ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 08.08.2025

Просмотров: 1823

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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


5
3
1
13,9
227,21
16,73
10
10−8

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