Лабораторная работа № 5. Цель работы: приобретение практических навыков определения основных параметров кана­лов цифровых систем передачи путем расчета и последующего анализа

Оптические приборы

Цель работы: приобретение практических навыков определения основных параметров кана­лов цифровых систем передачи путем расчета и последующего анализа глаз-диаграмм цифровых сигналов на выходе линейного тракта ВОЛП.

Номер зачетной книжки
Длина ЭКУ
Рабочая длина волны
Мощность оптического излучения лазера		1,9
Ширина спектра излучения лазера		1,5
Уровень чувствительности фотоприемника		-14,2
Марка ОВ	Hitachi cable ITU-T G.652

Таблица 1. Исходные данные.

Длина элементарного кабельного участка (ЭКУ) волоконно-оптической линии передачи (ВОЛП), L:

1_ЭКУ = 100 + mn, км,

где m и n - предпоследняя и последняя цифра номера зачетной книжки, соответ­ственно, а mn - составленное из них число.

Мощность на выходе источника оптического излучения (одномодовый лазерный диод), Ро:

p₀ =(1+0,1-n)-10^-3, Вт

Ширина спектра излучения одномодового лазерного диода, АЛ:

АЛ = 0,1 - (4 + m + n), нм

Уровень чувствительности фотоприемника оптической системы передачи (ОСП), PR:

p_R =-34 + 2,2 - n, дБ

Суммарные потери ОВ на ЭКУ А_ЭКУ складываются из собственных потерь ОВ, потерь в неразъемных соединениях (соединения ОВ строительных длин оптического кабеля в оптических муфтах; на протяженных ЭКУ ВОЛП выполняются с помощью сварочного аппарата (сварные соединения)) и потерь в разъемных соединениях (оп­тические разъемы на оконечных устройствах - оптические кроссы, а также оптиче­ские приемо/передающие модули):

AЭКУ = α ⋅ LЭКУ + aн ⋅ Nн + а р ⋅ N р, дБ

где α - коэффициент затухания ОВ на рабочей длине волны λ; значение α выбирается из справочных данных Приложения 1 в зависимости от заданной марки ОВ и рабочей длины волны λ.;

LЭКУ – заданная протяженность ЭКУ;

ан - максимальное значение потерь в неразъемном соединении на заданной рабочей длине волны λ;

Дисперсией ОВ называют увеличение длительности оптических импульсов при их распространении по ОВ. Неодинаковая скорость распространения отдельных составляющих оптического сигнала является основной причиной дисперсии. Одномодовые оптические ОВ характеризуются хроматической и поляризационной модовой дисперсией (ПМД). Дисперсия ОВ создает переходные помехи, приводит к межсимвольным искажениям и, как следствие, ограничивает скорость передачи в линии (длину регенерационного участка).

Данный фактор искажения учитывается путем расчета дополнительных потерь (приращения уровня помех) из-за шумов межсимвольной интерференции (ISI – Intersymbol Interference), которые включают в себя перекрестные помехи и шумы синхронизации. Потери из-за ISI определяются из следующего выражения:

где Т0 – время нарастания фронта оптического импульса на выходе источника оптического излучения от 10% до 90% его максимального значения, непосредственно связано со скоростью передачи оптического сигнала в линии:

где BL – скорость передачи оптического сигнала в линии. В данной работе рассматривается применение блочного линейного кода оптического сигнала MBNВ, где М – число символов кодовой последовательности, а N – число импульсов, необходимое для передачи:

В – скорость передачи информации, соответствующая заданному уровню цифровой иерархии. Так, например, для передачи потоков Е1 (В=2,048 Мбит/с) и Е2 (В=8,448 Мбит/с) плезиохронной цифровой иерархии (PDH) используется блочный линейный код 1В2В. Поток Е3 (В=34,368 Мбит/с) PDH соответствует код 5В6В. Для уровней синхронной цифровой иерархии (SDH) STM-1 (В=155 Мбит/с) и выше условно принять 10В11В.

ТL – время нарастания фронта оптического импульса на выходе фотоприемника ОСП от 10% до 90% его максимального значения

BWR – полоса пропускания фотоприемника, Гц, выбирается из условия BWR ≥ BL; σ ЭКУ – прогнозируемое среднеквадратическое значение дисперсии на ЭКУ:

где Dch и DPMD - значения хроматической и поляризационной модовой дисперсии на ЭКУ, соответственно.

Прогнозируемое значение хроматической дисперсии Dch на ЭКУ заданной протяженности LЭКУ определяется по следующей формуле:

где Δλ – ширина спектра излучения источника, выбирается согласно исходным данным;

D – коэффициент хроматической дисперсии на заданной рабочей длине волны λ

S0 – параметр наклона спектральной характеристики дисперсии ОВ в точке нулевой дисперсии,

λ0– длина волны нулевой дисперсии, нм.

Прогнозируемое значение ПМД на ЭКУ заданной протяженности

где PMD – параметр ПМД волокна,

Параметры S0, λ 0 и PMD выбираются из Приложения 1, в соответствие с заданной маркой ОВ.