O’zbekiston Respublikasi Axborot Texnalogiyalari

O’zbekiston Respublikasi Axborot Texnalogiyalari va Kommunikatsiyalarini Rivojlantirilish VazirligiMuhammad Al-Xorazmiy NomidagiToshkent Axborot Texnalogiyalari Universiteti

Mustaqil ishi

Tekshirdi:

Bajardi:Turgunov Sh

Mavzu:Optik signalni qabul qiluvchi modul

Reja:

1.Kirish

2.Optik tolali aloqa liniyalari

3.Optik qabul qiluvchilar

4.Optik qabul qiluvchilardan foydalanish

5.Xulosa

6.Foydalanilgan adabiyotlar

Optik tolali aloqa liniyalari - bu "optik tola" deb nomlanuvchi optik dielektrik to'lqin o'tkazgichlar orqali ma'lumot uzatiladigan aloqa shakli. Hozirgi vaqtda optik tola axborotni uzatish uchun eng ilg'or jismoniy vosita, shuningdek, uzoq masofalarga katta axborot oqimlarini uzatish uchun eng istiqbolli vosita hisoblanadi.

Optik signallarning keng tarmoqli kengligi juda yuqori tashuvchi chastotasi bilan bog'liq. Bu shuni anglatadiki, axborot optik aloqa liniyasi orqali taxminan 1,1 Terabit / s tezlikda uzatilishi mumkin. Bular. bir tola bir vaqtning o'zida 10 millionni uzatishi mumkin telefon suhbatlari va millionlab video signallari. Ma'lumot uzatish tezligini bir vaqtning o'zida ikki yo'nalishda ma'lumot uzatish orqali oshirish mumkin, chunki yorug'lik to'lqinlari bir-biridan mustaqil ravishda bir tolada tarqalishi mumkin. Bundan tashqari, ikki xil polarizatsiyaning yorug'lik signallari optik tolada tarqalishi mumkin, bu esa optik aloqa kanalining tarmoqli kengligini ikki baravar oshirish imkonini beradi. Bugungi kunga kelib, zichlik chegarasi uzatilgan ma'lumotlar optik tola orqali erishilmaydi.

Eng muhim komponent - bu optik tolali kabel. Dunyoda turli maqsadlar uchun optik kabellar ishlab chiqaradigan bir necha o'nlab kompaniyalar mavjud. Ulardan eng mashhurlari: AT&T, General Cable Company (AQSh); Siecor (Germaniya); BICC kabeli (Buyuk Britaniya); Les cables de Lion (Frantsiya); Nokia (Finlyandiya); NTT, Sumitomo (Yaponiya), Pirelli (Italiya). Optik kabellarning narxi standart "mis" kabellarning narxiga mos keladi. Signal uzatishning optik tolali vositalaridan foydalanish hali ham uskunaning nisbatan yuqori narxi va montaj ishlarining murakkabligi bilan cheklanadi.

Optik kanallar orqali ma'lumotlarni uzatish uchun signallar elektrdan optikaga aylantirilishi, aloqa liniyasi orqali uzatilishi va keyin yana o'zgartirilishi kerak. elektr ko'rinishi... Ushbu konvertatsiyalar optik komponentlar bilan bir qatorda elektron komponentlarni o'z ichiga olgan transceiverlarda amalga oshiriladi.

Umuman olganda, optik kanalni tashkil qilish IrDA ga o'xshaydi. Muhim farqlar optik to'lqinlarning diapazoni va uzatiladigan ma'lumotlarning tezligidir. Shu munosabat bilan emitent sifatida yarimo'tkazgichli lazerlar, qabul qiluvchi sifatida esa yuqori chastotali fotodiodlar qo'llaniladi. Optoelektronik ma'lumotlarni qabul qiluvchining blok diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 5.19 va rasmda. 5.20 - ma'lumotlarni uzatuvchi.

5.19. Optoelektronik ma'lumotlarni qabul qiluvchi

5.20. Optoelektronik ma'lumotlarni uzatuvchi

Ma'lumotni optik tolali kanal orqali uzatish uchun ikkita to'lqin uzunligi ishlatiladi: 1000 ^ 1300 nm (ikkinchi optik oyna) va 1500 ^ 1800 nm (uchinchi optik oyna). Ushbu diapazonlarda - kabel uzunligi birligi uchun chiziqdagi eng kichik signal yo'qolishi.

Optik uzatish tizimlari uchun turli xil optik manbalardan foydalanish mumkin. Misol uchun, yorug'lik chiqaradigan diodlar (LED) ko'pincha arzon ishlatiladi mahalliy tarmoqlar qisqa masofali aloqa uchun. Biroq, radiatsiyaning keng spektrli diapazoni va ikkinchi va uchinchi optik oynalarning to'lqin uzunliklarida ishlashning mumkin emasligi telekommunikatsiya tizimlarida LEDdan foydalanishga imkon bermaydi.

LEDdan farqli o'laroq, optik modulyatsiyalangan lazer transmitter uchinchi optik oynada ishlashi mumkin. Shuning uchun, ultra uzoq masofali va WDM uzatish tizimlari uchun, bu erda xarajat asosiy e'tibor emas, lekin yuqori samaradorlik talab qilinadi, lazerli optik manba ishlatiladi. Optik aloqa kanallari uchun Har xil turlar To'g'ridan-to'g'ri modulyatsiyalangan yarimo'tkazgichli lazerli diodlar optimal narx / samaradorlik nisbatiga ega. Qurilmalar ham ikkinchi, ham uchinchi optik oynalarda ishlashi mumkin. To'g'ridan-to'g'ri modulyatsiya uchun ishlatiladigan barcha yarimo'tkazgichli lazerli diodlar odatda ehtiyojga ega to'g'ridan-to'g'ri oqim signal uzatish uchun ish nuqtasini va modulyatsiya oqimini o'rnatish uchun ofset. Yo'naltirilgan oqim va modulyatsiya oqimining kattaligi lazer diodasining xususiyatlariga bog'liq bo'lib, turdan turga va bir xil turdagi bir-biridan farq qilishi mumkin. Transmitter blokini loyihalashda ushbu xususiyatlarning vaqt va harorat bilan o'zgarishi diapazoni hisobga olinishi kerak. Bu, ayniqsa, yarimo'tkazgichli lazerlarning iqtisodiy jihatdan foydaliroq sovutilmagan turlari uchun to'g'ri keladi. Bundan kelib chiqadiki, lazer drayveri uzoq vaqt va turli haroratlarda ishlashi uchun lazer diodlarining keng diapazoniga ega bo'lgan turli optik transmitterlar uchun etarli diapazonda egilish oqimi va modulyatsiya oqimini ta'minlashi kerak.

Lazerli diyotning buzilgan xususiyatlarini qoplash uchun avtomatik energiya nazorati (APC) qurilmasi ishlatiladi. U lazerning yorug'lik energiyasini proportsional oqimga aylantiradigan va uni lazer drayveriga etkazib beradigan fotodioddan foydalanadi. Ushbu signalga asoslanib, haydovchi yorug'lik chiqishini doimiy va dastlab o'rnatilgan qiymatga teng saqlash uchun lazer diodasiga egilish oqimini beradi. Bu optik signalning "amplitudasini" saqlaydi. APC pallasida joylashgan fotodiod avtomatik modulyatsiya boshqaruvida (AMC) ham ishlatilishi mumkin. Soatni tiklash va ketma-ketlashtirish sinxronlash impulslarini sintez qilishni talab qiladi. Ushbu sintezator, shuningdek, parallel-seriyali konvertorga birlashtirilishi mumkin va odatda fazali qulflangan pastadirni o'z ichiga oladi. Sintezator optik aloqa tizimining uzatuvchisida muhim rol o'ynaydi.

Optik qabul qiluvchilar optik tolali kabel orqali uzatiladigan signallarni aniqlaydi va uni elektr signallariga aylantiradi, keyin esa kuchaytiriladi, qayta tiklanadi va qayta tiklanadi. Qurilmaning uzatish tezligi va tizim o'ziga xosligiga qarab, ma'lumotlar oqimi ketma-ket formatdan parallel formatga o'zgartirilishi mumkin. Qabul qiluvchi qurilmadagi kuchaytirgichdan keyingi asosiy komponent - bu soat va ma'lumotlarni qayta tiklash (CDR) sxemasi. CDR soatni amalga oshiradi, kiruvchi signalning amplitudasi darajasini belgilaydi va tiklangan ma'lumotlar oqimini chiqaradi.

Sinxronizatsiyani saqlashning bir necha yo'li mavjud (tashqi SAW filtri, tashqi boshqaruv sinxronizatsiya signali va boshqalar), ammo faqat integratsiyalashgan yondashuv bu muammoni samarali hal qilishi mumkin. Fazali qulflangan tsikl (PLL) tizimidan foydalanish soatni ma'lumotlar oqimi bilan sinxronlashtirish uchun ajralmas hisoblanadi, bu soatning ma'lumotlar so'zining o'rtasiga to'g'ri kelishini ta'minlaydi.

LFO-1 seriyali lazer modullari (5.15-jadval) yuqori samarali MQW InGaAsP / InP va AlGaInP / GaAs lazer diodlariga asoslangan va bir rejimli yoki ko'p rejimli optik tolali standart sovutilmagan koaksiyal paketlarda mavjud. Ba'zi modellar sovutilmagan versiya bilan birga o'rnatilgan mikro muzlatgich va termistorli DIL-14 korpuslarida ishlab chiqarilishi mumkin. Barcha modullar ish haroratining keng diapazoni, radiatsiya quvvatining yuqori barqarorligi, xizmat muddati 500 ming soatdan ortiq va raqamli (622 Mbit / s gacha) uchun eng yaxshi nurlanish manbalari hisoblanadi. optik chiziqlar aloqa, optik testerlar va optik telefonlar.

MAXIM qabul qiluvchi chipset SDH / SONET optik uzatish tizimlariga o'tkazish imkonini beradi. SDH - optik tolali ma'lumotlarni uzatish uchun Evropa standarti. SONET - bu optik tolali tarmoq orqali bir gigabit/s dan yuqori tezlikda ma'lumotlarni sinxron uzatish uchun tezliklar, signallar va interfeyslarni belgilaydigan standart.

MAX3664 va MAX3665 kuchaytirgichlari (5.21-rasm) fotodiodli datchikdan oqimni kuchlanishga aylantiradi, u kuchaytiriladi va differentsial signal sifatida chiqishga yuboriladi. Fotooqim kuchaytirgichidan tashqari, mikrosxemalar mavjud qayta aloqa fotodetektorning qorong'u oqimining qiymatiga bog'liq bo'lgan va juda past harorat va vaqt barqarorligiga ega bo'lgan doimiy komponentni qoplash uchun. Oddiy sxema MAX3665-ni yoqish rasmda ko'rsatilgan. 5.22. Ushbu kuchaytirgichlarning asosiy maqsadi elektr signalining amplitudasini tiklash va qayta ishlash uchun qayta tiklangan signalni uzatishdir.

MAX3675 (MAX3676) mikrosxemasi qabul qilingan ma'lumotlar oqimidan soatni tiklash va soatni amalga oshiradi. Funktsional diagramma MAX3676 rasmda ko'rsatilgan. 5.23. Ushbu qurilmalarda signalni qayta ishlash algoritmlari ancha murakkab. Signalni konvertatsiya qilish natijasida raqamli ma'lumotlar oqimining tiklanishi bilan birgalikda keyingi to'g'ri ishlov berish uchun zarur bo'lgan sinxronlash signali chiqariladi. Odatda MAX3676 ulanish sxemasi shaklda ko'rsatilgan. 5.24. MAX3676 fototok kuchaytirgichdan kelgan signalni qabul qiladi va bu signalni standart mantiqiy darajalarda differensial ma'lumotlar va soat signallariga o'zgartiradi. Shuni yodda tutish kerakki, ushbu konversiyalarning barchasi ketma-ket formatda juda yuqori tezlikda kelgan signallar bilan amalga oshiriladi.

5.21. MAX3665 fototok kuchaytirgichining funksional diagrammasi

5.22. MAX3665 ning odatiy kommutatsiya davri

5.23. MAX3676 ning funktsional diagrammasi

5.24. MAX3676 ning odatiy kommutatsiya davri

Qabul qilish natijasida hosil bo'lgan signallarni uzatish uchun standart interfeyslar MAXIM MAX3680 va MAX3681 seriyali-parallel konvertorlarni taklif qiladi. MAX3680 622 Mbit / s ketma-ket ma'lumotlar oqimini 8 bitli so'zlarda 78 Mbit / s ga o'zgartiradi. Ma'lumotlar va sinxronlash chiqishi TTL bilan mos keladi. Quvvat iste'moli - 3,3 V kuchlanish bilan 165 mVt. MAX 3681 ketma-ket ma'lumotlar oqimini (622 Mbit / s) 4 bitli so'zlarning 155 Mbit / s oqimiga o'zgartiradi. Uning differentsial ma'lumotlari va sinxronlash impulslari LVDS interfeysining past kuchlanishli differentsial signalini qo'llab-quvvatlaydi (5.25-rasm).

MAX3693 (5.26-rasm) to'rtta 155 Mbit / s LVDS ma'lumotlar oqimini 622 Mbit / s ketma-ket oqimga aylantiradi. Uzatish uchun zarur bo'lgan sinxronlash impulslari kuchlanish bilan boshqariladigan osilator, pastadir filtri kuchaytirgichi va faqat tashqi sinxronlash mos yozuvlarini talab qiladigan faza-chastota detektorini o'z ichiga olgan o'rnatilgan fazali qulflangan pastadir yordamida sintezlanadi. 3,3 V kuchlanish bilan quvvat iste'moli 215 mVtni tashkil qiladi. Seriyali ma'lumotlar chiqishlari standart differentsial musbat emitent bilan bog'langan mantiqiy signallardir.

MAX3669 lazer drayverining asosiy vazifasi (5.27-rasm) lazer diyotini to'g'ridan-to'g'ri modulyatsiya qilish uchun moyillik va modulyatsiya qiluvchi oqimlarni ta'minlashdir. Qo'shimcha moslashuvchanlik uchun differentsial kirishlar PECL ma'lumotlar oqimlarini, shuningdek, Vcc = 0,75 V da 320 mVp-p gacha bo'lgan differentsial kuchlanish o'zgarishlarini qabul qiladi va MODSET pin va tuproq o'rtasidagi rezistor modulyatsiya oqimini 5 dan 60 gacha sozlashi mumkin. mA. MAX3669 ni lazer moduliga ulash uchun odatiy simlar diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 5.28. Ma'lumotlar parallel 4-bitli kodda qabul qilinadi va MAX3693 tomonidan soat signallari yordamida ketma-ket ma'lumotlarga aylantiriladi. Ushbu konvertordan ketma-ket formatdagi signallar MAX3669 lazer drayveriga uzatiladi, u lazer diyotining emissiyasini nazorat qilish uchun kerakli parametrlarga ega modulyatsiya qiluvchi signalni hosil qiladi.

5.25. LVDS interfeysi yordamida optik qabul qilgichni ma'lumotlar shinasiga ulash

5.26. MAX3693 funktsional diagrammasi

5.27. MAX3669 Funktsional diagrammasi

MAXIM shuningdek, 2,5 Gbit / s unumdorlikka ega MAX38xx seriyali optik tolali IClarni chiqaradi. Masalan, MAX3865 avtomatik modulyatsiya lazer drayveri (5.29-rasm) quyidagi o'ziga xos xususiyatlarga ega:

Unipolyar 3,3 yoki 5 V kuchlanishli kuchlanish;

Iste'mol 68 mA

2,5 Gbit / s gacha (NRZ) unumdorlik bilan ishlash;

Yo'naltirilgan fikr-mulohaza;

Dasturlashtiriladigan moyillik va modulyatsiya oqimlari;

Tushgan / ko'tarilgan qirralarning davomiyligi 84 ps;

Modulyatsiya va egilish oqimlarining monitoringi;

Avariya detektori;

ESD himoyasi.

5.28. MAX3669 ning lazer moduliga odatiy ulanish diagrammasi

5.29. MAX3865 ning lazer moduliga odatiy ulanish diagrammasi

"SKEO" hammani qabul qiluvchi qurilmalar bilan ta'minlaydi mavjud turlari, umumiy modullar kompaniya omborida saqlanadi. SKEO optik modullari liniyasi aloqa tarmog'ining muhim joylarida o'rnatish uchun mo'ljallangan, modullar barqaror xususiyatlarga ega, bu seriya uchun kafolat 5 yil. Ushbu qabul qiluvchi qurilmalar sotuvchilar tomonidan taqdim etilgan qimmat modullarni almashtirishi mumkin.

SKEO optik modullarini tanlash foydalanish uchun maqbuldir standart tarmoqlar uskunalarning iqtisodiy samaradorligi yuqori baholanadigan aloqa operatorlari.

Optik qabul qiluvchilar (transmitter, transmitter - transmitter va qabul qiluvchi - qabul qiluvchi) telekommunikatsiya uskunalari uchun plagin modullari hisoblanadi. Optik qabul qiluvchining vazifasi elektr signalini optik signalga aylantirishdir.