Требования к цифровому сигналу световодной системы передачи.

В сетях связи для линейного тракта источником цифрового сиг­нала является стык и существуют рекомендации МККТТ на параметры цифрового сигнала на входе и выходе линейного тракта, не зависящие от среды передачи, другими словами среда передачи линейного тракта не должна влиять на ранее выработанные общие требования к обору­дование временного объединения цифровых сигналов и стыка.

Оптическое волокно как среда передачи сигнала, а также оптоэлектронные компоненты фотоприемника и оптического передатчика накладывают ограничивающие требования на свойства цифрового сиг­нала, поступающего в линейный тракт, поэтому между оборудованием стыка и линейным трактом ВОСС помещают преобразователь кода. Выбор кода световодной системы передачи - сложная и чрезвычайно важная проблема. Код в линии – соответствие между передаваемой двоичной информацией и цифровым сигналом, модулирующим оптический передат­чик. На выбор кода влияет, во-первых, нелинейность модуляционной характеристики и температурная зависимость излучаемой оптической мощности лазера, которые приводят к необходимости использования двухуровневых кодов, во-вторых, вид энергетического спектра, который должен иметь минимальное содержание низкочастотных и вы­сокочастотных компонент. Энергетический спектр содержит непрерыв­ную и дискретную части. Непрерывная часть энергетического спектра цифрового сигнала зависит от информационного содержания и типа кода; желательно иметь низкочастотную составляющую непрерывной части энергетического спектра подавленной. Это необходимо для того, чтобы цифровой сигнал не искажался в усилителе переменного тока фотоприемника, в противном случае для реализации оптимального приема перед решающим устройством регенератора необходимо вводить дополнитель­ное устройство; предназначенное для восстановления низкочастотной составляющей, что усложняет оборудование линейного тракта.

Существует и еще одна причина уменьшения низкочастотной сос­тавляющей. Оптическая мощность, излучаемая полупроводниковым лазером, зависит от окружающей температуры и может быть легко стабилизирована посредством отрицательной обратной связи по сред­нему значению излучаемой мощности только в том случае, когда отсут­ствует низкочастотная часть спектра, изменяющаяся во времени, иначе в цепь отрицательной обратной связи приходится вводить специальные устройства, компенсирующие эти изменения. Это также приводит к усло­жнению схемы оптического передатчика.

В-третьих, для выбора кода существенно-высокого содержания ин­формации о тактовом синхросигнале в линейном сигнале. В приемнике эта информация используется для восстановления фазы и частоты хронирующего колебания, необходимого для управления принятием решения в пороговом устройстве. Осуществить синхронизацию тем проще, чем боль­ше число переходов уровня в цифровом сигнале, т.е. чем больше переходов вида 10 или 01.В наилучшем случае с точки зрения вос­становления тактовой частоты и простоты реализации схемы выделения хронирующей информации энергетический спектр цифрового сигнала дол­жен иметь дискретную составляющую на тактовой частоте. В-четвертых, код не должен налагать каких-либо ограничений на передаваемое сообщение и обеспечивать однозначную передачу любой последовательности двоичных единиц и нулей. В-пятых, код должен обеспечивать возможность обнаружения и ис­правления ошибок. Основной величиной, характеризующей качество связи, является частость появления ошибок или коэффициент ошибок, опреде­ляемый отношением среднего количества неправильно принятых посылок к их общему числу. Контроль качества связи необходимо производить, не прерывая работу линии, регистрируя частость появления ошибок.

Это требование предполагает использование кода, обладающего избы­точностью, тогда достаточно фиксировать нарушение правила формирования кода, чтобы контролировать качество связи.

Кроме вышеперечисленных требований, на выбор кода оказывает влияние простота реализации, низкое потребление электроэнергии и малая стоимость оборудования линейного тракта. Вид кода зачастую определяет сложность реализации кодера и декодера, оптического пе­редатчика и фотоприемника, устройств обработки сигналов и контроля ошибок. Например, желательно, чтобы переходы уровней в цифровом сиг­нале следовали разреженно. Это снижает требование к быстродействию элементов цифровых узлов аппаратуры и повышает устойчивость их работы. Особо следует подчеркнуть влияние кода на реализацию регенератора, устанавливаемого на НРП. Электропитание НРП обычно подво­дится по дополнительному проводу, либо применяется автономный ис­точник. В связи с этим необходимо обеспечить минимальное потребле­ние электроэнергии регенератором и устройством контроля НРТ.

Рассмотрим некоторые способы улучшения свойств цифрового би­нарного сигнал.