1.1.5. Ideali perdavimo linija (transmission line)
Didėjant grandinės darbo dažniui, elektromagnetinės bangos,
perduodamos per šią grandinę, ilgis
mažėja. Ore perduodamos elektromagnetinės bangos ilgis
. Kabeliais perduodamos energijos greitis yra apie 1,5 karto mažesnis
už
, t.y.
. Todėl
. Šiuolaikinių kompiuterių taktinis dažnis siekia ≥500 MHz.
Tačiau, perduodant impulsinius signalus, jų dažnio spektras gali būti daug kartų
didesnis. Koks bus 500, 5000 ir 50000 Mhz dažnio
bangos ilgis?
Kai bangos ilgis tampa palyginamas su grandinės ilgiu, reikia
įvertinti grandinės paskirstytuosius parametrus
ir
, veikiančius
signalo perdavimo sąlygas ir trukmę. Tuomet, atmetus nuostolius, idealią
energijos perdavimo liniją galima būtų pavaizduoti L-C elementų nuoseklaus
jungimo grandine (1.1.5.pav.).
1.1.5.pav.
Tekant srovei tokia grandine, vyksta palaipsniškas reaktyvinių
elementų įkrovimas ir bangos sklidimas. Bangos sklidimo pobūdį apsprendžia linijos
apkrovimo ir šaltinio impedansai
ir
. Kad būtų tik krintanti (nebūtų atspindžio) banga, kai energija perduodama
iš šaltinio į apkrovą, turi būti
, čia
- linijos charakteringoji (banginė) varža. Standartinių kabelių
(dvilaidės linijos
). Tokių kabelių vėlinimo trukmė yra praktiškai lygi 1 ns 20-čiai kabelio
ilgio cm.
OPTINĖS PERDAVIMO LINIJOS
1.ĮVADAS
Esant dabartiniam kompiuterinės technikos lygiui labai svarbų vaidmenį atlieka informacija. Jau kuris laikas informacijos perdavimui yra naudojami kietų kūnų elektriniai reiškiniai ir puslaidininkiniai prietaisai. Kol kas dažniausiai informacijos ir duomenų perdavimui yra naudojami variniai kabeliai, kurie, nors ir labai tobulinami, turi daug trūkumų, kurie lemia, kad tokiose sistemose neįmanoma panaudoti visų elektrinių reiškinių. Kadangi dabartinė kompiuterinė technika praktiškai pasiekė informacijos perdavimo greičio ir atminties tūrio teorines reikšmes, o apdorojamos informacijos kiekis vis labiau didėja, tai, norint patenkinti reikmes, reikia kloti vis daugiau ir vis didesnių informacijos perdavimo magistralių, kas sukelia labai daug papildomų problemų. Viena atsirandančių problemų yra masė. Pavyzdžiui šiuolaikiniame lėktuve kompiuterinė įranga sveria 20 30 kg., komplekto laidai ir kabeliai, jungiantys šią įrangą su įvairiais davikliais ir indikatoriais, - daugiau nei 5 tonas. Be to, esant tokiam montažo tankiui labai sustiprėja tarpelementinis poveikis. Vieno elemento izoliaciją nuo kito labai sunku garantuoti, ypač ten, kur galia nuo vieno elemento iki kito keičiasi plačiose ribose. Pavyzdžiui, elektroninis keitiklis turi valdymo schemą su loginėmis mikroschemomis ir jėgos dalį, kuri tiesiogiai veikia apkrovą. Loginės mikroschemos yra silpnai apsaugotos nuo trukdžių, o jėgos dalis yra stiprių trukdžių šaltinis.
Labai didelių trukdžių yra ir gamyklų automatizuotose valdymo sistemose, todėl ten būtina labai gera elektroninės aparatūros ir jungiančių linijų, kuriose perduodami ryšio ir valdymo signalai, ekranizacija.
Trečia problema yra varis, kuris reikalauja daug lėšų laidams ir kabeliams gaminti, taip pat požeminiams kolektoriams, kuriuose montuojami kabeliai. Norint išspręsti šias problemas, kartu su elektroniniais reiškiniais reikia panaudoti ir optinius, pereiti prie optoelektronikos.
Informacijos perdavimui šviesa naudojama buvo labai senai. Jau XIX amžiaus pradžioje buvo naudojamos semaforinės optinės ryšio linijos, tačiau tada jos negalėjo užtikrinti patikimo ir stabilaus ryšio. Vėliau atsiradus radijo ryšiui optinės sistemos buvo primirštos, tačiau dabar, atsiradus anksčiau paminėtoms problemoms ir išsprendus šviesos slopinimo ir kitas ryšio problemas, optinis informacijos perdavimas sparčiai auga. Dabartiniu metu JAV yra gaminama beveik po 1.6 mln. Kilometrų optinio kabelio per metus, klojamos optinės ryšio linijos, kurių ilgis siekia iki 3000 km.
2. OPTINĖS PERDAVIMO LINIJOS ELEMENTŲ APIBENDRINTOS STRUKTŪRINĖS SCHEMOS
2.1 Šviesos šaltiniai
Optinės perdavimo linijos šviesos šaltiniui galima pateikti šiuos pagrindinius reikalavimus: jis turi turėti didelę išėjimo galią, spinduliuojama šviesa turi turėti įvairių moduliacijų galimybę, šaltinis turi būti nedidelis, nebrangus, turėti ilgą eksploatacijos laiką, be to šviesa turi efektyviai pakliūti į optinį kabelį. Optinėms perdavimo linijoms potencialiai tinkamiausi yra kieto kūno lazeriai, kuriuose aktyviuoju elementu yra naudojamas itrio aliuminio granatas, aktyvizuotas niodmio jonais, kurio pagrindinis lazerinis perėjimas yra lydimas spinduliavimo, kurio banga yra 1.064mm. Siaura kryptiškumo diagrama ir galimybė dirbti vienmodžiu režimu su žemu triukšmų lygiu yra duoto tipo šviesos šaltinių teigiamos pusės. Tačiau dideli gabaritai, menkas perdavimo koeficientas, taip pat papildomas išorinis įrenginys lemia tai, jog tokio tipo šviesos šaltiniai šiuolaikinėse optinėse perdavimo linijose nėra naudojami. Praktiškai visuose dabartinėse plataus vartojimo optinėse perdavimo sistemose šviesos šaltiniai yra puslaidininkiniai lazeriai ir puslaidininkiniai diodai. Jiems, visų pirma, būdingi maži gabaritai, kurie leidžia perduodantį įrenginį daryti integrinėse schemose. Be to, puslaidininkiniai šviesos šaltiniai yra pakankamai nebrangūs, ir šių šaltinių skleidžiama šviesa yra nesunkiai moduliuojama.
Pirmą kartą tokio tipo šviesos šaltiniai optinėse perdavimo linijose buvo panaudoti 1975 metais. Pirmos kartos puslaidininkinio optinio šviesos šaltinio pagrindą sudarė šviesos diodas, dirbęs 0.85mm bangos ilgiu daugiamodžiame režime. Per tris metus atsirado antroji šviesos šaltinių karta vienmodžiai šviesos šaltiniai, diebantys 1.3mm bangos ilgiu. 1982 metais pradėta gaminti trečioji siųstuvų karta diodiniai lazeriai, skleidžiantys 1.55mm bangas. Dar vėliau laiko buvo sukurti ketvirtos kartos optiniai siųstuvai, kurie davė pradžią koherentinėms ryšio sistemoms tai yra sistemoms, kuriose informacija perduodama moduoliuojant spinduliuojamos šviesos fazę arba dažnį. Tokios ryšio sistemos garantuoja žymiai didesnį signalų perdavimo optinėmis ryšio sistemomis atstumą. Pvz.: 1990 metais sukurta NTT sistema STM-16 buvo pasiektas 2223 km atstumas ir perdavimo greitis 2.5 Gb/s.
2.2 Optiniai kabeliai
Optiniai kebeliai, priklausomai nuo jų panaudojimo srities, gali būti skirstomi į požeminius, orinius, povandeninius ir patalpose naudojamus optinius kabelius. Kiekviena šių kabelių grupė turi savitą konstrukciją, jie yra savaip apsaugoti nuo specifinių poveikių. Galima išskirti tris pagrindinius poveikius, kurie labiausiai keičia optinio kabelio struktūrą. Tai temperatūra, mechaninis poveikis ir radiacija. Yra ir daugiau išorinių veiksnių tokių kaip drėgmė ar išorinis elektromagnetinis poveikis, bet dėl optinio kabelio konstrukcijos jie nėra tokie svarūs. Šiame skyriuje bus plačiau aptartos svarbiausios kabelių rūšys ir jų apsauga nuo pagrindinių išorinių poveikių bei optinio kabelio sujungimų įtaka optinio trakto savybėms.
2.3 Optinių kabelių apžvalga (literatūros sąraše nr.2, 3)
Pačią
paprasčiausią konstrukciją turi patalpų vidaus kabeliai, kurių nereikia saugoti
nei nuo drėgmės, nei nuo tiesioginių saulės spindulių ar labai didelio temperatūros
skirtumo. Šio tipo kabeliams reikalingas parametrų stabilumas daug kartų
susukant ir išsukant kabelį (t.y., didelis lankstumas) ir optinio kabelio parametrai
turi nesikeisti lenkiant kabelį įvairiais kampais. Tam įvedamos papildomos armuojančios
gijos (3.1pav
)
Vienpluoštis optinis kabelis vidinei instaliacijai
1-optinė skaidula;2-dvisluoksnis apsauginis apvalkalas;3-armuojantys stiklo siūlai;4-slopinantis užpildas;5-tvirti armuojantys sintetiniai siūlai;6-polivinichloridinis apvalkalas
Požeminiai kabeliai yra skirti magistralinėms ir zoninėms linijoms. Juos galima tiesti visų kategorijų grunte, kabeline kanalizacija, vamzdžiuose. Tokio kabelio temperatūrinis darbo diapazonas yra nuo 40°C iki +55°C. Pagrindinis reikalavimas šios grupės kabeliams yra mechaninis atsparumas tempiančioms ir lenkiančioms apkrovoms. Kabelį sudaro metalinė šerdis su armuotu elementu, aplink kurią yra sudaromas polimerinis sluoksnis su grupe optinių skaidulų. Paskui yra naudojami keli sluoksniai, skirti apsaugai nuo vieno ar kito išorinio poveikio. Tokio tipo kabelio charakteristikos yra pateiktos 3.1 lentelėje
Naudojimo sritis |
OK tipas (skaidulų sk. OK) |
Slopinimo koef.dB/km( bangos ilgismm) |
Linijos pralaidumas MHz(regeneracinic ilgis km) |
Tempianti jėga kN (OK masė kg/km) |
Miesto tinklas |
Gradientinis(4;8) |
5;3 (0.85) 1.0 (1.3) |
500 (12) 800 (16) |
1.2 (140) |
Zoninis tinklas |
Gradientinis(4;8) Vienmodžiai(4;8) |
0.7-1.5 (1.3) 0.4-0.7 (1.55) |
800 (20-36) 5000 (30-70) |
3(370) 3 (320-380) |
Magistralinis tinklas |
Vienmodžiai(4;8) |
0.4-0.7 (1.55) |
5000 (30-70) |
3 (320-380) |
Kai kurios požeminio optinio kabelio charakteristikos
Oriniai optiniai kabeliai(kabeliai su laikančiu trosu) paprastai naudojami perėjimui nuo vieno pastato prie kito. Tokio kabelio pavyzdžiu gali būti. Svarbus šios grupės parametras yra kabelio atsparumas vibracijai, atsirandančiai pučiant vėjui, kuri įneša modalinius triukšmus ir slopinimo nestabilumą. Tokios konstrukcijos kabelis gali būti naudojamas tada, kai atstumas tarp adresato taškų yra ne daugiau nei 200 metrų. Jei reikia nutiesti didesnį atstumą, tai optinis kabelis yra paprasčiausiai įmontuojamas į jėgos kabelio vidų, nes optinio kabelio neveikia išorinis elektromagnetinis laukas.
Optinis kabelis su laikančiu trosu
a)su bendru apvalkalu; b)susukti juosta 1-optinė skaidula;2-armuota šerdis;3-slopinantis užpildas;4-plieninis trosas;5-išorinis apvalkalas; 6-aliumininis sutvirtinantis elementas;7-vidinis apvalkalas;8-išorinė šviesolaidinio ruošinio apsauga;9-išorinė troso apsauga
Pačią sudėtingiausią konstrukciją turi povandeniniai kabeliai. Jie gali būti skirstomi į dvi grupes: trumpam atstumui po vandeniu (upė, ežeras, kanalas) ir optinis povandeninis kabelis dideliems atstumams. Kadangi pirmos grupės kabeliai neturi retransliatorių, tai jų regeneracinis ilgis gali būti iki 50 km. Antros grupės kabeliams linijos ilgis neribojamas. Konstruojant povandeninį kabelį reikia įvertinti tokius parametrus, kaip kabelio lankstumas, paprastas kabelio ardymas ir taisymas, taip pat turi būti paprasta kabelio nuleidimo ir iškėlimo technologija. Specializuoti reikalavimai yra giliavandeniam kabeliui, kuris turi atlaikyti didelį vandens spaudimą. Kabelis, tiesiamas nedideliame gylyje, turi būti apsaugotas nuo tinklų ir inkarų. Be to, jei kabelis tiesiamas šalia kranto, jis turi turėti padidintą mechaninį atsparumą. Povandeniniam kabeliui paprastai naudojamas 125mm skersmens šviesolaidis su apvalkalu ir 8 mm šerdimi. Taip pat gali būti naudojami gradientiniai šviesolaidžiai. 3.3 pav. yra pateiktas sudėtingesnio, optinio kabelio su retransliatoriais schemų variantai
Povandeninis optinis kabelis su retransliatoriais
1-Išorinis apvalkalas;2-polietileninis vidinis apvalkalas;3-armuojantys plieniniai elementai susukti į skirtingas puses;4-varinis vamzdis;5-nailoninis apvalkalas;6-optinė skaidula;7-vidinis laidininkas;8-armuota, profiliuota šerdis;9-polietileninė juosta;10-armuojantys elementai, susukti į vieną pusę.
2.3 Optiniai detektoriai
Optinėse ryšio sistemose naudojamų detektorių pagrindinė funkcija yra pakeisti įeinantį optinį signalą elektriniu, kuris, vėliau yra stiprinamas ir apdirbamas fotoimtuvu. Tam skirtas fotodetektorius turi iš optinio signalo atkurti tą, kuris buvo pasiųstas, neįnešdamas į jį papildomų triukšmų. Tai yra, optinės ryšio sistemos fotodetektorius privalo turėti pakankamai plačią pralaidumo juostą, pakankamą dinaminį diapazoną ir turi būti pakankamai jautrus. Be to, jis turi būti mažų matmenų ( tačiau matmenys turi būti pakankami tam, kad būtų galima užtikrintai sujungti jį su optiniu kabeliu), turėti ilgą eksploatacijos laiką, taip pat jį turi labai mažai veikti išoriniai aplinkos veiksniai. Labiausiai tinkami optinėms perdavimo linijoms yra pin arba lavininiai fotodiodai. Jie turi nedidelius matmenis, gerai jungiasi su optiniu kabeliu. Lavininio fotodiodo pranašumas yra dėl jautrumo, kuris gali iki 100 kartų viršyti p-i-n fotodiodo jautrumą, todėl lavininiai fotodiodai dažniausiai naudojami silpnų optinių signalų detektoriuose. Tačiau naudojant lavininius fotodiodus, reikalinga labai griežta maitinimo šaltinio įtampos stabilizacija, kadangi fotodiodo dauginimosi koeficientas, taip pat ir fotosrovė bei jautrumas labai priklauso nuo įtampos ir aplinkos temperatūros.
3. OPTINIO RYŠIO LINIJŲ SUDARYMAS
3.1 Linijiniai optinės linijos kodai
Optinė medžiaga, kaip signalų sklidimo terpė, taip pat optinio imtuvo bei optinių siųstuvų optoelektroniniai komponentai suteikia į optinį traktą patenkančiam signalui ribotus reikalavimus. Dėl to yra naudojami specialūs kodo keitikliai. Teisingo kodo parinkimas optiniei sistemai yra vienas pagrindinių ir sunkiausių uždavinių. Kodo pasirinkimą labiausiai įtakoja moduliacinės charakteristikos netiesiškumas ir spinduliuojamos galios temperatūrinė priklausomybė, kuri priverčia naudoti dviejų lygių kodus.
Taip pat reikia įvertinti, kad energetinis spektras, kurį sudaro nuolatinė ir diskretinė dedamosios, turi turėti minimalų kiekį aukštadažnių ir žemadažnių komponenčių. Nuolatinė energetinio spektro dedamoji priklauso nuo informacinio signalo ir naudojamo kodo. Tam, kad fotoimtuvo kintamos srovės stiprintuve skaitmeninis signalas nebūtų iškraipomas, reikia, kad nuolatinės dalies žemo dažnio energetinio spektro dedamosios būtų maksimaliai nuslopintos. Priešingu atveju, norint gauti optimalų priėmimą, prieš regeneratorių būtina įvesti papildomą įtaisą, skirtą atstatyti žemo dažnio dedamasias.Dėl šių priežasčių optinio trakto įranga darosi labai sudetinga. Yra ir dar viena priežastis, dėl kurios reikia mažinti žemo dažnio signalo dedamasias. Ji atsiranda dėl to, kad optinėse linijose spinduliuojama šviesa turi būti stabili. Kaip buvo minėta anksčiau, spinduliavimas priklauso nuo temperatūros, tačiau jį nesunkiai galima stabilizuoti naudojant neigiamą grįžtamąjį ryšį. Tai efektyviai padaryti imanoma tik tada, kai nėra laike kintančios žemo dažnio spektro dedamosios. Priešingu atveju į grandinę tenka įvesti specialią įrangą, kompensuojančią šį pokytį.
Trečia, teisingam kodo parinkimui turi įtakos didelis informacijos kiekis apie taktinį sinchrosignalą, esantis linijiniame signale. Imtuve ši informacija yra naudojama atstatant virpesių fazę ir dažnį, kurie reikalingi sudarant slenkstinį įrenginį. Sinchronizaciją įvykdyti tuo lengviau, kuo didesnis perėjimų iš 0 į 1 ir iš 1 į 0 skaičius. Todėl taktinį dažnį ir taktinę fazę lengviausia atstatyti tame signale, kuris energetiniame spektre turi diskretinę dedamąją.
Ketvirta, naudojamas kodas neturi turėti įtakos perduodamamai žiniai ir turi užtikrinti vienareikšmį bet kokios nulių ir vienetų sekos perdavimą.
Penkta, kodas turi garantuoti galimybź rasti ir ištaisyti pasitaikančias klaidas. Pagrindinis skaitmeninio ryšio kokybės rodiklis yra klaidų pasitaikymo dažnis arba klaidų koeficientas, kuris randamas pagal klaidingai priimtų signalų ir bendro signalų skaičiaus santykį. Ryšio linijai yra keliamas reikalavimas, kad klaidos turi būti aptinkamos ir ištaisomos nenutraukiant linijos darbo. Šis reikalavimas verčia naudoti perteklinius kodus, tada utenka fiksuoti kodo formavimo paeidimus, be to kontroliuojama ir pati ryšio linija.
Be ankščiau paminėtų kodo reikalavimų, reikia atsižvelgti į tai, kad procesas turi būti lengvai realizuojamas, kodą formuojanti optinio trakto įranga turi būti pakankamai nebrangi ir vartoti mažai energijos. Šiuolaikiniėse optinėse linijose dažniausiai yra naudojami CMI linijiniai kodai, atitinkantys daugumą reikalavimų. Šio kodo įpatumas yra paprastas kodavimas ir galimybė išskirti taktinį duotos fazės dažnį naudojant siaurajuosčius filtrus. CMI kodas vykdomas HDB-3 kodo pagrindu ( principas yra pateiktas 4.1 pav). Čia simbolis +1 keičiamas į kodinį žodį 11, simbolis 1 į kodinį žodį 00, simbolis 0 į 01. Iš paveikslo matyti, kad CMI kodui būdingas pakankamai didelis perėjimų skaičius, kuris rodo galimybę išskirti taktinių impulsų seką. Praeinančios skaitmeninių kodų sumos turi apribotą reikšmę, kuri leidžia kontroliuoti klaidų skaičių pakankamai paprastomis priemonėmis. Tai pasiekiama, kadangi vienareikšmių simbolių seka paprastai nebūna didesnė nei du trys. Be to, CMI kodo pertekliškumą galima panaudoti papildomų, tarnybinių signalų perdavimui, netrukdant visos linijos darbo. Tam gali būti panaudotas 10 blokas, kuris paprastame režime yra draudžiamas, taip pat galima keisti 11 ir 00 blokų eiliškumą.
3.2 Optinės moduliacijos būdai
Informacijos perdavimui optiniu kabeliu reikia keisti optinės nešančiosios parametrus priklausomai nuo to, kaip keičiasi pradinis signalas.
Yra naudojami trys optinės moduliacijos būdai:
1) Tiesioginė moduliacija. Šiuo atveju moduliuojantis signalas savo intensyvumu (galia) valdo optinio signalo nešančiąją ir spinduoliuojama galia kinta pagal tą patį dėsnį kaip ir moduliuojantis signalas (pav.)
2) Išorinė moduliacija. Šiuo atveju optinės nešančiosios parametrų pakeitimui yra naudojami moduliatoriai, pagaminti iš medžiagų, kurių optinis lūžio rodiklis priklauso arba nuo elektrinio, arba nuo magnetinio, arba nuo akustinio lauko poveikio. Pradiniu signalu keičiant paminėtų laukų parametrus galima moduliuoti optinės nešančiosios parametrus.
3) Vidinė moduliacija. Šiuo atveju signalas valdo moduliatoriaus, esančio lazerio rezonatoriuje, parametrus. Vidinei moduliacijai paprastai yra naudojami elektrooptiniai ir akustooptiniai moduliatoriai.
Elektrooptinio moduliatoriaus veikimas yra pagrįstas elektrooptiniu efektu kai kurių medžiagų savybe keisti savo optinį lūžio rodiklį, kai jas veikia elektrinis laukas. Kai optinis lūžio rodiklis tiesiogiai priklauso nuo veikiančio lauko, tai priklausomybė vadinama Pokelso efektu, o kai priklausomybė yra netiesinė, tai vadinama Kero efektu. Pokelso efektas atsiranda kai kuriuose anizotropiniuose kristaluose, o Kero efektas - kai kuriuose skysčiuose (nitroglicerinas, angliarūgštė)
Akustooptinių moduliatorių veikimas yra pagrįstas akustooptiniu efektu medžiagos savybe keisti savo optinį lūžio rodiklį, veikiant ultragarsinėmis bangomis. Ultragarsines bangas medžiagoje sužadina pjezokristalas, į kurį generatorius siunčia signalus su maža išėjimo ir didele akustine galia.
Paprasčiausia
realizuoti tiesioginę moduliaciją, kai optinės nešančiosios intensyvumu tiesiogiai
veikia puslaidininkinis šviesos šaltinis. Tai yra pavaizduota paveiksle. Pradinis
signalas per stiprintuvą patenka į tranzistoriaus VT1 bazę. To paties tranzistoriaus
bazės grandinėje yra įjungtas šviesos šaltinis V2. Perstūmimo įrenginys leidžia
pasirinkti reikiamą darbo tašką Vat Amperinėje charakteristikoje.
3.3 Optinis siųstuvas
Paveiksle yra pateikta optinio siųstuvo struktūrinė schema su tiesiogine nešančiosios moduliacija. Kodo keitiklis (KK) keičia sudūrimo kodą į kodą, naudojamą linijoje. Po to signalas patenka į moduliatorių. Optinio siųstuvo schema yra pateikta kaip perduodantis optinis modulis (POM), kuris be moduliatoriaus turi ir puslaidininkinio lazerio arba šviesos diodo spinduliuojamos šviesos galingumo bei dažnio stabilizavimo schemas. Šioje schemoje moduliuojantis signalas per diferencialinį stiprintuvą S1 patenka į tiesioginį moduliatorių (MOD) su spinduliavimu. Moduliuotas optinis signalas patenka į šviesolaidžio skaidulą PK-1. Spinduliavimo galios kontrolei naudojamas fotodiodas FD, į kurį per pagalbinį optinį kabelį PK-2 perduodama dalis spinduliuojamo signalo. Įtampa fotodiodo išėjime, atspindinti visus optinio spinduliavimo galios pokyčius, yra sustiprinama stiprintuvu S1 ir perduodama į invertuojantį stiprintuvo S2 įėjimą. Tokiu būdu yra sudaromas pakankamai gilus neigiamas grįžtamasis ryšys, apimantis visą stiprintuvą. Be to, šio grįžtamo ryšio dėka yra stabilizuojamas temperatūrinis siųstuvo darbo taškas. Padidėjus tamperatūrai, energetinė lazerio charakteristika pasislenka. Atjungus galios stabilizacijos grandines, optinės galios lygis perduodant 0 (P0) ir 1 (P2) sumažėja. Srovių skirtumas D I ir slenksčio srovė Isl padidėja, o skirtumas P1-P0 sumažėja. Po to, kai nusistovi pereinamieji procesai, stabilizacijos grandinėse nustatomos naujos D I ir Isl reikšmės ir atstatomos buvusios P1-P0 vertės. Tam, kad būtų sumažinta slenksčio srovės temperatūrinė priklausomybė, perduodančiame optiniame modulyje yra naudojama termokompensacijos schema TKS, palaikanti modulio viduje pastovią temperatūrą su nustatytomis nuokrypio vertėmis. Vietoje šio įrenginio gali būti naudojami mikrošaldytuvai, kurie leidžia pasiekti tūkstantųjų laipsnio dalių nukrypimus nuo nominalios temperatūros
Optinio siųstuvo struktūrinė schema
Stabilizacijos schemų veikimo principas
3.4 Optinis imtuvas
Optinio imtuvo struktūrinė schema pateikta paveiksle. Imtuvas turi fotodetektorių FD, kuris keičia optinį signalą į elektrinį, mažatriukšmį stiprintuvą MTS. Šis stiprintuvas nesukeldamas papildomų iškraipymų, stiprina gautą elektrinį signalą iki nominalaus lygio. Taip pat yra filtras F, į kurį signalai patenka po mažatriukšmio stiprintuvo ir kuris formuoja dažninę imtuvo charakteristiką. Tai garantuoja kvazioptimalų priėmimą. Toliau signalas patenka į linijinės korekcijos įrenginį LKĮ. Šiame įrenginyje yra kompensuojami dažniniai trukdžiai, atsirandantys elektrinės grandinės sandūroje tarp fotodiodo ir pirmojo stiprintuvo tranzistoriaus. Po keitimo signalas patenka į sprendžiančiojo įrenginio SĮ įėjimą, kur yra veikiamas taktinių impulsų, ateinančių iš taktinių impulsų generatoriaus TĮG ir čia yra analizuojama informacija apie priimtą simbolį. Optinio imtuvo išėjime yra kodo keitiklis KK, kuris linijinį kodą paverčia sudūrimo kodu.
Optinio imtuvo struktūrinė schema
Optinės sistemos tipas |
Minimalus slopinimas ir maksimalus ilgis |
Signalo apsauga |
Didelė perduodamos informacijos apimtis |
Kaina |
Patikima apsauga nuo išorinio poveiko |
Su optiniais šakotuvais |
+ |
||||
Su optiniais cirkuliatoriais |
+ |
||||
Su spektro sutankinimu |
+ |
+ |
|||
Su signalo dalinimu laike, naudojant optinius perjungiklius |
+ |
||||
Su signalo dalinimu laike, naudojant optinius stiprintuvus |
+ |
+ |
|||
Su koherentiniu spinduliavimu viena kryptimi ir intensyvumo moduliacija kita |
+ |
+ |
|||
Su vienu Cviesos šaltiniu |
+ |
+ |
|||
Su modų dalinimu |
+ |
||||
Su koherentiniu spinduliavimu abiem kryptim, naudojant skirtingas moduliacijas |
+ |
+ |
+ |
3.5 Išvados
Šiame skyriuje buvo nagrinėti pagrindiniai Optinės linijos sudarymo principai. Optinis kabelis gali būti naudojamas tiek vietinio, tiek miesto tinklo supaprastinimui, nes tinklo tiesimui gali būti naudojami tie patys telekomunikaciniai šuliniai, tik juose reikia žymiai mažiau retransliatorių.
Optinėje linijoje yra naudojami CMI linijiniai kodai, kurie leidžia išskirti taktinių impulsų seką, taip pat kontroliuoti klaidos atsiradimo galimybę. Tai, kad dviejų visiškai vienodų simbolių seką nesudaro daugiau nei du-trys, taip pat teigiamai veikia optinės linijos darbą.
1. S. Štaras Optinio ryšio sistemų elementai Vilnius: Technika 1998.
2. V. Kravčiūnas Optoelektronikos pagrindai Vilnius: Danielius 1994.