Моделі і методика побудови волоконно-оптичної системи передачі даних
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
(NRZ), а також код AMI 2-го класу (DMI), блокові коди.
В системах, де швидкість передачі перевищує 100 Мбіт/с використовують блокові коди, код DMI, а при швидкостях, що наближаються до 1 ГГц блокові коди та код RZ.
Найбільш вузькосмуговий сигнал реалізується при використанні блокового коду 5В6В.
4. Розрахунок параметрів цифрових ВОСП
При проектуванні цифрових ВОСП виникає потреба у розрахунках таких параметрів як довжина регенераційної дільниці та швидкодія системи. При проектуванні систем синхронізації мереж синхронної цифрової ієрархії також виникає необхідність визначення часу розповсюдження сигналів.
У волоконо-оптичних ЦСП довжина регенераційної дільниці обмежується двома чинниками: втратами в оптичному лінійному тракті та поширенням оптичних імпульсів, що викликається дисперсією світловодів. В загальному випадку виконуються два розрахунки довжини регенераційної дільниці, що обмежується цими чинниками та вибирається менше з одержаних значень.
Розрахунок довжини регенераційної дільниці, обмеженої загасанням оптичного сигналу
Довжина регенераційної дільниці, обмеженої втратами в оптичному лінійному тракті Lрвт, обмежується такими чинниками:
- середньою потужністю випромінювача Рв;
- порогом чутливості ПРОМ Роmin;
- втратами введення-виведення оптичного випромінювання вв, вив;
- втратами у роз`ємних з`єднувачах рз;
- втратами у нерозємних зєднувачах нз;
- загасанням оптичного кабелю к.
На рис. 1 наведена модель волоконно-оптичного каналу, що відображає розподіл втрат на дільниці регенерації.
Рисунок 1 Модель волоконно-оптичного каналу
Перш за все визначається енергетичний потенціал системи різниця між ефективною потужністю оптичного випромінювання Реф ПОМ та порогом чутливості ПРОМ Р0min
.
Поріг чутливості ПРОМ Р0min
,
де е заряд електрона; h постійна планка; с швидкість світла; ? квантова ефективність детектора; ? довжина хвилі.
Ефективна потужність оптичного випромінювання визначається середньою потужністю джерела випромінювання, засобом кодування, температурною та часовою деградацією. Поріг чутливості ПрОМ мінімальна середня потужність оптичного сигналу на вхідному оптичному полюсі ПрОМ, за якої забезпечується заданий коефіцієнт помилок. Середня потужність випромінювання ПОМ середнє значення потужності оптичного випромінювання на вихідному оптичному полюсі ПОМ за заданий інтервал часу, у заданому куті та заданим струмом накачування. Ефективна потужність випромінювача повинна перевищувати всі втрати в оптичному лінійному тракті, рівень оптичної потужності на вході фотодетектора повинен бути більшим, ніж поріг чутливості Р0min на деяке значення, що зветься експлуатаційним (або енергетичним) запасом. Цей запас необхідний для врахування часової деградації компонентів ВОСП, а також підвищення втрат в ОК при проведенні ремонтно-відновлювальних робіт при пошкодженнях (обривах) кабелю. Звичайно експлуатаційний запас дорівнює 6 дБ.
Визначимо ефективну потужність випромінювача
,
де Рв середня потужність оптичного випромінювача, дБп; РТ втрати внаслідок температурної деградації; Рк втрати внаслідок кодування. При використанні кодів з поверненням до нуля Рк = 6 дБ, без повернення до нуля Рк = 3 дБ.
Допущення на температурну деградацію випромінювачів наведені в табл. 1.
Таблиця 1 Допущення на температурну деградацію випромінювачів
Наявність температурної компенсації Перепад температур, оСДопущення на втрати, дББез компенсації >1030 4Без компенсації 1030 2З компенсацією >1030 1З компенсацією <1030 0
Втрати під час зєднання волоконних світловодів
Ефективність введення випромінювання у ВС визначається
,
де РВС потужність, яка надійшла до ВС; РВП потужність випромінювача.
Втрати при введенні випромінювання дорівнюють, дБ
.
Якщо діаграма спрямованості випромінювача має осьову симетрію, то втрати при введенні випромінювання визначаються
дБ,
де SВП та площі випромінювальної частини випромінювача та ВС відповідно, m змінюється від 5 до 20 і для ЛД, і m=1 для СД.
Втрати при введенні випромінювання від лазерного діода дорівнюють
дБ,
де М довжина випромінюючої смужки лазера, а радіус серцевини ВС.
При зєднанні ВС з випромінювачем, фотодетектором, за наявності повітряного зазора між світловодами виникає френелєвське відбиття, що зумовлене різницею показників заломлення середовищ. Коефіцієнт передачі зєднання дорівнює
,
де n1 і n2 показники заломлення середовищ.
Втрати френелєвського відбиття дорівнюють, дБ
.
При зєднанні ВС виникають додаткові втрати, що поділяються на зовнішні та внутрішні. Зовнішні зумовлені неузгодженістю взаємного розташування ВС розкидом параметрів ВС. Розрахункові формули для різних неузгодженостей наведені в табл. 2.
Таблиця 2
Но-
мерВид неузгодженостіРозрахункова формула1Радіальне
зміщення
а
х, дБ
, дБ2Подовжнє зміщення
2а
х
, дБ3Кутове
зміщення
?
, дБ
, дБ4Відхилення A Б
діаметрів
серцевини
2а1 2а2
А Б
, дБ5Невідповідність A Б