Оптикалық байланыста интенсивтік модуляция және тікелей анықтау әдістері
Intensity modulation
Оптикалық байланыста интенсивтілік модуляциясы – сигналды оптикалық қуатты өзгерту арқылы беру әдісі. Тікелей және гетеродиндік анықтау мүмкіндіктері қарастырылады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Оптикалық байланыс саласында интенсивтілік модуляциясы (IM) – модуляцияның бір түрі, онда сигналды модуляциялайтын шаманың белгілі бір қасиеттеріне сәйкес, көздің оптикалық қуаты өзгереді. Модуляцияланған оптикалық сигналдың қабығы, сигналды модуляциялайтын шаманың аналогы болып табылады, себебі қабықтың кез келген сәттегі қуаты, сигналды модуляциялайтын шаманың қызығушылық тудыратын қасиетінің аналогы болып табылады. Модуляцияланған сигналды қалпына келтіру әдетте тікелей анықтау арқылы жүзеге асырылады, гетеродиндік анықтау емес. Дегенмен, оптикалық гетеродиндік анықтау мүмкін және 1979 жылдан бері белсенді түрде зерттеледі. Белл зертханалары 1969 жылы жұмыс істейтін, бірақ іс жүзінде қолдануға қолайсыз жүйеге ие болды. Гетеродиндік және гомодиндік жүйелерге қызығушылық таныту себебі, олардың сезімталдықты 20 дБ-ға дейін арттыруға мүмкіндігі бар, бұл мысалы, аралдар арасындағы қашықтықты ұзартуға ықпал етеді. Мұндай жүйелердің оптикалық жиіліктік бөлу мультиплексілеу (OFDM) жүйелерінде арналардың өте тар аралықта орналасуының маңызды артықшылығы бар. OFDM – толқын ұзындығы бойынша бөлу мультиплексілеуінен (WDM) бір қадам жоғары. Тікелей анықтауды қолданатын қалыпты WDM, радиожиіліктік FDM-нің арналардың тығыз арақашықтығына ұқсас нәтижелерге қол жеткізе алмайды.
In optical communications, intensity modulation (IM) is a form of modulation in which the optical power output of a source is varied in accordance with some characteristic of the modulating signal. The envelope of the modulated optical signal is an analog of the modulating signal in the sense that the instantaneous power of the envelope is an analog of the characteristic of interest in the modulating signal. The recovery of the modulating signal is typically achieved by direct detection, not heterodyning. However, optical heterodyne detection is possible and has been actively studied since 1979. Bell Laboratories had a working, but impractical, system in 1969. Heterodyne and homodyne systems are of interest because they are expected to produce an increase in sensitivity of up to 20 dB allowing longer hops between islands for instance. Such systems also have the important advantage of very narrow channel spacing in optical frequency division multiplexing (OFDM) systems. OFDM is a step beyond wavelength division multiplexing (WDM). Normal WDM using direct detection does not achieve anything like the close channel spacing of radio frequency FDM.
Тікелей анықтаумен интенсивтілікті модуляциялау
Интенсивті модуляция / тікелей анықтау (IM/DD) – талшықты-оптикалық байланыста қарапайым және тиімді схема болып табылады, осының арқасында түрлі оптикалық байланыс салаларында қолдануға ыңғайлы. Ол берілетін деректерді көрсету үшін тасымалдағыш сигналдың оптикалық қуатын модуляциялауды қамтиды. Бұл модуляцияны, мысалы, қосу-өшіру кілті (OOK) сияқты әдістерді пайдалану арқылы жүзеге асыруға болады. Интенсивті модуляцияланған оптикалық сигнал, жарық көзінің амплитудасын немесе тогын модуляциялау арқылы жасалады, әдетте, Фабри-Перо немесе таратылған кері байланыс (DFB) сияқты бір немесе екі резонаторлық құрылымы бар лазерлік диод арқылы. Қабылдаушы жағында модуляцияланған сигналды қалпына келтіру үшін тікелей анықтау (DD) қолданылады. Модуляцияланған оптикалық сигналды фотодетектор (көбінесе PIN немесе APD фотодиоды) анықтайды, ол оптикалық қуаттың өзгеруін тиісті электр тогының немесе кернеудің өзгеруіне түрлендіреді. Фотодетектордың шығысы бастапқы ақпаратты алу үшін өңделіп, декодталады.
Intensity Modulation / Direct Detection (IM/DD) is a scheme is simple and cost effective in fiber optic communication, making it a suitable for various optical communication applications. It involves modulating the optical power of the carrier signal to represent the transmitted data. This modulation can be achieved using techniques, such as on off keying (OOK). The intensity modulated optical signal is generated by modulating the amplitude or the current of the light source, typically a laser diode with one or two cavity designs such as Fabry Perot or distributed feedback (DFB). At the receiver end, direct detection (DD) is used to recover the modulated signal. The modulated optical signal is detected by a photodetector (most commonly PIN or APD photodiode), which converts the optical power variations into corresponding electrical current or voltage variations. The output of the photodetector is then processed and decoded to retrieve the original information.