Спосіб передачі інформації в системах оптичного зв’язку

Спосіб передачі інформації в системах оптичного зв'язку, який полягає в тому, що інформацію передають по оптичній лінії зв'язку одночасно двома каналами шляхом перетворення електричних сигналів в оптичні одночасно двома лазерними діодами, оптичні сигнали від обох лазерних діодів подають на спектральний мультиплексор, потім їх передають по оптоволоконній лінії через один або декілька оптичних підсилювачів, а на 3 виході нелінійно-оптичного елемента відповідає інформаційному оптичному сигналу. На прийомі інформаційні сигнали подають на диференціальний підсилювач, виконаний з можливістю віднімання електричних сигналів, і/або корелятор, що виділяє співпадаючу частину залежності амплітуди електричних сигналів від часу. 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. Відомий спосіб, вибраний за прототип (див. патент 17646 Україна, МПК Н04В 10/12. Спосіб передачі інформації в системах оптичного зв'язку /О. В. Щекотихін та інш.(Україна).- опубл. 16.10.2006, бюл. № 12), який полягає в тому, що інформацію передають по оптичній лінії зв'язку одночасно двома каналами шляхом перетворення електричних сигналів в оптичні одночасно двома лазерними діодами, оптичні сигнали від обох лазерних діодів подають на спектральний мультиплексор, потім їх передають по одному каналу оптоволоконної лінії через один або декілька оптичних підсилювачів на іншу оптоволоконну лінію, на кінці якої прийняті сигнали передають на спектральний демультиплексор, де після їх розподілення за довжиною хвилі кожний з них подають на окремі фотоприймачі, причому в пристрої порівняння при передаванні у 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 зміщення, що дорівнює пороговому струму, при цьому паралельно до одного з лазерних діодів підключають електронний перемикальний елемент, який виконує його шунтування при досягненні значення струму накачування більшого за порогове при передаванні двійкової одиниці. По-перше, недоліками відомого способу в системах щільного мультиплексування DWDM є те що, інформація передається за допомогою імпульсів з малою тривалістю та з малою відстанню між сусідніми спектральними каналами (0,8 нм, а в системах HDWDM с 0,4 нм і навіть 0,2 нм) по лініях передачі довжиною в декілька сотень кілометрів, важко забезпечити синхронну передачу інформації по двох каналах внаслідок неоднорідності ліній передачі і різної швидкості розповсюдження оптичних сигналів на різних довжинах хвиль. Це може викликати збої в передачі інформації із-за порушення синхронізації і змішування імпульсів в сусідніх каналах. По-друге, недоліком є низька надійність, в зв'язку з використанням додаткового пристрою електронного перемикаючого елемента, який повинен працювати синхронно із передавачем, що важко виконати, і ускладнює схемотехнічні рішення. По-третє, відсутність змоги регулювання в пристрої порівняння сигналів знижує його завадос 62006 4 тійкість у випадку зміни рівня сигналів в будьякому з каналів під впливом зовнішніх чинників, або старіння компонентів ВОЛЗ у часі. В основу корисної моделі поставлена задача розроблення способу передачі інформації в системах оптичного зв'язку протяжністю від декілька сотень до тисяч км, для підвищення завадостійкості та надійності системи передачі інформації, що досягається шляхом удосконалення відомого способу без зниження швидкості передачі цифрових даних. Вирішення цієї задачі досягається тим, що в способі передачі інформації в системах оптичного зв'язку, який полягає в тому, що інформацію передають по оптичній лінії зв'язку одночасно двома каналами шляхом перетворення електричних сигналів в оптичні одночасно двома лазерними діодами, оптичні сигнали від обох лазерних діодів подають на спектральний мультиплексор, потім їх передають по оптоволоконній лінії через один або декілька оптичних підсилювачів, а на іншому кінці лінії сигнали передають на спектральний демультиплексор, де після їх розподілення по довжині хвилі кожний з них подають на свій фотоприймач, причому по одному каналу передають постійний (зразковий) сигнал, а по іншому інформаційні сигнали у форматі двійкового нуля і двійкової одиниці, які закодовані імпульсним або потенціальним кодом, причому двійкову одиницю передають нульовим потенціалом, а двійковий нуль підвищеним, потужність якого дорівнює амплітуді постійного сигналу, на приймальній стороні електричні сигнали з обох каналів порівнюють у пристрої порівняння і віднімають постійний (зразковий) сигнал від інформаційного сигналу, при цьому результуючий інформаційний сигнал двійкового нуля подають на регулюючий пристрій, який зменшує його до нульового рівня. Внаслідок того, що в способі передачі інформації по волоконно-оптичній лінії зв'язку по одному каналу передається інформація постійного (зразкового) сигналу, а по іншому інформаційні сигнали у форматі двійкового нуля і двійкової одиниці не потрібна необхідність в синхронній передачі інформації двома каналами. Крім того підвищується надійність системи за рахунок її спрощування при виключенні перемикаючого елемента з передавача, а використання регулюючого пристрою, резистора порівняння та резистора навантаження в пристрої порівняння сигналів виключає різницю між постійним сигналом і інформаційним, яка є завадою між цими сигналами, що підвищує надійність роботи системи передавання інформації. Удосконалення відомого способу дає змогу отримати технічний результат - підвищення завадостійкості системи передачі інформації, а саме підвищення відношення сигнал/завада без зниження швидкості передавання цифрових даних і уникнення додаткових завад оптичних підсилювачів і струму зміщення лазерного діода та інше 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. 5 Аналоги, які містять ознаки, що відрізняються від прототипу, не знайдені, рішення явним чином не випливає з рівня техніки. На підставі цього можна зробити висновок, що пропоноване технічне рішення відповідає умовам "новизна". Ідея способу, що пропонується, пояснюється на кресленнях (фіг. 1, 2). На фігурі 1 зображена структурна схема способу, яка містить інвертор 1, обладнання сполучення 2 і 5, лазерні діоди 3 і 6, джерело стабілізованої напруги 4, спектральний мультиплексор 7, оптоволоконну лінію 8 і 10, оптичний підсилювач 9, спектральний демультиплексор 11, пристрій порівняння сигналів, який містить фотоприймач 12 інформаційного сигналу, фотоприймач 13 постійного сигналу, резистор навантаження 14 резистор порівняння 15, регулюючий пристрій 16. На фігурі 2 наведені діаграми, які ілюструють передавання інформаційного сигналу в оптичній лінії зв'язку. Спосіб працює таким чином (див. фіг. 1, 2): інформацію у вигляді двійкових електричних сигналів, які передаються по оптичній лінії зв'язку подають на інвертор 1 (діаграма 1 фіг. 2) для перетворення на протилежну форму. При цьому інформаційний сигнал двійкової одиниці перетворюється в двійковий нуль, а двійковий нуль в двійкову одиницю. Потім вони поступають на обладнання сполучення 2, (фіг. 1) і далі подаються на лазерний діод 3 (діаграма 2 фіг. 2) для перетворення в оптичний сигнал. Одночасно від джерела стабілізованої напруги 4 (фіг. 1) для перетворення в оптичний сигнал, через обладнання сполучення 5, на лазерний діод 6 (фіг. 1), подається постійний (зразковий) електричний сигнал (діаграма 3 фіг. 2). Оптичні сигнали від лазерних діодів 3 і 6 (фіг. 1) подаються на спектральний мультиплексор 7 (діаграми 4 і 5 фіг. 2) з якого узагальнений сигнал потрапляє в оптоволоконну лінію 8, при поширенні в яких він загасає, і тому підсилюється оптичним підсилювачем 9 і спрямовується в наступну ділянку в оптоволоконної лінії 10, з якої потрапляє на спектральний демультиплексор 11, де виконується розподіл сигналів за довжиною хвилі ’1 та ’2. При 62006 6 цьому оптичні сигнали складаються с самого сигналу та завад (діаграми 6 і 7 фіг. 2), які виникають за рахунок току зміщення робочої точки лазерного діоду, завад оптичного підсилювача та інших завад в волоконно-оптичному тракті. Розподілені інформаційні та компенсуючи оптичні сигнали ’1 та ’2 потрапляють на фотоприймачі 12 та 13 (фіг. 1) де перетворюються в електричні сигнали (діаграми 8 і 9 фіг. 2). Фотоприймачі 12 і 13 включені до пристрою порівняння. Резистор порівняння 15 і регулюючий пристрій 16 дозволяють відрегулювати пристрій порівняння так, що постійні складові завад, які виникають при передаванні по оптичній лінії оптичних сигналів на 1 та 2, частково компенсуються. Це дозволяє суттєво знизити постійну складову завад на резисторі навантаження 14 пристрою порівняння і компенсувати прийняте оптичне випромінювання разом із завадами і підвищити якість передачі сигналів. При виконанні порівняння сигналів за рахунок відіймання інвертованого інформаційного сигналу від постійного одночасно з придушенням завад виконується інверсія інформаційного сигналу і двійкова одиниця знову передається підвищеним потенціалом, а двійковий нуль - нульовим потенціалом (діаграма 10 фіг. 2). Використання регулюючого пристрою 16 фіг. 1 в пристрої порівняння дозволяє виконувати підстроювання за часом для компенсації завад, які виникають в системі передавання від передбачених змінних зовнішніх чинників (діаграма 11 фіг. 2). Завдяки тому, що в оптоволоконної лінії зв'язку виконується компенсація постійних складових завад, які виникають при передаванні оптичної потужності, що відповідають двійковому нулю, при використанні постійного сигналу порівняння стає можливим суттєве підвищення завадостійкості оптичної лінії зв'язку без зниження швидкодії. Виходячи з вищевикладеного, можна зробити висновок про те, що запропоноване технічне рішення є промислово придатним, бо може використовуватися у промисловості. 7 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 62006 8 Підписне Тираж 23 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