Многоканальная волоконно-оптическая система передачи информации

Многоканальная волоконно-оптическая система передачи информации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к волоконно-оптическим системам передачи информаци и м.б. использовано в телеметрии, телевидении и технике связи. Цель изобретения - повышение быстродействия и энергоэкономичности системы передачи информации. Система содержит передающий блок 1, многоволоконный оптический кабель 2, фотоприемную линейку 3, электрооптический кристалл 4 ниобата лития, матрицу 5 интерферометров, полупроводниковый лазер 6, входной световод 7 T<SB POS="POST">I</SB>L<SB POS="POST">I</SB>NBO<SB POS="POST">3</SB>, элемент связи 8 на монокристалле кремния с V-образными канавками, выходные световоды 9 T<SB POS="POST">I</SB>L<SB POS="POST">I</SB>NBO<SB POS="POST">3</SB>, электрические входы 10 системы, формирователь 11 уровня входного сигнала, управляющие электроды 12, выходной Y-сумматор 13, р-каскадный Y-разветвитель 14, электрические выходы 15 системы, фотодиод 16, видеоусилитель 17, формирователь 18 выходного сигнала, входной Y-разветвитель 19, приемный блок 20, световоды 21, 22 интерферометра. Геометрия интерферометра и электродов управления выбрана, исходя из обеспечения фазового сдвига на φ радиан в световодах интерферометра. Требуемый размер электродов обеспечивает постоянную времени системы Τ ъ 1 нс, а это обеспечивает скорость переключения /производительность канала/ до F= 1 ГГц. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 Н 04 В 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3!

77

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 42 19594/24-09 (22) 31.03.87 (46) 30.05.89. Бюл. V 20 (72) С.С.Каринский, Н.Б.Багликов, В.Е.Голубков и А.В.Ноткин (53) 621.391.63(088.8) (56) Казане А. и др. Оптика и связь.

Оптическая передача и обработка, информации. Пер. с фр.. M.: Мир, 1984, с. 413.

Разработка экспериментального образца 1 (KIIH и исследования его характеристик: Отчет п/я M-5075 по HHP

"Солитон", 1985, t> Х-85947 с. 24.

„„SU„„ l 483655 А 1 (54) ИНОГОКАНА11ЬНАЯ В(ИОКОННО--011 111ЧЕСКАЯ СИСТЕМЫ ПЕ1 ЕДАЧ!1 ПНФО1 iAiII È (57) Изобретение относится к волоконно-оптическим системам передачи информации и м.б. использовано в теле метрии, телевидении и технике связи.

Цель изобретения — повыыение быстродействия и энергоэкономичности системы передачи информации. Сйстема содержит передающий блок 1, многоволоконный оптический кабель 2, фотоприемную линейку 3, электрооптический кристалл 4 ниобата лития, матрицу 5 интерферометров, полупроводниковый ла-, 148365 зер 6, входной снеroaog 7 TiLiNB0, элемент 8 связи на мококристалле кремния с V-образными канавками, выходные световоды 9 TiI.iNBO электрические входы 10 системы, формирователь 11 уровня входного сигнала, управляющие электроды 12, выходной Y-сумматор 13 р-каскадный Y-разветвитель 14, электрические выходы 15 системы, фотодиод

16, видеоусилитель 17, формирователь

18 выходного сигнала, входной Y-разветвитель 19, приемный блок 20, све5 товоды 21,22 интерферометра, Геометрия интерферометра и электродов управления выбрана исходя из обеспечения

Фазового сдвига ка lt радиан в световодах интерферометра. Требуемый раз мер электродов обеспечивает постоянную времени системы 1 нс, а это обеспечивает скорость переключения (производительность канала) до 0=1 ГГц.

1 ил.

Изобретение относится к волоконнооптическим системам передачи информации и может быть использовано в телеметрии, телевидении и технике связи.

Цель изобретения — повышение быст/ родействия и энергоэкономичности системы передачи информации.

На чертеже представлена структурная схема многоканальной волоконкооптической системы передачи информации (ВОС11И), Многоканальная ВОСПИ содержит передающий блок 1, многоволоконный.оптический кабель 2, фотоприемную линейку 3, электрооптический кристалл 4, матрицу 5 интерферометров, полупроводниковый лазер 6, входной световод

7 TiLiNB0, элемент 8 связи на монокристалле кремния с V-образными канавками, выходные световоды 9 TiLiNB03 электрические входы 10 многоканальной.

ВОСПИ, формирователь 11 уровня входного сигнала, управляющие электроды 12, выходной Y-сумматор 13, р-каскадный У-разветвитель 1.4, электрические выходы 15 многоканальной ВОСПИ, фотодиот1 16, видеоусилитель 17, формирователь 18 выходного сигнала, входной Y-разветвитель 19„ приемный блок 20, светоноды 21 и 22 интерферо.метра.

Устройство работает следующим образом.

Передаваемая информация подается на электрические входы 10 формирова елей 11. После подключения ВОСПИ к источнику э: ектропитакия излучекие

Д .полупроводникового лазера 6 передающего блока 1 через входной световод 7 поступает на р-каскадный Y-разветвитель 14 электрооптического кристалла 4, равномерно распределяется на N.каналов и далее входит в матрицу 5.

Входной У-разветвитель..19 интерферо,метра делит свет на два эквивалентных пучка, которые распространяются по световодам 21 и 22 соответственно.

При подаче напряжения на управляющие электроды 12 можно изменять эффективные оптические пути пучков в зависимости от поступающей информации с формирователей 11. В отсутствие приложенного напряжения разделенные пучки объединяются в выходном сумматоре 13 интерферометра и образуют моду наинизшего порядка. При приложении напряжения к управляющим электродам

12 до достижения разности. Фаз Т радиан пучков света в световодах 21 и 22 интерферометра результирующее оптическое поле при объединении пучков имеет нулевое значение в центре выходного световода, что соответствует моде первого порядка (m=1). Поскольку в качестве выходного световода используется также одномодовый световод, то мода первого порядка отсекается и быстро затухает за счет излучения в толщу кристалла. Таким образом, интерферометр переводится из пропускающего в непропускающее состояние за счет подачи электрического напряжения на электроды управления.

1483655 6

Формул а изобретения

Величина фазового сдвига в свето .водах пнтерферометра определяется по формуле

Т1 Uj пз

) з1 1 9

5 где g f — значение фазового сдвига в каналах интерферометра;

1 — длина интерферометра (электродов управления);

n — показатель преломления 1. ИВ( в отсутствие электрического поля;

r — компонента электрооптическоj го тензора, соответствующая выбранной ориентации электрооптического кристалла и электрического поля;

d — глубина cBpTQBGäà, U. — величина нанряжспия прило1 женного к электродам управления.

Геометрия интерферометра и электродов управления выбрана исходя из 25 обеспечения Аазового сдвш а на l(радиан в световодах интерферометра, что и дает возможность использовать интерферометр в качестве ключа. Анализ структуры показывает, что требуе-, 0 мый размер электродов обеспечивает постоянную времени системы С 1 нс, а это обеспечивает скорость переключения (производительность канала) до F=1 ГГц.

Промодулированное световое излучение по выходному световоду 9 поступает на торец электрооптического кристалла 4 и вводится в световод многоволоконного оптического кабеля 2 с помощью элемента 8, по которому достигает фотоприемной линейки 3. Фотодиод 16 приемного блока 20 преобра-зует световую энергию в электрический сигнал, который усиливается ви- . деоусилителем 17 с системой АГУ," обеспечивающей компенсацию влияния изменения затухания оптического сигнала в линии на электрический сигнал на

50 выходе видеоусилителя 17. В формирователе 18 параметры электрического сигнала доводятся до полного соответствия параметрам сигнала, посту- пающего на электрические входы 10

ВОСПИ, и выводятся из BOCIIH с элект-, 55 рических выходов 15.

Многоканальная волоконно-оптическая система передачи инАормации, содержащая многоволоконный оптический кабель, состоящий из волоконных световодов, N-канальный передающий блок с И Аормирователями входного сигнала, И-канальную Аотоприемную линейку, состоящую из N приемных блоков, выходы которых являются выходом системы передачи информации, где каждый из И приемных блоков содержит последовательно соединенные Аотодиод, видеоусилитель и Аормирователь выходного сигнала, выход которого является выходом приемного блока, причем многово.".н;,.:::,:...л:час.пй кабель оптически перазь=:мно соединен с И-канальным передающим блоком с одной стороны и с N фотоприемниками N-канальной Аотоприемной линейки с другой, а входы N формирователей входного сигнала являютс .я зле! тричесеими Входами мнОГО канальной ;о окопно-оптической системы передачи инАормации, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью по- :-..зе «ия быстродействия и энергоэкономичности, передающее устройство содержит полупроводниковый лазер, оптически сопряженный с поверхностью электрооптического кристалла ниобата лития и элемента связи из монокристалла кремния с N V-образными канавками, являющимися выходами N-канального передающего блока, причем на поверхности оптического кристалла ниобата лития расположены входной световод Т11.ЖВО, подсоединенный к полупроводниковому лазеру, р-каскадный Y-разветвитель, где р=1оВ Х, матрица интерферометров, Х выходных световодов ТЖ1ИВ0з, где матрица интерферометров, подключенная через р-каскадный У-разветвитель к входному световоду, содержит N интерАерометров, состоящих из входного Y-разветвителя, соединенного через два световода интерферометра с выходным сумматором, и управляющие электроды, подключающие N формирователей входного сигнала к световодам интерферометра, причем выход Y сумматора ин- .. терферометра подключен к элементу связи из монокристалла кремния с N

V-образными канавками,