Рассмотрим сигналы, поступающие на вход 3R-регенераторов, а также на приемник.
Мощность сигнала на выходе оптического волокна (рис 5.7,а) составляет 9*10-7Вт (-30.4 дбм). Затем сигнал подается в предусилитель где усиливается на 30 дБ и подается на демультиплексор. В блоке демультиплексора единый световой поток разделяется на составляющие, т.е. на каждом выходе DEMUX выделяется своя длина волны. DEMUX тоже вносит свой вклад в ослабление сигнала порядка 6дб.(рис 5.7.б).
Рисунок 5.7 Глаз-диаграмма сигналов: а) на выходе волокна (550 км); б) на выходе демультиплексора (один из каналов).
После демультиплексирования (перед вводом излучения в приемник) мощность сигнала составляет 1.3*10-4Вт (-8.8 дбм) (рис 5.7). Чувствительность приемного оборудования для интерфейса STM16 составляет ~ -10 – -20дбм.Таким образом мы обеспечили необходимую для правильного детектирования мощность сигнала. Мощность детектированного сигнала составляет ~5*10-2Вт ~50мВт.
Произведем сравнение формы сигналов до входа в MUX и после выхода из DEMUX (рис 5.8). Полученный сигнал практически идентичен переданному сигналу, кроме, конечно, уровня мощности. Также заметны шумы, накопившиеся во время передачи по оптическому каналу, которые, в принципе не мешают нам детектировать принятый сигнал.
|
|
Рисунок 5.8 Осциллограммы сигналов: а) до входа в мультиплексор; б) после выхода из демультиплексора.
Детектирование принятого сигнала происходит в приемнике, который сам тоже является источником шума (рис 5.9).
Из рис 5.9 видно, что уровень вносимых потерь со стороны приемника ощутимый. Поэтому для уверенного детектирования нужен запас по фазе и амплитуде. Запас по фазе составляет 4*10-10, запас по амплитуде составляет 4.5*10-2Вт.
Как видим, для протяженной (магистральной) ВОЛС, налагаются жесткие требования как к интерфейсному оборудованию так и волокну. Для проектируемой ВОЛС основным ограничением является мощность. Исследуем зависимость коэффициента ошибок (BER) от затухания в оптическом волокне BERf (loss); от коэффициента усиления в линейном усилителе BERf (Gain); от скорости передачи BERf (bitrate).
Рисунок 5.10 График зависимости BERf (loss).
Как видим из рисунка 5.10 к оптическому волокну предьявляются жесткие требования по затуханию, так уже при б = 0,30 дб/км для магистральной ВОЛС(550км) и при скорости передачи 2,5Гбит/с, BER→ 0, что совершенно неприемлемо. Требованиям для данных типов систем отвечают NZDSF волокна, имеющие в третьем окне прозрачности затухание порядка 0,20- 0,25 дб/км. При проектировании ВОЛС я использовал одномодовое NZDSF волокно – LEAFТМ.
Как видно из рисунка 5.11 очень важно правильно подобрать коэффициент усиления линейного усилителя, поскольку при малом коэффициенте усиления неприемлемым становится значение BER, а при большом коэффициенте усиления, из-за возникновения нелинейных эффектов, уменьшается отношение сигнал/шум. При моделировании ВОЛС я использовал коэффициент усиления G = 26 дб.
Рисунок 5.12 График зависимости BERf (Bitrate).
Из рисунка 5.12 видим, что при увеличении скорости передачи значение BER снижается. Это говорит о том , что для более высокоскоростных систем налагаются еще более жесткие требования к интерфейсному оборудованию. Число используемых линейных усилителей сокращается до 2-3, минимальное отношении сигнал/шум должно составлять не менее 29-31 дб.
Проведенное исследование показало возможность построении 8-ми канальной ВОЛС с волновым мультиплексированием и демультиплексированием на длине оптической линии 550 км и скорости передачи 2.5Гбит/с без оптоэлекронного преобразования сигнала. Уровень мощности сигнала в моделируемой линии составил - -8.8дбм, отношение сигнал сигнал/шум -19дб, что приемлемо для проектируемой ВОЛС. Перейти на страницу: 1 2
Другое по теме:
Цифровой блок управления электроприводом Номер зачетной книжки 20001484 Элементная база: ТТЛ Диапазон изменения угла поворота: a=150+5n±5=165 - 175 кодовых импульсов Относительный световой ток фотодиода: IC / IT = 5+n=9 Относительная амплитуда помехи: IП / IC = 0,1 Номина ...