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 p–i–n 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

(literatūros sąraše nr.1,4)

        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 užtenka fiksuoti kodo formavimo pažeidimus, 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.

Optinės ryšio linijos linijinių kodų sudarymas

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.

LITERATŪRA

1.      S. Štaras Optinio ryšio sistemų elementai Vilnius: Technika 1998.

2.      V. Kravčiūnas Optoelektronikos pagrindai Vilnius: Danielius 1994.

3.       http://www.intopt.com/

4.       http://www.amp.com/communication

5.       http://www.lk.dk/