Аналоговые волоконно-оптические системы с частотным разделением каналов на ВЧ и СВЧ поднесущих и сети на их основе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.04, доктор технических наук Белкин, Михаил Евсеевич

• Белкин, Михаил Евсеевич
• доктор технических наук
• 2007

Оглавление диссертации доктор технических наук Белкин, Михаил Евсеевич

Наименование Стра-ницаПринятые обозначения и сокращения

Глава 1 Принципы построения и современное состояние 28исследуемых сетей и систем

1.1 Общие принципы функционирования и современный 28уровень мультисервисных сетей абонентского доступаволоконно-коаксиальной структуры

1.1.1 Проблемы развития отечественных мультисервисных 34сетей абонентского доступа

1.2 Общие принципы построения многоканальных аналоговых 40волоконно-оптических систем передачи

1.2.1 Принципы построения оптических ретрансляционных 47устройств

Глава АНАЛИЗ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 52ПЕРЕДАЧИ С ЧРК

2.1 Выражения для расчета основных параметров

2.2 Параметры и характеристики устройств и систем

2.3 Количественная оценка требований к устройствам и 69системамВыводы

Глава МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ВОСП С ВЧ 82И СВЧ ПОДНЕСУЩИМИ

3.1 Лазерный излучатель

3.1.1 Существующие модели

3.1.2 Бесструктурная модель ПЛИ

3.1.3 Сравнение с известными моделями

3.1.4 Анализ нелинейных искажений

3.2 Фотодиод

3.2.1 Существующие модели

3.2.2 Уточненная модель

3.2.3 Сравнение с известной моделью

3.3 СВЧ фазовый детектор

3.3.1 Существующие модели

3.3.2 Уточненная модель

3.3.3 Сравнение с известными моделями 111Выводы

Глава МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ УСТРОЙСТВ 115ОПТИЧЕСКОГО КАНАЛА ПЕРЕДАЧИ

4.1 Передающее устройство

4.1.1 Передающий оптоэлектронный модуль

4.1.1.1 Модель ПОМ '

4.1.1.2 Узел оптического согласования

4.1.1.3 Оптический изолятор

4.2 Приемпое устройство

4.2.1 Приемный оптоэлектронный модуль

4.2.1.1 Модель ПРОМ

4.2.1.2 Узел оптического согласования

4.2.2 Когерентный усилитель, ретранслятор и регенератор 148сигналов с угловой модуляцией на основе схемы фазовойсинхронизации

4.2.2.1 Модель усилителя и ретранслятора сигналов

4.2.2.2 Модель регенератора цифровых сигналов с фазовой 165модуляцией

4.3 Многоканальные оптические ретрансляционные 172устройства

4.4 Устройство преобразования СВЧ и оптических сигналов 176Выводы ,

Глава РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДО- 184ВАННЕ УЗЛОВ И УСТРОЙСТВ ВОСП С ЧРК

5.1 Элементная база и узлы ВОСП с ЧРК

5.1.1 Сверхвысокочастотный фотодиодный модуль

5.1.2 Полупроводниковый лазерный модуль

5.1.3 Узел оптического согласования

5.1.3.1 Оптический изолятор

5.2 Оптическое передающее устройство

5.2.1 Обобщенная схема

5.2.2 Передающий оптоэлектронный модуль

5.2.3 Узлы термостатирования и электрического управления

5.3 Фотоприемное устройство

5.3.1 Обобщенная схема

5.3.2 Приемный оптоэлектронный модуль

5.3.3 Когерентный усилитель сигналов с угловой модуляцией

5.4 Устройство преобразования СВЧ и оптических сигналов 230Выводы

Глава РАЗРАБОТКА Н ЭКСПЕРНМЕНТАЛЬНОЕ НССЛЕДО- 236ВАННЕ ВОСП С ЧРК РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

6.1 Комплекс оборудования МВ-2000 для кабельного 236телевидения

6.1.1 Частотные планы и общая структурная схема

6.1.2 Основные особенности и технические характеристики

6.1.3 Принципы проектирования оборудования

6.1.4 Принципы построения и функционирования оборудования

6.1.5 Методика и результаты измерения основных параметров

6.2 Комплекс оборудования МВ-бб0/800 для интерактивных 254мультисервисных сетей абонентского доступа

6.2.1 Частотные планы и общая структурная схема

6.2.2 Основные особенности и технические характеристики

6.2.3 Принципы проектирования и функционирования 261оборудования

6.2.4 Методика и результаты измерения основных параметров

6.2.5 Сравнение с системами иностранного производства

6.3 Комплекс оборудования ВОСП сантиметрового диапазона 272волн для радиолокационных применений

6.3.1 Частотные планы и общая структурная схема

6.3.2 Основные особенности и технические характеристики

6.3.3 Принципы проектирования и функционирования 275оборудования

6.3.4 Методика и результаты измерения основных параметров

6.4 Комплекс оборудования ВОСП для систем коллективного 288приема программ непосредственного спутниковоготелевизионного вещания

6.4.1 Принципы построения распределительной сети

6.4.2 Принципы проектирования и функционирования 291оборудования

6.4.2.1 Вариант с распределением сигналов в полосе 1-2 ГГц

6.4.2.2 Вариант с распределением сигналов в телевизионном 293диапазоне

6.4.3 Методика и результаты измерения основных параметров

6.5 Комплекс оборудования ВОСП для доставки 297телевизионных и радиовещательных программ наудаленный ретранслятор

6.5.1 Сравнение вариантов доставки с помощью ВОСП с ЧРК и 298РРЛ

6.5.2 Принципы проектирования и функционирования 302оборудования

6.5.3 Методика и результаты измерения основных параметров 308Выводы

Глава РАЗРАБОТКА И ПРОЕКТИРОВАНИЕ МУЛЬТИСЕР- 313ВИСПЫХ СЕТЕЙ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА НАБАЗЕ ВОСП С ЧРК

7.1 Интерактивная распределительная сеть волоконно- 314коаксиальной структуры

7.1.1 Принципы построения и функционирования

7.1.1.1 Местный сетевой узел

7.1.1.2 Магистральная волоконно-оптическая сеть

7.1.1.3 Абонентская станция

7.1.1.4 Субмагистральная коаксиальная сеть

7.1.1.5 Пункт домового ввода

7.1.2 Оптимизация частотного плана

7.1.3 Принципы предоставления услуг электросвязи

7.1.4 Требования к оборудованию группового и линейного 338трактов

7.1.5 Методика проектирования сети и оптимизации частотного 341ресурса

7.1.5.1 Принципы расчета и оптимизации расхода сетевого 349частотного ресурса

7.2 Примеры проектирования конкретных МСАД

7.2.1 Сеть в городском районе

7.2.2 Сеть в поселке городского типа

7.2.3 Сеть в коттеджном поселке

7.3

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Аналоговые волоконно-оптические системы с частотным разделением каналов на ВЧ и СВЧ поднесущих и сети на их основе»

Темой исследования настоящей диссертационной работы являются сети исистемы для телекоммуникационных и радиолокационных применений. Врамках этой темы объектами исследования являются критические компонентымногоканальных аналоговых волоконно-оптических систем (ВОСП) счастотным разделением каналов (ЧРК) на ВЧ и СВЧ поднесущих: снецифичнаяоптоэлектронная элементная база, передающее, приемное и ретрансляционныеустройства, а также многоканальные аналоговые ВОСП различного назначенияи экономичная мультисервисная кабельная сеть абонентского доступа (МСАД)волоконно-коаксиальной структуры, в которой обеспечивается одновременнаядоставка абонентам всех современных инфокоммуникационных услуг.Настоящая диссертационная работа методологически выполнена на стыкеСВЧ радиоэлектроники и волоконно-оптической связи. Первая представляетсобой уже сформировавшуюся область с глубоко разработанными научнымиподходами, моделями и методами расчета, вторая - все еще в развитии, впроцессе которого постоянно открываются новые направления. Одним из нихявляется передача многоканального оптического сигнала с ЧРК на ВЧ и СВЧподнесущих, которая уже нащла применение в МСАД и считаетсяперспективной для различных радиолокационных целей, например, вфазированных антенных рещетках, а также в развивающихся в последние годыраспределительных системах волоконно-эфирной (RoF) структуры.В особенности это касается абонентского уровня инфокоммуникационныхсетей, на котором таким способом можно создать универсальнуюинформационную щину для единого домового ввода всех современных иперспективных услуг электросвязи, коммунального и социального обеспечения:телефона, телефакса, кабельного и спутникового телевидения, доступа в сетьИнтернет, радиотрансляции, мультимедиа, интерактивного телевидения,пожарной и охранной сигнализации, медицинского видеомониторинга и т. д.14Попытки осуществить передачу многоканального сигнала с ЧРК воптическом диапазоне делались с самого начала возникновения волоконнооптической связи. Однако период практических исследований и начальнойреализапии систем наступил только в конце 80-х годов после того, как былисозданы сверхщирокополосные световоды с потерями 0,3-0,4 дБ/км, что на 2порядка меньще, чем у коаксиального кабеля, высокочувствительныефотодиоды с полосой пропускания, простирающейся до верхней части СВЧдиапазона, высокоскоростные одночастотные полупроводниковые лазеры свысокой линейностью характеристики электрооптического преобразования,оптические устройства стыковки, одновременно обеспечивающие эффективныйввод излучения лазера в одномодовыи световод и высокую развязку (до 50 дБ) сволоконно-оптическим трактом. Общий теоретический анализ систем непроводился из-за несовместимых принципов моделирования входящих в составволоконно-оптических систем передачи с ВЧ и СВЧ поднесущимиоптоэлектронных и оптических компонентов и традиционных активных ипассивных элементов радиотехнических схем СВЧ диапазона.Основополагающим подходом в данной работе является использованиедля анализа оптоэлектронных и оптических элементов и модулей аппаратаисследования, принятого для радиотехнических цепей СВЧ диапазона, а такжеучет особенностей работы в СВЧ диапазоне при моделировании и анализеоптоэлектронных элементов, устройств и волоконно-оптических систем. Такойподход позволил нам в теоретическом плане устранить вышеуказаннуюнесовместимость и создать единую инженерную методику расчетамногоканальных ВОСП с ВЧ и СВЧ поднесущими. В практическом планепоследовательная разработка полного комплекта конкурентоспособногоотечественного оборудования ВОСП, обеспечивающего общую стоимостьстроительства сетей абонентского доступа волоконно-коаксиальной структурыне более 20 дол. на абонента, является на сегодня весьма актуальной задачей15для развития инфраструктуры местной связи, как в мегаполисах, так и внебольших городах и сельской местности.Кроме того, для построения широкомасштабных разветвленныхинформационных сетей с интеграцией услуг в работе предложены,проанализированы и исследованы экономичные устройства на основеширокополосной схемы фазовой синхронизации (СФС), предназначенные дляпрямой ретрансляции и регенерации аналоговых и цифровых сигналов вдиапазоне поднесущих частот, а также для простого сопряжения волоконнооптических линий и линий передачи СВЧ диапазона, например, радиорелейныхлиний. Хотя теория и принципы работы в различных режимах систем фазовойсинхронизации достаточно исследованы и описаны в большом числе статей имонографий, вопрос применения СФС в режиме усиления, ретрансляции ирегенерации широкополосных сигналов ВЧ и СВЧ диапазонов изученнедостаточно. В частности, анализ публикаций показывает, что примоделировании одного из основных узлов СФС: фазового детектора — непринимаются во внимание параметры, связанные с его работой в СВЧдиапазоне, что вносит существенную погрешность в расчеты. Также слабоисследованы шумы и искажения, вносимые широкополосной нелинейной СФСв передаваемые аналоговые и цифровые сигналы СВЧ диапазона, иотсутствуют аналитические критерии для сопоставления с другими типамиСВЧ усилителей.Очевидно, что оптимальное решение проблемы разработки ВОСП с ЧРКдля МСАД волоконно-коаксиальной структуры, считающейся в настоящеевремя одним из наиболее перспективных типов местных сетей связи,невозможно в отрыве от сети, основным функциональным элементом которойона является. Вследствие этого, разработка концепции оптимального стехнической и экономической точек зрения построения МСАД данного типа ипоследовательной методики проектирования такой сети при использованииВОСП с согласованными параметрами также является актуальной задачей.16Отметим, что она особенно важна для нашей страны, в которой в настоящеевремя уже назрела острая необходимость коренной модернизацииинфраструктуры местных сетей связи.Задачи исследованияВ настоящей диссертационной работе решались следующие основныезадачи:- анализ многоканальной оптической системы передачи с ВЧ и СВЧподнесущими и определение требований к параметрам критических элементови узлов конкретных ВОСП (лазерному излучателю, фотодиодному модулю,передающему и приемному оптоэлектронным модулям);- разработка уточненных моделей принципиальных структурныхэлементов устройств (лазера, фотодиода, фазового детектора) с учетомособенностей их работы в СВЧ диапазоне;- моделирование и анализ оптического передающего устройства,фотоприемного устройства, усилителя, ретранслятора и регенераторааналоговых и цифровых СВЧ сигналов с угловой модуляцией, входящих составблока обработки информации, и устройства преобразования СВЧ и оптическихсигналов для взаимного сопряжения радиорелейных и волоконно-оптическихлиний передачи;- исследование и разработка специализированных' лазерного ифотодиодного модулей;- исследование и разработка специализированных' передающего иприемного оптоэлектронных модулей;- исследование и разработка усилителя и ретранслятора СВЧ сигналов сугловой модуляцией и переходного устройства для сопряжения СВЧ иоптических линий передачи;- исследование и разработка многоканальных ВОСП с ВЧ и СВЧ' Оптимизированных для многоканальных аналоговых ВОСП с ВЧ и СВЧ поднесущими.17поднесущими для наиболее нерснективных областей применения: МСАД,фазированных антенных решеток, кабельного и спутникового телевидения;- разработка, проектирование и исследование экономичныхмультисервисных сетей абонентского доступа волоконно-коаксиальнойструктуры.Методы исследованияНаучно-методологический аппарат, примененный для исследования, какоптических, оптоэлектронных, так и СВЧ радиотехнических элементов, узлов иустройств систем основан на классических методах анализа линейных инелинейных цепей, принятых в СВЧ радиотехнике. В частности, линейныемодели фотодиода, оптического изолятора, усилителя приемногооптоэлектронного модуля, пассивных цепей согласования, усилителя на основесхемы фазовой синхронизации исследуются спектральным методом. В нелинейных бесструктурных моделях лазера, СВЧ фазового детектора ирегенератора цифровых СВЧ сигналов с угловой модуляцией схема разбиваетсяна линейную инерционную и нелинейную безынерционную части, которыеисследуются соответственно спектральным и численным методами споследующим сшиванием граничных параметров, например, с помощьюитерационных методов.Результаты исследований и разработок изложены в семи главах,заключении и приложении.В гл. 1 рассматриваются системные и технологические принципыпостроения и функционирования и современное состояние исследуемыхмультисервисных сетей абонентского доступа волоконно-коаксиальнойструктуры и многоканальных аналоговых ВОСП. В гл. 2, с целью создания общей инженерной методики анализа напредварительном этапе разработки многоканальной аналоговой ВОСП с ВЧ иСВЧ поднесущими, определяются выражения для расчета ее основных18параметров: коэффициента передачи, • вносимых шумов и нелинейныхискажений. По результатам расчета разрабатываются количественныетребования к параметрам ее основных элементов, которые конкретизируются иуточняются в процессе дальнейших исследований.В гл. 3, основываясь на выводах гл. 2, описываются предложенныеавтором уточненные математические модели основной элементной базыаппаратуры аналоговых ВОСП с ВЧ и СВЧ поднесущими: полупроводниковоголазера, фотодиода и СВЧ фазового детектора. Проводится расчетхарактеристики передачи (преобразования) и нелинейных искажений, а такжесопоставление с известными моделями.Глава 4 посвящена описанию и исследованию предложенных автороммоделей основных оптоэлектронных и СВЧ радиотехнических устройств,входящих в состав канала передачи аналоговых и цифровых сигналов ВОСП сВЧ и СВЧ поднесущими. А именно: оптических передающего и приемногоустройств, когерентного усилителя на основе широкополосной схемы фазовойсинхронизации, ретранслятора и регенератора сигналов с угловой модуляцией,многоканальных ОРТУ и устройства преобразования СВЧ и оптическихсигналов.Результаты теоретического анализа гл. 2-4 подтверждаютсяэкспериментальными исследованиями, описанными в гл. 5. В ней рассматриваются вопросы разработки и исследования лазерного модуля с оптическимизолятором и сверхвысокочастотного фотодиодного модуля,высокоэффективного узла термостатирования лазера, передающих и приемныхоптоэлектронных модулей для многоканальных аналоговых ВОСП с ВЧ и СВЧподнесущими, когерентного усилителя и ретранслятора сигналов с угловоймодуляцией на основе широкополосной схемы фазовой синхронизации СВЧдиапазона и экономичного переходного устройства для преобразования СВЧ иоптических сигналов. Приводятся структурные схемы измерительныхустановок и результаты измерения основных параметров и характеристик19разработанных элементов, узлов и устройств, подтверждающие корректностьпредложенных выше моделей.В гл. 6 рассматриваются вопросы применения развитых в гл. 2-4теоретических положений и описанных в гл. 5 элементов, узлов и устройствмногоканальных аналоговых ВОСП с ВЧ и СВЧ поднесущими в ходе научноисследовательских и опытно-конструкторских разработок конкретных системдля МСАД, активных фазированных антенных решеток и кабельного испутникового телевидения. Описываются принципы построения, частотныепланы, структурные схемы, принципиальные узлы и блоки систем. Приводятсяоригинальные методики и результаты измерения основных характеристик,подтверждающие соответствие разработанных систем требованиямотечественных и международных стандартов.В гл. 7 рассматриваются вопросы разработки и оптимальногопроектирования описанного в гл. 1 нового типа местныхинфокоммуникационных сетей: МСАД волоконно-коаксиальной структуры, вкоторых обеспечивается одновременная доставка абонентам всех современныхинфокоммуникационных услуг. Предлагается и обосновывается концепцияпостроения экономичного варианта сети, суть которой состоит: впространственном и частотном разделении видов услуг; предварительнойколлективной обработке информации с последующей доставкой абонентам втрадиционных форматах по обычно уже существующим сетям; оптимизациирасхода сетевого частотного ресурса в прямом и обратном направлениях.Описываются конкретные примеры применения разработанных аналоговыхВОСП с ЧРК (см. гл. 6) при проектировании интерактивныхраспределительных сетей в городском районе, поселке городского типа,коттеджном поселке. Проводится экономическая оценка затрат настроительство данных сетей, позволяющая говорить о существенном выигрышепо сравнению с существующими в РФ вариантами построения МСАД поизвестной схеме.20в Заключении подводятся итоги исследований и разработок, описанныхв настоящей диссертационной работе. Перечисляются основные научнотехнические и методические результаты, приводятся сведения о публикации внаучной печати основного содержания диссертации, об апробации еерезультатов и выводов на научно-технических конференциях и семинарах.Указывается, где внедрены результаты диссертационной работы. Приводятсясведения о демонстрации разработанных систем на российских имеждународных выставках,В Приложении представлены копия сертификата соответствияМинистерства связи РФ, выданного на созданные многоканальные аналоговыеВОСП для систем кабельного телевидения и МСАД, и карта установки этихВОСП на территории России и Беларуси.Рамки исследованияВ диссертации при анализе многоканальных ВОСП учитывались толькопотери и отражения волоконно-оптического тракта, не принимая во вниманиеограничение полосы передачи и дополнительные щумы вследствие дисперсии.Это допущение не приводит к существенной погрещности расчетов, посколькуВОСП с ВЧ и СВЧ поднесущими, как правило, работают вблизи от минимумадисперсии кварцевого волокна, и в них используются одномодовые илиодночастотные лазерные излучатели и одномодовые волоконные световоды,что также уменьшает дисперсию. Сравнительно невысокий уровеньисследуемых в работе лазерных излучателей и небольшая протяженностьлиний передачи дают основание также не учитывать нелинейные искажения,создаваемые при распространении излучения в волоконно-оптическом тракте.Научная новизна работы заключается в следующем.1. Используя аппарат анализа СВЧ радиотехнических цепей, впервыеразвита общая теория работы принципиальных элементов, узлов и устройствмногоканальных аналоговых ВОСП с ВЧ и СВЧ поднесущими.212. В рамках вышеуказанного подхода разработаны математические моделии алгоритмы расчета по ним основных характеристик полупроводниковоголазерного излучателя, оптического изолятора, фотодиода, передающего иприемного оптоэлектронных модулей.3. Основываясь на них, получены уточненные выражения для таких важныхпараметров, как коэффициент передачи, отношение сигнал/шум, уровеньинтермодуляционных искажений при передаче на поднесуших многоканальныхВЧ и СВЧ сигналов с различными видами модуляции.4. При исследовании конкретных узлов и устройств ВОСП обнаружены иподтверждены экспериментом некоторые новые, не предсказуемые с помощьюизвестных моделей, специфические эффекты и возможности, позволяющиеувеличить коэффициент передачи и отношение сигнал/шум системы и уточнитьтребования к их критическим параметрам.5. Предложенные в работе модели лазерного излучателя, оптическогоизолятора, фотодиода также могут быть использованы для анализавысокоскоростных цифровых ВОСП со скоростями передачи выше 1 Гбит/с имноговолновых ВОСП с спектральным разделением каналов.6. Развита теория работы широкополосной схемы фазовой синхронизацииСВЧ диапазона в качестве когерентного усилителя мош:ности, ретранслятора ирегенератора передаваемых в СВЧ диапазоне аналоговых и цифровых сигналовс угловой модуляцией.7. Для этого разработаны математическая модель диодного балансногофазового детектора СВЧ диапазона и алгоритм расчета по ней амплитуднофазовой характеристики в режиме большого сигнала. При исследованииконкретных балансных детекторов обнаружен и подтвержденэкспериментально эффект асимметрии амплитудно-фазовой характеристики,который невозможно описать с помощью известных моделей.8. Для широкополосной схемы фазовой синхронизации традиционнойструктуры разработаны уточненная математическая модель и алгоритм расчета22по ней основных характеристик. Разработан оригинальный метод инженерногорасчета с использованием номограмм параметров элементов усилителя иретранслятора. Получены выражения для полосы усиления и коэффициенташума и впервые проведено аналитическое сравнение с другими типами СВЧусилителей аналогичного назначения, в результате которого определены иподтверждены экспериментальными данными условия и требования кпараметрам элементов схемы фазовой синхронизации, при которыхрассматриваемый усилитель имеет преимущество.9. Разработана математическая модель и алгоритм расчета по ней основныххарактеристик впервые предложенной широкополосной схемы фазовойсинхронизации, в которой обеспечивается полная регенерация в СВЧ диапазоневысокоскоростного двухпозиционного цифрового сигнала с фазовоймодуляцией. При исследовании с помощью модели качества и характеристикпередачи цифрового сигнала установлены ограничения скорости переключенияфазы и определены требования к параметрам элементов схемы.10. Предложенные в работе модели и результаты исследованияширокополосных схем фазовой синхронизации также пригодны для анализааналогичных устройств систем радиосвязи СВЧ диапазона, например, системырадиорелейной или спутниковой связи.Практическая ценность работы состоит в следующем.Базируясь на принципах, принятых при разработке элементов и системпередачи СВЧ диапазона, развито новое направление техники волоконнооптической связи: многоканальные аналоговые волоконно-оптические системыпередачи с ВЧ и СВЧ поднесущими.1. Разработаны общие принципы построения и расчета многоканальныханалоговых ВОСП с ВЧ и СВЧ поднесущими. А именно:Разработана обобщенная структурная схема ВОСП с ВЧ и СВЧподнесущими. Предложена экономичная схема оптического ретранслятора23аналоговых и цифровых сигналов с угловой модуляцией.Разработана простая методика оценочного расчета параметров ихарактеристик многоканальных аналоговых ВОСП с ВЧ и СВЧ поднесущими сучетом вносимых лазерным излучателем шумов и нелинейных искажений,основанная на использовании определяемого по результатам простых и точныхизмерений параметра: точки пересечения (условной мощности насыщения)характеристики интермодуляционных искажений соответствующего порядка.По результатам расчета количественно определены требования кпараметрам принципиальных элементов и узлов конкретных многоканальныханалоговых ВОСП с модуляцией поднесущих методом АМ-ОБП и угловымиметодами и проведена сравнительная оценка этих двух типов систем.2. Разработана и исследована специализированная оптическая иоптоэлектронная элементная база аналоговых ВОСП. А именно:Разработан и исследован простой в эксплуатации щирокополосныйфотодиодный модуль патентоспособной конструкции с верхней частотойполосы пропускания в СВЧ диапазоне. Предложен доступный дляразработчиков ВОСП способ измерения частотной характеристики фотодиода.Показан путь доработки серийного лазерного излучателя. Исследованы егокритические характеристики, определена область оптимального режима работыв аналоговых ВОСП с ВЧ и СВЧ поднесущими.Разработан и исследован ряд экономичных оптических изоляторов дляоптимизации уровня развязки в различных типах многоканальных ВОСП с ВЧи СВЧ поднесущими.3. Разработаны и исследованы специализированные узлы аппаратуры. Аименно:Разработан и исследован лазерный модуль со встроенными оптическимизолятором и защищенным авторским свидетельством эффективным вводом всветовод.24Разработаны и исследованы передающий и приемный оптоэлектронныемодули, обеспечивающие за счет недиссипативного согласования в рабочейполосе существенный выигрыш по коэффициенту передачи и отношениюсигнал/шум.Разработан и исследован эффективный узел автоматическоготермостатирования лазера, позволяющий повысить стабильность его работы,уменьшить нелинейные искажения и шумы вследствие перескока спектральныхмод.Разработан и исследован когерентный СВЧ усилитель, предназначенныйдля работы в составе фотоприемного устройства и прямой ретрансляциианалоговых и цифровых сигналов с угловой модуляцией в СВЧ диапазоне.4. Разработаны и исследованы специализированные устройства дляпередачи, приема и ретрансляции сигналов и сопряжения с линиями СВЧдиапазона. А именно:Разработаны и исследованы оптические передающие и приемныеустройства для систем конкретного назначения.Предложено и проанализировано устройство на основе СВЧ схемыфазовой синхронизации, осуществляющее полную регенерациюдвухпозиционного цифрового сигнала с фазовой модуляцией.Предложены и описаны схемы многоканального и многоствольногооптических ретрансляторов, содержащие защищенное авторским свидетельством многоканальное устройство регенерации на основе гетеродиннойсхемы фазовой синхронизации.Разработано и исследовано оригинальное устройство сопряженияцифровых СВЧ и волоконно-оптических линий передачи.5. Разработаны и испытаны системы для конкретных областейприменения многоканальных аналоговых ВОСП с ВЧ и СВЧ поднесущими. Аименно:Разработан и исследован комплекс оборудования МВ-2000 для25супермагистральных линий сети КТВ. Разработан комплекс оборудования МВ-600/800 для интерактивныхмультисервисных сетей абонентского доступа.Разработан комплекс оборудования ВОСП сантиметрового диапазона волндля радиолокационных применений.Разработаны два варианта многоканальных ВОСП для распределительнойсети систем коллективного приема программ непосредственного спутниковоготелевизионного вещания.Разработан комплекс оборудования ВОСП для доставки телевизионных ирадиовещательных программ на удаленный ретранслятор.6. Разработаны общие принципы построения, методика расчета и типовыепроекты экономичных мультисервисных сетей абонентского доступаволоконно-коаксиальнои структуры для распределительных сетей в городскойи сельской местностях. На базе полученных результатов в г. Архангельскеспроектирована и построена с использованием разработанной аналоговойВОСП с ЧРК первая в России общегородская сеть кабельного телевиденияволоконно-коаксиальнои структуры [53].На защиту выносятся следующие положения:1. Предложенный в работе комплексный подход к анализу нелинейныхискажений в многоканальных аналоговых ВОСП с ЧРК позволил учестьвлияние нелинейности передаточной характеристики не только лазерногоизлучателя, но и фотодиода с радиочастотным усилителем, что упростилопроцедуру анализа и повысило точность оценки динамического диапазонаВОСП и числа передаваемых телевизионных каналов.2. Анализ динамического диапазона и отнощения сигнал/щум на выходемногоканальной аналоговой ВОСП с учетом импедансных и щумовыххарактеристик оптоэлектронных компонентов позволил обнаружить режимработы фотоприемного устройства, обеспечивающий существенное26повышение его чувствительности В' случае использования в передатчикеобычного для цифровых ВОСП лазера с резонатором Фабри-Перо, Это даловозможность эффективно применить данный сравнительно простой типизлучателя вместо исключительно применяемого в зарубежных аналоговыхВОСП дорогостоящего лазера с распределенной обратной связью.3. Предложенный в работе общий научный подход на базе аппарата анализаСВЧ радиотехнических цепей позволил создать корректные математическиемодели основных оптоэлектронных, оптических и радиочастотныхкомпонентов и передающего и приемного оптоэлектронных модулеймногоканальных аналоговых ВОСП с ЧРК.

4. Предложенные и исследованные в данной работе устройства усиления,ретрансляции и регенерации на основе щирокополосной схемы фазовойсинхронизации СВЧ диапазона могут быть эффективно использованы длякрупномасщтабных многоканальных и многоствольных ВОСП с ЧРК, атакже для сопряжения СВЧ и волоконно-оптических линий передачи.5. Развитый в данной работе научный подход позволяет разрабатыватьмногоканальные аналоговые ВОСП для телекоммуникационных ирадиолокационных применений с существенно превосходящимизарубежные аналоги экономическими показателями и соответствующимиотечественным и международным стандартам техническими показателями.6. Разработанные в настоящей работе ВОСП и концепция построения ипроектирования мультисервисных сетей абонентского доступа на их основес высокими технико-экономическими показателями обеспечиваютпостроение в городской и сельской местностях современныхинфокоммуникационных сетей с уровнем затрат в 5-10 раз меньше посравнению с существующим вариантом построения МСАД. Автор посвящает настоящий труд памяти научного руководителякандидатской диссертации д.т.н., проф. |Андреева В. | , чья помощь иподдержка были неоценимыми на начальном этапе работы над диссертацией.

Заключение диссертации по теме «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения», Белкин, Михаил Евсеевич

Основные результаты и выводы диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

1. Всесоюзном научно-техническом семинаре "Элементы и узлы волноводных трактов радиорелейных линий". - Таллинн, 1983 г.

2. IY Всесоюзной научно-технической конференции "Световодные системы связи и передачи информации". - Москва, 1984 г.

3. XL Всесоюзной научной сессии, посвященной Дню радио. -Москва, 1985 г.

4. Всесоюзной научно-технической конференции. "Развитие и внедрение новой техники радиоприемных устройств". - Горький, 1985 г.

5. Постоянном семинаре по волоконно-оптическим линиям связи в ИРЭ АН СССР. - Москва, 1985 г.

6. Всесоюзном научно-техническом совещании "Совершенствование средств связи на основе внедрения световолоконной и микропроцессорной техники". -Кишинев, 1986 г.

7. Всесоюзном семинаре "Элементы, и узлы радиоприемных устройств" НТО РЭС им. А.С.Попова, Москва, 1986 г.

8. ХШ Всесоюзной научной сессии, посвященной Дню радио. - Москва, 1987 г.

9. Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы развития цифровых систем передачи городских и сельских сетей связи на основе электрических и волоконно-оптических кабелей» - Новосибирск, 1987 г.

10. Секции НТС ЦНИИС "Цифровые сети связи и оптические системы передачи. - Москва, 1988 г.

11. Всесоюзной научно-технической конференции "Оптическая коммутация и оптические сети связи". - Суздаль, 1990 г.

12. Научно-техническом семинаре "Актуальные вопросы разработки и производства средств приема спутникового телевидения". -Севастополь, 1990 г.

13. I Всесоюзной научно-технической конференции "Физические проблемы оптической связи и обработки информации". - Севастополь, 1990 г.

14. П Всесоюзной научно-технической конференции "Физические проблемы оптической связи и обработки информации". - Севастополь, 1991 г.

15. Всесоюзной научно-технической конференции "Совершенствование технических средств связи для решения проблем информатизации общества в новых условиях хозяйствования". - Ленинград, 1992 г.

16. International'92 Geneva Conference. Signals and Systems. - Geneva, 1992.

17. International ISFOC'92 Conference. St. Peterburg, apr. 1992.

18. Всероссийской научно-технической конференции «Разработка и применение САПР ВЧ и СВЧ электронной аппаратуры». - Владимир, 1994 г.

19. Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития современной телевизионной ТВ техники». - М.: АО «МНИТИ», 1995 и 1997 г. г.

20. LIII научной сессии РНТОРЭС им. А.С.Попова, посвященной Дню радио. М.: РНТОРЭС им. А.С. Попова, 1998 г.

21. Конгрессе Национальной ассоциации телевещателей. - М.: 1998 г.

22. LIV научной сессии, посвященной Дню радио. // РНТОРЭС им. А.С. Попова. М.: 1999 г.

23. Научно-техническом совете ФГУП НИИ Радио. - Москва, 1999 г.

24. LV научной сессии, посвященной Дню радио. // РНТОРЭС им. А.С. Попова. М.: 2000 г.

25. Научной сессии МИФИ. - М.: 2005 г.

26. LX научной сессии, посвященной Дню радио. // РНТОРЭС им. А.С. Попова. М.: 2005 г.

27. XII Международной научно-технической конференции «Высокие технологии в промышленности России» - М.: АО «Техномаш», 2006 г.

28. Научных конференциях профессорско-преподавательского состава, сотрудников и аспирантов МЭИС в 1982, 1983, 1985 и 1987 г.г.

29. Научно-технических конференциях МИРЭА. - М.: 1990,2004-2006 г. г.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая диссертационная работа методологически выполнена на стыке СВЧ радиоэлектроники и волоконно-оптической связи. Первая представляет собой уже сформировавшуюся область с глубоко разработанными научными подходами, моделями и методами расчета, вторая - все еще в развитии, в процессе которого постоянно открываются новые направления. Одним из них является передача многоканального оптического сигнала на ВЧ и СВЧ поднесущих, которая уже нашла в мире широкое применение в мультисервисных сетях абонентского доступа и считается перспективной для различных радиолокационных целей, например, в фазированных антенных решетках, а также в развивающихся в последние годы распределительных системах волоконно-эфирной (RoF) структуры.

Основополагающим подходом данной работы является использование для анализа оптоэлектронных элементов и модулей аппарата исследования, принятого для радиотехнических цепей СВЧ диапазона, а также учет особенностей работы в СВЧ диапазоне при моделировании и анализе оптоэлектронных элементов и устройств волоконно-оптических систем передачи (ВОСП).

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили автору впервые в стране разработать многоканальные ВОСП с ВЧ и СВЧ поднесущими для распределения сигналов на полотне антенной решетки [35, 36] и в сетях кабельного и спутникового телевидения [16, 151].

В данной работе в теоретической части: Получены выражения для расчета характеристик передачи, отношения сигнал/шум и вносимых нелинейных искажений многоканальных ВОСП с ВЧ и СВЧ поднесущими, по которым определены основные требования к системам передачи на поднесущих, модулированных методом AM и угловыми методами, и к параметрам их критических элементов и узлов. Развита теория расчета принципиальных элементов, узлов и устройств многоканальных ВОСП с частотным разделением каналов (ЧРК) на ВЧ и СВЧ поднесущих, модулированных по амплитуде, частоте или фазе аналоговыми и цифровыми информационными сигналами. В частности, основываясь на методах расчета СВЧ радиотехнических приборов и устройств, разработаны нелинейные инерционные модели полупроводникового лазерного излучателя и фазового детектора и линейная инерционная модель фотодиода, благодаря чему обеспечена возможность единого подхода к анализу оптоэлектронных и радиотехнических узлов и устройств оптических систем передачи с ВЧ и СВЧ поднесущими. На базе предложенных моделей элементов и методов расчета активных и пассивных радиотехнических схем СВЧ диапазона разработаны математические модели всех принципиальных узлов и устройств оптической системы с ЧРК: узла оптического согласования с оптическим изолятором, передающего оптоэлектронного модуля, приемного оптоэлектронного модуля, блока обработки цифровой и аналоговой информации на основе широкополосных СВЧ схем фазовой синхронизации, отличающегося простотой и качественным выполнением операций усиления, демодуляции, ретрансляции и регенерации широкополосных информационных сигналов. Модели узлов и устройств применены при анализе многоканальных и многоствольных оптических ретрансляторов и регенераторов для крупномасштабных локальных и магистральных волоконно-оптических сетей, а также оригинального устройства сопряжения СВЧ и оптических линий передачи. Исследованы передаточные и шумовые характеристики всех анализируемых элементов, узлов и устройств.

В данной работе в экспериментальной части: Вследствие отсутствия в стране специализированных оптоэлектронных приборов, показан путь доработки одного из промышленных полупроводниковых лазерных излучателей. Исследованы энергетические, спектральные, частотные, шумовые и амплитудные характеристики доработанного излучателя. Продемонстрировано значительное уменьшение шумов и нелинейных искажений при использовании эффективного термостатирования излучателя. Разработан узел термостатирования, обеспечивший стабильность температуры лазера не хуже 0,0065°С. Определен оптимальный режим и требования к излучателю с точки зрения минимизации вносимых в систему передачи шумов и интермодуляционных искажений. Разработан миниатюрный узел ввода излучения лазера в волоконный световод, содержащий взаимозаменяемый ряд встроенных оптических изоляторов с развязкой от 20 до 60 дБ. Разработан и исследован фотодиодный модуль, работающий в спектральном диапазоне 1,1.1,6 мкм с верхней частотой модуляции 5 ГГц. На базе вышеуказанных элементов и узлов, недиссипативных СВЧ схем согласования и кремниевых биполярных и арсенид-галлиевых полевых СВЧ транзисторов разработаны и исследованы варианты передающих и приемных оптических модулей, обеспечивших за счет эффективного согласования в рабочей полосе улучшение коэффициента передачи системы на 10-12 дБ и увеличение отношения сигнал/шум на 5-7 дБ. Разработаны и исследованы эффективные устройства обработки (усиления, ретрансляции) информации СВЧ диапазона на основе широкополосной схемы фазовой синхронизации, обеспечившие существенное улучшение по ширине полосы, коэффициенту усиления и шумам по сравнению с известными вариантами. Разработано и исследовано простое и эффективное устройство сопряжения СВЧ линий передачи 8-мм диапазона и волоконно-оптической линии передачи диапазона 0,85 мкм при передаче цифрового сигнала с ИКМ-ФМ со скоростью 8 Мбит/с.

Полученные экспериментальные данные с удовлетворительной точностью соответствуют результатам теоретического анализа, что подтверждает корректность предложенных моделей. Предложенные в работе модели, схемы, элементы и устройства сопоставлены с известными аналогами с указанием и подтверждением достигнутых преимуществ.

Развитая теория и проведенные исследования и разработки элементов, узлов и устройств были применены в научно-исследовательских и опытноконструкторских работах, в результате которых были реализованы и испытаны многоканальные аналоговые ВОСП с ВЧ и СВЧ поднесущими различного назначения: 4-канальная и 8-канальная ВОСП с ЧРК/ЧМ в верхней части дециметрового диапазона для супермагистральных и магистральных линий сети кабельного телевидения; 50-канальная ВОСП с ЧРК/АМ с рабочей полосой 5-862 МГц для интерактивных мультисервисных сетей абонентского доступа; четырехствольная ВОСП сантиметрового диапазона волн для передачи и распределения на полотне фазированной антенной решетки набора опорных и информационных сигналов; 25-канальная волоконно-оптическая система коллективного приема сигналов спутникового телевещания с распределением в полосе 1-2 ГГц; 40-канальная волоконно-оптическая система коллективного приема сигналов спутникового телевещания с распределением сигналов в стандартном телевизионном диапазоне; 6-канальная ВОСП с ЧРК ЧМ и AM для доставки телевизионных и радиовещательных программ на удаленный ретранслятор.

С целью обоснования эффективности применения разработанной на базе исследований настоящей работы многоканальной аналоговой ВОСП с ЧРК/АМ (см. 7.2) предложена концепция построения на ее основе экономичной мультисервисной сети абонентского доступа волоконно-коаксиальной структуры. Исследованы принципы построения и предоставления услуг, особенности методики проектирования. Корректность предложенных решений подтверждается конкретными примерами проектирования сетей данного типа в типичном городском районе, поселке городского типа и коттеджном поселке.

Все изложенные в диссертации результаты получены автором лично либо при его определяющем участии.

Для внедрения разработок автором создано малое научно-производственное предприятие, силами которого данные ВОСП были произведены и установлены на сетях КТВ в Москве (сеть ВГТРК) и 10 других городах России и Беларуси (см. Приложение П.2).

Разработанная аппаратура демонстрировалась на выставке Второй Крымской конференции "СВЧ техника и спутниковый прием", Севастополь, на международной выставке "Связь-93", Москва, на выставке АО "Телеком", Москва, 1993 г., на выставке правительства Москвы "Наука, техника, город -94", на международной выставке-ярмарке "Говорит и показывает Сибирь - 94", Новосибирск, на международной выставке TELECOM-95, Женева, на международной выставке «Связь-Экспокомм'97», Москва.

Результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований использованы при выполнении НИР и ОКР на предприятиях: ЦНИТИ, г. Москва, НИИРФ им. акад. Расплетина, г. Москва, ЦНИИС, г. Москва, ЗАО «Техномаш-ВОС», Москва.

По теме диссертации опубликована 51 работа, среди которых 1 книга, вышедшая в издательстве «Радио и связь», 3 описания авторских свидетельств на изобретение, 20 статей в научно-технических журналах и сборниках (из них 12 в журналах, входящих в Перечень ВАК), 27 публикаций в тезисах и трудах научно-технических конференций и семинаров.

Кроме того, материалы диссертации вошли в отчеты следующих предприятий: ЦНИИС, ЛОНИИР, МИС, ВНИИОФИ, ЦНИТИ, ОАО «Московская телекоммуникационная корпорация», МИРЭА.

Результаты диссертационной работы используются в читаемом автором в МИРЭА курсе лекций «Волоконно-оптические устройства и системы»

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Белкин, Михаил Евсеевич, 2007 год

1. Булгак В. Б., Варакин JL Е., Ивашкевич Ю. К. и др. Концепция развития связи Российской Федерации. М.: Радио и связь, 1995. - 224 с.

2. Белкин М. Е. Концепция построения сети абонентского доступа на базе волоконно-коаксиальных распределительных сетей. Электросвязь, 1998, № 1, с. 8-15.

3. Harrison В. Rural telephone companies harvest fiber to the farm. Lightwave, Oct. 1995, p. 1,27, 29.

4. Gall D. T. Fiber keys cable-TV network flexibility. Lightwave, Nov. 1997, p. 41,42,44.

5. Jordan B. Cable's future comes to light. Lightwave, Nov. 1997, p. 46, 49.

6. ГОСТ P 52023-2003. Сети распределительные систем кабельного телевидения. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений и испытаний.

7. Визель А. А., Вороненко В. П. Волоконно-оптические системы связи.// Итоги науки и техники. Связь. М.: 1990, т. 6. С.3-72.

8. Белкин М. Е., Визель А.А. Когерентные волоконно-оптические системы передачи информации.- Зарубежная радиоэлектроника, 1991, № 10, с.3-25, № 11, с. 53-68.

9. Пратт В. К. Лазерные системы связи: Перевод с англ./Под ред. А. Г. Шереметьева. М.: Связь, 1972. - 232 с.

10. Фудзихара X. Рекомендации по использованию волоконно-оптических систем передачи в промышленном и кабельном телевидении. Дэнки Кэйсан, 1986, т. 54, № 15, с. 71-80.

11. Kemery S.M., Daryoush A. S., Herczfeld P.R. Direct broadcast satellite receiver system with optical distribution network. Proceedings of SPIE, 1986, v. 616, p.222-230.

12. Way W.I., Krain M., Wolff R.S. 1.3 um 35-km fiber-optic microwave multicarrier transmission system for satellite earth stations.- Electronics Letters, 1987, v.23, p.400-402.

13. Sobol H. The application of microwave techniques in lightwave systems. -Journal of Lightwave Technology, 1987, LT-5, № 3, p.293-299.

14. Бахрах JI. Д., Блискавицкий А. А., Применение лазеров и волоконно-оптических систем для управления формированием СВЧ сигналов и их распределения в антенных решетках. Квантовая электроника, 1988, т. 15, № 5, с. 879-914.

15. Niiho Т., Nakaso М., Masuda К., е.а. Transmission performance of multichannel wireless LAN system based on radio-over-fiber techniques. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2006, MTT-54, № 2, part 2, p. 980-989.

16. Белкин M. E. Многоканальные аналоговые ВОЛП для кабельного телевидения. Вестник связи, 1993, № 4, с. 31-35.

17. Оптическая связь: Пер. с японского /Под ред. И. И. Теумина. М.: Радио и связь, 1984.-384 с.

18. Koffman I., Herczfeld P.R., Daryoush A.S. Comparison of various architectures of microwave fiber-optic links. A system level analysis. Proceedings of SPIE, 1987, v. 840, p.136-142.

19. Шевцов Э.А., Белкин M. E. Фотоприемные устройства волоконно-оптических систем передачи. М.: Радио и связь, 1992. - 224 с.

20. Андрушко Л. М., Гроднев И. И., Панфилов И. П. Волоконно-оптические линии связи. -М.: Радио и связь, 1984. -138 с.

21. Sato К., Aoyagi S., Kitami Т. Fiber-optic analog-digital hybrid signal transmission employing frequency modulation. IEEE Transactions on Communications, 1985, v. COM-33, № 5, p. 433-441.

22. Bowers J. E. Optical transmission using PSK-modulated subcarries at frequencies to 16 GHz Electronics Letters, 1986, v.22, № 21, p.l 119-1121.

23. Petermann К. Laser Diode Modulation and Noise. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1988.-310 p.

24. Belkin M. E., Denisenko V. V., Kashirin Y. Y. e. a. RF Analog Fiber Optic Links. //International^ Geneva Conference. Signals and Systems. Summaries of the Excepted Communications. Geneva, 1992, p. 55.

25. Way W. I. Subcarrier multiplexed lightwave system design considerations for subscriber loop applications. Journal of Lightwave Technology, 1989, v. 7, № 11, p. 1806-1818.

26. Hsu H-P., de la Chapelle M., Gulick J.J. Fiber-optic links for microwave signal transmission. Proceedings of SPIE. 1986, v. 716, p. 69-75.

27. Olshansky R., Lanzisera V. A., Hill P. M. Subcarrier Multiplexed Lightwave Systems for Broadband Distribution. Journal of Lightwave Technology, 1989, v. 7, №9, p.1329-1342.

28. Иванов А. В., Курленков С. С., Курносов В. Д. и др. Излучатель ИЛПН-216. Характеристики. // Тезисы докладов республиканской НТК «Физика полупроводниковых лазеров». Вильнюс: 1989. с. 154-155.

29. Www.dilas.ru // Лазерный модуль ДМП0131-23, фотоприемник ДФДМШ40-012.

30. Васильев М. Г., Иванов А. В., Коняев В. П. и др. Быстродействующие фотодиоды на основе InGaAsP/InP для спектрального диапазона 1,0. 1,6 мкм //Тезисы докладов республиканской НТК «Физика полупроводниковых лазеров». Вильнюс: 1989. с. 50-53.

31. Дураев В. П., Калашников В. С., Коняев В. П. и др. СВЧ-модуляция инжекционных лазеров. Радиотехника, 1988, № 8, с. 46-50.

32. Евтихиев Н. Н., Лукашин А. В., Морозов М. А. и др. Модуляция в полосе до 5 ГГц InGaAsP лазера на подложке р-типа с заращиванием полуизолирующими слоями. Письма в Журнал технической физики, 1988, т. 14, вып. 17, с. 1580-1583.

33. Блискавицкий А. А., Владимиров Ю. К., Тамбиев Ю. А. и др. Эффективное согласование СВЧ модулятора с лазерным диодом в заданной полосе частот гигагерцевого диапазона. Квантовая электроника, 1989, т. 16, № 8, с. 1751-1754.

34. Голдобин И. С., Курносов В. Д., Плявенек А. Г. и др. Глубокая амплитудная модуляция излучения гетеролазеров с зарощенной мезаструктурой в полосе до 5 ГГц. Квантовая электроника, 1990, т. 17, № 2, с. 218-221.

35. Белкин М. Е. Локальная волоконно-оптическая система передачи с СВЧ поднесущей. Радиотехника, 1991, № 2, с. 75-79.

36. Белкин М. Е., Керженцева Н. П. Разработка локальной системы передачи с СВЧ-поднесущей. //Тезисы докладов Всесоюзной НТК «Оптическая коммутация и оптические сети связи». Суздаль: 1990. с.72.

37. O'Mahoni M.J. Semiconductor laser optical amplifiers for use in future fiber systems. Journal of Lightwave Technology, 1988, LT-6, № 4, p. 531-544.

38. Системы связи и радиорелейные линии. /Под ред. Калашникова. М.: Связь, 1977.-391 с.

39. Системы передачи сообщений: Пер. с англ. М.: Связь, 1976. - 520 с.

40. Линейные регенерационные усилители волноводных линий связи на миллиметровых волнах /Под. Ред. А.А. Визеля. М.: Связь, 1972. 153 с.

41. Витерби Э. Д. Принципы когерентной связи. Пер с англ. /Под ред. Б. Р. Левина. М.: Сов. Радио, 1970. - 392 с.

42. Hines М. Е., Posner R.S., Sweet A. A. Power amplification of microwave FM communication signals using a phase-locked voltage-tuned oscillator. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 1976, MTT-24, № 7, p. 393404.

43. Шахгильдян В. В., Ляховкин А. А. Системы фазовой автоподстройки частоты. М.: Связь, 1972. - 447 с.

44. Линдсей В. Системы синхронизации в связи и управлении: Пер. с англ. /Под ред. Ю.А. Бакаева, М.В. Капранова, М.: Сов. Радио, 1978. -600 с.

45. Salmon J. A MIC phase-locked-loop avalanche oscillator in X-band. IEEE Transactions, 1974, MTT-22, № 4, p.464-466.

46. Капранов M. В., Рихтер С. Г. Экспериментальное исследование системы ФАПЧ в режиме манипуляции фазы. Радиотехника, 1969, № 11, с. 48-53.

47. Павлов Б. А. Фазовая автоподстройка частотный демодулятор. -Известия ВУЗов. Сер. Радиоэлектроника, 1978, т. 21, № 1, с. 73-77.

48. Захаров Ю. С. Оптимизация цепи управления следящего фазового демодулятора с целью расширения зоны слежения. Известия ВУЗов. Сер. Радиоэлектроника, 1981, т. 24, № 11, с. 35-40.

49. Рыжков А. В., Попов В. Н. Синтезаторы частот в технике радиосвязи. М.: Радио и связь, 1991. -264 с.

50. Корнилов В. П., Рихтер С. Г. Система фазовой автоподстройки частоты -усилитель мощности фазоманипулированных сигналов. Электросвязь, 1971, № 2, с. 53-59.

51. Рихтер С. Г. Генерирование и усиление фазоманипулированных сигналов с помощью систем ФАПЧ. Кандидатская диссертация. М.: МЭИ, 1972.

52. Макаров Н. В. Архангельская сеть кабельного телевидения. Вестник связи, 1997, №3, с. 54-56.

53. Dental М., е. a. Numerical Simulation of the Nonlinear Response of a p-i-n Photodiode Under High Illumination. Journal of Lightwave Technology, 1990, v. LT-8, № 8, p. 1137-1144.

54. Daly J. C. Fiber Optic Intermodulation Distortion. IEEE Transactions on Communications, 1982, COM-30, № 8, p. 1954-1958.

55. Pedro J. C., Carvalho N. B. Intermodulation Distortion in Microwave and Wireless Circuits Boston, London: Artech House. 2003. - 432 p.

56. Белкин М. Е. Метод расчета числа передаваемых каналов в многоканальной волоконно-оптической системе с ВЧ и СВЧ поднесущими. -Радиотехника, 2006, № 12, с. 88-91.

57. Sato К. Intensity Noise of Semiconductor Laser Diodes in Fiber Optic Analog Video Transmission. IEEE Journal on Quantum Electronics, 1983, QE-19, № 9, p. 1380-1391.

58. Белкин M. E. Отношение сигнал/шум в аналоговой волоконно-оптической системе с ВЧ и СВЧ поднесущими. Электросвязь, 2005, № 8, с. 3638.

59. Helms J., Petermann К. A Simple Analytic Expression for the Stable Operation Range of Laser Diodes with Optical Feedback. IEEE Journal on Quantum Electronics, 1990, v. 26, № 5, p. 833-836.

60. Lightwave 1998 worldwide directory of fiber-optic communications products and services. // N. Y.: PennWell, 1998.-332 p.

61. Кривошеев M. И. Основы телевизионных измерений. M.: Радио и связь, 1989.-608 с.

62. Спутниковая связь и вещание. Справочник. /Под ред. JI. Я. Кантора. -М.: Радио и связь, 1988. 342 с.

63. ГОСТ 7845-92. Система вещательного телевидения. Основные параметры, методы измерений.

64. ГОСТ 19463-89. Магистральные каналы изображения радиорелейных и спутниковых систем передачи. Основные параметры и методы измерений.

65. ГОСТ 26599-85. Компоненты волоконно-оптических систем передачи. Термины и определения.

66. Way W. I. Large signal nonlinear distortion prediction for a single-mode laser diode under microwave intensity modulation. Journal of Lightwave Technology, 1987, LT-5, № 3, p. 305-315.

67. Алферов Ж. И., Гарбузов Д. Э., Давидюк Н. Ю. и др. Мощные мезаполосковые РО InGaAsP/InP лазеры для ВОСП. Письма в ЖТФ, 1985, т. 11, вып. 22, с. 1345-1349.

68. Белкин М. Е., Денисенко В. В., Каширин Ю. Ю. и др. Передающий оптический модуль с лазерным излучателем ИЛПН-216. -Электросвязь, 1991, № 7, с. 24-25.

69. Way W. I., Wolff R. S., Krain M. F. 1.3-um 35-km fiber-optic microwave multicarrier transmission system for satellite earth stations. Journal of Lightwave Technology, 1987, LT-5, № 9, p. 1325-1331.

70. Lau K.Y., Yariv A. Ultra-high speed semiconductor lasers. IEEE Journal on Quantum Electronics, 1985, QE-21, № 2, p. 121-137.

71. Полупроводниковые инжекционные лазеры. Динамика, модуляция, спектры. /Под ред. У.Тсанга: Пер. с англ. /Под ред. Л. А. Ривлина, М.: Радио и связь, 1990. -320 с.

72. Katz F. The intrinsic electrical equivalent circuit of a laser diode. IEEE Journal on Quantum Electronics, 1981, v. QE-17, № 1, p. 4-7.

73. Tucker R.S., Pope D.F. Microwave circuit models of semiconductor injection lasers. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 1983, v. MTT-31, №3, p. 289-294.

74. Полупроводниковые приборы в схемах СВЧ. /Под ред. М. Хауэса, Д. Моргана.: Пер. с англ./ Под ред. В. С. Эткина. М.: Мир, 1979. - 444 с.

75. Tucker R.S., Kaminov I.P. High-Frequency characteristics of directly modulated InGaAsP ridge waveguide and buried heterostructure lasers. Journal of Lightwave Technology, 1984, v. LT-2, № 4, p. 385-393.

76. Tucker R.S. Circuit model of double-heterojunction laser below threshold. -IEE Proceedings, pt.I, 1981, v. 128, № 3, p. 101-106.

77. Tucker R.S. Large-signal circuit model for simulation of injection-laser modulation dynamics. IEE Proceedings, pt. 1,1981, v. 128, № 5, p. 180-184.

78. Habermayer I. Nonlinear light-current characteristics of narrow stripe geometry lasers. Optical and Quantum Electronics, 1986, v. 18, p. 249-252.

79. Белкин М.Е. Трехканальная волоконно-оптическая система передачи с СВЧ поднесущими. Радиотехника, 1994, № 2, с. 77-80.

80. Belkin М. Е., Denisenko V. V., Kashirin Y. Y. e. a. RF Analog Fiber Optic Links in the 2-4 GHz Band. Modelling, Measurement & Control, 1994, A, v. 54, № l,p. 47-54.

81. Белкин M. E. Анализ многоканальной аналоговой ВОСП на базе полупроводникового лазерного излучателя с резонатором Фабри-Перо. // Тезисы докладов LIV научной сессии, посвященной Дню радио. //РНТОРЭС им. А.С. Попова. М.: 1999, с. 45-46.

82. Маттей Д. J1., Янг JL, Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи: Пер. с англ. /Под ред. J1. В. Алексеева, Ф. В. Кушнира. М.: Связь, 1971.-439 с.

83. Abuelma'atti М.Т. Nonlinear distortion performance of narrow stripe-geometry lasers. International Journal of Infrared and Millimeter Waves, 1988, v. 9, № 12, p.1041-1050.

84. Техника оптической связи. Фотоприемники. /Под ред. У. Тсанга: Пер. с англ. /Под ред. М. А. Тришенкова. М.: Мир, 1988, - 526 с.

85. Kato К. Ultrawide-band/high-frequency photodetectors. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 1999, v. 47, № 7, p. 1265-1281.

86. Тришенков M. А., Фример А. И. Фотоэлектрические полупроводниковые приборы с р-n переходами. в сб. «Полупроводниковые приборы и ихприменение» /Под ред. Я. А. Федотова. М: Сов. Радио, 1971, вып. 25, с. 159203.

87. Гауэр Дж. Оптические системы связи: Пер. с англ. /Под ред. А. И. Ларкина. М.: Радио и связь, 1989. - 504 с.

88. Belkin М.Е., Ravich V.N. Photodiode Module for Analog and Digital Transmission Systems. // ISFOC92 Conference Proceedings. St. Peterburg, oct.92. -p. 224-230.

89. Белкин M. E., Эйнасто M. В. Измерение частотных характеристик фотодиодов с использованием физической эквивалентной схемы. -Радиотехника, 1989, № И, с. 88-91.

90. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи /Л.Г. Гассанов, А. А. Липатов и др. М.: Радио и связь, 1988, - 288 с.

91. Kurtz S.R. Specifying mixers as phase detectors. Microwaves, 1978, v. 17, № 1, p. 80-89.

92. Ruella P. Resistive diode microwave mixers used as phase detectors IEE Proceedings. Pt. H, 1980, v. 127, № 5, p. 251-256.

93. Писарев B.B., Усанов Д.А. СВЧ фазовый детектор на полупроводниковом диоде. Электронная техника. Сер. 1,1980, вып. 8, с. 57-58.

94. Лившиц В.В. Преобразование частоты на СВЧ с помощью полупроводниковых диодов. В сб. «Полупроводниковые приборы и их применение» /Под ред. Я. А. Федотова. - М.: Сов. Радио, 1966, вып. 15, с. 1033.

95. Fieri D. A., Cohen L.D. Nonlinear analysis of the Schottky-Barrier mixer diode. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 1973, v. MTT-21, № 1, p. 39-43.

96. Валиев К. А., Пашинцев Ю. И., Петров Г. В. Применение контакта металл-полупроводник в электронике. -М.: Сов. Радио, 1981, 304 с.

97. Mania L., Stracca G. B. Effects of the diode junction capacitance on the conversion loss of microwave mixers. IEEE Transactions on Communications, 1974, v. COM-22, № 9, p. 1428-1435.

98. Фельдштейн A. JL, Явич JI. Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. // М.: Связь, 1971. 387 с.

99. Шварц Н. 3. Линейные транзисторные усилители СВЧ. М.: Сов. Радио, 1980.-368 с.

100. Пахомов И. И., Цибуля А. Б. Расчет оптических систем лазерных приборов. М.: Радио и связь, 1986. - 151 с.

101. Гуткин Т. И., Слуцкая В. И. Оптимальные параметры линзовых систем в волоконно-оптических соединителях. Техника средств связи. Серия Внутриобъектовая связь, 1985, вып. 1, с. 97-102.

102. Гончаров И. Г., Грачев А. П. Микролинзы для коллимирования и фокусировки излучения инжекционных полупроводниковых лазеров. Техника средств связи. Сер. Внутриобъектовая связь, 1985, вып. 1, с. 102-114.

103. А.с. 1623459 (СССР) Оптическое согласующее устройство для ввода излучения в волоконный световод /А. Б. Цибуля, М. Е. Белкин, Е. В. Штавеман.

104. Такэда С., Макио С. Тенденции развития оптических изоляторов для аппаратуры волоконно-оптической связи. Опутороникусу, 1988, № 4 с. 113120.

105. Скляров О. К. Волоконно-оптические сети и системы связи. // М.: СОЛОН-Пресс, 2004. 272 с.

106. Справочник конструктора оптико-механических приборов. /Под ред. В. А. Панова. Ленинград: Машиностроение, 1980. - 741 с.

107. Крылова Т. Н. Интерференционные покрытия. // Ленинград: Машиностроение, 1973. 224 с.

108. Сайто С. Оптические проблемы при использовании полупроводниковых лазеров.- Дэнси сясин гаккайси, 1984, т. 23, № 2, с. 158-164.

109. Шварц Н. 3., Бровко Г. М. К оптимизации оптического приемника прямого детектирования аналоговых ВЧ- и СВЧ-сигналов. Радиотехника и электроника, 1983, т. 28, № 1, с. 168-172.

110. Вайслейб Ю. В., Гончаров В. Н., Ковачевич М. Н. Оценка влияния входных цепей фотоприемника на характеристики узкополосных ВОСП с СВЧ поднесущими. Радиотехника, 1989, № 2, с. 71-72.

111. Darcie Т. Е., Kasper В. L., Talman J. L. е a. Resonant p-i-n-FET receivers for lightwave subcarrier systems. Journal of Lightwave Technology, 1988, v. 6, № 4, p. 582-589.

112. Текшев В. Б. Проектирование СВЧ транзисторных усилителей с использованием ЭВМ. М.: МЭИ, 1982. - 89 с.

113. Хауз Г., Адлер Р. Теория линейных шумящих цепей: Пер. с англ. /Под ред. Л. А. Биргера. М.: ИИЛ, 1963. - 110 с.

114. Белкин М. Е. Оптимизация режима работы фотоприемного устройства многоканальной аналоговой волоконно-оптической системы передачи. // Сборник научных трудов Научной сессии МИФИ. М.: 2005, т. 4. - с. 274-275.

115. Белкин М. Е., Шевцов Э. А. Проектирование широкополосного фотоприемного модуля. // Тезисы докладов Всесоюзного НТС «Совершенствование средств связи на основе внедрения световолоконной и микропроцессорной техники». М.: Радио и связь, 1986. - с. 43.

116. O.Wada, e.a. High-Performance, High-Reliability InP/GalnAs p-i-n Photodiodes and Flip-Chip Integrated Receivers for Lightwave Communications. -Journal of Lightwave Technology, 1991, v. LT-9, № 9, p. 1200-1207.

117. Www.beliit.com . Фотодиодные модули с малым обратным отражением.

118. Радиорелейные и спутниковые системы передачи. / Под ред. А. С. Немировского. М.: Радио и связь, 1986. 392 с.

119. Царапкин Д. П. Генераторы СВЧ на диодах Ганна. // М.: Радио и связь. 1982.-112 с.

120. Радиотехнические устройства СВЧ на синхронизированных генераторах /Под ред. Н. Н. Фомина. М.: Радио и связь, 1991. - 192 с.

121. Тимофеев Ю. В. О применении операционного усилителя в схеме ФАПЧ. -Вопросы радиоэлектроники, Сер. Радиоизмерительная техника, 1970, вып. 2, с. 81-85.

122. Попов Е. П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. -М,: Наука, 1989.-301 с.

123. Белкин М. Е. К вопросу об устойчивости ретрансляционных усилителей на основе системы фазовой автоподстройки. Сборник научных трудов ЦНИИС, 1983.

124. Тараненко В. П. Электрическая перестройка частоты твердотельных СВЧ генераторов варакторами. Известия ВУЗов. Сер. Радиоэлектроника, 1976, т. 19, № 10, с. 5-15.

125. Клич С. М. Проектирование СВЧ устройств радиолокационных приемников. М.: Сов. Радио, 1973. - 319 с.

126. Крейнгель Н. С. Шумовые параметры радиоприемных устройств. // JL: Энергия. 1969 г.-168 с.

127. Беллами Дж. Цифровая телефония: Пер. с англ. // М.: Радио и связь, 1986. 544 с.

128. А. с. 1118268 (СССР). Ретранслятор сверхвысокочастотных сигналов /В. П. Вороненко, М. Е. Белкин.

129. Белкин М. Е. Взаимное сопряжение световодных и сверхвысокочастотных линий передачи. Труды НИИ Радио, 1985, № 4, с. 30-33.

130. Белкин М. Е., Визель А. А. Системы передачи в миллиметровом диапазоне волн. Зарубежная радиоэлектроника, 1984, № 11, с. 80-87.

131. А.с. № 1829803 (РФ). МКИ H01L -31/0203. Фотодиодный модуль. Приоритет от 01.08.90 /Шварц Н. 3., Белкин М. Е.

132. Brain М. С., Smuth P.P., Smith D. R. e. a. Pinfet hybrid optical receivers for 1,2 Gbit/s transmission systems operating at 1.3 and 1.55 um wavelength. -Electronics Letters, 1984, v. 20, N 21, p. 894-896.

133. Bar-Chaim N., Lan K.Y., Ury I. e. a. High-speed GaAlAs/GaAs p-i-n photodiode on a semi-insulating GaAs substrate. Applied Physics Letters, 1983, v. 43, p. 261-262.

134. Shimpe R., Bowers J. E., Koch T.L. Characterization of frequency response of 1.5-um InGaAsP DFB laser diode and InGaAs p-i-n photodiode by heterodyne measurement technique. Electronics Letters, 1986, v. 22, p.453-454.

135. Piccari L., Spano P. New method for measuring ultrawide frequency response of optical detectors. Electronics Letters, 1982, v. 18, p. 116-117.

136. Carruthers N. Т., Weller J. F. Picosecond optical mixing in fast photodiodes. -Applied Physics Letters, 1986, v. 48, p. 460-462.

137. Ферриты и магнитодиэлектрики. Материалы и компоненты. НИИ «Домен» С. Петербург: 1991. - 67 с.

138. Semiconductor Devices for Optical Communication. Ed. H. Kressel. // In: Topics in Applied Physics. V. 39. Berlin: Springer-Verlag, 1980. - 289 p.

139. Johnson L. A. Controlling temperatures of diode lasers and detectors thermoelectrically. Lasers and Optronics, 1988, № 4, p. 109-114.

140. Коробов В. И., Белкин М. Е., Мишин Ю. Н. Исследование операционного усилителя для когерентных фотоприемных устройств. // В сб. : Световодные системы передачи по проводным каналам связи, М.: ЦНИИС, 1986. с. 6-11.

141. Белкин М. Е., Шварев Н. М. Исследование мощного стабильного генератора сантиметрового диапазона с широкополосной схемой ФАП. Труды НИИР, 1985, №3.

142. Белкин М. Е., Шварев Н. М. Разработка мощного стабильного волноводного генератора сантиметрового диапазона с цифровой фазовой модуляцией. //Тезисы докладов XL Всесоюзной научной сессии, посвященной Дню радио.-М.: Радио и связь, 1985, ч. 1.-е. 85-86.

143. Белкин М. Е. Стабильный усилитель мощности для гетеродина многоканального СВЧ приемника. //Тезисы докладов Всесоюзной НТК «Развитие и внедрение новой техники радиоприемных устройств». М.: Радио и связь, 1985.-е. 81-82.

144. Белкин М. Е. Исследование и разработка многоканальных устройств и систем передачи с частотным разделением на ВЧ и СВЧ поднесущих в ИК-диапазоне. Кандидатская диссертация. М.: МТУ СИ, 1996.

145. Белкин М. Е., Горбачева JI. В. Разработка устройств для взаимного сопряжения световодных и сверхвысокочастотных ЦСП. //Тезисы докладов IV Всесоюзной НТК «Световодные системы связи и передачи информации». М.: 1984.

146. Белкин М. Е. К вопросу о сопряжении сверхвысокочастотного и световодного линейных трактов. //Тезисы докладов Всесоюзного НТС «Элементы и узлы волноводных трактов радиорелейных линий». М.: Радио и связь, 1983.

147. Belkin М. Е. 8-channel Equipment for Fiber Optic CATV Trunks with AM and FM. //ISFOC'92 Conference Proceedigs. St. Peterburg, oct. 1992, p. 405-411.

148. Microwave Photonic Systems, Inc. Product Catalog. // USA, 2004. 120 p.

149. ГОСТ 18471-83. Звенья тракта и измерительные сигналы.

150. ГОСТ 9783-88. Аппаратура электронная бытовая. Методы электрических высокочастотных измерений.

151. ГОСТ 11515-91. Каналы и тракты звукового вещания. Основные параметры качества. Методы измерений.

152. Белкин М. Е. Волоконно-оптическая система для единых сетей абонентского доступа. Вестник связи, 1998, № 11, с. 16-21.

153. Белкин М. Е. Интерактивная волоконно-оптическая система для местных сетей связи волоконно-коаксиальной структуры. Информмост - Средства связи, 2001, №3(16), с. 23-27.

154. Реутов А. П., Белкин М. Е. Волоконно-оптические системы для мультисервисных сетей абонентского доступа. Наукоемкие технологии, 2004, т. 5, № 12, с. 21-26.

155. Зима 3. А., Колпаков И. А., Романов А. А., Тюхтин М. Ф. Системы кабельного телевидения. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. - 600 с.

156. Белкин М. Е., Рыбкин С. В. Наложенная система телемониторинга в единых сетях абонентского доступа,- Вестник связи, 1999, № 1, с. 47-49.

157. Комплекс оборудования серий МВ-600/МВ-800 единой кабельной сети абонентского доступа. // Технические условия. М.: НЛП «Радиотехнические системы». 1999 г. 24 с.

158. Белкин М. Е. Разработка цифровых ВЧ модемов для интерактивных сетей абонентского доступа. // Тезисы докладов LLLI научной сессии РНТОРЭС им. А.С.Попова, посвященной Дню радио. М.: 1998, с.92-93.

159. ГОСТ 28871-90. Аппаратура линейных трактов цифровых волоконно-оптических систем передачи. Методы измерения основных параметров.

160. Валитов Р. А., Сретенский В. Н. Радиотехнические измерения. М.: Сов. Радио, 1970.-712 с.

161. Пономаренко А. Б. Спутниковое телевидение. М.: МГОУ, 1992. - 177 с.

162. Белкин М. Е. Разработка многоканальной аналоговой ВОСП с ЧРК, обеспечивающей одновременную передачу сигналов с AM и ЧМ. // Труды РНТОРЭС имени А.С. Попова. Серия: Научная сессия, посвященная Дню радио. Выпуск LX-1. М.: 2005. - с. 321-324.

163. ГОСТ Р 50890-96. Передатчики телевизионные маломощные. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений.

164. ГОСТ Р 51741-2001. Передатчики стационарные радиовещательные диапазона ОВЧ. Основные параметры, технические требования, и методы измерений.

165. ГОСТ Р 51107-97. Системы стереофонического радиовещания. Основные параметры. Методы измерений.

166. Kim. G. Hybrid fiber/coaxial-cable networks pass telephony reliability standards. Lightwave, Oct. 1995, p. 12, 15, 18.

167. Ellis L. A Global Trot to Two-Way. //Multichannel News International. Supplement, May 1998, p. 8A-10A.

168. Digital Video Broadcasting (DVB). Interaction channel for Cable TV distribution systems (CATV) // ETSI Standard: ETS 300 800. 1998.

169. Алдошина И., Кацнельсон JI. Эврика-147/DAB система цифрового звукового радиовещания 21 века. - «625»,. 1997, № 8, с. 62-67.

170. Белкин М. Е. Разработка цифровых ВЧ модемов для интерактивных сетей абонентского доступа. // Тезисы докладов LI1I научной сессии РНТОРЭС им. А.С.Попова, посвященной Дню радио. М.: 1998, с. 92-93.

171. Белкин М. Е. Эскизный проект сети волоконно-коаксиальной структуры. -ИнформКурьерСвязь, 2002, № 7, с. 33-36.

172. Белкин М. Е. Модель фазового детектора СВЧ диапазона. // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Радиофизика и радиотехника М.: МГТУ ГА. - 2007. -№ 112-С. 148-153.