Волоконно-оптические сети и линии связи

ПАВ-модули выделения тактового сигнала могут с успехом применяться в различных системах и средствах связи. Один из примеров их применения - цифровые схемы регенератора для волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), работающих в стандарте ATM (Asynschronous Transfer Mode) / SONET (Synchronous Optical Network) / SDH (Synchronous Digital Hierarchy), как это показано на рис. 11.

Рисунок 11. Блок-схема регенератора для ВОЛС в стандарте ATM

Коэффициент ошибок "по элементам" BER (Bit-Error-Rate) в каждом ретрансляторе менее 10^-11 при хорошей надёжности и большом сроке службы. В зависимости от используемой скорости синхронного способа передачи (STM) ВОЛС, выбирается центральная частота f_b фильтра на ПАВ. Так, скоростям 155,52 Mб/с (STM-1), 622,08 Mб/с (STM-4) и 2488,32 Mб/с (STM-16) соответствуют центральные частоты f_b = 155,52, 622,08 и 2488,32 МГц. Эффективная добротность Qs таких трансверсальных фильтров на ПАВ лежит в диапазоне примерно 700 < Q < 1500. Вносимые потери фильтров на ПАВ с линейной фазовой характеристикой составляют 15–20 дБ.

Требуется одновременно очень небольшие осцилляции в полосе пропускания фильтра и высокая линейность фазочастотных характеристик. Таких характеристик могут достичь только ПАВ-устройства, работающие на основной частоте акустического синхронизма и выполненные на поверхности высокостабильного пьезоэлектрика, такого как ST-кварц или с использованием тонкоплёночных многослойных структур типа "диоксид кремния - оксид цинка - алмазоподобная плёнка - кремний". На высоких частотах - 1,5–2 ГГц и выше в некоторых случаях целесообразно использовать ВШП, эффективно работающие на 3-ей и даже 5-ой гармониках основной частоты. На рис. 12 представлена АЧХ такого ПАВ-устройства на частоте 2,488 ГГц.

Рисунок 12. АЧХ ПАВ на частоте 2,488 ГГц

На рис. 13 показана блок-схема регенератора как базового элемента ВОЛС, использующего NRZ (Non-Return-To-Zero) модуляцию (или иными словами, схему ПАВ-модуля выделения тактового сигнала, показанного на рис. 11). Одна из частей продектированного электрического сигнала поступает в схему син-хронизации NRZ, где формируется синхросигнал на частоте f_b, так как спектр сигнала NRZ имеет нуль на частоте f_b и максимум на f_b/2. Как следует из схемы рис. 13, часть дектированного сигнала сначала предварительно отфильтрована в пике спектра на частоте f_b/2, затем этот фильтрованный выходной сигнал после устройства удвоения частоты поступает на вход ПАВ модуля выделения тактового сигнала с центральной частотой f_o = f_b.

Рисунок 13. Блок-схема регенератора как базового элемента ВОЛС

Следует отметить, что в целях хорошей компоновки и уменьшения массогабаритных характеристик, ПАВ-модуль и электронные компоненты, представленные на рис. 13, могут быть выполнены в виде единой гибридной интегральной схемы.