Волоконно-оптические системы передачи. Радиорелейные и спутниковые системы передачи - Учебное пособие

По сравнению с существующими системами связи на медных кабелях ВОСП обладают рядом преимуществ, основными из которых являются: широкая полоса пропускания, позволяющая организовывать по одному волоконнооптическому тракту необходимое число каналов с дальнейшим их наращиванием, а также предоставлять абоненту наряду с телефонной связью любые виды услуг связи (телевидение, телефакс, широкополосное радиовещание, телематическое и справочное обслуживание, рекламу, местную связь и др.); высокая защищенность от электромагнитных помех; малое километрическое затухание и возможность организации регенерационных участков большой протяженности; значительная экономия меди и потенциально низкая стоимость оптического кабеля (ОК) и др. Оптический передатчик (ОПЕР) преобразует электрический сигнал с помощью модуляции оптической несущей в оптический сигнал. Для модуляции оптической несущей информационным сигналом можно использовать частотную модуляцию, фазовую, амплитудную, модуляцию по интенсивности (МИ), поляризационнук модуляцию (ПМ) и др. В подавляющем большинстве случае применяется модуляция по интенсивности оптического излучения При фиксированных пространственных координатах мгновенно» значение электрического поля монохроматического оптической излучения можно записать в виде Е (t)=EM cos (?0t=?0), где Ем - амплитуда поля; ?0 и ?0 - соответственно частота и фаза оптической несущей. В результате фотодетектирования суммарного поля выделяется сигнал промежуточной (разностной) частоты, амплитуда, частота и фаза которого соответствуют указанным параметрам принимаемого оптического сигнала.Объединение может быть осуществлено на уровне электронной аппаратуры (электрических сигналов) и на уровне оптических сигналов. 8.9) две серии импульсов (может быть N источников), поступающие с входов А и В, с помощью устройства объединения (УО) суммируются в определенной последовательности чередования в групповой сигнал. Затем этот сигнал разделяется устройством разделения (УР) на две серии импульсов, подобных входным, которые поступают на выходы А" и В". Электрические цифровые потоки от V источников поступают на N оптических передатчиков, в которых осуществляется преобразование электрических сигналов в оптические. К основным достоинствам временного уплотнения относятся: увеличение коэффициента использования пропускной способности оптического волокна (уже экспериментально достигнуты скорости передачи 8...К источникам оптического излучения предъявляются следующие требования: длина волны излучения должна совпадать с одним из минимумов спектральных потерь оптических волокон; конструкция источника должна обеспечивать достаточно высокую мощность выходного излучения и эффективный ввод его в оптическое волокно; источник должен иметь высокую надежность и большой срок службы; габаритные размеры, масса и потребляемая мощность должны быть минимальными; простота технологии должна обеспечивать невысокую стоимость и высокую воспроизводимость характеристик. 1,6 мкм, который характеризуется минимальными потерями в ОВ, и позволяют вводить в волокно достаточно большую мощность (0,05... ...2 МВТ), В СИД оптическое излучение происходит в результате спонтанной эмиссии, когда к области р-n-перехода в полупроводниковом материале с прямыми переходами приложено положительное смещение. Значение ? f используется как параметр, характеризующий монохроматичность источника излучения. Зависимость мощности излучения от тока инжекции (накачки) показана на рис. К числу основных характеристик лазерных диодов, определяющих возможность их использования в системах связи и передачи информации, относятся: мощность излучения и ее зависимость от тока накачки, диаграмма направленности излучения, спектр излучения и срок службы.Например, 1В2В обозначает, что один цифровой разряд передается двумя сигналами по ОВ и относительная скорость передачи в линейном тракте в 2 раза выше скорости входных символов. В NRZ-коде «1» передается импульсами, а «0» - паузой (рис. В RZ-коде «1» передается последовательностью из импульса и паузы, причем имеет в 2 паза меньшую длительность, а «0», как и раньше, передается паузой (рис. Для снижения содержания в спектре сигналов низкочастотных компонент применяют манчестерский, или бифазный, код BIF, в котором «0» передается последовательностью из паузы и импульса, а «1» - последовательностью из импульса и паузы, причем длительность импульса в 2 раза меньше длительности «1» (рис. Такой код обеспечивает возможность снижения скорости передачи в линии по сравнению с 1В2В-сигналами.Каждая кассета содержит следующие блоки: ПК - преобразователь кода, выполняющий функции преобразования линейных кодов HDB-3 в коды CMI и обратно; РЛ - регенератор линейный, выполняющий функции передачи, приема оптических сигналов и регенерации электрических сигналов, передаваемых в коде CMI; KT - блок контроля тракта, выполняющий функции контроля ошибок для передаваемого по тракту сигнала в коде CMI, обнаружения сигнала системы обслуживания, преобразования последнего в сигнал со ск

Техника связи в нашей стране развивается в направлении создания цифровой сети на основе использования цифровых АТС, связанных между собой каналами и трактами цифровых систем передачи, работающих по проводным, радиорелейным, спутниковым и оптическим линиям связи. Кроме привычных услуг телефонной и телеграфной связи абоненты получают возможность обмениваться документами (электронная почта, телефакс) и данными для работы ЭВМ разных типов.

Основное направление развития магистральных цифровых систем передачи связано с использованием оптических линий связи, имеющих километрическое затухание порядка десятых и сотых долей децибела, что позволит резко уменьшить или полностью исключить использование промежуточного регенерационного оборудования. Кроме того, развиваются спутниковые системы связи для диапазона частот 20...30 ГГЦ с многостанционным доступом и временным разделением стволов, что обеспечит получение линейных трактов шириной до 2500 МГЦ и решение вопросов электромагнитной совместимости, так как с ростом частоты происходит сужение диаграммы направленности спутниковых антенн.

Необходимость эффективного использования абонентских линий обусловливает создание цифровых систем передачи, работающих на этих линиях. Здесь перспективным является применение адаптивной дельта-модуляции, что позволяет получать цифровой поток со скоростью 32 кбит/с для передачи телефонного сообщения, или дельта-модуляции с предсказанием на основе использования вокодерных систем при скорости цифрового потока 16 кбит/с на один канал.

Многие вопросы развития систем передачи связаны с совершенствованием элементной базы, технологии, и в частности с применением микропроцессорной техники. Это позволит широко внедрить сложные алгоритмы обработки сигналов, связанные с использованием помехоустойчивых блочных кодов, создать системы эксплуатации сети связи, обеспечивающие ее гибкость, надежность и живучесть.

1. Белецкий А. Ф. Теория линейных электрических цепей. - М: Радио и связь, 1986. - 544 с.

2. Бутлицкий И. В. Устройства АРУ многоканальных систем связи, - М.: Связь, 1980. - 182 с.

3. Зингеренко А. М., Баева Н. Н„ Тверецкий М. С. Системы многоканальной связи. -М: Связь, 1980.-439 с.

4. Строительство кабельных сооружений связи/ Д. А. Барон, И. И. Гроднев, В. Н. Евдокимов и др. - М.: Радио и связь, 1988. - 768 с.

5. Аппаратура сетей связи/ М. И. Шляхтер, Э. Н. Дурбанова, М И. Полякова, Ш. Г. Галиуллин; Под ред. М. И. Шляхтера. - М.: Связь, 1980. - 440 с.

6. Берганов И. Р., Гордиенко В. Н„ Крухмалев В. В. Проектирование и техническая эксплуатация систем передачи. - М: Радио и связь, 1989. - 272 с.

7. Баева Н. Н. Многоканальная связь и РРЛ. - М.: Радио и связь, 1988. - 312 с.

8. Системы электросвязи/ В. П. Шувалов, Г. П. Катунин, Б. И. Крук и др.; Под ред. В. П. Шувалова. - М: Радио и связь, 1987. - 512 с.

9. Левин Л. С, Плоткин М. А. Цифровые системы передачи информации. - М: Радио и связь, 1982.-216 с.

10. Ситняковский И. В., Порохов О. Н., Нехаев А. Л. Цифровые системы передачи абонентских линий. - М.: Радио и связь, 1987. - 216 с.

П. Скалин Ю. В., Бернштейн А. Г., Финкевич А. Д. Цифровые системы передачи. -М.: Радио и связь, 1988. - 272 с.

12. Гитлиц М. В., Лев А. Ю. Теоретические основы многоканальной связи. - М.: Радио и связь, 1985.-245 с.

13. Теория передачи сигналов/ А. Г. Зюко, Д. Д. Кловский, М В. Назаров, Л. М. Финк. -М.: Связь, 1980.- 288 с.

14. Носов Ю. Р. Основы оптоэлектроники. - М: Радио и связь, 1989. - 360 с.

15. Волоконнооптические системы передачи и кабели/ И. И. Гроднев, А. Г, Мурадян, I М. Шарафутдинов и др. - М: Радио и связь, 1993. - 264 с.

16. Гауэр Дж. Оптические системы связи: Пер. с англ./ Под ред. А. И. Ларкина. - М.: Радио и связь, 1989.-504 с.

17. Оптика и связь: Пер. с франц./ А. Козанне, Ж. Флере, Г. Мэтр, М. Руссо; Под ред. В. К. Соколова.- М.: Мир, 1984. - 468 с.

18. Шереметьев А. Г. Когерентная волоконнооптическая связь. - М.: Радио связь, 1991. - 192 с.

19. Волоконнооптические линии связи/ Л. М. Андрушко, В. А. Вознесет В. Б. Каток и др.; Под ред. С. В. Свечникова и Л. М. Андрушко. - Техника, 1988. - 240 с.

20. Волоконная оптика и приборостроение/ М. Н. Бутусов, С. Л. Галкин, И. П. Оробинский, Б. П. Пал. -Л.: Машиностроение, 1987. - 328 с.

21. Маковеева М. М. Радиорелейные линии связи. - М.: Радио и связь, 1988. - 312 с.

22. Системы спутниковой связи/ А. М. Бонч-Бруевич, В. Л. Быков, Л. Я. Кантор и др.; Под ред. Л. Я. Кантора. - М.: Радио и связь, 1992. - 224 с.

23. Справочник по спутниковой связи и вещанию/ Г. Б. Ашкинази, В. Л. Быков, Г. В. Водопьянов и др.; Под ред. Л. Я. Кантора. - М.: Радио и 1983. - 288 с.

24. Системы спутниковой и космической связи. Тематическая подборка// Электросвязь. -1993.- № 1.-С. 7-60.

"Г.

Дополнительный список литературы ко 2-му изданию

1. Многоканальные системы передачи: Учебник для вузов/ Н. Н. Баева, В. Н. Гордиенко, С. А. Курицын и др.; Под ред. Н. Н. Баевой и В. Н. Гордиенко. - М.: Радио и связь, 1997. - 560 с.

2. Проектирование и техническая эксплуатация систем передачи: Учебное пособие для вузов/ В. В. Крухмалев, В. Н. Гордиенко, В. И. Иванов и др.; Под ред. В. Н. Гордиенко и В. В. Крухма-лева. - М.: Радио и связь. - 1996. - 344 с.

3. Оптические системы передачи: Учебник для вузов/ Б. В. Скворцов, В. И. Иванов, В. В. Крухмалев и др.; Под ред. В. И. Иванова.-М.: Радио и связь. - 1994.-224 с.

4. Крук Б. И., Попандопуло В. И., Шувалов В. П. Телекоммуникационные системы и сети. Т.1: Учебное пособие. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: Горячая линия - Телеком, 2003. - 648 с.

5. Слепов Н. Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи. - М.: Радио и связь, 2000.

6. Гордиенко В. Н., Ксенофонтов С. Н., Кунегин С. В., Цыбулин М. К. Современные высокоскоростные цифровые телекоммуникационные системы. 4.1. Синхронная цифровая иерархия: Учебное пособие. - М.: МТУСИ, 1998. - 30 с.

7. Гордиенко В. Н., Ксенофонтов С. Н., Кунегин С. В., Цыбулин М. К. Современные высокоскоростные цифровые телекоммуникационные системы. Ч.З. Группообразование в синхронной цифровой иерархии: Учебное пособие. - М.: МТУСИ, 1999. - 76 с.

8. Гордиенко В. Н., Кунегин С. В., Тверецкий М. С. Современные высокоскоростные цифровые телекоммуникационные системы. 4.4. Проектирование высокоскоростных синхронных сетей СЦИ: Учебное пособие. - М.: МТУСИ, 2001. - 30 с.

9. Алексеев Е. Б. Особенности технической эксплуатации волоконнооптических систем и сетей синхронной цифровой иерархии. Учебное пособие. - М.: ИПК при МТУСИ, 1999. - 183 с.

10. Алексеев Е. Б. Принципы построения и технической эксплуатации фотонных сетей связи. Учебное пособие. - М.: ИПК при МТУСИ, 2000. - 70 с.

11. Алексеев Е. Б. Основы технической эксплуатации современных волоконнооптических систем передачи. Учебное пособие. - М.: ИПК при МТУСИ, 1998. - 195 с.

12. Слепов Н. Н. Синхронные цифровые сети SDH. - М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 1997. - 140 с.

13. Кашин М. В., Муштаков Е. А. Основы SDH / Учебное пособие. Министерство РФ по связи и информатизации. Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики. Самарский региональный телекоммуникационный трейнинг центр. - Самара, 2001. - 80 с.

Размещено на .