Лекция №2 классификация оптических систем связи

2.4.2. Частотное уплотнение и пути его реализации

В линейных трактах систем ВОС с частотным уплотнением исходным сигналам различных источников информации отводятся определенные полосы частот. В этом случае для получения группового линейного сигнала требуются близко расположенные стабильные оптические несущие. Однако нестабильность линии излучения полупроводниковых лазеров, особенно при высокоскоростной модуляции, приводит к тому, что расстояние по спектру между рабочими длинами волн соседних каналов во много раз превышает полосу информационного сигнала. Поэтому для получения близко расположенных спектральных каналов в ВОСС используются различные несущие не от разных источников, а от одного с помощью сдвига оптической несущей.

Рис. 2.9. Схема формирования группового оптического сигнала при частотном (гетеродинном) уплотнении

Схема формирования группового оптического сигнала показана на рис. 2.9. Оптическое излучение с выхода лазерного источника излучения (ИИ), содержащего ряд несущих n₁,n₂,...,n_n поступает на анализатор А₁. Затем, пройдя четвертьволновую призму λ/4, передаётся на фильтр первого канала Ф1. Этот фильтр пропускает оптическую несущую первого канала n₁ к оптическому модулятору ОМ₁, где она и модулируется. Оптическое излучение с частотами n₂,n₃,...,n_n (кроме n₁) отражается фильтрами и возвращается к анализатору А₁. По пути оно вторично проходит через четвертьволновую призму λ/4 и попадает на анализатор А₂. Оптическая несущая первого канала, промодулированная в оптическом модуляторе ОМ₁ информационным сигналом, отражаясь от зеркала, также возвращается к анализатору А₁.

Плоскость поляризации оптического сигнала, дважды прошедшего четвертьволновую призму λ/4, поворачивается на π/2 по отношению к плоскости поляризации исходного колебания, в связи с чем световой пучок отклоняется в призме и выходит из нее.
Далее общий сигнал поступает на анализатор А₂ и процесс повторяется, с той лишь разницей, что модулируется оптическое излучение с частотой n₂. Таким образом, формируется оптический групповой сигнал, передаваемый в оптический линейный тракт.
Принимаемый оптический групповой сигнал, содержащий ряд промодулированных оптических несущих, поступает на анализатор А₁ (рис. 2.10), а затем после прохождения через четвертьволновую призму λ/4 и фильтр первого канала – на оптический смеситель (ОС). Фильтр Ф₁ пропускает только оптический сигнал с частотой n₁, сигнал с другими частотами отражается и поступает на А₂.

Рис. 2.10. Схема приема группового оптического сигнала при частотном (гетеродинном) уплотнении

Оптическая промодулированная несущая с частотой n₁ перемножается в ОС с частотой местного гетеродина, затем промежуточная частота n_пр выделяется полосовым фильтром (ПФ) и поступает на фотодетектор (ФД). На выходе ФД формируется электрический информационный сигнал. Аналогично происходит прием сигнала во всех остальных каналах.

Достоинство метода частотного уплотнения заключается в том, что длина участка регенерации возрастает до 200 км и значительно повышается коэффициент использования пропускной способности ОВ. Недостатком данного метода является то, что требуется оптический тракт приёма и передачи с сохранением поляризации, а также целый ряд дополнительных устройств: сдвигателей частоты, оптических вентилей, контролеров поляризации, оптических усилителей и т.п. Это значительно усложняет и увеличивает стоимость ВОСС.