Фотоприемные устройства оптических систем передачи



Ответьте письменно на следующие вопросы:

• Чем отличается прямое фотодетектирование от фотодетектирования с преобразованием?

• Какие функциональные блоки входят в схему фотоприемного устройства (ФПУ) с прямым детектированием?

• Из каких элементов состоит входная цепь фотоприемного устройства с прямым детектированием?

• Как устроена входная цепь фотоприемного устройства детектирования с преобразованием?

• Как соотносятся между собой электрическая и оптическая полосы частот пропускания ФПУ?

• Что используется для восстановления цифрового сигнала после ФПУ?

Задача 5.

Определить полосу пропускания и отношение сигнал/шум для фотоприемного устройства, содержащего интегрирующий (ИУ) или трансмиссионный усилитель и фотодетектор (ЛФД или p-i-n).

Исходные данные по вариантам приведены в таблицах 5.1 и 5.2.

 

Таблица 5.1

Характери-

стики ФПУ

Предпоследняя цифра пароля

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Тип ФД p-i-n ЛФД p-i-n ЛФД p-i-n ЛФД p-i-n ЛФД p-i-n ЛФД
Тип усилителя ИУ ТИУ ИУ ТИУ ИУ ТИУ ИУ ТИУ ИУ ТИУ
RЭ, кОм 1000 100 1200 90 1400 110 1600 80 1800 120
СЭ, пФ 2,0 3,2 1,6 3,8 1,5 3,5 2,2 3,9 2,4 4,2
h ВН 0,38 0,7 0,5 0,8 0,44 0,75 0,52 0,6 0,55 0,65
М 1 20 1 15 1 24 1 8 1 10
FШ(М) 1 6 1 7 1 8 1 9 1 4
Т 280 290 300 310 320 290 280 270 300 315
ДШ 2 3 4 5 6 7 2 8 9 4
Кус 1000 100 1200 150 1400 90 3000 140 2000 180

 

Таблица 5.2

Характерис- тики передачи

Последняя цифра пароля

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
РПЕР, дБм 0 -3 +3 -6 +8 -2 0 +2 +10 -4
L, км 50 40 70 30 80 45 60 70 90 36
a , дБ/км 0,35 0,4 0,3 0,34 0,26 0,42 0,6 0,38 0,24 0,5

Методические указания к задаче 5.

Для решения задачи 5 необходимо внимательно изучить разделы [14] с. 44 – 58.

Полоса частот усиления ФПУ с ИУ ограничена полосой пропускания входной цепи ФПУ и находится из соотношения (5.1):

      ,                  (5.1)
Полоса частот усиления ФПУ с ТИУ ограничена полосой пропускания усилителя и находится из соотношения (5.2):

                , (5.2)

Фототок детектора создается падающей оптической мощностью и зависит от типа фотодетектора. Величина фототока вычисляется из соотношений (5.3) и (5.4).

,     (5.3)

(5.4)

где h – постоянная Планка, е – заряд электрона, h ВН - внутренняя квантовая эффективность, М – коэффициент умножения ЛФД, РПР – мощность сигнала на прием, РПЕР – мощность сигнала на передаче, a - километрическое затухание кабеля, L – длина кабельной линии.

Для вычисления основных шумов ФПУ, а это квантовый и тепловой шумы, необходимо воспользоваться соотношениями (5.5) и (5.6):

,          (5.5)

,                          (5.6)

К = 1,38 * 10 –23 Дж/к – постоянная Больцмана.

Отношение сигнал/шум вычисляется из соотношения (5.7):

             (5.7).

Линейные тракты оптических систем передачи

Ответьте письменно на следующие вопросы:

• Какие способы построения линейных трактов оптических (проводных и беспроводных) систем передачи могут быть реализованы?

• Какие устройства могут входить в состав линейного тракта оптической системы передачи?

• Чем отличается регенератор в линейном тракте от усилителя?

• Какие разновидности линейных кодов оптических систем передачи нашли наибольшее применение и почему?

• Чем отличаются коды 1В2В от mBnB?

• Каким требованиям должны удовлетворять линейные тракты многоволновых оптических систем передачи (системы со спектральным уплотнением)?

Задача 6.

Используя приложения для оптических интерфейсов аппаратуры SDH, определенных рекомендациями МСЭ-Т G.957, определить по варианту число промежуточных регенераторов и расстояние между ними.

Составить схему размещения оконечных и промежуточных станций с указанием расстояний. Определить уровень приема РПР [дБ] на входе первого, считая от оконечной станции, регенератора, вычислить допустимую вероятность ошибки одного регенератора.

 

Таблица 6.1

 

Предпоследняя цифра пароля       

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Тип оптическо- го интерфейса S-1.1 L-1.1 L-1.2 S-4.1 L-4.1 L-4.2 L-16.1 L-16.2 V-16.2 U-16.3
Затухание оптического кабеля a К, дБ/км 0,4 0,36 0,22 0,5 0,3 0,25 0,35 0,24 0,2 0,26
Дисперсия оптического кабеля D, пс/(нм· км) 4 3,5 18 3 3,5 20 3,2 18,5 17 4

 

Таблица 6.2

 

Последняя цифра пароля

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Длина линии L, км 920 613 1042 457 1192 729 1247 388 973 806
Строительная длина кабеля Lc, км 3 2,5 4 2 3,5 1,5 4,5 1 2,2 3
Затухание на стыке длин a С дБ 0,1 0,05 0,15 0,03 0,12 0,04 0,09 0,05 0,07 0,1

Методические указания к задаче 6.

Для решения задачи 6 необходимо внимательно изучить разделы [15] с. 39 – 50.

Расстояние между регенераторами определяется из соотношения (6.1):

  [км]   ,      (6.1),

где А – энергетический потенциал оптического интерфейса,

А = РПЕР.МАКС – РПР.МИН, [дБ];

Э – энергетический запас на старение передатчика и приемника и восстановление поврежденных линий, рекомендуется Э = 3 дБ;

a К – затухание оптического кабеля [дБ/км];

a С – затухание на стыке строительных длин [дБ];

LС – строительная длина кабеля [км].

Число регенераторов определяется из соотношения (6.2):

 [целое число],          (6.2)

Необходимо проверить совокупную дисперсию для регенерационного участка. Она должна быть меньше приведенной в таблице приложения для интерфейса соответствующего варианту. Совокупная дисперсия регенерационного участка определяется соотношением (6.3):

,              (6.3)

где

– среднеквадратическая ширина спектра источника излучения на уровне 0,5 от максимальной мощности, что соответствует обозначению – 3 дБм от максимального уровня. В некоторых интерфейсах приведено значение на уровне – 20 дБм. Поэтому необходимо произвести перерасчет для уровня 0,5. При этом ширина спектра составит приблизительно 20% от на уровне –20 дБ.

Допустимая вероятность ошибки одного регенератора вычисляется из норматива на ошибки для магистрального участка сети 10 000 км:

РОШ = 10 –7. Таким образом на 1 км линии РОШ = 10 –12.

Вероятность ошибки вычисляется из соотношения (6.4):

                           (6.4)

По данным, приведенным в [15] с. 44, необходимо оценить минимальную допустимую длину участка регенерации.


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 987; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!