Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Прямая (непосредственная) модуляция



МОДУЛЯЦИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ

 

Сигналы, поступающие от источников сообщений (микрофона, телевизионной камеры, датчика телеметрии и других), как правило, не могут быть непосредственно переданы по каналу радиодиапазона или оптического диапазона частот. Чтобы осуществить эффективную передачу сигналов в какой-либо среде (атмосфере или стекловолокне), необходимо перенести спектр сигналов из низкочастотной области в область достаточно высоких частот.

Для передачи информации по оптическому волокну необходимо изменение параметров оптической несущей в зависимости от изменений исходного сигнала. Этот процесс называется модуляцией.

Процедура переноса спектра из низких частот в область высоких частот называется модуляцией.

Модуляция излучения – это изменение параметров оптической несущей по закону информационного колебания.

Обратная процедура получила название демодуляции.

Модуляция в оптических системах с одноканальной и многоволновой передачей должна удовлетворять ряду требований:

  • при модуляции должен создаваться компактный спектр сигнала, спектральная эффективность должна приближаться к величине 0.4-0.5 бит/с/Гц (например, полоса 100ГГц при скорости 40Гбит/с);
  • модулированный сигнал должен быть максимально устойчив к нелинейным эффектам;
  • модулированный сигнал должен быть устойчивым к дисперсионным и нелинейным искажениям в волоконно-оптической линии и устройствах компенсации дисперсии и оптического усиления;
  • конфигурация оптического передатчика и приемника должны быть достаточно простыми.

В ВОСП используют прямую(непосредственную) и внешнюю модуляцию электромагнитных излучений оптического диапазона.

В технике оптических систем передачи этим требованиям соответствуют в определенной степени внешняя ипрямая модуляция электромагнитных излучений оптического диапазона.

 

Прямая (непосредственная) модуляция

 

Наиболее простым с точки зрения реализации видом модуляции является прямая модуляция оптической несущей по интенсивности на основе полупроводникового источника излучения. Интенсивность излучения – средняя мощность, переносимая волной за одну секунду через волновую поверхность площадью один квадратный метр.

Выходное излучение полупроводникового светодиода или лазера можно непосредственно модулировать изменением характеристик активного слоя (тока накачки/инжекции, объема резонатора лазера) так, чтобы получить модуляцию мощности излучения. Чаще всего при прямой модуляции изменяется выходная мощность за счет изменения величины силы тока накачки/инжекции, в зависимости от изменений информационного сигнала.

 

Рисунок 3.1 - Принцип прямой модуляции

 

Если в качестве модулирующего сигнала используется электрический цифровой сигнал, то на выходе источника формируется оптический сигнал с двумя дискретными значениями мощности Pmax и Pmin.

Pmax – соответствует "1" информационного сигнала.

Pmin – соответствует "0" информационного сигнала.

При модуляции интенсивности выбирается линейный участок ватт-амперной характеристики излучателя.

Сигнал на выходе источника определяется выражением:

 

(3.1)

 

где Ро – постоянная мощность излучения, соответствующая току смещения

m – параметр глубины модуляции

 

(3.2)

S(t) - модулирующий сигнал.

 

 
 

 


   
 
 
 
 
 

 

 


Рисунок 3.2 – Модуляция цифровым сигналом мощности источника излучения

 

Достижимой является величина параметра глубины модуляции m до 0,9 (90%), однако при этом начинают проявляться нелинейные искажения. Нелинейные искажения приводят при модуляции к искажению формы сигнала и изменению его спектра. В спектре кроме частоты основного сигнала ω, появляется также вторая и третья гармоники с частотами 2ω и 3ω. В спектре после демодуляции кроме 2ω и 3ω, появляется комбинационные продукты, которые полностью перекрывают полезный сигнал, и если амплитуда такой помехи будет соизмерима с амплитудой сигнала, то выделить такой сигнал крайне сложно. Поэтому на искажения введены показатели для оценки нелинейности: затухание нелинейности по второй и третьей гармоникам

(3.3)

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.