ВОСП.

Основные компоненты ВОСП.

Оптический передатчик обеспечивает преобразование входного электрического (как правило, цифрового) сигнала в выходной световой сигнал. При цифровой передаче оптический излучатель передатчика «включается» и «выключается» в соответствии с поступающим на него потоком электрических импульсов. Для этих целей используются инфракрасные светоизлучающие диоды LED или лазерные диоды LD. Эти устройства обладают высоким быстродействием и способны поддерживать модуляцию излучаемого света со скоростями в сотни и тысячи Мбит/с. При построении сетей кабельного телевидения оптический передатчик осуществляет преобразование широкополосного аналогового электрического сигнала в аналоговый оптический. В этом случае оптический передатчик должен иметь высокую линейность.

Оптический приемник осуществляет обратное преобразование оптических импульсов в импульсы электрического тока. В качестве основного элемента оптического приемника в настоящее время используются p-i-n фотодиоды, имеющие малую инерционность.

Если приемная и предающая станции удалены на большое расстояние друг от друга, например, на несколько сотен км, то дополнительно требуется установка промежуточных ретрансляторов для восстановления энергетических и временных соотношений импульсов оптического сигнала. В качестве таких устройств могут использоваться регенераторы оптического сигнала и оптические усилители.

Оптический регенератор содержит оптический приемник, регенератор электрического сигнала и оптический передатчик. Регенератор электрического сигнала с точностью до коэффициента ошибок восстанавливает амплитуду и временное положение информационных импульсов, тем самым обеспечивая с помощью оптического передатчика восстановления формы оптического сигнала до первоначальной.

Оптический усилитель не осуществляет оптоэлектронного преобразования. Он, используя специальные активные волокна и лазеры накачки, непосредственно усиливает проходящий оптический сигнал, благодаря индуцированному излучению. Поэтому усилитель не обеспечивает полного восстановления формы оптического сигнала и не может полностью очистить его от шумов. Применение усилителя становиться предпочтительным в случае спектрального уплотнения, так как усилитель обеспечивает усиление всех оптических стволов одновременно, в то время, как использование регенераторов потребовало бы установки электрических регенераторов для каждой оптической несущей.

На практике на один регенератор из-за накопления шумов и искажения формы оптических импульсов может приходиться несколько последовательных оптических усилителей (до 4-8). Таким образом, эффективность использования оптических усилителей при построении спектрально уплотненных волоконно-оптических магистралей большой протяженности очень высока.

Волоконно-оптический кабель (ВОК). Характерная строительная длина оптического кабеля (длина непрерывного участка кабеля, поставляемого на одном барабане) варьируется в зависимости от производителя и типа кабеля в пределах 2-10 км. На протяженных участках между регенераторами или усилителями могут помещаться десятки строительных длин кабелей. При этом производится специальное сращивание, как правило, с помощью сварки, оптических волокон. Места сварки защищаются специальной герметичной проходной муфтой.