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! |
Мы поможем в написании ваших работ!