ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.08.2025
Просмотров: 1823
Скачиваний: 0
Введение в радиооптику
Pош = 0,5erfc(с/ ш/ 2 2), |
(9.10) |
где |
|
x |
|
erfc(х) = 1− 2 / π∫exp(−t 2 )dt. |
(9.11) |
0 |
График изменения вероятности ошибки Рош при изменении от-
ношения пикового сигнала is к среднеквадратичному шумовому току ( iN = (iN-2)0,5 показан на рис. 9.7 [80]. При ic2/ iN 2 > l хорошей аппроксимаци-
ей зависимости Рош от отношения ic2/ iN 2 является выражение
P |
≈ e |
−ic2 /8 i2N / 0,5πi2 |
/ i |
2 . |
ош |
c |
N |
На основе методики, описанной выше, выполнен расчет междугородной ВОСС для передачи цифровой ИКМ информации со скоростью 34,368 Мбит/с (480 телефонных каналов) при Рош = 10−9 для усилительного участка и не менее 10−6 − для всей линии на расстояние 136 км.
Рисунок 9.7 − Зависимость Рош от отношения сигнала к шуму на выходе детектора
Результаты расчета цифровой междугородной ВОСС
Требуемая скорость передачи В, Мбит/с |
34,368 |
Требуемая Рош усилительного участка |
10−9 |
Характер сигнала |
Без возврата |
к нулю, модуляция |
|
со смещением |
|
Линейный код |
IB2B |
Расстояние между ОУ L, км |
136 |
Тип кабеля 4-волоконный, |
460 |
бронированный, в пластмассовой оболочке с расположенными в центре и по периферии сердечника кабеля силовыми элементами из кевлара; в кабеле имеются две металлические (медные) жилы диаметром 1,2 мм для дистанционного питания; масса кабеля, кг/км
243
Г.Г. Червяков, В.В. Роздобудько |
||
строительная длина кабеля, км |
1 |
|
Тип волокна: градиентное, |
NA=0,16 |
|
многомодовое, |
n1=1,459 |
|
α=3 дБ/км |
||
γ0=0,9мкм |
||
Отклонения ППП от оптимального |
1,8≤g≤2,8 |
|
Тип источника |
полупроводниковый |
|
лазер |
||
Средняя выходная мощность Рср, дБм |
14 |
|
Длина волны излучения λ0, м |
900 |
|
Среднеквадратичная излучаемая |
||
ширина спектра σλ, нм |
1 |
|
Результирующая мощность излучения |
P∑ =14−3, дБм |
|
Тип фотоприемника |
КЭМ с ЛФД |
|
Требуемая оптическая мощность на |
быстродействие 3 нс |
|
−54 |
||
Входе приемника Рпр, дБм |
||
Полный запас по мощности |
65 |
|
P10 = (P∑ − Рпр) = 11 + 54, дБм |
||
Потери на ввод излучения в волокно Р11, дБ |
10 |
|
Потери при стыковке с фотодетектором P12, дБ |
1 |
|
Потери при соединении строительных длин |
||
кабеля (неразъемные соединения) Р13, дБ |
0,5 |
|
Допуск на температурные изменения |
||
характеристики Р14, дБ |
1 |
|
Допуск на ухудшение характеристик |
||
компонент ВОСС со временем P15, дБ |
3 |
|
Потери в разъемных соединениях |
||
P16 = 1−1,4, дБ |
1,4 |
|
Суммарное затухание в системе |
||
без потерь в волокне и в его соединениях |
16,4 |
|
(неразъемных) P17 = P11 + Р12Р14 + Р15 + Р16, дБ |
||
Допустимые потери в оптических |
||
волокнах (с учетом потерь в соединениях) |
||
P18 = P10 - Р17 = 65 – 16,4, дБ |
48,6 |
|
Длина усилительного участка при строительных |
||
длинах кабеля 1 км, т.е. погонных потерях в |
||
кабеле α +Р13 : Lуу = Р18/(α + P13) = 48,6/3,5, км |
13,88 |
|
Суммарное допустимое быстродействие |
||
системы t20 = 0,7/B = 0,7/34,368, нc |
20,4 |
|
244
Введение в радиооптику
Быстродействие передающего
модуля t21, нс Быстродействие приемного
модуля с ЛФД, нс Погонное среднеквадратичное уширение импуль-
сов с учетом модовой и материальной дисперсий не превысит σ, нс/км Уширение импульсов на усилительном
участке, длиной Lyy: t24 = σLyy = 1·13,9, нс Сумма квадратов характеристических времен
S = t221 + t222 +t224, нс
Быстродействие системы
T28 = 1,11S0,5 = 1,11(227,2)0,5, нс
Поскольку t26 < t20, длина усилительного участка 13,88 ограничивается потерями в системе и равна Lyy, км Запас по быстродействию в системе t28 − t20 невелик и не позволяет существенно снизить значения
t21, t22, t23, t24, т.е. ослабить требования к элементам ВОСС Число усилительных (регенерационных)
участков на трассе ВОСС m = L/Lyy = 136/13,88 Значение Рош для всей линии
Рош.лин = Рош/m = 10−9/10
Допустимая величина Рош линии в целом при передаче телефонных сообщений считается 10−6, т.е. рассчитанная величина Рош.лин удовлетворяет нормам.
9.4 Типовые волоконно-оптические системы связи
В большинстве промышленно развитых стран мира налажен промышленный выпуск отдельных ВОСС различного назначения. Указанные системы связи все более широко применяют в различных областях науки и техники. В табл. 9.14 − 9.20 приведены данные по типовым ВОСС. В табл. 9.10 показаны параметры отечественных ВОСС, продемонстрированные на международной выставке «Связь-81» [106], в табл. 9.11 − 9.12 − системы, выпускаемые зарубежными фирмами США, Японии, ФРГ и Франции. В табл. 9.13 указаны рекомендуемые [107, 108] величины разноса длин волн для систем оптического спектрального уплотнения каналов, в табл. 9.14 − параметры одной из реализованных ВОСС со спектральным уплотнением [107].
Широкое развитие получают так называемые «абонентские ВОСС», предназначенные для передачи информации от узлов связи к абонентам, территориально расположенным на относительно небольшом
245
Г.Г. Червяков, В.В. Роздобудько
удалении от этих узлов (не превышающем несколько километров). Такие ВОСС в перспективе, кроме традиционных телефонных, телеграфных сообщений и программ проводного вещания могут реализовать, например, следующие информационные услуги: скоростную передачу факсимильной информации; видеотелефон; кабельное телевидение и передачу факсимильных изображений; дистанционную передачу печатных текстов и контроль документов; быстрый дистанционный доступ к системам памяти большой емкости, например, к библиотекам, справочноинформационным службам, вычислительным центрам и др.
Таблица 9.10. |
||||
Параметр, характеристика |
ВОСС-2 |
ВОСС-3 |
ВОСС-4 |
|
Скорость передачи Кбит/с |
8448 |
34368 |
139264 |
|
Код входного сигнала |
HDB3 |
HDB2 |
HDB2 |
|
Код оптического сигнала |
CMI |
М |
М |
|
Длина волны оптического излучения, |
0,82 |
1,3 |
0,82 |
|
мкм |
||||
Источник излучения |
ЛД |
ЛД |
ЛД |
|
Средняя оптическая мощность излу- |
||||
чения на выходе передающего уст- |
0 |
0 |
0 |
|
ройства, дБм |
||||
Чувствительность фотоприемного |
||||
устройства при коэффициенте ошибок |
−55 |
−40 |
−45 |
|
10-11, дБм |
||||
Тип фотодетектора |
ЛФД |
p-i-n |
ЛФД |
|
Тип ВС |
Ступенчатое |
Градиентное |
Градиентное |
|
Динамический диапазон АРУ прием- |
20 |
20 |
20 |
|
ника, дБ |
||||
Напряжение источника питания, В |
60(24) |
60(24) |
60(24) |
|
Аппаратура сопряжения |
ИКМ-120 |
ИКМ-480 |
ИКМ-1920 |
|
В этих системах в перспективе предполагается необходимым иметь оконечные абонентские устройства, включающие в свой состав телефон, устройство индикации изображения, клавиатуру и программируемый терминал, позволяющий обрабатывать различную информацию. Развитие сетей связи во всем мире идет в направлении создания интегральных цифровых сетей связи (ИЦСС) основанных на применении цифровых методов передачи и коммутации сигналов. Предполагается, что во всем коммутационном и передающем трактах будет использоваться одинаковый способ цифровой модуляции.
246
Введение в радиооптику
Одновременно с цифровизацией сетей связи предполагается объединение в одной сети возможностей передачи различных видов информации, например телефонной, телеграфной, различных видов видеосигналов и других, т.е. речь идет о создании многофункциональных цифровых сетей с интеграцией служб (ЦСИС). Наиболее эффективно для передачи сигналов в ИЦСС и ЦСИС использовать ВОСС.
Таблица 9.11.
Основные параметры японских ВОСС фирмы NTT
Характеристика |
Аппаратура сопряжения |
||||||
системы |
|||||||
F-6M |
F-32M |
F-100M |
F-400M |
F-1,6G |
|||
Код оптического сигнала |
CMI |
CMI |
8B1P |
10В1Р |
10В1Р |
||
Скорость |
Входного |
6,312 |
32,064 |
97,728 |
397,2 |
1588 |
|
сигнала |
|||||||
передачи, |
|||||||
Линейного |
|||||||
Мбит/с |
12,624 |
64,128 |
11,689 |
445,837 |
1820,9 |
||
сигнала |
|||||||
Емкость |
Стандартных |
96 |
480 |
1440 |
5760 |
23040 |
|
системы |
каналов ТЧ |
||||||
ТВ каналов |
- |
1 |
3 |
12 |
48 |
||
Тип |
ВС |
Градиентное |
Одномодовое |
||||
Длина волны оптического |
0,85 |
0,85 |
0,85 |
1,3 |
1,3 |
||
излучения, мкм |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
||||
Излучатель |
GaAlAs-ЛД (0,85 мкм), InGaAsP-ЛД (1,3 мкм) |
||||||
Оптический приемник |
Si-ЛФД (0,85 мкм), Ge-ЛФД (1,3 мкм), InGaAs-ЛФД |
||||||
Максимальная длина |
10 (0,85 мкм) |
25 |
40 |
||||
усилительного участка, км |
15 (1,3 мкм) |
||||||
Рсш усилительного участка |
10-10 |
10- |
11 |
||||
Согласно рекомендациям МККТТ в качестве основного канала, предоставляемого абоненту ЦСИС, принят канал со скоростью передачи В = 144 Кбит/с, состоящий из двух информационных каналов со скоростью 64 Кбит/с и канала сигнализации с В = 16 Кбит/с, который может быть применен также для низкоскоростной передачи данных и телеметрической информации.
Кроме того, для ЦСИС рекомендованы две группы широкополосных каналов. Если представить скорость передачи по каналам сети как 64·м Кбит/с (м − коэффициент кратности), то к первой группе будут отнесены все каналы с 2 ≤ м ≤ 30, а ко второй − с м ≥ 30.
247