Регенераторы ВОСПИ.

Через определенные расстояния (10…70 км), обусловленные дисперсией и затуханием оптических сигналов в оптическом кабеле, вдоль ВОСПИ устанавливают линейные регенераторы (ЛР). В этих устройствах сигнал восстанавливается по форме и усиливается до требуемого значения. Структурная схема ЛР представлена на рис. 2.15.

В регенераторе, содержащем два полукомплекта (отдельно для прямого и обратного направлений передачи), оптический сигнал преобразуется в электрический. В таком виде он регенерируется, усиливается, а затем снова преобразуется в оптический сигнал, который далее передается по оптическому кабелю. Таким образом, линейные регенераторы ВОСПИ строятся по схеме преобразования “свет-ток-свет”, причем процесс регенерации осуществляется в электрической части с помощью электронных способов преобразования. Однако возможно применение и чисто оптических регенераторов на основе оптических усилителей (например, EDFA).

Рис. 2.15

Упрощенная структурная схема электронной части регенератора представлена на рис. 2.16.

Рис. 2.16

Схема содержит усилитель (У) с корректирующим устройством (КУ), которое обычно включается в цепь отрицательной обратной связи, электронный ключ (Кл), пороговый элемент (ПЭ) и формирующее устройство (ФУ). В состав схемы также входит выделитель тактовой частоты (ВТЧ), с помощью которого осуществляется выделение тактовой частоты из линейного цифрового сигнала и обеспечивается синхронизация работы регенератора с частотой поступающей импульсной последовательности.

Работа регенератора иллюстрируется временными диаграммами, представленными на рис. 2.17.

Рис. 2.17

Последовательность оптических импульсов, прошедшая через оптический канал и поступающая на вход электронной схемы, очень искажена (рис. 2.17б). Длительность импульсов увеличена, крутизна фронтов уменьшена, а вся последовательность оказывается расплывчатой. При этом возникают межсимвольные помехи, из-за которых трудно различить значения символов последовательности.

Для уменьшения искажений импульсов, а, следовательно, межсимвольных помех, на входе электронной части регенератора включается усилитель с корректором. Корректор обеспечивает выполнение условия , где – усиление усилителя, – затухание регенерационного участка.

Чем шире полоса частот, в которой выполняется это условие, тем ближе кпрямоугольной будет форма импульсов и тем меньше межсимвольные помехи. Однако, чем шире полоса откорректированного тракта, тем больше мощность помех, поступающих вместе с сигналом. Поэтому усилитель-корректор должен обеспечить необходимую ширину линейного тракта, при которой будут достаточно малы межсимвольные помехи и одновременно аддитивные шумы. Другими словами, корректор регенератора обеспечивает минимальную длительность импульсов линейного сигнала и минимально возможную ширину полосы частот линейного тракта.

После корректора форма импульсной последовательности улучшается, и появляется возможность различать символы линейного цифрового сигнала (рис. 2.17в). Откорректированная импульсная последовательность дискретизируется во времени электронным ключом, который осуществляет отсчеты линейного сигнала с тактовой частотой. Короткие импульсы, управляющие работой ключа, поступают с выхода ВТЧ и обеспечивают отсчеты откорректированных импульсов в их средней, наименее искаженной части (стробирование). Стробирующие импульсы должны быть определенным образом сфазированы с поступающей импульсной последовательностью, т.е. необходимо обеспечить тактовую синхронизацию.

Стробированный входной сигнал поступает на пороговый элемент, который выполняет роль решающего устройства (рис. 2.18г). Если напряжение стробированного сигнала меньше напряжения порога , то на выходе ПЭ сигнал отсутствует, что соответствует символу 0. В противном случае на выходе ПЭ появляется короткий импульс, что соответствует символу 1 (рис. 2.17д). Далее формирующее устройство формирует импульсы необходимой длительности (рис. 2.17е).

Качество работы регенератора оценивается вероятностью ошибки, которая определяется отношением числа переданных ошибочных символов к общему числу символов за достаточно большой промежуток времени. Расчеты показывают, что для всего линейного тракта допустимая вероятность ошибки не должна превышать .