Вывод излучения из оптического волокна и ввод в фотодиод.

Соединение фотодетектора с оптическим волокном осуществляется непосредственно, поскольку диаметр светочувствительной поверхности фотодиода обоих типов. Диаметр светочувствительной поверхности значительно больше диаметра сердцевины оптического волокна(0,5мм по сравнению с 0,05мм).поэтому почти весь световой поток попадает в фотодетектор. Однако существуют и потери при вводе по причинам:

• Наличие зазора между торцом оптического волокна и светочувствительной поверхностью.

• Скачек показателя преломления граничащих сред.

Для уменьшения отражательно мощности зазор заполняют прозрачным связующим веществом(инверсионная жидкость) с показателем преломления равным показателю преломления сердцевины. На светочувствительную поверхность фотодетектора наносим антиотражающее покрытие. Таким образом вносимые потери не будут превышать 2-х децибел.

Решающее устройство производит оценку значений принимаемых символов «1» или «0». Для этого в решающем устройстве периодически с тактовой частотой производится стробирование сигнала на выходе главного усилителя и сравнение полученного отчета с пороговым значением. При превышении порогового значения формирователи сигнала вырабатывается прямоугольный импульс. Устройство тактовой синхронизации выделяет из принимаемого сигнала синхроимпульсы тактовой частоты и вырабатывает короткие импульсы, при помощи которых осуществляется стробирование сигнала в наиболее удобный момент времени т.е вблизи максимальной амплитуды сигнала.

Ретрансляционные устройства.

Линейный регенератор обеспечивает увеличение дальности передачи за счет использования оптических усилителей и регенераторов. Использование оптических усилителей ограничено тем, что при увеличении сигнала увеличивается помеха и при каждом последующем увеличении сигнала, уровень помехи приближается к уровню сигнала. В дальнейшем соотношение сигнал-шум не позволит использовать усилитель.

Регенераторы лишены этого недостатка и теоретически могут устанавливаться в таком количестве, которое нужно для данного расстояния. У регенераторов есть большой недостаток- большая схема, а именно на первом этапе оптический сигнал должен преобразовываться в электрический, затем в электрическом виде должен быть восстановлен(регенерирован), после чего необходимо обратное преобразование восстановленного электрического сигнала в оптическое излучение.

Усилитель на основе нелинейных явлений в оптическом волокне.

Вынужденное комбинационное «Рамановское» рассеяние.

Вынужденное рассеяние Мандельштама- Бриллюэна.

Эти нелинейные эффекты дают возможность преобразовать часть энергии мощной волны накачки в относительно слабую сигнальную волну. При малом входном сигнале обеспечивается усиление до 40дБ во 2м и 3м окне прозрачности.

Первый тип усилителя имеет возможность сосредотачивать выходной сигнал в узком диапазоне(<100мГц). Поэтому они могут использоваться для узкополосного усиления.

Второй тип- широкополосный. От 5 до 10 тГц.

Основным элементом усилителей 3го типа является оптическое волокно легированное редкоземельными металлами. Ионами металлов создают активную среду для усиления в определенных полосах длин волн. Они соответствуют 3м полосам легирования металлов. Работа осуществляется во 2м окне прозрачности. Недостаток этого типа усилителей в том что коэффициент усиления зависит от мощности. Достигаются следующие коэффициент усиления до 40дБ.

Рекомендуемые применения: преимущественно на внутризоновых оптических системах передачи. На одномодовом оптическом волокне с малой дисперсией, при сравнительно небольших скоростях передачи.

Эффективно используются при создании ретрансляционных устройств для подводных ВОСП.

Таким образом мы видим что на отдельных участках оптической линии может использоваться ограниченное количество оптических усилителей из-за ухудшения соотношения сигнал- шум при увеличении числа усилителей.

Использование регенераторов формально не ограничено на участке линии, но реально может ограничиваться помехами и искажениями.

Эффективным является совместное использование регенераторов и усилителей в высокоскоростных и сверхпротяженных ВОЛС. При этом на один линейный регенератор может приходится от 4х до 8 усилителей.