![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Линейные тракты ОСП. Структурная схема. Ретрансляторы. Оптические усилители.
Оптический линейный тракт (ЛТ)- совокупность технических средств, предназначенных для передачи оптического излучения определенной длины волны и обеспечивающих компенсацию затухания светового потока, коррекцию искажений сигнала и минимально допустимую вероятность ошибки.
ОП-А (ОП-Б)- оконечный пункт, включающий оборудование каналообразования и формирования оптического линейного сигнала (ОЛС), параметры которого согласованы с ОВ, а также обеспечивает ввод его в ОВ с минимальными потерями. ООЛТ-О- оборудование ОЛТ оконечного пункта- формирование ОЛС. УССЛК- устройство стыка станционного ОК с линейным. УДПпер- устройство передачи ДП НРП. УВК-О- устройство ввода линейного ОК в оконечный ОРП, НРП. ЛРт- линейный ретранслятор- компенсирует затухание ОК, устройств ввода/вывода оптического излучения, коррекция формы оптических и эл сигналов. УДПпр- устройство приема и распределения ДП НРП. ООЛТпр- приемное оборудование ОЛТ (ОРП). АВ и ПП- аппаратура выделения и переприема групп каналов в ОРП или ОП.
Передача информации по ОВ ограничивается максимальной мощностью излучения передатчика, затуханием и дисперсией ОВ, а также чувствительностью приемника. Эти обстоятельства накладывают ограничения на дальность передачи и объясняют необходимость установки ретрансляторов сигнала через участок определенной длины. Ретрансляторы строятся как чисто оптические, так и с преобразованием оптических сигналов в эл с последующей регенерацией эл сигналов и обратным преобразованием. Линейные ретрансляторы подразделяются на аналоговые и цифровые. Цифровые ретрансляторы (ЦРт) – устройство ВОСП, предназначенное для преобразования цифрового оптического сигнала в эл, его регенерации и последующего преобразование в оптический. ОК
ОК – оптический кабель (станционный или линейный). ОЭП – оптоэлектронный преобразователь (фотодетектор)- PIN ФД или ЛФД – для преобразования оптического сигнала в электрический. ПУс- предварительный усилитель, достаточно широкополосный, усиливающий фототок с фотодетектора ОЭП. АК- амплитудный корректор, осуществляющий коррекцию частотных искажений, обусловленных зависимостью параметров ОК и чувствительностью фотодетектора. ПрФ- приемный фильтр – для подавления ВЧ помех. АРУ – устройство автоматической регулировки уровня, для компенсации изменения уровня входного сигнала вызванных температурными изменениями параметров ОК, а также нестабильностью оптоэлектронного преобразователя. УУ- управляющее устройство- управляемый источник напряжения смещения на PIN ФД или ЛФД. Рег – регенератор – восстанавливает форму и длительность сигналов. ЭОП- электронно-оптический преобразователь – преобразует эл импульсы линейного кода в последовательность импульсов оптического излучения на выходе СИД или ЛД.
ОУ- устройство, обеспечивающее внутреннее усиление оптического сигнала без его преобразования в эл форму. Существует 5 типов ОУ: 1. усилитель с полостью Ф-П – усиление одного канала (одной длины волны). 2. усилитель на волокне, использующие бриллюэновское рассеяние – усиление одного канала. 3. усилитель на волокне, использующие рамановское рассеяние – усиление нескольких каналов одновременно. 4. полупроводниковые лазерные усилители – усиление большого числа каналов в широкой области длин волн одновременно. 5. усилители на примесном волокне- усиление большого числа каналов в широкой области длин волн одновременно. Принцип действия: ОУ, аналогично лазерам, используют принцип индуцированного излучения.
Если существует низкая активная среда, имеющая только 2 энергетических состояния E1 и E2, причем E1 < E2, т.е. E2 является возбужденным по отношению к E1 состоянию, то в равновесных условиях, число рабочих частиц (электронов, ионов или молекул- потенциальных усилительных агентов среды) распространено по статистике Больцмана так, что N2< N1. В результате, если на вход такой среды попадает фотон, то он большей вероятностью будет поглащен этой средой, что может сопровождаться переходом частицы с уровня E1 на E2, если энергия фотона ω > (E2-E1). Усиление в такой среде невозможно, хотя и существует некоторая вероятность эмиссии (испускания) фотона, если электрон спонтанно перейдет с верхнего возбужденного уровня на нижний релаксационный уровень. Усиление станет возможным, если удастся создать инверсию населенности уровней, когда N2> N1. для этого используется система энергетической накачки. В качестве накачки можно использовать инжекцию электронов или излучение лазера соответствующей длины волны для создания фотонов нужной энергии. В результате накачки и создания определенной инверсии населенности активная среда становится способной генерировать вторичные фотоны (той же частоты и направления распространения с коэффициентом размножения K при попадании на ее вход возбуждающего фотона из светового потока усиливаемого сигнала. В результате осуществляется его усиление за счет возбуждаемой эмиссии. Усиление неизбежно сопровождается 2мя другими процессами: поглощением энергии светового сигнала, который обычно носит экспоненциальный характер, возрастая с ростом L, и спонтанной эмиссией вторичных фотонов, которая м.б. усилена приводя к появлению так называемого усиленного спонтанного излучения. Некоторые типы ОУ, использующие для накачки лазеры, требуют рассмотрения более сложной 3х уровневой схемы взаимодействия, где третий, так называемый метастабильный уровень E3 лежит между 1 и 2 уровнями. Схема создания инверсии населенности при этом такова: с 1го уровня частицы накачкой переводятся на 2ой, с которого они в результате релаксации переходят на 3ий (метастабильный) уровень, время жизни которого (среднее время до спонтанного испускания фотона) достаточно велико. На этом 3ем уровне частицы накапливаются и создается достаточный уровень (не менее 2х кратного) инверсии населенностей по отношению к 1уровню (N3> N1).
|