Максимально достижимая крутизна усилителя TIA зависит от рабочей частоты. Чтобы гарантировать устойчивость и требуемую полосу пропускания коэффициент усиления может быть оптимизирован только в пределах узкого диапазона. При маломощном оптическом сигнале это ограничение может сделать выходной сигнал усилителя недостаточным для дальнейшей обработки. Чтобы усиливать небольшие напряжения в диапазоне 1 ÷ 2 mV, после усилителя TIA ставят еще один усилитель, который в большинстве случаев является усилителем-ограничителем (LA). В этот усилитель также включен индикатор малого сигнала, который предупреждает, когда поступающий сигнал падает ниже определенного пользователем порога, устанавливаемого извне. Чтобы при сигнале близком к порогу флаг индикатора не менял свое значение, компаратор выполняется с гистерезисом.
Сигнал с фотодетектора поступает на усилитель напряжения, управляемый током (transimpedance amplifier - TIA). Асимметричное напряжение, полученное в TIA, усиливается и преобразовывается в дифференциальный сигнал, необходимый для работы последующих каскадов. TIA должен обеспечивать как высокую перегрузочную способность, так и высокую входную чувствительность (большой динамический диапазон). Оптические сигналы могут быть ослаблены из - за старения передатчика или длинного канала связи. Поэтому для увеличения чувствительности TIA до минимума должен быть уменьшен собственный шум. С другой стороны, высокая перегрузочная способность требуется, чтобы избежать разрядных ошибок, связанных с искажениями от сильных оптических сигналов.
P-I-N - фотодиод (PIN) или лавинный фотодиод (APD) получают световой поток сигнала и путем модуляции удельной электропроводности или изменением потенциала дают возможность конвертировать полученный световой сигнал в электрический. PIN фотодиод относительно дешевый прибор и работает с тем же самым напряжением питания, что и все электронное устройство. Однако его чувствительность намного меньше, чем у лавинного фотодиода. Поэтому расстояние между передатчиком и приемником на основе APD может быть увеличено. Конечно, все это не бесплатно - APD фотодиоды требуют (в зависимости от типа) питающее напряжение от 30 до 100 Вольт. К тому же APD создает большие шумы, стоит дороже, чем PIN - фотодиод и требует охлаждения.
Рис. 1. .Электронно-оптический приемопередатчик
Оптические приемники обнаруживают сигналы, передаваемые по волоконно - оптическому кабелю и преобразовывают его в электрические сигналы, которые затем усиливают и далее восстанавливают их форму, а также синхросигналы. В зависимости от скорости передачи и системной специфики устройства, поток данных может быть преобразован из последовательного вида в параллельный. На рис. 1 представлено преобразование, передача и приём сигнала приемопередатчиком в последовательном или параллельном виде, а также формирование синхросигнала.
Оптические приемники
Рассмотрим работу приемопередатчиков в оптической системе передач с разделением времени TDM.
Новые методы мультиплексного разделения длины волны (WDM) или спектральное уплотнение дают возможность увеличить плотность передачи данных. Для этого многочисленные мультиплексные потоки информации посылаются по одному оптоволоконному каналу с использованием передачи каждого потока на разных длинах волны. Электронные компоненты в WDM-приемнике и передатчике отличаются по сравнению с теми, которые используются в системе с временным разделением.
Скорость передачи байт/сек
Широко используемый в технике передач мультиплексор с разделением времени (TDM) (устройство, разделяющее время доступа к скоростному каналу между подключенными к мультиплексору низкоскоростными линиями), позволяет увеличить скорость передачи до 10 Гб/сек. Современные быстродействующие волоконно - оптические системы предлагают следующие стандарты скорости передач.
Волоконно - оптические приемопередатчики
Чтобы передать данные через оптические каналы, сигналы должны быть преобразованы из электрического вида в оптический, переданы по линии связи и, затем в приемнике преобразованы обратно в электрический вид. Эти преобразования происходят в устройстве приемопередатчика, который содержат электронные блоки наряду с оптическими компонентами.
Фирмы производители сетевого оборудования поставляют на рынок новые, с улучшенными параметрами изделия. Но потребность в приборах с большей производительностью передачи данных всё возрастает. Скорость передачи данных по медным проводам подошла к своему пределу, и дальнейшее увеличение происходит за счет оптоволоконных кабелей. Физическая природа оптоволоконных кабелей позволяет существенно расширить диапазон скорости передачи данных. Возможности оптоволоконных линий используются как в локальных сетях, так и в обширных сетях передачи данных между странами. Ожидается дальнейшее расширение этих сетей для удовлетворения потребительских запросов в высокоскоростной и высококачественной передаче информации.
В связи с этим стремительно развивается инфраструктура коммуникаций, по которым передаются данные. В подтверждение этим словам можно привести следующие цифры - за период с 1993 по 1998 год число страниц в Интернете увеличилось с 50 штук до 50 миллионов. За три года, с 1998 по 2001 год, число пользователей, подключенных к Сети, увеличилось со 143 до 700 миллионов человек. Рост компьютерного парка и увеличение мощности процессоров персональных компьютеров создало спрос на большие объемы передачи данных как по Интернету, так и по традиционным линиям связи: видеофон, телефон, услуги факса. Набор микросхем, выпускаемый фирмой MAXIM для приемника/передатчика, поддерживающих вышесказанные требования, позволяет проводить оптические / электрические преобразования в SDH / SONET оптических системах передачи. SDH - европейский стандарт на волоконно - оптические средства для скоростной передачи данных. SONET - стандарт, определяющий скорости, сигналы и интерфейсы для синхронной передачи данных при скорости более одного гигабита / сек. по волоконно - оптической сети.
Новейшие технологии превращают информацию в реальную экономическую силу
Журнал «Chip News» 4 2002 г. А. Шитиков
Оптоволоконные линии и связьРаздел:
Оптоволоконные линии и связь
ЛитератураКаталогиДокументация
Оптоволоконные линии и связь | Статьи по электронике
Комментариев нет:
Отправить комментарий