Лекция 11.
Приемные оптоэлектронные модули
1. Структурная схема приемного оптоэлектронного модуля
Приемный оптический модуль ПрОМ (рис. 8.1) предназначен для преобразования линейного оптического сигнала в электрический (блок фотоприемника ФПр), восстановления и поддержания определенных параметров, регенерации передаваемого информационного сигнала. На вход ФПр поступает линейный оптический сигнал, который преобразуется лавинным фотодиодом (или pin - диодом) в электрический. Формирователь напряжения смещения ФНС фотодиода поддерживает необходимый режим его работы при изменении мощности входного оптического сигнала и температуры окружающей среды. Далее электрический сигнал усиливается малошумящим усилителем фототока Мус и подается на аттенюатор Атт системы автоматического регулирования, который осуществляет необходимое изменение коэффициента передачи тракта «оптическое волокно - ПрОМ».
Рис. 8.1. Приемный оптический модуль (ПрОМ)
Промежуточный усилитель ПУс, включаемый после аттенюатора, обеспечивает основное (внутреннее) усиление ПрОМ, а корректор Кор осуществляет коррекцию линейных искажений сигналов электрической части тракта, обеспечивая подавление «флуктуационных» помех. Роль корректора часто выполняет фильтр нижних частот с частотой среза, равной тактовой частоте сигнала. Оконечный усилитель ОУс обеспечивает расчетную электрическую мощность на выходе ПрОМ (при передаче сигнала на регенератор Р через точку решения регенератора ТРР).
С выхода ОУс сигнал информации поступает также в систему автоматического регулирования, которая состоит из пикового детектора ПД и регулирующего усилителя РУс. Детектированный сигнал сглаживается (интегрируется), усиливается усилителем РУс и подается на аттенюатор Атт, посредством которого и поддерживается постоянный уровень сигнала на выходе ОУс. Одновременно, с выхода РУс сигнал (с некоторым опережением) поступает на формирователь напряжения смещения ФНС фотодиода приемного блока ФПр, что необходимо для компенсации изменений его режима работы вследствие колебаний температуры окружающей среды.
ПрОМ, как и передающий модуль [ ], «обеспечивается контрольными устройствами, выполняющими функции мониторинга. Если сигналы технического обслуживания на передаче вводились в линейный тракт, то перед регенератором устанавливается устройство разделения сервисного и информационного сигналов. При этом низкочастотный информационный сигнал поступает в систему управления, а высокочастотный информационный сигнал - на регенератор». Приемные устройства современных ВОЛС могут быть построены с использованием схем оптических приемных модулей двух типов — модуля с подключением фотодетектора к усилителю (так называемая схема «прямой линии») и модуля с «трансимпедансным» усилителем, в котором осуществляется обра-
тная связь через сопротивление Rос. При использовании лавинного фотодиода в качестве фотодетектора можно изменять подаваемое на него напряжение обратного смещения и таким путем регулировать коэффициент лавинного умножения (усиления) фотодиода. Это позволяет существенно paсширять динамический диапазон приемного модуля, но требует наличия в модуле блока автоматической регулировки усиления (АРУ). В блоке АРУ получаемое напряжение должно сравниваться с напряжением опорного сигнала, определяющего амплитудное значение выходного сигнала модуля. Напряжение рассогласования должно поступать на схему, управляющую одновременно коэффициентами усиления лавинного фотодиода и усилителя. В случае применения p-i-n-диода в качестве фотодетектора, электронная схема предварительного усилителя упрощается, но динамический диапазон ПрОМ получается значительно меньшим, чем при использовании лавинного фотодиода с блоком АРУ.