Волоконно-оптические системы передачи в кабельном ТВ, страница 4

Современное развитие ВОСП идет по пути все более широкого внедрения одномодовых ОВ. Например, в СКТВ одномодовые ОВ в первую очередь используются в магистральных линиях распределительной сети. Одномодовые волокна имеют относительно малую дисперсию. На практике одномодовые ОВ используются в окне прозрачности 1300 нм, где они имеют фактически нулевую дисперсию. В этом случае ОВ имеет полосу пропускания, достаточную для всех практических целей. Кроме того, одномодовые ОВ позволяют осуществить спектральное уплотнение при котором в ОВ вводится одновременно излучение от нескольких источников, работающих на разных длинах волн (в различных участках спектра). На приемном конце с помощью оптических фильтров осуществляется разделение сигналов. Спектральное уплотнение позволяет существенно увеличить пропускную способность ОВ и организовать двухстороннюю многоканальную связь по одному волокну. При интервале между оптическими несущими 10 нм в диапазоне 0,8…1,3 мкм можно реализовать в принципе 100 стволов. Спектральное уплотнение позволит в перспективе использовать всю сверхширокую оптическую полосу пропускания ОВ, которая составляет примерно 2×10⁵ ГГц. В системах передачи на одномодовых ОВ можно использовать все виды модуляции. При применении конкретного источника оптического излучения в одномодовом волокне не наблюдается оптической интерференции.  При этом появляется возможность использования когерентных методов приема и обработки информации, повышающих чувствительность приемных устройств на 10…20 дБ по сравнению со способами прямого детектирования.

КОМПОНЕНТЫ ВОСП

Важнейшими компонентами ВОСП являются источники и приемники оптического излучения, оптические мультиплексоры и демультиплексоры.

В качестве источников излучения применяются светоизлучающие (СИД) и лазерные полупроводниковые (ЛД) диоды. Для них характерна прямая модуляция интенсивности излучения путем изменения тока накачки J_н,  проходящего через излучатель. Причем ЛД применяются в широкополосных системах связи, рассчитанных на максимально допустимые расстояния между промежуточными усилительными пунктами, а СИД – в системах передачи на короткие расстояния. Значительные перспективы использования в системах связи по ВОЛС имеют волоконные лазеры – твердотельные лазеры с оптической накачкой, активным элементом в которых являются волоконный световод с добавками в сердцевине лазерных активаторов.

В качестве оптических передатчиков в СКТВ целесообразно использовать серийные передающие оптоэлектронные модули (ПОМ), которые предназначены для передачи по ВОЛС цифровых сигналов. Это объясняется тем, что в цифровых оптических системах и в СКТВ на основе ВОЛС с аналого-импульсной модуляцией передаваемые сигналы имеют импульсный характер. Подобные ПОМ легко согласуются с ВОЛС. ПОМ состоит из оптической головки и электронной схемы, основным назначением которой является модуляция излучаемого света.

Преобразование оптической мощности в электрический сигнал осуществляется с помощью полупроводниковых фотодиодов. На практике, в основном,  используются лавинные фотодиоды и фотодиоды p-i-n типа. При протяженности ВОЛС до 25 км применения дополнительных усилителей не требуется. Приемник ВОЛС, устанавливаемый непосредственно у балансного мостового усилителя, содержит малошумящий p-i-n-фотоприемник и  усилитель, имеющий спектральную плотность шумового тока 5 пА / Гц, что является весьма малой величиной, так что общий уровень шума определяется только неизбежным дробовым шумом фотодиода.

Чтобы учесть длину ВОЛС и влияние различных источников затухания, приемник содержит схему АРУ, работающую по пилот-тону, передаваемому вне рабочей полосы частот. Пилот-тон генерируется передатчиком автоматически. В приемнике он выделяется узкополосным фильтром. Схема АРУ в 50-канальной  ВОЛС с полосой частот 600 МГц поддерживает на выходе приемника постоянный уровень +28 дБмВ / 75 Ом.

Большое внимание уделяется разработке лазерной техники, позволяющей осуществлять высококачественную передачу АМ сигналов с частично подавленной боковой полосой на большие расстояния в традиционных ТВ диапазонах УКВ и ДМВ. После сравнительно недорогого широкополосного преобразования сигналов из оптических в электрические они могут распределяться по уже существующим местным коаксиальным кабельным сетям на частотах 47 – 862 МГц.