Способ символьной передачи данных по волоконно-оптической линии связи

 

Изобретение относится к системам связи. Способ символьной передачи данных по волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) заключается в том, что на передатчике формируют цифровой электрический сигнал (ЦЭС) со скоростью П бит/с, преобразовывают его в световой, усиливают и передают по одной жиле ВОЛС. На приемнике усиливают полученный сигнал, подают на оптический демультиплексор и преобразовывают в электрический. На передатчике ЦЭС разбивают на кластеры, содержащие равные объемы цифровой информации размером К бит и передают по одной жиле ВОЛС последовательность оптических импульсов длительностью Т = К/П бит/с с длиной волны λ_i, соответствующему i-му кластеру, где i = 1,2. ..n, а n = 2^к. На приемнике сравнивают уровни приходящих сигналов на каждой длине волны λ_i, выбирают из них сигнал с максимальным i-м уровнем в течение времени Т и i-й кластер преобразовывают в объем К бит. Технический результат заключается в снижении требований к ВОЛС при использовании метода WDM. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к телекоммуникационным системам связи, а именно к передаче сигналов по волоконно-оптической линии связи (ВОЛС).

В настоящее время известен способ передачи цифровых сигналов по ВОЛС, заключающийся в том, что на передатчике формируют цифровой сигнал со скоростью П бит/с. Этот поток, например, при K=4 разбивают на четыре равных потока, каждый из которых преобразуют в световой на своей длине волны. Далее с помощью оптического мультиплексора суммируют четыре потока в одно волокно, усиливают, передают по ВОЛС, на приемнике усиливают, подают на оптический демультиплексор, преобразуют в электрический сигнал, образуют четыре равных потока с суммарной скоростью П бит/с в одном волокне. Этот способ описан, например, в журнале "Мир связи. Connect!" N 6/98 стр. 144 - 146, авторы С.Г. Акопов, Д. Л. Шарле, статья "Главный компонент преодолевает барьеры" (технология WDM - wave division multiplexing)- прототип.

Устройство для реализации известного способа выпускается множеством зарубежных фирм, например, американская фирма ADC выпускает аппаратуру для передачи цифровых сигналов по ВОЛС серии DV 6000 с применением оптических мультиплексоров - демультиплексоров серии AOFR.

Недостатком указанного способа и устройства являются повышенные технические требования к ВОЛС, а именно для уменьшения вредного влияния каналов друг на друга (так называемого эффекта четырехволнового смешивания, при котором λ₂+λ₃ = λ₁+λ₄ ) необходимо использовать волокно с так называемой смещенной ненулевой дисперсией, так как при использовании обычных одномодовых и многомодовых волокон возникают дополнительные ошибки из-за межканальной интерференции.

Задачей патентуемого способа является снижение требований к ВОЛС при использовании метода WDM.

Указанная задача в достигается тем, что в патентуемом способе передачи данных по волоконно-оптической линии связи (ВОЛС), заключающемся в том, что на передатчике формируют цифровой электрический сигнал (ЦЭС) со скоростью П бит/с, преобразовывают его в световой, усиливают, передают по одной жиле ВОЛС, а на приемнике усиливают, подают на оптический демультиплексор и преобразовывают в электрический, в отличие от способа по прототипу на передатчике ЦЭС разбивают на кластеры, содержащие равные объемы цифровой информации размером К бит, передают по одной жиле ВОЛС последовательность оптических импульсов длительностью T = К/П бит/с с длиной волны λ_i, соответствующей i-му кластеру, где i = 1,2....n, a n = 2^К, а на приемнике сравнивают уровни приходящих сигналов на каждой длине волны λ_i, выбирают из них сигнал с максимальным i-м уровнем в течение времени T и i-й кластер преобразовывают в объем К бит.

Так как в отличие от известного способа информация передается на различных длинах волн не параллельно (то есть одновременно), а последовательно, то не возникает нелинейных эффектов и можно использовать передачу световых импульсов с повышенной амплитудой через любое волокно.

Патентуемый способ реализуется с помощью устройства, показанного на чертеже.

Устройство для реализации способа передачи цифровых сигналов по ВОЛС состоит из последовательно соединенных прямого формирователя 1 кластеров, перестраиваемого по частоте одночастотного лазера 2, передающего оптического усилителя 3, одножильного волоконно-оптического кабеля (ВОК) 4, приемного оптического усилителя 5, оптического демультиплексора 6, модуля 7 из n фотоприемников, схемы сравнения 8, обратного формирователя кластеров 19.

Устройство работает следующим образом, например, для случая К=4, n=16.

Прямой преобразователь 2 кластеров преобразует исходную последовательность битов в последовательность номеров кластеров в соответствии с таблицей.

При передаче i-го кластера прямой преобразователь 1 кластеров подает на лазер 2 управляющий импульс i-го вида, который возбуждает лазер 2 на i-й длине волны. Далее каждый световой импульс длительностью К/П бит/с с узкой спектральной линией проходит через оптический усилитель 3 и по одной жиле ВОК 4 передается на приемную часть (приемник). На приемной части приемный оптический усилитель 5 после усиления подает оптический сигнал на оптический демультиплексор 6, который, принимая световой импульс с длиной волны λ_i, передает его только по одному направлению на i-й фотоприемник модуля 7 из n фотоприемников. N выходов модуля 7 соединены со схемой сравнения 8, которая в течение посылки каждого кластера опрашивает n каналов и выбирает максимальную амплитуду сигнала, которая будет в i-м канале. Каждый i-й кластер поступает со схемы сравнения 8 на обратный формирователь 19 кластеров, который преобразует i-й кластер в соответствии с таблицей в четыре бита.

Элементы устройства 3-7, реализующего патентуемый способ, используются такие же, как в способе и устройстве по прототипу. Элементы 1 и 9 - известная электронная схема, которая осуществляет прямое и обратное преобразования битовой скорости в бодовую и обратно и широко используется, например, в QAM модуляторах, например, фирмы Philips/ 8 - дифференциальный усилитель, применяемый, например, в радиоприемных устройствах. 2 - наиболее важный, сложный и дорогой элемент устройства, который выпускается рядом зарубежных фирм, см. , например, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 11, N 6, JUNE 1999 "Widely Tunable Sample Grating DBR Laser with Integrated Electroabsorption Modulator (Beck Mason, Greg A. Fish, Steven P. DenBaars and Larry A. Colder, Fellow, IEEE).

Формула изобретения

Способ символьной передачи данных по волоконно-оптической линии связи (ВОЛС), заключающийся в том, что на передатчике формируют цифровой электрический сигнал (ЦЭС) со скоростью П бит/с, преобразовывают его в световой, усиливают, передают по одной жиле ВОЛС, а на приемнике усиливают, подают на оптический демультиплексор и преобразовывают в электрический, отличающийся тем, что на передатчике ЦЭС разбивают на кластеры, содержащие равные объемы цифровой информации размером К бит, передают по одной жиле ВОЛС последовательность оптических импульсов длительностью Т=К/П бит/с с длиной волны λ_i, соответствующей i-му кластеру, где i = 1,2...n, а n = 2^K, а на приемнике сравнивают уровни приходящих сигналов на каждой длине волны λ_i, выбирают из них сигнал с максимальным i-м уровнем в течение времени Т и i-й кластер преобразовывают в объем К бит.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2