Устройство передачи информации по оптическому каналу связи

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ПО ОПТИЧЕСКОМУ КАНАЛУ СВЯЗИ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Гусев Олег Константинович Воробей Роман Иванович Свистун Александр Иванович Тявловский Андрей Константинович Тявловский Константин Леонидович Шадурская Людмила Иосифовна Яржембицкая Надежда Викторовна(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(57) Устройство передачи информации по оптическому каналу связи, содержащее источник оптического излучения, оптический канал связи и фотоприемник с инверсией знака выходного сигнала, отличающееся тем, что содержит детектор длины волны оптического излучения, детектор плотности мощности оптического излучения и декодер, при этом фотоприемник соединен со входами детектора длины волны и детектора плотности мощности, выходы которых соединены с декодером, кроме того, источник оптического излучения выполнен многоволновым, а декодер имеет обратную связь с детектором плотности мощности. Фиг. 1 Изобретение относится к области техники передачи информации, в частности к устройствам передачи информации по оптическим каналам связи. Известно устройство передачи оптического сигнала 1, содержащее преобразователь двоичного сигнала данных в двухбинарный сигнал, источник оптического сигнала и модулятор света, модулирующий поляризацию и фазу несущего сигнала источника излучения. 13266 1 2010.06.30 Недостатком устройства является сложность канала связи за счет введения дополнительных оптических элементов, что приводит к потере оптической мощности и уменьшению чувствительности. Известно также устройство оптической связи 2, содержащее два источника оптического излучения с разными длинами волн, поляризатор, оптический канал связи, два оптических фильтра, оптический приемник и устройство, осуществляющее обработку выходных сигналов фотоприемника. Недостатками устройства являются сложность обработки сигналов, потеря оптической мощности за счет применения дополнительных оптических элементов, временное разнесение сигналов, подаваемых на фотоприемник, приводящее к временным, фазовым и другим искажениям сигнала, уменьшению быстродействия, увеличивает габариты устройства, что в целом приводит к уменьшению достоверности передаваемой информации. Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство передачи информации по оптическому каналу связи 3, содержащее два источника оптического излучения с разными длинами волн, оптический канал связи и фотоприемник, фотоприемник выполнен в виде парафазного фотоприемника с инверсией выходного сигнала при изменении длины волны оптического излучения. Недостатками устройства являются невозможность увеличения скорости передачи без увеличения частоты модулирующего сигнала, использование в устройстве только одного модуляционного параметра с двумя различаемыми состояниями, что существенно ограничивает скорость передачи информации. Устройство использует для передачи информационных символов только один модуляционный параметр. В то же время примененный в парафазный фотоприемник обеспечивает возможность одновременного различения двух параметров - плотности мощности и длины волны, каждый с несколькими различаемыми значениями. Задача, решаемая изобретением, заключается в создании устройства передачи информации по оптическому каналу связи, обеспечивающего повышение скорости передачи оптической информации за счет возможности передачи информации совокупностью значений оптической мощности и длины волны оптического излучения. Поставленная задача решается тем, что устройство передачи информации по оптическому каналу связи, содержащее источник оптического излучения, оптический канал связи и фотоприемник с инверсией знака выходного сигнала, дополнительно содержит детектор длины волны оптического излучения, детектор плотности мощности оптического излучения и декодер, при этом фотоприемник соединен со входами детектора длины волны и детектора плотности мощности, выходы которых соединены с декодером, кроме того,источник оптического излучения является многоволновым, а декодер имеет обратную связь с детектором плотности мощности. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема устройства передачи информации по оптическому каналу связи на фиг. 2 представлена спектральная характеристика фотоприемника с инверсией знака выходного сигнала на фиг. 3 показано пространство сигналов в оптическом канале при комбинированной модуляции несущего сигнала плотностью мощности оптического излучения и его длиной волны. Устройство передачи информации по оптическому каналу связи, представленное на фиг. 1, состоит из источника оптического излучения 1, передающего излучение в диапазоне длин волн 1 и диапазоне плотностей мощности оптического излучения 1, оптического канала связи 2, фотоприемника 3 с инверсией знака выходного сигнала (фиг.2),детектора длины волны оптического излучения 4, детектора плотности мощности оптического излучения Р 5 и декодера 6, при этом фотоприемник 3 соединен со входами де 2 13266 1 2010.06.30 тектора длины волны 4 и детектора плотности мощности 5, выходы которых соединены с декодером 6, кроме того, источник оптического излучения является многоволновым, а декодер имеет обратную связь с детектором плотности мощности. Сущность устройства передачи информации с помощью фотоприемника 3 заключается в том, что при использовании в качестве несущего оптического сигнала возможна передача информации совокупностью значений оптической мощности и длины волны излучения. Причем на одной из длин волнпередается опорное значение плотности мощности оптического излучения . За одно изменение несущего оптического сигнала передается кодовый символ,образованный несколькими информационными битами. Значения кодов символов передаются совокупностью значений оптической мощности и длины волны излучения, а фотоприемник 3 позволяет разделять параметры модуляции по длине волны и по плотности мощности оптического излучения. К основным особенностям устройства передачи информации относится использование детектора длины волны оптического излучения, детектора плотности мощности оптического излучения и декодера, причем источник оптической информации является многоволновым. Благодаря использованию фотоприемника 3, детектора длины волны оптического излучения 4, детектора плотности мощности оптического излучения 5 и декодера 6 реализуется возможность одновременного различения двух параметров - плотности мощности и длины волны оптического излучения. Информационным параметром несущего сигнала фотоприемника 3 является оптическое излучение в диапазоне длин волн 1 и диапазоне плотностей мощности оптического излучения 1 (фиг. 3). Структура канала связи 2 позволяет увеличить скорость передачи информации за счет использования одного фотоприемника 3, обеспечивающего одновременное различение двух параметров. Устройство работает следующим образом для передачи пространства сигналов в комбинированном способе модуляции (фиг. 3) используются параметры плотность мощности- длина волны оптического излучения. При этом за одно колебание плотности мощности несущего оптического сигнала передаетсясостояний модулирующего входного информационного сообщения. При передаче на одной из длин волны опорного значения мощности оптического излученияобеспечивается передача за одно изменение несущего оптического сигналабит информации вместо одного при прямой модуляции, что приводит к увеличению скорости передачи враз при той же частоте модуляции. Пространство сигнала (, ) с использованием комбинированной модуляции представлено на фиг. 3 областями 1 и 2. При передаче опорной плотности мощностина длине волны 1 выходной сигнал фотоприемника 3 запоминается в декодере 6 (фиг. 1). Передача информационного сигнала осуществляется совокупностью плотностей мощностии длин волн . Причем детектирование значений длины волны детектором 4 производится независимо от плотности мощности оптического излучения, что обеспечивается характеристикой преобразования фотоприемника 3 4. Детектирование значений плотности мощности оптического сигналадетектором 5 производится в зависимости от значения запомненного опорного сигнала плотности мощностина длине волны 1. Детектор 6 вырабатывает код символа принятого сообщения в зависимости от совокупности значений (, ). Причем для двоичного кода при возможности различения -значенийи -значениймаксимальное значение разрядности выходного кода.(1) При использовании прямой модуляции оптического сигнала по одному параметру за одно несущее колебание передается один бит информации. Таким образом, на выходе декодера 6 за одно изменение параметров несущего колебания (1 бод) формируется код принятого символа объемомбит, что обеспечивает увеличение скорости передачи враз. 13266 1 2010.06.30 Источники информации 1. Патент Японии 3094950, МПК 04 10/152, 2000. 2. Патент Японии 3303515, МПК 04 10/04, 2002. 3. Патент РБ 9372, МПК 04 10/04,04 10/06, 2007 (прототип). 4. Яржембицкий В.Б., Шадурская Л.И., Свистун А.И. Функциональные возможности и базисные структуры фотоэлектрических нуль-детекторов // Вестник БНТУ. - 2003. -6. С. 43-47. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4