RU2096915C1

RU2096915C1 - Single-fiber optical duplex communication line

Info

Publication number: RU2096915C1
Application number: RU95112918A
Authority: RU
Inventors: М.И. Александровский; В.П. Вороненко; А.Г. Мурадян
Original assignee: Центральный Научно-Исследовательский Институт Связи
Priority date: 1995-07-25
Filing date: 1995-07-25
Publication date: 1997-11-20

Abstract

FIELD: radio engineering and communications engineering; fiber-optic transmission systems. SUBSTANCE: introduced in single-fiber optical communication line are modulating signal shapers, phase modulators, low-frequency filters, oscillator, phase detectors, controlled generator, bandpass filters, controlled phase shifter, phase shifters, frequency doublers, amplifier-regenerators, output signal shapers, and amplifier-limiters. EFFECT: enlarged length of single-fiber optical duplex communication line. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано при создании волоконно-оптических систем передачи. The invention relates to the field of radio engineering and communications and can be used to create fiber optic transmission systems.

Известны одноволоконные оптические линии дуплексной связи [1]
Недостатком известного технического решения является малая длина линии.Known single-fiber optical duplex lines [1]
A disadvantage of the known technical solution is the short length of the line.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является одноволоконная оптическая линия дуплексной связи [2]
Данная одноволоконная линия дуплексной связи изображена на фиг.1 и содержит усилитель мощности сигнала 1 и 4, лазерные генераторы 2 и 3, оптические разветвители 5 и 7, оптический кабель 6, фотодетекторы 9 и 10, усилители 13 и 14, видеогенераторы 8 и 11, фильтры сигнала 12 и 15.Closest to the proposed technical solution is a single-fiber optical duplex communication line [2]
This single-fiber duplex communication line is shown in figure 1 and contains a signal power amplifier 1 and 4, laser generators 2 and 3, optical splitters 5 and 7, optical cable 6, photodetectors 9 and 10, amplifiers 13 and 14, video generators 8 and 11, signal filters 12 and 15.

Недостатком данной одноволоконной линии дуплексной связи является малая длина линии из-за влияния шумов фотодетектора, первый каскад усиления и обратного рассеяния оптического сигнала в волокне. The disadvantage of this single-fiber duplex line is the short line length due to the influence of photodetector noise, the first stage of amplification and backscattering of the optical signal in the fiber.

Техническая задача, решение которой является целью предложенного технического решения, заключается в увеличении длины одноволоконной оптической линии дуплексной связи. The technical problem, the solution of which is the goal of the proposed technical solution, is to increase the length of a single-fiber optical duplex communication line.

С целью получения этого технического результата в одноволоконную линию дуплексной связи, содержащую первый и второй усилители мощности, первый и второй лазерные генераторы, первый и второй оптические разветвители и оптический кабель, при этом выход первого усилителя мощности через первый лазерный генератор, первый оптический разветвитель, оптический кабель и второй оптический разветвитель соединен с входом второго фотодетектора, выход второго усилителя мощности через второй лазерный генератор, второй оптический разветвитель, оптический кабель и первый оптический разветвитель соединен с входом первого фотодетектора, введены первый и второй формирователи модулирующего сигнала, первый и второй фазовые модуляторы, первый и второй фильтры нижних частот, генератор, первый, второй, третий и четвертый фазовые детекторы, управляемый генератор, первый, второй, третий и четвертый полосно-пропускающих фильтры, управляемый фазовращатель, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой фазовращатели, первый и второй удвоители частоты, первый, второй, третий и четвертый усилители-регенераторы, первый и второй формирователи выходного сигнала, первый и второй усилители-ограничители, первый вход линии через первый формирователь модулирующего сигнала и первый фазовый модулятор соединен с входом первого усилителя мощности, второй вход линии через второй формирователь входного сигнала и второй фазовый модулятор соединен с входом второго усилителя мощности, выход первого фотодетектора через первый полосно-пропускающий фильтр, второй усилитель- регенератор, первый фазовый детектор и первый формирователь выходного сигнала соединен с первым выходом линии, выход второго фотодетектора через третий усилитель-регенератор, второй усилитель-ограничитель, второй полосно-пропускающий фильтр, четвертый усилитель-регенератор, второй фазовый детектор и второй формирователь выходного сигнала соединен с вторым выходом линии, выход первого полосно-пропускающего фильтра нижних частот, первый усилитель, управляемый фазовращатель и первый удвоитель частоты соединен с вторым входом второго усилителя-регенератора, второй выход первого удвоителя частоты через второй фазовращатель соединен с вторым входом первого усилителя-регенератора, выход второго усилителя-регенератора через третий полосно-пропускающий фильтр соединен с вторым входом первого фазового модулятора и управляемого фазовращателя, выход управляемого фазовращателя через третий фазовращатель соединен с вторым входом первого фазового детектора, выход второго полосно-пропускающего фильтра через четвертый фазовращатель, четвертый фазовый детектор, второй фильтр нижних частот, второй усилитель, управляемый генератор и второй удвоитель частоты соединен с вторым входом четвертого усилителя-регенератора, выход которого через четвертый полосно-пропускающий фильтр соединен с вторым входом четвертого фазового детектора, первых выход управляемого генератора через пятый фазовращатель соединен с вторым входом четвертого фазового детектора, а второй выход управляемого генератора соединен с вторым входом второго фазового модулятора, второй выход второго удвоителя частоты через шестой фазовращатель соединен с вторым входом третьего усилителя-регенератора. In order to obtain this technical result in a single-fiber duplex communication line containing the first and second power amplifiers, the first and second laser generators, the first and second optical splitters and an optical cable, the output of the first power amplifier through the first laser generator, the first optical splitter, optical the cable and the second optical splitter is connected to the input of the second photodetector, the output of the second power amplifier through the second laser generator, the second optical splitter, optical The first cable and the first optical splitter are connected to the input of the first photodetector, the first and second modulating signal drivers, the first and second phase modulators, the first and second low-pass filters, the generator, the first, second, third and fourth phase detectors, the controlled generator, the first, second, third and fourth bandpass filters, controlled phase shifter, first, second, third, fourth, fifth and sixth phase shifters, first and second frequency doublers, first, second, third and fourth gain Li-regenerators, the first and second output driver, the first and second limiter amplifiers, the first line input through the first modulating signal driver and the first phase modulator connected to the input of the first power amplifier, the second line input through the second input signal driver and the second phase modulator connected with the input of the second power amplifier, the output of the first photodetector through the first pass-pass filter, the second amplifier-regenerator, the first phase detector and the first output driver the signal is connected to the first output of the line, the output of the second photodetector through the third amplifier-regenerator, the second amplifier-limiter, the second pass-pass filter, the fourth amplifier-regenerator, the second phase detector and the second driver of the output signal are connected to the second output of the line, the output of the first a low-pass filter, a first amplifier, a controlled phase shifter and a first frequency doubler connected to the second input of the second amplifier-regenerator, the second output of the first frequency doubler the second phase shifter is connected to the second input of the first amplifier-regenerator, the output of the second amplifier-regenerator through the third pass-pass filter is connected to the second input of the first phase modulator and the controlled phase shifter, the output of the controlled phase shifter through the third phase shifter is connected to the second input of the first phase detector, the output of the second strip - a filter passing through a fourth phase shifter, a fourth phase detector, a second low-pass filter, a second amplifier, a controlled oscillator, and a second a frequency protector is connected to the second input of the fourth amplifier-regenerator, the output of which through the fourth pass-pass filter is connected to the second input of the fourth phase detector, the first output of the controlled generator through the fifth phase shifter connected to the second input of the fourth phase detector, and the second output of the controlled generator connected to the second the input of the second phase modulator, the second output of the second frequency doubler through the sixth phase shifter is connected to the second input of the third amplifier-regenerator.

На фиг. 2 изображена блок-схема предлагаемой одноволоконной оптической линии дуплексной связи. In FIG. 2 shows a block diagram of the proposed single fiber optical duplex line.

Блок-схема предлагаемой одноволоконной оптической линии дуплексной связи на фиг.2 содержит следующие блоки: первый (1) и второй (8) формирователи модулирующего сигнала, первый (2) и второй (7) фазовые модуляторы, первый (3) и второй (6) усилители мощности, первый (4) и второй (5) лазерные генераторы, первый (9) и второй (18) фильтры нижних частот, первый (10) и второй (16) усилители, генератор (11), первый (36), второй (43), третий (12) и четвертый (25) фазовые детекторы, первый (13) и второй (15) оптические разветвители, оптический кабель (14), управляемый генератор (17), первый (38), второй (41), третий (19) и четвертый (26) полосно пропускающие фильтры, управляемый фазовращатель (20), первый (21), второй (29), третий (27), четвертый (24), пятый (34) и шестой (32) фазовращатели, первый (22) и второй (23) фотодетекторы, первый (28) и второй (33) удвоители частоты, первый (30), второй (37), третий (31) и четвертый (42) усилители-регенераторы, первый (35) и второй (44) формирователи выходного сигнала, первый (39) и второй (40) усилители-ограничители. The block diagram of the proposed single-fiber optical duplex line in figure 2 contains the following blocks: the first (1) and second (8) drivers of the modulating signal, the first (2) and second (7) phase modulators, the first (3) and second (6 ) power amplifiers, first (4) and second (5) laser generators, first (9) and second (18) low-pass filters, first (10) and second (16) amplifiers, generator (11), first (36), second (43), third (12) and fourth (25) phase detectors, first (13) and second (15) optical splitters, optical cable (14), controlled generator (17), first (38), second (41), third (19) and fourth (26) band pass filters, controlled phase shifter (20), first (21), second (29), third (27), fourth (24), fifth ( 34) and sixth (32) phase shifters, first (22) and second (23) photodetectors, first (28) and second (33) frequency doublers, first (30), second (37), third (31) and fourth (42 ) regenerative amplifiers, the first (35) and second (44) output signal conditioners, the first (39) and second (40) limiting amplifiers.

Первый вход линии (Вх.1) через первый формирователь (1) модулирующего сигнала, первый фазовый модулятор (2), первый усилитель (3) мощности, первый лазерный генератор (4), первый оптический разветвитель (13), оптический кабель (14), второй оптический разветвитель (15), второй фотодетектор (23), третий усилитель-регенератор (31), второй полосно-пропускающий фильтр (41), четвертый усилитель-регенератор (42), второй фазовый детектор (43) и второй формирователь (44) выходного сигнала соединен с вторым выходом линии (Вых. 2). Второй вход (Вх.2) через второй формирователь (8) модулирующего сигнала, второй фазовый модулятор (7), второй усилитель (6) мощности, второй лазерный генератор (5), второй оптический разветвитель (15), оптический кабель (14), первый оптический разветвитель (13), первый фотодетектор (22), первый усилитель-регенератор (30), первый усилитель- ограничитель (39), первый полосно-пропускающий фильтр (38), второй усилитель-регенератор (37), первый фазовый детектор (36) и первый формирователь (35) выходного сигнала соединен с первым выходом линии (Вых.1). Выход первого полосно-пропускающего фильтра (38) через первый фазовращатель (21), третий фазовый детектор (12), первый фильтр (9) нижних частот, первый усилитель (10), управляемый фазовращатель (20) и первый удвоитель (28) частоты соединен с вторым входом второго усилителя-регенератора (37). Второй выход первого удвоителя (28) частоты через второй фазовращатель (29) соединен с вторым входом первого усилителя-регенератора (30). Выход второго усилителя-регенератора (37) через третий полосно-пропускающий фильтр (19) соединен с вторым входом третьего фазового детектора (12). Генератор (11) соединен с вторыми входами первого фазового модулятора (2) и управляемого фазовращателя (20), выход которого через третий фазовращатель (27) соединен с вторым входом первого фазового детектора (36). Выход второго полосно-пропускающего фильтра (41) через четвертый фазовращатель (24), четвертый фазовый детектор (25), второй фильтр (18) нижних частот, второй усилитель (16), управляемый генератор (17) и второй удвоитель (33) частоты соединен с вторым входом четвертого усилителя-регенератора (42), выход которого через четвертый полосно-пропускающий фильтр (26) соединен с вторым входом четвертого фазового детектора (25). Первый выход управляемого генератора (17) через пятый фазовращатель (34) соединен с вторым входом второго фазового детектора (43), а второй выход с вторым входом фазового модулятора (7). Второй выход второго удвоителя (33) частоты через шестой фазовращатель (32) соединен с вторым входом третьего усилителя-регенератора (31). The first line input (Bx.1) through the first modulator (1), the first phase modulator (2), the first power amplifier (3), the first laser generator (4), the first optical splitter (13), the optical cable (14) , a second optical coupler (15), a second photodetector (23), a third amplifier-regenerator (31), a second pass-pass filter (41), a fourth amplifier-regenerator (42), a second phase detector (43) and a second driver (44 ) the output signal is connected to the second output of the line (Output 2). The second input (In 2) through the second driver (8) of the modulating signal, the second phase modulator (7), the second amplifier (6) power, the second laser generator (5), the second optical splitter (15), optical cable (14), the first optical coupler (13), the first photodetector (22), the first amplifier-regenerator (30), the first amplifier-limiter (39), the first pass-pass filter (38), the second amplifier-regenerator (37), the first phase detector ( 36) and the first driver (35) of the output signal is connected to the first output of the line (Output 1). The output of the first bandpass filter (38) through the first phase shifter (21), the third phase detector (12), the first low-pass filter (9), the first amplifier (10), the controlled phase shifter (20) and the first frequency doubler (28) are connected with the second input of the second amplifier-regenerator (37). The second output of the first frequency doubler (28) through the second phase shifter (29) is connected to the second input of the first amplifier-regenerator (30). The output of the second amplifier-regenerator (37) through the third band-pass filter (19) is connected to the second input of the third phase detector (12). The generator (11) is connected to the second inputs of the first phase modulator (2) and the controlled phase shifter (20), the output of which through the third phase shifter (27) is connected to the second input of the first phase detector (36). The output of the second bandpass filter (41) through the fourth phase shifter (24), the fourth phase detector (25), the second low-pass filter (18), the second amplifier (16), the controlled oscillator (17) and the second frequency doubler (33) are connected with the second input of the fourth amplifier-regenerator (42), the output of which through the fourth bandpass filter (26) is connected to the second input of the fourth phase detector (25). The first output of the controlled generator (17) through the fifth phase shifter (34) is connected to the second input of the second phase detector (43), and the second output to the second input of the phase modulator (7). The second output of the second frequency doubler (33) through the sixth phase shifter (32) is connected to the second input of the third amplifier-regenerator (31).

Принцип работы предлагаемой одноволоконной оптической линии дуплексной связи заключается в следующем. Первый цифровой сигнал поступает на вход линии Вх. 1 и через блоки 1, 2, 3, 4, 13 на левом конце линии поступает в оптический кабель 14 и далее через блоки 15, 23, 31, 40, 41, 42, 43, 44 на правом конце линии поступает на выход линии Вых.2. Второй цифровой сигнал поступает на вход линии Вх.2 и через блоки 8, 7, 6, 5, 15 на правом конце линии поступает в то же самое волокно оптического кабеля 14 и далее через блоки 13, 22, 30, 39, 38, 37, 36, 35 на левом конце линии поступает на выход линии Вых.1. The principle of operation of the proposed single-fiber optical duplex communication line is as follows. The first digital signal is fed to the input of the Bx line. 1 and through blocks 1, 2, 3, 4, 13 at the left end of the line it enters the optical cable 14 and then through blocks 15, 23, 31, 40, 41, 42, 43, 44 at the right end of the line it enters the output of the Out line .2. The second digital signal enters the input of the Bx.2 line and through blocks 8, 7, 6, 5, 15 at the right end of the line enters the same fiber of the optical cable 14 and then through blocks 13, 22, 30, 39, 38, 37 , 36, 35 at the left end of the line goes to the output of the line Out. 1.

Рассмотрим прохождение первого и второго цифровых сигналов на левом конце линии (фиг.2). В формирователе модулирующего сигнала 1 первый цифровой сигнал преобразуется (по закону: символу "1" (0) на входе соответствует изменение (неизмененность) символа на выходе) и в фазовом модулятора 2 модулирует по фазе (0-180^o) синусоидальный сигнал, поступающий от генератора 11. Полученный сигнал после усиления в усилителе мощности 3 модулирует по интенсивности лазерный генератор 4, где преобразуется в оптический сигнал с фазоразностной модуляцией синусоидального сигнала поднесущей частоты (f_г) и через оптический разветвитель 13 поступает в оптический кабель 14. Частота генератора 11 (f_г) в несколько раз превышает тактовую частоту и определяется из требования подавления помех из-за обратного рассеяния в оптическом волокне (f_г должна быть выше 50-100 мГц в зависимости от диапазона волн излучения и типа оптического кабеля).Consider the passage of the first and second digital signals at the left end of the line (figure 2). In the driver of the modulating signal 1, the first digital signal is converted (according to the law: the symbol "1" (0) at the input corresponds to the change (immutability) of the symbol at the output) and in the phase modulator 2 it modulates in phase (0-180 ^o ) a sinusoidal signal from generator 11. After amplification in the power amplifier 3, the received signal modulates the intensity of the laser generator 4, where it is converted into an optical signal with phase difference modulation of the sinusoidal subcarrier frequency signal (f _g ) and fed to the optical splitter 13 cable 14. The frequency of the generator 11 (f _g ) is several times higher than the clock frequency and is determined from the requirement of suppressing interference due to backscattering in the optical fiber (f _g should be above 50-100 MHz depending on the wavelength range and type of optical cable).

Второй цифровой сигнал из оптического кабеля (14) через оптический разветвитель (13) поступает в фотодетектор (22), где преобразуется в электрический сигнал, и затем поступает на первый усилитель-регенератор (30), где происходит усиление сигнала и подавление фазовой составляющей шума фотодетектора (22) на частоте f_г. Наступает частичная регенерация синусоидального сигнала с фазовой манипуляцией, т.к. в дальнейшем к сигналу добавляются шумы первых каскадов усилительного тракта (усилителя-регенератора (30) и усилителя-ограничителя (39)). В усилителе-ограничителе (39) происходит подавление амплитудной составляющей шума. Полосно-пропускающий фильтр (38) подавляет шумы вне полосы сигнала. Усилитель-регенератор (37) подавляет фазовую составляющую шумов первых каскадов усилительного тракта и тем самым с точностью до ошибок регенерации очищает сигнал от шумов. Наступает полная регенерация синусоидального сигнала с фазовой манипуляцией за исключением восстановления тактовых интервалов. Фазовый детектор (36) преобразует синусоидальный сигнал с фазовой манипуляцией в цифровой сигнал исходного диапазона частот. Формирователь (35) выходного сигнала осуществляет преобразование цифрового сигнала, обратное по отношению к преобразованию в формирователе (1) модулирующего сигнала.The second digital signal from the optical cable (14) through the optical splitter (13) enters the photodetector (22), where it is converted into an electrical signal, and then enters the first amplifier-regenerator (30), where the signal is amplified and the phase component of the noise of the photodetector is suppressed (22) at a frequency f _g . Partial regeneration of a sinusoidal signal with phase shift keying occurs because subsequently, the noise of the first stages of the amplification path (amplifier-regenerator (30) and amplifier-limiter (39)) is added to the signal. In the amplifier-limiter (39), the amplitude component of the noise is suppressed. The bandpass filter (38) suppresses noise outside the signal band. The amplifier-regenerator (37) suppresses the phase component of the noise of the first stages of the amplifier path and thereby, up to regeneration errors, clears the signal from noise. There comes a complete regeneration of the sinusoidal signal with phase shift keying except for the restoration of the clock intervals. A phase detector (36) converts a sinusoidal signal with phase shift keying into a digital signal in the original frequency range. Shaper (35) of the output signal converts the digital signal inverse to that in the shaper (1) of the modulating signal.

В результате раздельной регенерации сигнала происходит сложение вероятностей ошибки усилителей-регенераторов (30) и (37), а не сложение шумов фотодетектора (22) и первых каскадов усиления, как в прототипе, что позволяет при заданной вероятности ошибки снизить по сравнению с прототипом уровень входного сигнала на величину до 3 дБ в зависимости от параметров фотодиодов и транзисторов и тем самым на эту же величину повысить энергетический потенциал системы. As a result of separate signal regeneration, the error probabilities of amplifiers-regenerators (30) and (37) are added, and the noise of the photodetector (22) and the first amplification stages are not added, as in the prototype, which allows for a given error probability to lower the input level compared to the prototype signal up to 3 dB, depending on the parameters of the photodiodes and transistors, and thereby increase the energy potential of the system by the same amount.

Первый и второй усилители-регенераторы (30) и (37) представляют собой усилители на транзисторах, на входы которых подается синусоидальный сигнал накачки частоты 2f_г от генератора (11) через управляемый фазовращатель (20), удвоитель частоты (28) и фазовращатель (29). Напряжение сигнала накачки прикладывается между эмиттером и базой биполярного транзистора и периодически изменяет проводимость промежутка эмиттер-база, который работает по принципу вырожденного параметрического усилителя. В этом случае происходит подавление синусоидального сигнала, частота которого в два раза меньше частоты накачки, а фаза отличается на 90^o от некоторого номинального значения, определяемого фазой накачки, в то время как синфазный и противофазный сигналы усиливаются. Таким образом, происходит регенерация фазы сигнала с двухпозиционной фазовой модуляцией. Характеристики усилителя-регенератора не зависят от уровня поступающего на него сигнала. Поэтому в усилителе-регенераторе (30) включенном после фотодетектора (22) на входе усилительного тракта происходит подавление фазовой составляющей шума фотодиода.The first and second amplifier-regenerators (30) and (37) are transistor amplifiers, the inputs of which are supplied with a sinusoidal pump signal of frequency 2f _g from the generator (11) through a controlled phase shifter (20), a frequency doubler (28) and a phase shifter (29 ) The voltage of the pump signal is applied between the emitter and the base of the bipolar transistor and periodically changes the conductivity of the emitter-base gap, which operates on the principle of a degenerate parametric amplifier. In this case, the suppression of a sinusoidal signal occurs, the frequency of which is two times lower than the pump frequency, and the phase differs by 90 ^o from a certain nominal value determined by the pump phase, while the in-phase and antiphase signals are amplified. Thus, the phase of the signal is regenerated with on-off phase modulation. The characteristics of the amplifier-regenerator are independent of the level of the signal arriving at it. Therefore, in the amplifier-regenerator (30) included after the photodetector (22) at the input of the amplifier path, the phase component of the noise of the photodiode is suppressed.

В отличие от прототипа в полосу частот сигнала не попадают шумы, обусловленные обратным рассеянием оптического сигнала в волокне, так как она расположена значительно выше частот, где это рассеяние существенно. Unlike the prototype, noises due to backscattering of the optical signal in the fiber do not fall into the frequency band of the signal, since it is located much higher than the frequencies where this scattering is significant.

Необходимая фазировка сигнала и накачки производится с помощью первого и второго фазовращателей (20) и (29). Управляющий сигнал на вход управляемого фазовращателя (20) поступает с выхода фазового детектора (12) через фильтр нижних частот (9) и усилитель (10). Величина этого сигнала пропорциональна разности средних значений фаз сигналов частоты f_г на входе и выходе усилителя-регенератора (37). Полосно-пропускающий фильтр (19) выравнивает форму сигналов на входах фазового детектора (12), что необходимо для исключения влияния фазовой модуляции, а фазовращатель (21) компенсирует задержку в усилителе-регенераторе (37) и полосно-пропускающем фильтре (19).The necessary phasing of the signal and pumping is performed using the first and second phase shifters (20) and (29). The control signal to the input of the controlled phase shifter (20) comes from the output of the phase detector (12) through a low-pass filter (9) and an amplifier (10). The magnitude of this signal is proportional to the difference in the average phase values of the frequency signals f _g at the input and output of the amplifier-regenerator (37). The bandpass filter (19) equalizes the waveform at the inputs of the phase detector (12), which is necessary to eliminate the influence of phase modulation, and the phase shifter (21) compensates for the delay in the amplifier-regenerator (37) and the bandpass filter (19).

Принцип работы предлагаемой линии на правом конце (фиг.2) отличается от рассмотренного выше для левого конца линии тем, что вместо генератора (11) и управляемого фазовращателя (20) используется управляемый генератор (17). Частота этого генератора должна совпадать с частотой генератора (11), а фаза генерируемых колебаний должна соответствовать требуемым значениям для накачки усилителей-регенераторов (31) и (42). Блоки 42, 24, 25, 26, 18 и 16, работающие аналогично блокам 37, 21, 12, 19, 9 и 10 на левом конце линии, осуществляют фазовую автоподстройку частоты и фазы управляемого генератора (17). The principle of operation of the proposed line at the right end (Fig. 2) differs from that considered above for the left end of the line in that instead of a generator (11) and a controlled phase shifter (20), a controlled generator (17) is used. The frequency of this generator should coincide with the frequency of the generator (11), and the phase of the generated oscillations should correspond to the required values for pumping the amplifier-regenerators (31) and (42). Blocks 42, 24, 25, 26, 18, and 16, operating similarly to blocks 37, 21, 12, 19, 9, and 10 at the left end of the line, perform phase-locked loops of the frequency and phase of the controlled oscillator (17).

В результате использования предлагаемого технического решения энергетический потенциал системы в зависимости от скорости передачи информации и характеристик элементов (фотодиодов и транзисторов), может быть увеличен на 4-6 дБ по сравнению с прототипом за счет подавления влияния обратного рассеяния оптического излучения в волокне при использовании поднесущей частоты, в несколько раз превышающей тактовую частоту, и уменьшения вероятности ошибки при раздельной регенерации синусоидального фазоманипулированного сигнала. При этом длина линии может быть увеличена на 10-15% и более. As a result of using the proposed technical solution, the energy potential of the system, depending on the information transfer speed and the characteristics of the elements (photodiodes and transistors), can be increased by 4-6 dB compared with the prototype by suppressing the effect of backscattering of optical radiation in the fiber when using a subcarrier frequency , several times higher than the clock frequency, and reduce the likelihood of error during separate regeneration of the sinusoidal phase-shifted signal. In this case, the line length can be increased by 10-15% or more.

Экономический эффект от использования предлагаемого технического решения заключается в уменьшении стоимости линии связи на величину разности стоимостей оборудования промежуточных регенерационных пунктов, необходимых для увеличения длины линии при использовании известного и предлагаемого технических решений. Для расчета величины экономического эффекта рассмотрим два крайних случая. При сравнительно малой длине линии связи предлагаемое техническое решение позволит исключить один промежуточный регенерационный пункт, а при больших длинах линии уменьшить их количество 10-15% Поэтому в первом случае экономия составляет 50% стоимости оборудования линии, а во втором 10-15%
При этом стоимость одного комплекта оборудования регенерационного пункта предлагаемой линии связи практически не изменяется по сравнению с оборудованием известной линии. Стоимость оборудования определяется главным образом оптическими и оптоэлектронными элементами (лазерами, оптическими разветвителями, фотодиодами), а также конструкцией, размещением и техническими средствами, обеспечивающими работу оборудования. Поэтому несмотря на усложнение схемы оборудования в предлагаемой линии связи и увеличении количества электронных элементов, стоимость одного регенерационного пункта практически не возрастает, так как количество и требуемые характеристики оптических и оптоэлектронных элементов, конструкция и другие технические и эксплуатационные характеристики известной и предлагаемой линий совпадают.The economic effect of using the proposed technical solution is to reduce the cost of the communication line by the difference in the cost of equipment of the intermediate regeneration points necessary to increase the length of the line when using the known and proposed technical solutions. To calculate the magnitude of the economic effect, we consider two extreme cases. With a relatively short length of the communication line, the proposed technical solution will eliminate one intermediate regeneration point, and with large lengths of the line reduce their number 10-15%. Therefore, in the first case, the savings is 50% of the cost of the equipment of the line, and in the second 10-15%
At the same time, the cost of one set of equipment for the regeneration point of the proposed communication line is practically unchanged compared to the equipment of the known line. The cost of equipment is determined mainly by optical and optoelectronic elements (lasers, optical splitters, photodiodes), as well as the design, placement and technical means to ensure the operation of the equipment. Therefore, despite the complexity of the equipment circuit in the proposed communication line and the increase in the number of electronic elements, the cost of one regeneration point practically does not increase, since the number and required characteristics of optical and optoelectronic elements, design, and other technical and operational characteristics of the known and proposed lines coincide.

Claims

A single-fiber duplex line containing the first and second power amplifiers, the first and second laser generators, the first and second optical splitters, the first and second photodetectors, the first and second amplifiers and an optical cable, the output of the first power amplifier through a series-connected first laser generator, the first optical a splitter, an optical cable and a second optical splitter is connected to the input of the second photodetector, the output of the second power amplifier through series-connected second a grain generator, a second optical splitter, an optical cable and a first optical splitter connected to the input of the first photodetector, characterized in that the first and second modulating signal shapers, the first and second phase modulators, the first and second low-pass filters are additionally included in the single-fiber duplex communication line, generator, first, second, third and fourth phase detectors, controlled generator, first, second, third and fourth band-pass filters, controlled phase shifter, first th, second, third, fourth, fifth and sixth phase shifters, first and second frequency doublers, first, second, third and fourth amplifiers-regenerators, first and second output drivers, first and second amplifiers-limiters, the first line input through series-connected the first driver of the modulating signal and the first phase modulator is connected to the input of the first power amplifier, the second input of the line through series-connected the second driver of the input signal and the second phase modulator is connected to the input of the second power amplifier, the output of the first photodetector through a series-connected first amplifier-regenerator, the first amplifier-limiter, the first bandpass filter, the second amplifier-regenerator, the first phase detector and the first driver of the output signal is connected to the first output of the line, the output of the second photodetector through connected in series to a third amplifier-regenerator, a second amplifier-limiter, a second pass-pass filter, a fourth amplifier-regenerator, a second phase detector a torus and a second output driver are connected to the second line output, the output of the first pass-pass filter through a series-connected first phase shifter, a third phase detector, a first low-pass filter, a first amplifier, a controlled phase shifter and a first frequency doubler, connected to the second input of the second amplifier regenerator, the second output of the first frequency doubler through the second phase shifter is connected to the second input of the first amplifier-regenerator, the output of the second amplifier-regenerator through the third a glossy pass filter, connected to the second input of the third phase detector, the outputs of the generator are connected to the second inputs of the first phase modulator and the controlled phase shifter, the output of the controlled phase shifter through the third phase shifter is connected to the second input of the first phase detector, the output of the second bandpass filter through series-connected fourth phase shifter, fourth phase detector, second low pass filter, second amplifier, controlled oscillator and second cha doubler the cell is connected to the second input of the fourth amplifier-regenerator, the output of which through the fourth pass-pass filter is connected to the second input of the fourth phase detector, the first output of the controlled generator through the fifth phase shifter is connected to the second input of the second phase detector, and the second output of the controlled generator is connected to the second input the second phase modulator, the second output of the second doubler through the sixth phase shifter is connected to the second input of the third amplifier-regenerator.