4 ТЕХНІЧНА РЕАЛІЗАЦІЯ ЛКМ З ВОЛОКОННО-ОПТИЧНИМИ СИСТЕМАМИ (ВОС) ЗВ'ЯЗКУ

4.1 Властивості оптоволоконних кабелів

Удосконалення технології волоконних світловодів (ВС) дозволило широко використовувати їх для передачі інформаційних сигналів різного призначення. Використовувані в аппаратурі градієнти, а також багато і одномодові ВС з ступінчатим профілем показника переломнення на основі структур кварц-пслімер та кварц-кварц володіють низьким затуханням (0.5-5 дБ/км), що забезпечує можли-вість передачі сигналу на великі (десятки кілометрів) відстані без ретрансляції.

Механічні властивості ВС дозволяють створювати на їх основі кабелі, які допускають вигини з радіусом порядку 25-100 мм та витримуються нагрузки до 300-1500 н, що полегшує практичну роботу з такими каналами передачі інфор-мації, а висока вадозахищенність, мала погонна маса (десятки грамів на метр) та широка полоса частот (до нескілька гігагерц-кілометрів), передаючих по ним си-гналів роблять їх незаміннимм при організації обміну великими масивами інфо-рмації.

Це призвело до організації на базі волоконно-оптичних кабелів систем збору, передачі та розподілу інформації.

Найбільш актуальним представляється використовування таких систем для:

магістральної передачі великих масивів інформації (телефонний зв'язок, комплексного зв'язку центральної станції з абонентами та між абонентного зв'язку (телефонний та відеотелефонний зв'язок, телебачення);

получення та локального розподілу вимірювальної інформації про стан об'єкту, передачі та одержання волоконно-оптичних даних.

Для таких систем одержання та локального розподілу інформації харак-терне органічне з'єднання каналу передачі даних з датчиками, використовуючи сигнали тієї ж самої фізичної природи, що й канал передачі даних, - оптичне

випромінення. При цьому структура ВОС вимагає особливі вимоги до типів ви-користовуючих ВОД, та їх параметри в свою чергу впливають на характеристики каналів передачі даних.

Принципи побудови вадозахищенних ВОС даного типу зводяться до:

По виду організації обміну даними ВОС можуть бути централізованими, якщо є в наявності центральна станція прийому-передачі, яка виконує управляє-мий обмін інформацією з периферійними пристроями, та децентралізованими, якщо виконує управляємий обмін інформацією з периферійними пристроями, та децентралізованими, в яких існує декілька рівнойінних станцій прийому-передачі (рис. 4.1).

При цьому можуть використовуватись послідовна, кільцева, багатопроменева та комбінована конфігурація системи.

Системи можуть бути активними та пасивними.

Під активними розуміють такі, в яких вхідна величина здатна впливати енергетичною дією на перифирійний сигнал (наприклад, імпульс струму, збуджуючи джерело опромінення); під пасивними — системи, в яких вхідна величина впли-ває на параметри оптичного потоку ( наприклад, тиск, міняючи потужність оп-тичного випромінення внаслідок переміни світлопропускання ВС).

Для уплотніння одержаної та передавальної інформації, яка може бути представлена в аналоговому чи цифровому виді, в ВОС при організації зв'язку декількох ВОД зі станції прийому-передачі використовуються різні види муль-типлексування: тимчасове, частотне, спектральне, поляризоване та простірне.

Для уплотніння одержаної та передавальної інформації, яка може бути представлена в аналоговому чи цифровому виді, в ВОС при організації зв'язку декількох ВОД зі станції прийому-передачі використовуються різні види муль-типлексу вання: тимчасове, частотне, спектральне, поляризоване та простірне.

Під мультиплексуванням розуміють процес представлення одного фізич-ного каналу для передачі більш ніж одного інформаційного потоку. Мультипле-ксування оптичної інформації виявляється ефективним шляхом до зменшення масогабаритних показників ВОС та їх здешевлення. Оскільки розповсюджуючі зустрічнооптичні потоки не впливають один на одного, застосовуються ВС як однонаправлена дія, так і з двонаправленим оптичним зв'язком.

Мається на увазі, що навіть у рамках одної ВОС для зв'язку між станціями прийому-передачі та для зв'язку станції прийому-передачі з ВОД можуть бути використані різні види мультиплексування.

4.2 Часове мультиплексування оптичної інформації

Серед ВОС з тимчасовим мультиплексуванням можна виділити дві групи: з активним тимчасовим уплотнінням та з пасивним тимчасовим уплотнінням. У ВОС першої групи уплотніння вхідної інформації здійснюється за допомогою оптоелектронних перетворювачів, які формують послідовність імпульсів стру-му, протікаючого через джерело випромінення, з'єднаний з передаючим ВС, який представляє собою один матеріальний канал. Волоконний світовод дозво-ляє передавати по ньому декілька інформаційних каналів, так як для одного ін-формаційного зв'язку використовується тільки частина періоду. Системи з пасивним тимчасовим мультиплексуванням основані на використанні властивостей ВС затримувати сигнал на час, пропорційний довжині каналу (приблизно 5 нс/м).

Системи з пасивним тимчасовим мультиплексуванням основані на використанні властивостей ВС затримувати сигнал на час, пропорційний довжині каналу (приблизно 5 нс/м.

Рисунок 4.2 – Активне тимчасове мультиплексування

1 – мультиплексом; 2 – випромінювач; 3 – волоконний світовод; 4 – фотоприймач; 5 - демультиплексор

Системи з пасивним тимчасовим мультиплексуванням основані на викори-станні властивостей ВС затримувати сигнал на час, пропорційний довжині кана-лу (приблизно 5 нс/м).

При цьому, якщо доклади різних інформаційних каналів пропустити через ВС різної довжини, то між ними створюється тимчасовий зсув. (Рис.4.3,а).Забезпечивши таким чином тимчасовий розподіл каналів, можна вводити їх в один ВС за допомогою змішувача та передавати по одному фізичному каналу на станцію прийому-передачі.

При пасивному тимчасовому мультиплексуванні обчислюваної інформа-ції, застосовується імпульсивний режим роботи джерел випромінення розподі-ляється між оптичними датчиками. (Рис.4.3,б). Системи з пасивним тимчасовим мультиплексуванням основані на використанні властивостей ВС затримувати сигнал на час, пропорційний довжині каналу (приблизно 5 нс/м). Для розподілу імпульсів та визначення вимірених за допомогою кожного датчи-ку зовнішніх дій використовується електронний демультиплексор, який має синхронізацію від імпульсного джерела випромінення.

Для ефективної роботи такої ВОС з волоконно-оптичними датчиками, здійсню-ючи модуляцію потужності опромінення та фотоприймача, які мають сильку тимчасову і температурну нестабільність ( до 10% на 10°С). Стабілізацію даних параметрів виконує спеціальний пристрій.

Як правило, він має два оптичних канали: канал, який включає в себе дже-рело випромінення