АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПРИЁМА И ДЕТЕКТИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ

ANALYSIS OF SIGNAL RECEPTION AND DETECTION METHODS

Evgenia Melikshayeva

student, Department of Media technology, Don state technical university,

Russia, Rostov-on-Don

Ekaterina Pristavka

student, Department of Media technology, Don state technical university,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

Принципы построения и схемное исполнение конструктивных элементов, обеспечивающих детектирование информационного светового потока, определяются видом модуляции оптического излучения и его характеристиками.

ABSTRACT

The principles of construction and circuit design of structural elements that ensure the detection of information light flux are determined by the type of modulation of optical radiation and its characteristics.

Ключевые слова: детектирование сигналов, модуляция, демодуляция.

Keywords: signal detection, modulation, demodulation.

Рассмотрим методы демодуляции более подробно [1, 4, 5]. В процессе детектирования оптический сигнал, модулированный по амплитуде, интенсивности, частоте, фазе, поляризации или кривизне его волнового фронта преобразуется таким образом, что на выходе детектора появляется восстановленный информационный сигнал. В детекторной системе по видеочастоте используются прямой или гомодинный методы детектирования, в которых спектр модулирующего сигнала сдвигается с диапазона несущей в область видеочастоты.

Метод частотного преобразования характеризуется тем, что спектр информационного сигнала из области оптической несущей переносится в область более низких частот с помощью оптического гетеродинного приемника.

В методе детектирования с параметрическим преобразованием один тип модуляции, несущей преобразуется в другой, а в процессе непосредственного детектирования используется преобразованный параметр

Несмотря на конкретные особенности каждого из методов детектирования все схемы устройств приёма модулированного оптического излучения сводятся к следующим видам схем: схема приёмного устройства прямого детектирования, схема гетеродинного приёмника и схема гомодинного приёмника.

В настоящее время в современных оптических модуляторах наиболее широкое применение нашла импульсная модуляция на передающей стороне, а на приемной стороне используется прямое детектирование или гетеродирование сигнала [1-3, 5]. Основные преимущества гетеродинного метода детектирования: относительная легкость усиления на промежуточной частоте; возможность подавить тепловые и дробовые шумы. Это даёт возможность увеличить отношение сигнал-шум. Для гетеродинной системы оно примерно в 8 раз выше, чем для системы прямого детектирования.

Несоответствие оптических частот принимаемого сигнала и оптического гетеродина (LO) приводит к дополнительным искажениям детектируемого сигнала. Данное ограничение требует использования дополнительной электронной коррекции или введения цепи управления оптическим гетеродином. Сейчас изобретены и используются методы построения оптических приемников с прямым и когерентным детектированием. Это сделано с учетом возможностей по синхронизации оптических частот передатчиков и приёмников, компенсации хроматической и поляризационной дисперсии и устранения дрожания фазы.

Благодаря более высокой чувствительности, гомодинный метод приёма оптического излучения используется чаще остальных. Но, несмотря на его преймущества, гомодинный приём требует использования более стабильных квантовых генераторов и системы автоподстройки частоты.  Также, гомодинный метод приёма даёт возможность использовать фазовые методы многопозиционной модуляции (DPSK, QPSK, 8PSK, 16PSK) и многоуровневые методы модуляции интенсивности (16QAM, 64QAM, 256QAM). Это обеспечивает возможность реализовывать передачу оптических сигналов с управляемой полосой частот и увеличивать скорость передачи информации в ВОЛС.

Однако, необходимо отметить недостаток систем с гетеродинным приёмом оптического излучения, обусловливающий неэффективное использование на приемной стороне суммарной энергии оптической, несущей информационного светового потока и энергии опорной волны. Даже в идеальном случае, при безупречном коллимировании опорного и сигнального световых потоков, их полной когерентности и равенстве амплитуд интерферирующих полей, на детектируемую информационную составляющую оптического излучения будет приходиться не более четвертой части энергии суммарного поля в плоскости интерференции.

Это обусловливает актуальность решения задачи разработки принципиально новых, существенно более эффективных методов детектирования оптического излучения на основе использования новых конструктивных элементов и новых технических решений при построении волоконно-оптических систем передачи.

Список литературы:

1. Шарварко В.Г. Волоконно-оптические линии связи: учебное пособие / В. Г. Шарварко – Таганрог : ТРТУ, 2006. – 170 с.
2. Гауэр Дж. Оптические системы связи: пер. с англ. под редакцией А.И. Ларкина – Москва : Радио и связь, 1989. – 504 с.