Спосіб передачі інформації в системах оптичного зв’язку

1. Спосіб передачі інформації в системах оптичного зв'язку, який полягає в тому, що інформацію передають по оптичній лінії зв'язку одночасно двома каналами на окремі фотоприймачі, де виконують порівняння сигналів, який відрізняється тим, що в схемі порівняння при передаванні у системі оптичного зв'язку сигналу двійкового нуля регулюють ці сигнали для зменшення сумарного 3 Недоліками відомої системи є низька завадостійкість і надійність через велику кількість елементів, які дозволяють реалізувати цей спосіб, а також відсутність нелінійно-оптичних елементів, що випускають серійно, призначених для підтримки односпрямованих, розподілено зв'язаних оптичних хвиль і забезпечення оптичного перемикання між зазначеними хвилями на виході нелінійнооптичного елемента. В основу корисної моделі поставлене завдання розроблення способу передачі інформації в системах оптичного зв'язку для підвищення завадостійкості системи передачі інформації, що досягається шляхом удосконалення відомого способу без зниження швидкості передачі цифрових даних. Вирішення цього завдання досягається тим, що в способі передавання інформації в системах оптичного зв'язку, який полягає в тому, що інформацію передають по оптичній лінії зв'язку одночасно двома каналами на окремі фотоприймачі, де виконують порівняння сигналів, який відрізняється тим, що в схемі порівняння при передаванні в системі оптичного зв'язку сигналу двійкового нуля регулюють ці сигнали для зменшення сумарного електричного сигналу на виході резисторів до нуля, а на лазерні діоди подають струм зсуву, що дорівнює пороговому струму, при цьому паралельно до одного з лазерних діодів підключають електронний перемикаючий елемент, який виконує його шунтування при досягненні значення струму накачування більшого за порогове при передаванні двійкової одиниці або сигнали від обох лазерних діодів подають на спектральний мультиплексор, потім їх передають по одному каналу оптичного зв'язку на оптичний підсилювач, а на іншому кінці лінії оптичного зв'язку сигнали передають на спектральний демультиплексор, де після їх розділення по довжині хвилі кожний з них подають на свій фотоприймач. Порівняльний аналіз способу, що заявляється, із прототипом дозволяє зробити висновок, що спосіб відрізняється від відомого тим, що в запропонованому способі передачі інформації по волоконно-оптичній або атмосферній лінії зв'язку двома каналами при переданні двійкового нуля і по одному каналу при передачі двійкової одиниці, і компенсації шумів, які виникають при поданні струму накачування, що дорівнює пороговому, а також дробових і теплових шумів, які виникають у лінії зв'язку на боці прийому, збільшує відношення сигнал/шум і підвищує надійність роботи каналу оптичного зв'язку при передаванні двійкового нуля. Удосконалення відомого способу дає змогу отримати технічний результат - підвищення завадостійкості системи передачі інформації, а саме підвищення відношення сигнал/шум без зниження швидкості передавання цифрових даних і підсилення слабких шумів оптичним підсилювачем при передаванні двійкового нуля. У технічному рішенні, що заявляється, нові технічні ознаки при взаємодії з відомими дають новий технічний результат, що дозволяє вирішити поставлене завдання. Аналоги, які містять ознаки, що відрізняються від прототипу, не знайдені, рішення явним чином 17646 4 не випливає з рівня техніки. На підставі цього можна зробити висновок, що пропоноване технічне рішення відповідає умовам "новизна". Сутність пропонованого способу пояснюється на прикладі одного з можливих пристроїв, реалізуючих запропонований спосіб, де на фігурах подана структурна схема способу (див. Фіг.1, 2) та ват-амперна характеристика лазерного діода (див. Фіг.3) і діаграми передавання оптичного сигналу (див. Фіг.4) На Фіг.1 подана структурна схема способу передавання інформації по дво-волоконно-оптичній лінії зв'язку (за п.1), яка містить генератор електричних сигналів 1, лазерні діоди 2, 3, електронний перемикаючий елемент 4, волоконно-оптичний кабель зв'язку 5, 6, оптичний підсилювач 7, фотоприймачі 8, 9, резистори 10, 11, резистор навантаження 12. Фотоприймачі 8, 9, резистори 10, 11, резистор навантаження 12 відтворюють один з можливих варіантів схеми порівняння. На Фіг.2 подана структурна схема способу передавання інформації по одноволоконній лінії зв'язку на двох різних довжинах хвиль (за п.2), яка містить додатково спектральний мультиплексор 13 і спектральний демультиплексор 14. На Фіг.3 подано ват-амперна характеристика лазерного діоду, де Ізс – струм зсуву, Іпор - пороговий струм переходу лазерного діода з області спонтанного випромінювання в область вимушеного випромінювання, P"0" - потужність випромінювання при Ізс=Іпор, що дорівнює передаванню двійкового нуля, Р"1" - потужність випромінювання при передаванні двійкової одиниці. На Фіг.4 наведені діаграми, що ілюструють передавання інформаційного сигналу в оптичних лініях зв'язку без схеми компенсації та зі схемою. Спосіб передавання інформації в системах оптичного зв'язку, який заявлено, виконує свою функцію шляхом передавання інформації по волоконно-оптичній лінії зв'язку або по атмосферній оптичній лінії зв'язку і здійснюється шляхом перетворення електричних сигналів, що передаються по каналу зв'язку, в оптичні одночасно двома лазерними діодами, при передаванні двійкового нуля (див. Фіг.1, Фіг.2), передавання їх двома каналами зв'язку на два фотоприймачі та їх взаємної компенсації на схемі порівняння шляхом відіймання цих сигналів одного з другого, що приводить до компенсації "шуму" (зменшення постійної складової та відповідного дробового шуму), а при передаванні двійкової одиниці один з лазерних діодів вимикається і оптичний сигнал від другого лазерного діода з'являється на вході схеми порівняння фотоприймача. За першим варіантом пристрій працює таким чином (див. Фіг.1, 3): цифровий сигнал двійкового нуля від генератора електричних сигналів 1 подається на лазерні діоди 2 і 3. Електронний перемикаючий елемент 4 є вимкненим і оптичні потужності Р01 та Р02, випромінюються лазерними діодами 2 і 3. Подання на лазерні діоди струмів зміщення Ізм1 та Ізм2, що дорівнюють пороговим струмам Іпор1 та Іпор2 дозволяє підвищити їх швидкодію. Далі оптичні сигнали передаються по волоконно 5 17646 оптичному кабелю зв'язку 5, 6 де підсилюються оптичними підсилювачами, 7 які значно більше підсилюють слабкі оптичні сигнали, ніж потужні. Оптичні сигнали подаються на фотоприймачі 8 і 9, які включені в схему порівняння, де перетворюються в електричні сигнали. Резистори 10, 11 дозволяють відрегулювати схему порівняння так, що постійні складові шумових завад, які виникають при передаванні по оптичній лінії оптичних сигналів Р01 та Р02, які суттєво підсилюються оптичними підсилювачами, компенсуються. Це дозволяє суттєво знизити постійну складову шуму на резисторі навантаження 12 схеми порівняння і завадити прийняттю оптичного випромінювання Р0 як випромінювання P1 і підвищити завадостійкість системи передачі інформації. При передаванні двійкової одиниці електронний перемикаючий елемент 4 вимикає лазерний діод 2 і оптичне випромінювання потужністю P1 від лазерного діода 3 подається в оптичну лінію зв'язку і далі на фотоприймач 9 схеми порівняння, де перетворюється на електричний сигнал, який подається на резистор навантаження 12 і подальшу апаратуру зв'язку. Завдяки тому, що електричні сигнали при передаванні двійкового нуля, віднімаються один з Комп’ютерна верстка М. Ломалова 6 другого у схемі порівняння, а електричний сигнал при передаванні двійкової одиниці повністю передається і з'являється на вихід схеми порівняння, суттєво підвищується завадостійкість системи передачі інформації. За другим варіантом пристрій працює таким чином (див. Фіг.2, 3). Схема працює аналогічно варіанту один, крім того, що оптичні сигнали Р01 та Р02 подаються на спектральний мультиплексор 13, де вони об'єднуються і подаються в один волоконно-оптичний кабель зв'язку 5 і 6, підсилюються оптичним підсилювачем 7 і далі на спектральний демультиплексор 14, де вони розділяються за довжиною хвилі та подаються на фотоприймачі 8 та 9. Завдяки цьому виникає можливість удвічі зменшити кількість оптичних волокон у волоконнооптичному кабелі зв'язку. Завдяки тому, що в волоконно-оптичній лінії зв'язку виконується компенсація постійних складових, які виникають при передаванні потужностей Р01 та Р02, що відповідають двійковому нулю, при використанні постійного струму зміщення стає можливим суттєве підвищення завадостійкості оптичної лінії зв'язку без зниження швидкодії. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601