Перетворювачі кодів на динамічному оптичному запам’ятовуючому пристрої
Приведено принципи функціонування і структури перетворювачів кодів на підставі регістрових структур волоконно-оптичних запам'ятовуючих пристроїв.
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології |
|---|---|
| Дата: | 2008 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32205 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Перетворювачі кодів на динамічному оптичному запам’ятовуючому пристрої / С.М. Цирульник, Г.Л. Лисенко // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. — 2008. — № 2 (16). — С. 203-206. — Бібліогр.: 3 назв. — укp. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860072231546126336 |
|---|---|
| author | Цирульник, С.М. Лисенко, Г.Л. |
| author_facet | Цирульник, С.М. Лисенко, Г.Л. |
| citation_txt | Перетворювачі кодів на динамічному оптичному запам’ятовуючому пристрої / С.М. Цирульник, Г.Л. Лисенко // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. — 2008. — № 2 (16). — С. 203-206. — Бібліогр.: 3 назв. — укp. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології |
| description | Приведено принципи функціонування і структури перетворювачів кодів на підставі регістрових структур волоконно-оптичних запам'ятовуючих пристроїв.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:11:03Z |
| format | Article |
| fulltext |
5
УДК 004.33:681.7
С. М.ЦИРУЛЬНИК
a
, Г.Л. ЛИСЕНКОb
Перетворювачі кодів на Динамічному оптичному запам’ятовуючому
пристрої
a
Вінницький технічний коледж,
Хмельницьке шосе, 91/2, Вінниця, 21021, Україна,
тел. +380 (432) 51-33-81, E-mail: sovm@list.ru
b
Вінницький національний технічний університет,
Хмельницьке шосе, 95, Вінниця, 21021, Україна,
тел. +380 (432) 51-33-68, 59-82-32,E-mail: lgl@vstu.vinnica.ua
Анотація. Приведені принципи функціонування і структури перетворювачів кодів на основі
регістрових структур волоконно-оптичних запам‘ятовуючих пристроїв.
Ключові слова: волоконно-оптичний запам’ятовуючий пристрій, регістр зсуву.
ВСТУП
Актуальність.Схемотехніка пристроїв, що працюють на частотах порядку 1 ГГц і вище,
відрізняється від традиційної не тільки застосуванням високошвидкісних компонентів, але і методами
проектування. побудова високошвидкісного перетворювача послідовного коду в паралельний і навпаки
вирішуються із застосуванням оптичних елементів, що оперують безпосередньо світловими потоками
без їх попереднього перетворення в електричні сигнали.
Перетворення високошвидкісних світлових сигналів, що приймаються з
волоконно-оптичних ліній зв'язку, в електричний є достатньо складним
завданням, оскільки світлові імпульси мають дуже малу тривалість —
порядку десяті долі наносекунди і менше. Такі імпульси непросто передати
навіть по коротких провідниках на подальшу обробку, яка зазвичай
починається з перетворення послідовного коду в паралельний для
зниження швидкості потоку даних. Щоб в якійсь мірі полегшити рішення
цих задач, вхідні каскади приймальної апаратури виконують на оптичних
елементах, які оперують безпосередньо світловими потоками [1].
АНАЛІЗ ОСТАННІХ ДОСЛІДЖЕНЬ
Питання принципів побудови та аспекти практичного застосування
динамічного оптичного запам’ятовуючого пристрою (ДООЗП) на
волоконно-оптичній ліній розглядались у роботі [2]. На рис. 1 зображена
структурна схема волоконно-оптичного запам’ятовуючого пристрою. На
рис. 2 представлена схема волоконно-оптичного запам’ятовуючого
пристрою з використанням електрооптичних LiNbO3 комутаторів [2, 3].
Запам’ятовуючий пристрій (рис. 1) складається з двох оптичних
комутаторів (ОК), через кожний з яких може вводитись оптична
інформація для збереження (ОК1 – Ubx1, ОК2 – Ubx2) або виводитись для
зчитування (ОК1 – Ubux1, ОК2 – Ubux2). На рис. 2 електрооптичні
© С.М.ЦИРУЛЬНИК , Г.Л. ЛИСЕНКО, 2008
ПРИНЦИПОВІ КОНЦЕПЦІЇ ТА СТРУКТУРУВАННЯ РІЗНИХ РІВНІВ ОСВІТИ З ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИХ ІНФОРМАЦІЙНО-
ЕНЕРГЕТИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
6
комутатори (ЕОК) використовується як ОК. Пристрій містить перший
ЕОК1 на вхід А якого подається оптичний сигнал Х1. Вихід С ЕОК1
з’єднаний відрізком L1 одномодового волокна NZDSF типу SMF-LS з
входом А ЕОК2. Вихід D ЕОК2 з’єднаний відрізком L2 одномодового
волокна NZDSF типу SMF-LS з входом В ЕОК1. З виходу С ЕОК2
зчитується вихідний оптичний сигнал Y2 після збереження. Вхід В ЕОК2
можна використовувати також для введення оптичного сигналу X2, а вихід
D ЕОК1 для зчитування збереженого сигналу Y1.
Пристрій працює наступним чином (рис. 2). У перший момент часу сигнал
керування U1 – відсутній, а U2 – присутній. Вхідний оптичний сигнал Х1
проходить на вихід С ЕОК1 через L1 на вхід А ЕОК2, з виходу D ЕОК2 через
L2 на вхід В ЕОК1. Подавши сигнал U1 з входу В ЕОК1 сигнал передається
на вихід С ЕОК1 тим самим утворюючи замкнутий контур. Оптичні
імпульси малої тривалості, які можна отримати від волоконного
фемтосекундного лазера (100 фс) з довжиною хвилі 1,55 мкм, циркулюють
по замкнутому контуру без спотворення їх форми. Причиною розширення
тривалості імпульсів є хроматична та поляризаційна модова дисперсія.
Застосувавши волокно NZDSF типу SMF-LS з від’ємним значенням
показника хроматичної дисперсії -3,5(пс/нм ⋅ км) можна компенсувати
значення поляризаційної модової дисперсії, що дозволяє отримати час
зберігання інформації біля 100 мкс. Потужність оптичного сигналу Х1 або
Х2 повинна бути менше 10 мВт, що забезпечує відсутність нелінійних
явищ в одномодовому волокні. Для зчитування сигналу з виходу Y2
знімається сигнал U2, а для зчитування сигналу з виходу Y1 знімається
сигнал U1.
Рис. 1. Структурна схема Рис. 2. Схема волоконно-оптичного
волоконно-оптичного запам’ятовуючого запам’ятовуючого пристрою з
пристрою використанням електрооптичних
LiNbO3 комутаторів
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ
Метою роботи є дослідження можливостей побудови перетворювачів кодів
на ДООЗП для швидкого перетворення телекомунікаційних сигналів.
РЕАЛІЗАЦІЯ ЗАДАЧІ
ПРИНЦИПОВІ КОНЦЕПЦІЇ ТА СТРУКТУРУВАННЯ РІЗНИХ РІВНІВ ОСВІТИ З ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИХ ІНФОРМАЦІЙНО-
ЕНЕРГЕТИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
7
Пропонується розглянути можливість побудови регістру зсуву на базі
ДООЗП, а на його основі побудувати перетворювач послідовного
оптичного коду у паралельний і навпаки.
Однорозрядний регістр зсуву (рис.3) побудований на двох розглянутих
раніше оптичних елементах пам'яті (рис. 2).
Рис. 3. Регістр зсуву
Синхронізація регістра здійснюється сигналами CLK і CLK* з однаковою
частотою, взаємно зсунутими по фазі на половину періоду.
Припустимо, що в початковий момент часу обидві комірки пам’яті
знаходяться в стані логічного 0. Проходження першого імпульсу CLK (рис.
4, момент τ0) не змінює стан регістра. У момент τ1 в точку 1 поступає
світловий сигнал DIN=D0=1, який починає циркулювати по петлі 3—4—
5—2.
Приблизно в цей же час формується перший імпульс CLK* зчитування
вихідних даних, але оскільки комірка 2 знаходиться в нульовому стані, то в
точці 6* світлового імпульсу немає. У момент τ2 другий імпульс CLK
відкриває світловому потоку, що зберігається в комірці 1, шлях до комірки
2: 2—3—6—1*—3*—4*—5*—2*, тому світло повністю «перетікає» з
першої комірки в другу, при цьому перша комірка переходить в нульовий
стан. У момент τ3 на вхід регістра поступає другий біт даних D1 = 1 і він
запам'ятовується в першій комірці. Приблизно в цей же час під
управлінням другого імпульсу CLK* біт D0 = 1 у вигляді світлового
імпульсу пересилається на вихід регістра. При цьому комірка 2 переходить
в нульовий стан. Цикл роботи регістра повторюється.
DIN
CLK
DIN*
CLK*
DOUT*
D0
D0
D0
D1
D1
D1
D2
D2
D2
D3
D3
D3
τ1 τ2 τ3τ0
Рис. 4. Часові характеристики регістра зсуву
Схема двохрозрядного перетворювача послідовного коду в паралельний
(рис. 5) виконана на основі оптичного регістра зсуву (рис. 4). Виходи
першого і другого розрядів регістра підключені через ключі, що керуються
ПРИНЦИПОВІ КОНЦЕПЦІЇ ТА СТРУКТУРУВАННЯ РІЗНИХ РІВНІВ ОСВІТИ З ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИХ ІНФОРМАЦІЙНО-
ЕНЕРГЕТИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
8
синхросигналом CLK3, до паралельних виходів (DOUT1, DOUT2)
перетворювача.
Вихідні стани комірок 1—4 нульові, перший імпульс CLK1 (рис 6, момент
τ0) не змінює його. У момент τ1 одиничний біт D0 завантажується в першу
комірку, у момент τ2 він переміщується в другу комірку, а перша комірка
приймає значення нуля. У момент τ3 одиничний біт D1 записується з входу
DIN в першу комірку, і приблизно в цей же час біт D0 з другої комірки
переписується в третю, а друга комірка встановлюється в нуль. В період
τ4—τ5 в другій і четвертій комірках присутні одиничні біти D1 і D0. У
момент τ5 ці біти одночасно передаються на виходи DOUT1 і DOUT2
завдяки тому, що одночасно відкриті ключі, що керуються імпульсами
CLK2 і CLK3. Імпульс CLK3 повинен трохи перекривати в часі імпульс
CLK2, щоб створити гарантію того, що вся світлова енергія з комірки 2 (4)
направлена тільки на вихід перетворювача, а не в сусідню справа комірку.
У наступному циклі перетворення на паралельні виходи DOUT1 і DOUT2
передається наступна пара біт (D3 і D2) і т.д.
Рис. 5. Двохрозрядний перетворювач послідовного коду в паралельний
Рис. 6. Часові характеристики перетворювача послідовного коду у паралельний
Трьохрозрядний перетворювач паралельного коду в послідовний (рис. 7)
містить чотири оптичні елементи пам'яті. У початковому стані в комірках
записані логічні 0 (рис. 8, момент τ0). Введення першого трьохрозрядного
слова паралельних даних D0—D2 в перетворювач здійснюється по входах
IN1—IN3 у момент τ1. Оскільки CLK1 = 1, біт D0 з входу IN1 не потрапляє
в комірку 1, а проходить безпосередньо на вихід OUT перетворювача. В
той же час біт D1 запам'ятовується в комірці 2, а біт D2 — в комірці 4. У
ПРИНЦИПОВІ КОНЦЕПЦІЇ ТА СТРУКТУРУВАННЯ РІЗНИХ РІВНІВ ОСВІТИ З ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИХ ІНФОРМАЦІЙНО-
ЕНЕРГЕТИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
9
момент τ2 під управлінням синхроімпульсу CLK2 біти D2 і D1
переписуються з комірок 4 і 2 в комірки 3 і 1. У момент τ3 синхросигнал
CLK1 викликає видачу біта D1 на вихід перетворювача з комірки 1 і
переміщення біта D2 з третьої комірки в другу. У момент τ4 біт D2
переписується з другої комірки в першу і у момент τ5 поступає на вихід
перетворювача. До моменту τ6 всі комірки переходять в нульові стани. У
момент τ7 на входи перетворювача поступає нове трьохрозрядне слово і
всі процеси повторюються.
Рис. 7. Перетворювач паралельного коду у послідовний
Рис. 8. Часові характеристики перетворювача паралельного коду у послідовний
ВИСНОВКИ
Розглянуті пристрої: регістр зсуву, перетворювачі кодів можуть
застосовуватися в оптичних телекомунікаційних пристроях при обробці
високошвидкісних (близько 1 Гбіт/с і вище) потоків даних, а саме для
синхронізації пристроїв у системах скремблювання, для захисту
інформації, що передається, від несанкціонованого доступу.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Шевкопляс Б. В. Высокоскоростные преобразователи кодов в телекоммуникационных
устройствах// Схемотехника. – 2007. – №3.– С.11-16.
2. Цирульник С.М. Розробка принципів побудови і структурної організації динамічної пам'яті на
волоконно-оптичних лініях: Дисертація кандидата технічних наук: 05.13.05; - Захищена
25.05.2007; Затв. 20.09.2007. – Вінниця., 2007. - 174 с: іл.
3. Пат. Україна, МПК7 G 02 B 5/172. Волоконно-оптичний запам’ятовуючий пристрій/ Кожем’яко В.
П., Лисенко Г.Л., Цирульник С. М., Кобзаренко Р. Л. – №25481; Заявл. 28.02.2007; Опубл.
10.09.2007.
ПРИНЦИПОВІ КОНЦЕПЦІЇ ТА СТРУКТУРУВАННЯ РІЗНИХ РІВНІВ ОСВІТИ З ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИХ ІНФОРМАЦІЙНО-
ЕНЕРГЕТИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
10
Надійшла в редакцію 05.10.2008р.
ЦИРУЛЬНИК СЕРГІЙ МИХАЙЛОВИЧ – к.т.н., відмінник освіти України, голова
циклової комісії «Радіотехніка» Вінницького технічного коледжу, Вінниця, Україна, тел.:
(8-0432) 51-33-81 E-mail: sovm@list.ru
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-32205 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1681-7893 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:11:03Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Цирульник, С.М. Лисенко, Г.Л. 2012-04-13T23:50:40Z 2012-04-13T23:50:40Z 2008 Перетворювачі кодів на динамічному оптичному запам’ятовуючому пристрої / С.М. Цирульник, Г.Л. Лисенко // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. — 2008. — № 2 (16). — С. 203-206. — Бібліогр.: 3 назв. — укp. 1681-7893 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32205 004.33:681.7 Приведено принципи функціонування і структури перетворювачів кодів на підставі регістрових структур волоконно-оптичних запам'ятовуючих пристроїв. uk Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології Волоконно-оптичні технології в інформаційних (Internet, Intranet тощо) та енергетичних мережах Перетворювачі кодів на динамічному оптичному запам’ятовуючому пристрої Article published earlier |
| spellingShingle | Перетворювачі кодів на динамічному оптичному запам’ятовуючому пристрої Цирульник, С.М. Лисенко, Г.Л. Волоконно-оптичні технології в інформаційних (Internet, Intranet тощо) та енергетичних мережах |
| title | Перетворювачі кодів на динамічному оптичному запам’ятовуючому пристрої |
| title_full | Перетворювачі кодів на динамічному оптичному запам’ятовуючому пристрої |
| title_fullStr | Перетворювачі кодів на динамічному оптичному запам’ятовуючому пристрої |
| title_full_unstemmed | Перетворювачі кодів на динамічному оптичному запам’ятовуючому пристрої |
| title_short | Перетворювачі кодів на динамічному оптичному запам’ятовуючому пристрої |
| title_sort | перетворювачі кодів на динамічному оптичному запам’ятовуючому пристрої |
| topic | Волоконно-оптичні технології в інформаційних (Internet, Intranet тощо) та енергетичних мережах |
| topic_facet | Волоконно-оптичні технології в інформаційних (Internet, Intranet тощо) та енергетичних мережах |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32205 |
| work_keys_str_mv | AT cirulʹniksm peretvorûvačíkodívnadinamíčnomuoptičnomuzapamâtovuûčomupristroí AT lisenkogl peretvorûvačíkodívnadinamíčnomuoptičnomuzapamâtovuûčomupristroí |