Принципы построения и особенности функционирования волоконно-оптических систем передачи (ВОСП). Процесс модуляции оптической несущей ВОСП. Акустооптические, электрооптические и магнитооптические эффекты оптических модуляторов. Форматы линейных кодов.
Проведена и ведется большая работа по удлинению этой магистрали до областных и районных центров страны, внедрению оптическую связь в нефтегазовые и коммуникационные сети народного хозяйства, по подготовке кадров, специализирующихся по этому перспективному направлению. Создание высокоэффективных источников света, высокочувствительных приемников оптического излучения и разработка волоконных световодов с малыми потерями к середине семидесятых годов прошлого столетия, послужили основой к появлению и стремительному развитию оптической связи. Отличительная особенность оптической связи заключается в том, что в ней в качестве носителя информации используется электромагнитная волна оптического диапазона, а средой распространения информации - околоземная атмосфера или специально созданный диэлектрический волновод - волоконный световод. В связи с этим исследование методов модуляции оптического излучения, особенностей его прямой (непосредственной), внутренней и внешней модуляции, сравнительный анализ оптических модуляторов, функционирующих на основе различных эффектов представляет собой одну из актуальных задач. Научная новизна магистерской диссертации состоит в том, что в ней делается попытка системного рассмотрения вопросов, связанных с модуляцией оптической несущей в ВОСП, исследуется особенности функционирования электронных устройств прямой (непосредственной) модуляции мощности оптического излучения и электрооптических, акустооптических, магнитооптических оптических модуляторов, предлагается математическая модель процессов модуляции мощности оптического излучения электронным устройством прямой (непосредственной) модуляции и количественное соотношение для расчета акустооптического модулятора, дается сравнительная характеристика оптических модуляторов, применяемых в ВОСП.Аналоговый сигнал, генерируемый оконечным оборудованием данных (ООД), например, телефоном, терминалом, видеокамерой и т.д., приходит на узел коммутации, где аналого-цифровой преобразователь (кодер) оцифровывает его в битовый поток. Битовый поток используется для модуляции оптического передатчика, который передает серию оптических импульсов в оптическое волокно. Обычно кодеры и декодеры, а так же оптические приемники и передатчики совмещаются в одном устройстве, так что образуется двунаправленный канал связи. Оптический передатчик обеспечивает преобразование входного электрического (цифрового или аналогового) сигнала в выходной световой (цифровой или аналоговый) сигнал. Если приемная и передающая станции удалены на большое расстояние друг от друга, например на несколько сот километров, то может дополнительно потребоваться одно или несколько промежуточных регенерационных устройств для усиления, ослабевающего в процессе распространения оптического сигнала, а также для восстановления фронтов импульсов.В общем случае модуляция оптической несущей - это изменение параметров света, главным образом его амплитуды или фазы, но можно говорить и об изменении поляризации, направления распространения, частоты распределения мод и т.д. в зависимости от управляющего сигнала. Существуют разные способы получения модулируемого оптического излучения[3,4]. Первый из них - прямая (непосредственная) модуляция, при которой модуляция оптического излучения ЛД или СИД достигается путем изменения тока накачки (рис.1.3 а). Прямая (непосредственная) модуляция осуществляется электронными устройствами на основе биполярных и полевых транзисторов, с помощью которых управляют электронными и оптическими процессами в источниках излучения электронно-оптического модуля ВОСП. Управление показателем преломления основывается либо на электрооптическом эффекте (на параметры оптического излучения влияет электрическое поле), либо на магнитооптическом эффекте (на параметры оптического излучения действует магнитное поле), либо на акустооптических эффектах (на параметры оптического излучения влияют пьезоэлектрические изменения плотности).Прямая (непосредственная) модуляция интенсивности излучения полупроводниковых источников излучения - светоизлучающих диодов и лазерных диодов основывается на быстротечности электронно-оптических переходных процессов (?вкл и ?выкл для светодиодов ~ 10-7-10-8 с, а для лазерных диодов 10-9 ? 10-10с), что позволяет эффективно управлять этими процессами информационным сигналом. Это достоинство определяется малым средним временем жизни неосновных носителей заряда в светодиодах и соответственно возможностью быстрого включения инверсной населенности в лазерных диодах, Переходная характеристика многомодового лазера, показанная на рис.1.4, отражает процесс установления стационарного режима. Рис.1.4 при возбуждении лазера скачком тока наблюдается задержка начала генерации на время ?2, необходимое для возрастания плотности неравновесных носителей до порогового уровня, которая определяется выражением[3]: ·20 lg[I/(I-Іи)]. Быстрое включение инверсной населенности приводит к появлению затухающих колебаний интенсивности излучения - инверсной населенности около их стационарных значен
План
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР И АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ ПО ВОПРОСАМ МОДУЛЯЦИИ ПОТОКА ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ВОСП
