Како је оптички предајник развијен и ради
Употреба светлосних таласа за пренос телевизијских сигнала и информација о подацима је нова наука и технологија развијена крајем 20. века. Његов изглед је омогућио свет'Информациона индустрија ће се брзо развијати. Сада се технологија преноса оптичких влакана развија брзином већом од људи'с маштом. Његова оптичка брзина преноса је 100 пута већа него пре 10 година, а процењује се да ће се у будућем развоју повећати за око 100 пута. Уз континуирани развој технологије преноса оптичких влакана, мултиплексирање, демултиплексирање, рутирање и комутација се могу обављати у оптичком домену. Мрежа може да користи огромне ресурсе пропусног опсега оптичких влакана да повећа капацитет мреже и оствари "транспарентан" пренос вишеструких услуга.
Систем оптичког преноса се углавном састоји од оптичких предајника, оптичких пријемника, оптичких разделника, оптичких каблова и других компоненти.
И. Основни принцип преноса оптичких сигнала оптичким влакнима
Оптички пренос је технологија која преноси у облику оптичких сигнала између пошиљаоца и примаоца. Радни процес оптичког преноса ТВ сигнала одвија се између оптичког предајника, оптичког влакна и оптичког пријемника; оптички предајник у централној компјутерској соби претвара улазни РФ ТВ сигнал у оптички сигнал, који се састоји од електрично/оптичког претварача (Електричко-оптички претварач (Е/О) је завршен, а конвертовани оптички сигнал прима оптичка влакна преносни уређај за пријем (оптички пријемник), а оптички пријемник претвара оптички сигнал добијен из оптичког влакна у електрични сигнал оптички преносни сигнал је цео процес електричне/оптичке и оптичке/електричне конверзије, који се такође назива оптичка веза.
Тренутни метод оптичког преноса користи модулацију интензитета светлости. На пример, уређај за емитовање светлости заснован на ласеру емитује такозвану кохерентну светлост са истом фазом. Због тога се усваја метод модулације који мења укупан интензитет светлости. Користи линеарну промену излазне оптичке снаге која одговара промени струје улазног сигнала електричног/оптичког претварача. карактеристичан.
У оптичко-електричном претварачу (О/Е), излазна струја је пропорционална интензитету улазног оптичког сигнала. Таласни облик излазне струје оптичког/електричног претварача је стога сличан таласном облику улазне струје електрично/оптичког претварача, чиме се постиже сврха преноса сигнала.
Дакле, како оптичко влакно води оптички сигнал? Тренутно, оптичко влакно које се користи у систему кабловске телевизије је цилиндрично оптичко влакно, које се састоји од цилиндра са оптичким влакнима и омотача и представља материјал од кварцног стакла. Облога игра улогу да чврсто затвара светлост у оптичко влакно, штити језгро и повећава снагу самог оптичког влакна. Улога језгра влакна је да преноси оптичке сигнале. Иако су и језгро и облога направљени од материјала кварцног стакла, постоје разлике у допинг саставу ова два током производње, што доводи до различитих индекса преламања (језгро је 1,463~ 1,467, а облога је 1,45~1,46), наравно, такође се односи на различите материјале који се користе. Када извор светлости који емитује ласер уђе у језгро влакна, када светлост уђе у интерфејс омотача, све док је упадни угао већи од критичног угла, потпуна рефлексија ће се десити у језгру, а светлост неће цурити у облогу. Оптички сигнал у језгру ће наставити да се шири без прекида све док се не усмери на оптички пријемник. Овај процес је основни принцип преноса оптичког сигнала у оптичком влакну.
ИИ. Дисторзија у оптичком преносу
Када се светлост преноси у оптичко влакно, такође ће доћи до изобличења. Разлози за изобличење су следећи:
(1) У систему преноса оптичких влакана, због нелинеарности карактеристика електричне/оптичке конверзије полупроводничког ласера, излазни оптички сигнал није у складу са променом струје побуде, што резултира изобличењем, што се назива модулационо изобличење. Вредност индекса модулације М не сме бити превелика. Неопходно је изабрати оптички предајник са високим перформансама и јаком технологијом обраде пре изобличења. Технологија обраде пред-изобличења користи вештачки дизајн за генерисање пред-изобличења ради побољшања линеарности модулације, како би се елиминисао и смањио систем преноса оптичких влакана. Сврха ОЦД и ЦТБ.
(2) У систему оптичког преноса, пошто погонско РФ појачало и пријемно РФ појачало имају мале шансе за изобличење, линеарна ПИН фотодиода може занемарити незнатно изобличење јер ниво сигнала није превисок. Главни разлог је дисторзија полупроводничких ласерских модулационих карактеристика и дисперзије влакана.
(3) Када ласер модулише интензитет светлости, таласна дужина светлости ће се променити, а појавиће се додатна модулација фреквенције, што ће проширити фреквенцију сигнала и изазвати ефекат цврчања, који се углавном манифестује као ЦСО дисторзија.
(4) Карактеристике дисперзије оптичког влакна ће узроковати разлике у групном кашњењу различитих таласних дужина, што ће резултирати изобличењем узрокованим недоследним временима доласка на терминал, углавном изобличењем ЦСО.
Дисторзија произведена у систему преноса оптичких влакана је углавном изобличење ЦСО, а степен ЦТБ изобличења је много мањи од ЦСО изобличења. Да би се обезбедио квалитет преноса система и однос носиоца према шуму система и перформансе изобличења у разумном опсегу, предузете мере су опште Користи ЦНР индикаторе за балансирање ЦСО и ЦТБ индикатора. Ако повећате или смањите ЦНР вредност за 1дБ, онда ће се ЦСО погоршати или побољшати за 1дБ, а ЦТБ индекс ће се погоршати или побољшати за 2дБ.
ИИИ. Принципи рада оптичког предајника
Најважнији оптички уређај у оптичком предајнику је полупроводнички ласер. У ствари, то је ласерска диода (ЛД). Наравно, неки не користе ласерске диоде већ користе полупроводничке диоде које емитују светлост (Лигхт Емиттинг Диоде, ЛЕД). оф.
Оптички предајник од 1310 нм генерално прихвата режим директне модулације (модулација амплитуде вестигијалног бочног појаса, ВСБ-АМ режим). Његова функција је претварање електричних сигнала у оптичке сигнале, што се може постићи променом напајања убризганог ласера преко екстерног кола. Коло за пристрасност које поставља може обезбедити најбоље напајање за ласер. Ласер ће имати различиту излазну снагу када је струја пристрасности другачија. Да би се обезбедио стабилан излаз оптичке снаге, требало би да се дизајнира аутоматски контролни круг за оптичку снагу и температуру ласера, као што је употреба микрорачунара за постизање најбољег радног стања аутоматске контроле оптичког предајника.
Ласери се широко користе као оптички осцилатори (тј. уређаји који емитују светлост), који се ослањају на интеракцију између енергетског стања материјала ласерског медија и светлости.
Да би ласер радио, мора постојати одређена количина струје. Постоји одређени однос између величине ове струје и интензитета светлости. Када се струја повећа, интензитет светлости нагло расте. Ово указује да је ласер почео да ради. Ово чини ласер да ради. Струја се назива струја прага. Што је мањи, то боље, јер је ласеру већ омогућио рад. Ако струја прага настави да расте, формираће се зона засићења излаза. Када струја зоне засићења достигне одређену вредност, сигнал ће бити пренет. У погледу снаге потребне за пренос оптичких влакана, излазна снага од неколико мегавата у линеарном региону може да задовољи захтеве преноса сигнала и информација на велике удаљености. Поред количине интензитета светлости, квалитет преноса светлости је такође повезан са проблемима као што су спектар и шум.
Спектар више таласних дужина није погодан за пренос висококвалитетних аналогних сигнала. Чак и ако ради у једном моду, његов емисиони спектар има ширину. Што је ширина ужа, светлосни талас постаје чистији и временски кохерентнији. То су светлосни таласи са добром кохерентношћу. Светлосном таласу са добром кохерентношћу нису потребна сочива и други уређаји да би се конвергирали у малу тачку, а погоднији је за инциденцију оптичких влакана.
ИВ. Принципи рада оптичког пријемника
Главна компонента оптичког пријемника је фотодетектор, односно фотодиода високе осетљивости (ПИН). Фотодиода користи фотоелектрични ефекат полупроводника да заврши детекцију оптичког сигнала тако да се оптички сигнал врати у РФ ТВ сигнал, а затим у РФ сигнал Након појачања и контроле нивоа АГЦ, квалификовани РФ сигнал се емитује за мрежна дистрибуција.
Главне технологије оптичких пријемника су Ц/Н, Ц/ЦТБ и Ц/ЦСО. Ова три техничка индикатора су одређена перформансама модула за фотоелектричну конверзију. У случају истог улаза оптичке снаге, РФ ниво излаза конверзије је различит. Када је ефикасност конверзије фотоелектричног модула висока, његова излазна снага Чак и ако је ниво висок, индекс вредности Ц/Н који доноси је добар, и обрнуто, индекс вредности Ц/Н постаје лошији. Два техничка индикатора Ц/ЦСО и Ц/ЦТБ одређена су линеарношћу фотоелектричног модула. Висококвалитетни фотоелектрични модули омогућавају шири опсег снаге пријема под истим Ц/ЦСО и Ц/ЦТБ индикаторима.
В. Перспективе развоја оптичких уређаја
Уз континуирано ажурирање технологије преноса оптичких влакана у широкопојасним мрежама и континуирано унапређење мултифункционалних услуга, захтеви за карактеристике преноса оптичких уређаја и оптичких влакана су све већи и већи. Коначно долази ера оптичких влакана која замењују бакарне жице. Стопама информатичког доба Са појавом, изгледи за развој технологије оптичког преноса су веома широки.
Избор и употреба оптичког предајника
Оптички предајник је основна опрема система оптичког кабла. Његова функција је оптичка модулација радио-фреквентног кабловског телевизијског електричног сигнала улаза у оптички предајник да би се постигла електрична и оптичка конверзија (Е/О) и да шаље континуиране, стабилне и поуздане оптичке сигнале у систем оптичких каблова. Врсте оптичких предајника који су тренутно на тржишту: према различитим методама модулације, деле се на два типа: директно модулисани оптички предајници и спољашњи модулисани оптички предајници. Директно модулисани оптички предајници се углавном користе у системима од 1310нм оптичких влакана, а екстерно модулисани оптички предајници се углавном користе у системима од 1550нм оптичких влакана. Без обзира да ли се ради о директно модулисаном или екстерно модулисаном оптичком предајнику, његова основна компонента се састоји од ласера.
Директно модулирајте ласерски предајник
1. Композиција
Састав оптичког предајника са директном модулацијом, поред основних компоненти ДФБ ласерских компоненти, укључује напајање, ласерско коло за пристрасност, ласерско коло за споро стартовање, коло за заштиту од преоптерећења и заштитно коло погона, коло за контролу снаге и хлађења, светло коло за детекцију, коло за компензацију изобличења, фотодетектор (ПИН) чип (за детекцију оптичке снаге и аутоматску контролу снаге), полупроводнички фрижидер и термистор за двосмерну аутоматску контролу температуре (АТЦ) итд.
2. Радни процес
Улазни сигнал оптичког предајника је сигнал ТВ радио фреквенције (РФ). На предњем крају, вишеструки РФ сигнали се мешају у један сигнал помоћу мултиплексора и затим шаљу на улаз оптичког предајника. Након што је појачан претпојачалом, електронски контролише слабљење, компензацију изобличења и аутоматску контролу нивоа снаге. , А затим покрените ласерски чип да изврши електричну/оптичку модулацију и претворите електрични сигнал у сигнал оптичке модулације. Додавање оптичког изолатора на крај излаза може у великој мери смањити утицај рефлектованог светлосног таласа од оптичког кабла на ласер. Оптички сигнал се шаље оптичком каблу кроз оптички покретни спој, а оптички сигнал се преноси до сваке оптичке тачке преко оптичког кабла.
Може се видети да снага преноса и нелинеарна дисторзија ласера зависе од струје пристрасности (ИО), тако да је оптички предајник опремљен кругом за пристрасност и кругом за компензацију изобличења ласера како би се обезбедила стабилност нелинеарног индекса и преносни излаз.
Када се температура ласера повећа, праг ће се повећати, интензитет засићеног излазног светла ће се смањити, а линеарни опсег ПИ криве ће се смањити (то јест, 2 самодинамички опсег ће се смањити). Да би се осигурало да оптички предајник увек ради нормално, мора се обезбедити да ласер ради на константној температури (обично 25степенЦ). Полупроводнички хладњак и термистор који се користе за двосмерну аутоматску контролу температуре (АТЦ) оптичког предајника гарантовано раде на константној температури од 25степенC.
У оптичком предајнику постоји микропроцесор, а подаци о најбољем радном стању ласера се чувају у чипу. Ласер се може споро покретати, а струја РФ ТВ погона може се аутоматски искључити да би се заштитио ласер. Различитим прекидачима на предњој плочи оптичког предајника управља микропроцесор.
Промене температуре и старење уређаја ће изазвати промене у струји ласерског прага и ефикасности фотоелектричне конверзије. Ако желите да прецизно контролишете оптичку излазну снагу ласера, требало би да је решите са два аспекта: један је да контролишете струју пристрасности ласера тако да аутоматски прати праг. Промена струје осигурава да ласер увек ради у најбољем стању пристрасности; други је да контролише амплитуду струје ласерске модулације како би се аутоматски пратила промена ефикасности електричне и оптичке конверзије. Аутоматска контрола снаге испуњава горња два задатка како би се осигурало да ласер емитује тачну оптичку снагу.
Екстерно модулисани оптички предајник
Екстерно модулисани оптички предајник се састоји од екстерног модулатора, ласера, ласерског контролног кола, контролног кола модулације, микропроцесора, кола пред-изобличења, фотодетектора, атенуатора РФ сигнала, појачала, напајања итд.
3. Поређење директних модулационих и спољашњих модулационих оптичких предајника
Предајници са директном модулацијом се углавном користе за ДФБ ласере. ДФБ ласери имају добру линеарност и могу добити боље вредности ЦТБ и ЦСОбез компензације кола пред-изобличења. Међутим, због директне модулације, постоји додатна фреквенцијска модулација и индикатори нелинеарне дисторзије (нарочито вредност ЦСО) тешко могу бити веома високи.
ДФБ предајник има стабилне перформансе, једноставну структуру и ниску цену, тако да се широко користи.
Снага оптичког предајника са директном модулацијом генерално није превелика, унутар 18нв, стога је раздаљина преноса ограничена и генерално се користи у локалним дистрибутивним мрежама и мрежама за пренос оптичких каблова на нивоу општина. Овај тип оптичког предајника се углавном користи у мрежама са оптичким влакнима од 1310нм, а слабљење оптичког влакна од 1310нм је 0,35дб/км, тако да максимална удаљеност преноса не прелази 35 километара.
Екстерно модулисани оптички предајник: висока излазна снага, до 2×20мв или више (два излаза), низак шум и без цсо изобличења узрокованих комбинацијом додатне модулације фреквенције и карактеристика дисперзије влакана сличних ЛД. Због тога се често користи у преносу на велике удаљености великих жичаних система. Екстерно модулисани оптички предајници углавном користе ИАГ ласере. Након што су ИАГ ласери екстерно модулисани, линеарност је веома лоша, а за компензацију се морају користити кола пре изобличења. Због своје мање дисперзије, ИАГ оптички предајник је веома погодан за оптичко влакно од 1550нм таласне дужине, које се углавном користи у мрежама оптичких влакана од 1550нм. ИАГ светлост се преноси у мрежи оптичких влакана од 1550 нм, која се може користити за појачање и релеј. Оптичко влакно од 1550нм има мало слабљење (0,25дб/км), тако да се ИАГ оптички предајник може користити за пренос на ултра велике удаљености. Екстерно модулисани оптички предајник се користи у мрежи оптичких влакана од 1310нм, а раздаљина преноса може да достигне 50 километара, што је такође брже од удаљености преноса директно модулисаног оптичког предајника. Међутим, екстерно модулисани оптички предајници су скупи, а мреже оптичких влакана за пренос на кратке удаљености ретко користе спољашње модулисане оптичке предајнике
4. Технички индикатори оптичког предајника
Технички показатељи оптичког предајника су основа за избор оптичког предајника, а добри параметри перформанси оптичког предајника директно утичу на добре техничке показатеље целокупног система кабловске телевизије.
5. Избор оптичког предајника
За техничаре кабловске телевизије веома је важно да разумеју и савладају састав, принцип рада и параметре перформанси оптичких предајника, јер само савладавањем основних принципа рада и индикатора техничких перформанси оптичких предајника, оптички предајници се могу ефикасно и разумно користити. Добро свакодневно одржавање.
Тренутно постоји много страних и домаћих произвођача оптичких предајника. Постоји више врста оптичких предајника, а индикатори перформанси и самосталне цене су такође веома различити. Разуман избор је од велике користи за обезбеђивање квалитета мреже са оптичким влакнима и смањење трошкова изградње мреже. Висок однос перформанси и цене, поуздан систем обезбеђења квалитета и добра гаранција након продаје су избор оптичке опреме
