TTS Moduł 12
| Plik:TTS M12 Slajd1.png | Cyfrowe łącze optyczne jest najważniejszym, elementarnym modułem współczesnego systemu telekomunikacyjnego na świecie. Wniosło ono do starych systemów telekomunikacyjnych trzy bardzo ważne cechy:
Tak więc łączem cyfrowym możemy z powodzeniem transmitować rozmowę, piosenkę, obraz, film, a także program komputerowy, bilans płatniczy firmy, itp. Znamy już narzędzia, z których można zbudować łącze optyczne. Czas poznać ich działanie. |
| Plik:TTS M12 Slajd2.png | Wykład, którego studiowanie zaczynamy jest długi i wprowadza nas w złożony świat łączy optycznych. Mam nadzieję, że będzie zrozumiały. Spis treści zawiera szereg ważnych tematów, które mogą być prezentowane w rozmaitej kolejności. Wydaje się, że najlepiej zacząć referowanie tematu na łączach analogowych, a skończyć na multipleksacji. Rozmiar wykładu każe nam opisywać bardzo krótko kolejne tematy, które wartą są osobnych wykładów. |
| Plik:TTS M12 Slajd3.png | Sygnał elektryczny może mieć formę sygnału analogowego bądź sygnału cyfrowego. Typowe sygnały analogowe to głosu z mikrofonu, obrazu z kamery video. Sygnały transmisji danych między komputerami są sygnałami cyfrowymi. Sygnały cyfrowe przyjmują kilka z możliwych wartości, sygnały binarne - jedną z dwu wartości ”1” lub ”0”.
Sygnał analogowy zamieniamy na cyfrowy przez:
Obie funkcje wykonuje przetwornik A/D. Wartość próbki zostaje zapisana binarnie przez m bitów a informacja o tej wartości zostaje podana cyfrowo. Analogową postać sygnału przywraca przetwornik D/A. Przebieg analogowy nie zostaje odtworzony wiernie, zmienia się zawartość wyższych harmonicznych. |
| Plik:TTS M12 Slajd4.png | Wszystkie sygnały można ostatecznie zapisać w formacie cyfrowym. Transmisja cyfrowa staje się uniwersalnym sposobem na przesyłanie: dźwięku, obrazu i danych cyfrowych. Popatrzmy jakie pasma transmisji są wymagane przy transmisji rozmaitych danych.
Transmisja rozmowy telefonicznej:
Audio-CD., popularny odtwarzacz:
Digital Audio Tape – DAT:
Systemy telewizji: NTSC/PAL:
System telewizji zgodny z CCIR 601:
High Definition Television Format – HDTV:
Wnioski: Porównanie pasma zajętego przez transmisję sygnału analogowego z pasmem zajętym przez sygnał cyfrowy odwzorowujący przebieg analogowy wskazuje na znaczne powiększenie warunków szerokopasmowości; |
| Plik:TTS M12 Slajd5.png | Sieci telekomunikacyjne tworzą rozległe, nieregularne struktury, wśród których można wyodrębnić charakterystyczne elementy:
Łącza optyczne są jednym z elementów sieci, która poza tym może wykorzystywać:
|
| Plik:TTS M12 Slajd6.png | Mimo rozwoju techniki transmisji cyfrowej, transmisja sygnałów w postaci analogowej jest ciągle istotnym elementem wielu systemów telekomunikacyjnych i radiolokacyjnych.
Prosty schemat takiego łącza pokazano na rysunku. Sygnał analogowy dostarczony do nadajnika kierowany jest przez wzmacniacz do lasera. Którego moc optyczna modulowana jest w takt tego sygnału. Po transmisji światłowodem sygnał dociera do fotodetektora i po wzmocnieniu wzmacniaczem pojawia się na wyjściu odbiornika. Sygnał wyjściowy powinien być możliwie wierną kopią wejściowego. Oczywiście struktura łącza analogowego może być nieco inna. Rozwiązania takie poznamy w dalszych segmentach wykładu. |
| Plik:TTS M12 Slajd7.png | Zasada działania łącza analogowego z modulacją bezpośrednią jeszcze raz pokazana została na rysunku. Proces modulacji oparty na zamianie modulacji prądu diody laserowej na generowaną przez nią moc optyczną odbywa się z pewną sprawnością. Decydującym parametrem jest nachylenie charakterystyki diody laserowej .
Proces konwersji mocy optycznej na prąd wyjściowy dokonujący się w odbiorniku optycznym dokonuje się także ze sprawnością określoną czułością detektora . W oparciu o te wielkości można proces modulacji i demodulacji ocenić z energetycznego punktu widzenia. |
| Plik:TTS M12 Slajd8.png | Zdefiniowane wzmocnienie nie zależy od poziomu mocy wyjściowej lasera i średniego prądu fotodetektora. Gdyby każdy elektron wstrzyknięty do obszaru aktywnego lasera generował jeden foton, i foton ten po dojściu do fotodetektora generował jedną parę dziura elektron, to wzmocnienie byłoby równe 1. Jednakże z wielu powodów jest mniejsze od jedności.
W typowych łączach analogowych z bezpośrednią modulacją mocy optycznej lasera półprzewodnikowego wzmocnienia są zwykle mniejsze od –20 dB. Transmisja sygnału łączem analogowym z bezpośrednią modulacją lasera połączona jest z istotnym zmniejszeniem mocy sygnału. W specjalnych typach laserów o dużym nachyleniu można uzyskać wzmocnienia większe od –10 dB. |
