Аналіз нелінійних ефектів, які обмежують пропускну здатність оптичних компонентів тракту, та шляхи їх оптимізації
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
?ужності між каналами можна визначити за характеристиками системи, тому що він залежить від характеру розташування біт - підсилення проходить тільки у тому випадку, коли двійкові 1 присутні в обох каналах одночасно. Таке підсилення приводить до збільшення флуктуацій потужності, яка збільшує рівень шуму приймача та погіршує його характеристики. Раманівських перехресних завад можна запобігти, якщо потужності каналів зробити такими малими, що підсилення вийде незначним за всією довжиною волокна. При використанні в системах DWDM Раманівських підсилювачів необхідно враховувати факт виникнення перехресних завад, що викликаються наявністю декількох сигналів, переданих на різних довжинах хвиль.
SRS може виникнути у системах, що використовують як одномодове, так і багатомодове волокно. Для того, щоб спостерігати SRS за наявності тільки одного каналу, без використання оптичного підсилювача, необхідно мати рівень сигналу порядку +30 дБп.
Поріг SRS для систем, що використовують волокно типу G.653 дещо нижчий, ніж для систем, що використовують волокно типу G.652, завдяки меншій ефективній площі волокна G.653. SRS практично не вносить погіршень в одноканальні системи. Ефект SRS фактично обмежує світлову потужність в каналі.
При використанні одноканальних систем небажані ділянки спектру можуть бути прибрані з допомогою фільтрів. Для WDM систем до цієї пори практично немає технічних прийомів, що дозволили би прибрати вплив SRS. Разом із цим вплив SRS можна знизити шляхом зменшення вхідної оптичної потужності.
3) Чотирихвильове змішування (ЧХЗ) виникне, якщо в речовину ввести два сигнали з різними частотами, з достатньо великою інтенсивністю - у спектрі розсіяного сигналу будуть компоненти з чотирма частотами (з врахуванням розсіювання Релея-Мандельштама), причому у випадку накладання двох з частот одна на одну, що практично є можливим, виникають фотони з частотами, які відрізняються від несучої
.
Частотний спектр розсіяного випромінювання розширюється, причому деякі зі складових можуть підсилюватися за рахунок подавлення інших.
ЧХЗ може проявлятися і при одному оптичному сигналі, який переносить інформацію методом амплітудної модуляції, тобто його спектр складається з трьох основних складових: центральної частоти та бокових частот, при високих швидкостях передачі бокові частоти є сильно рознесені по відношенню до центральної, тому кожна з них є самостійною несучою з точки зору ЧХЗ. Вплив ЧХЗ на передачу проявляється як додаткові перехресні завади, міжсимвольні завади при високих швидкостях передачі, збіднення потужності сигналів одних каналів за рахунок впливу на інші.
Ефективність ЧХЗ також чутлива до загальної оптичної потужності у волокні. Так, для 8-ми канальної CWDM (з поширеним оптичним волокном SMF-28) із кроком частотного розміщення в df = 200 ГГц (192,4 - 193,8 ТГц) FWMP складе ~ -46,7 дБ, а для 16-ти канального розміщення з частотним кроком у 100 ГГц FWMP складе ~ -37,7 дБ. Нагадаємо, що електричний еквівалент FWMp дорівнює подвоєному значенню оптичної ефективності) FWMP і для останнього випадку буде дорівнює -75,4 дБ.
Найбільший паразитний вплив ЧХЗ справляє на СПІ в яких оптичний тракт побудований на оптичному волокні зі зміщеною нульовою дисперсією G.653 DSF, практично не впливає при одномодовому стандартному волокні G.652 SMF. Досліди показали, що для волокон G.653 ці завади є практично неприйнятними (до 20 дБп ), тоді як для G.652 вони практично відсутні.
Для того, щоб адекватно подавляти генерацію продуктів ЧХЗ в промисловості було запропоновано використання волокна з мінімально допустимою, але ненульовою дисперсією в області підсилення оптичних підсилювачів. Як альтернатива, пропонується використання чергування прольотів з протилежними за знаками дисперсіями. Звичайно, можна забезпечувати збільшення кроку між каналами та існування нерівномірного кроку між ними, за рахунок цього зменшуючи рівень завад від ЧХЗ.
Отже, важливо при розрахунках систем DWDM розрахувати потужність оптичних передавачів та їхню кількість із врахуванням бюджету оптичного тракту таким чином, щоб загальна оптична потужність не перевищувала жодного з порогів вищенаведених нелінійних явиш у оптичних волокнах.
Слід також зазначити, що використання великої кількості оптичних підсилювачів не є адекватним виходом з такої ситуації, оскільки шуми підсилювачів у тракті сумуються та зменшують ймовірність правильного прийому символу - стає необхідною повна регенерація. Тому оптимізація кількості каналів є найбільш прийнятною за умови незмінної, однакової (уніфікація) потужності кожного з оптичних випромінювачів.
2. Методика розрахунку та оптимізації пропускної здатності DWDM-системи
Розглянувши коло питань, які повязані з пропускною здатністю тракту можна відзначити наступне:
¦ В усіх випадках проектувальник DWDM-систем має врахувати значення загальної кілометричної дисперсії волокна. Саме цей важливий показник визначає допустиму швидкість передавання інформації у окремо взятому каналі на визначену відстань (довжину регенераційної ділянки:), або, навпаки максимальну допустиму довжину регенераційної ділянки для заданої швидкості передавання інформації у оптичному каналі. У звязку з цим першочерговим завданням проектувальниа є мінімізація значення дисперсії у оптичному тракті. Це може, зокрема, бути досягнутим шляхом використання спеціальних типів оптичних волокон (волокна зі зміщеною дисперсією, як позитивною так і негатив