<h2></h2>
<p>
Vysokorýchlostné TDM systémy vykonávajú viaceré funkcie. Veľa funkcií
ako sú multiplexovanie, demultiplexovanie, synchronizácia, obnovenie
tvaru signálu a regenerácia môžu byť spojené vo vysokorýchlostnom
integrovanom obvode. Kom-binácia 40Gbit/s TDM systémov s WDM
technológiou ponúka sľubnú cestu k dosiahnutiu terabitových prenosov
cez jediné optické vlákno.<br />
Jednou z hlavných nedoriešených otázok pri vývoji vysokorýchlostných
TDM systémov je implementácia vysokorýchlostných elektronických
integrovaných obvodov. Momentálne je využívaná kremíková technológia v
systémoch 10Gbit/s (STM-64). V nedávnej dobe bol prezentovaný pokrok v
triede 40Gbit/s integrovaných obvodov. Tieto obvody využívajú HEMT
(high electron mobility transistors) a HBT (Heterojunction
Transistors), ktoré sú založené na polovodiÄoch ako GaAs, InP a SiGe.
Integrované obvody musia byť schopné prevádzky pri rýchlostiach
50Gbit/s, ak berieme v úvahu zvýšenú bitovú rýchlosť kvôli dopredanému
samoopravnému kódovaniu FEC. Teda pred komerÄným nasadením technológie
40Gbit/s bol nevyhnutný pokrok v dizajne integrovaných obvodov a
vylepšená Äinnosť tranzistorov. <br />
Na obr. 21.10.1 je zobrazená typická konfigurácia optického vysielaÄa a
prijímaÄa. Obnovenie tvaru signálu je v prijímaÄi vykonávané v blokoch:
EDFA zosilňovaÄ, fotodetektor, elektrický predzosilňovaÄ, zosilňovaÄ v
základnom pásme. Príchod EDFA zosilňovaÄov zmenil od základov
metodológie návrhu elektrického predzosilňovaÄa a zosilňovaÄa v
základnom pásme. Minimálny optický výkon na detekciu je urÄený EDFA
šumom namiesto šumu predzosilňovaÄa. Preto nie je vyžadovaná nízka
šumová charakteristika predzosilňovaÄa. Zároveň sa znížili aj nároky na
zisk elektrických zosilňovaÄov.<br />
Na druhú stranu treba pripomenúť, že EDFA zosilňovaÄe zoradené do
kaskády prispievajú k Äasovej fluktuácií - jitter. Preto sú v prijímaÄi
kladené vyššie požiadavky na kvalitu regenerácie signálu. Regenerácia
je vykonávaná v rozhodovacom obvode (decision circuit) a obvode obnovy
Äasovania (clock recovery circuit). Všetky integrované obvody vo
vysielaÄi a prijímaÄi okrem obvodu obnovy Äasovania pracujú v širokom
pásme od jednosmernej zložky až po maximálnu bitovú rýchlosť. Napríklad
ovládaÄ modulátora vo vysielaÄi by mal vytvárať kolísavé napäťové
impulzy o veľkosti 3V alebo 2V pre LiNbO3 alebo elektroabsorbÄné
modulátory.</p>
<p align="center">
<img src="schemy/konfiguracia.jpg" border="0" alt="Typick� konfigur�cia optick�ho vysielaca a prij�maca" title="Typick� konfigur�cia optick�ho vysielaca a prij�maca" /></p>
<p>
Najznámejším a najjednoduchším fotodetektorom používaným v
optokomunikaÄných systémoch je p-i-n dióda (surface-illuminated
Positive Intrinsic Negative). V prijímaÄi tohoto typu vyvolá každý
dopadajúci fotón excitáciu jedného elektrónu, Äím sa vytvára elektrický
prúd. Tento proces je postaÄujúci pre väÄšinu systémov pracujúcich v
malých vzdialenostiach a s nízkymi bitovými rýchlosťami. Tento typ
fotodetektora je nevhodný, ak bol signál znaÄne utlmený. Jednou z
možností je použitie lavínovej fotodiódy APD (Avalanche Photo
Detectors). Od p-i-n diódy sa odlišuje hlavne tým, že pri dopade fotónu
sa do exitovaného stavu dostanú stovky elektrónov. APD pracuje pri
oveľa vyššom napájaní ako p-i-n dióda. Pri excitácii jedného elektrónu
dochádza k excitácii okolitých atÄ. Generovaný elektrický signál týmto
lavínovým efektom je oproti p-i-n dióde mnoho krát vyšší. Preto môže
APD detekovať optické signály s nízkym výkonom. Inou možnosťou, ktorá
sa Äasto využíva je zaradenie EDFA zosilňovaÄa pred vstupom do
fotodetektora. Optický signál je zosilnený ešte pred detekciou vo
fotodetektore. Tento variant predzosilňovaÄa (pre-amplifier) sa zvyÄaje
používa v spojení s p-i-n fotodiódou. <br />
Prijatý optický signál je teda transformovaný fotodetektorom do
elektrickej podoby. Elektrický signál treba taktiež zosilniť. V
klasických prijímaÄoch je za fotodetektor zaradený elektrický
zosilňovaÄ s veľmi nízkym šumom. Treba si uvedomiť, že pri technológii
40Gbit/s sa vyžaduje širokopásmové konštantné zosilnenie analógového
signálu od jednosmernej zložky až po približne 50GHz. V týchto
zosilňovaÄoch sa využíva technika spätnej väzby. Avšak šírka pásma
zpätnoväzobných zosilňovaÄov je nepriaznivo ovplyvnená RC Äasovou
konštantou. Pri návrhu analógových obvodov však pokraÄuje znaÄný
pokrok. Teda pri konštrukcii predzosilňovaÄa nastáva problém zo
samotnou konštrukciou takéhoto obvodu. Preto sa niekoľko výrobcov
rozhodlo tento blok úplne vynechať a zosilniť optický signál pomocou
EDFA zosilňovaÄa natoľko, že elektrický signál generovaný
fotodetektorom bude postaÄujúci pre Äalšie spracovanie. Je zrejmé, že v
tomto prípade nemôže byť použitý štandardný fotodetektor, ale musí byť
optimalizovaný na vysokovýkonový optický signál. Výsledný elektrický
signál z fotodetektora dosahuje porovnateľnú úroveň ako pri elektrickom
zosilňovaÄi.</p>