Определение соотношения «сигнал-помеха» и построение диаграммы уровней для магистралей

Каждый усилитель осуществляет усиление сигнала (G) и вносит определённый уровень шумов (N). Уровень шумов на выходе каждого квантового усилителя определяется выражением:

 

, (6.7)

 

где:

hn -мощность шумов, вносимых спонтанным переходом одного фотона на 1 Гц полосы;

Dn -полоса передачи в одном оптическом канале, Гц;

NF –шум фактор квантового усилителя.

 

Обычно определяют уровень шумов в дБ:

 

(6.8)

 

Возьмём 10 lg (hn/P₀) = -158.3 дБ для l=1.55 мкм и, соответственно, n =193.3·10¹² Гц. Величина 10 lg NF дана в таблицах 10, 12.

 

С учётом накопления шумов на квантовых усилителях помехозащищённость будет определяться по формуле:

 

 

где:

P_out –мощность сигнала на выходе каждого усилителя и оконечной аппаратуры, P_out =0 дБ

k –порядковый номер оптического квантового усилителя.

 

На основе полученного значения N_out определим помехозащищённость на выходе k-го усилителя.

Полученные данные приведём в виде таблицы 17.

 

Таблица 17

Результаты расчёта помехозащищённости

k
10 lg k
Aз, дБм

 

По полученным расчётным значениям можно построить диаграмму уровней оптической мощности (рис. 12) и определить уровни шумов в линейном тракте и помехозащищённость. Если помехозащищённость упадёт до величины ~22 дБ (что соответствует коэффициенту ошибок 10^-10-10^-11), то необходима установка регенераторов, чтобы восстановить исходные сигналы.

По полученным результатам строится структурная схема многоволновой линии связи со всеми элементами вдоль магистрали (см. рис. 9, 10, 11). Обозначения элементов даются в соответствии с приложением 2.

 

 

Рис. 12. Диаграмма уровней

 

Мощность сигнала на канал

Мощность спонтанного излучения (шума) на канал

 

Приложение 1

 

СПИСОК АНГЛОЯЗЫЧНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

 

APD – лавинный фотодиод;

ATM – режим асинхронной передачи;

BER – относительный уровень ошибок по битам;

C – диапазон;

DFB – лазер с распределённой обратной связью;

DMUX – демультиплексор WDM;

DSF – оптическое волокно со сдвигом дисперсии;

DWDM – плотное мультиплексирование с разделением по длине волны;

EDFA – оптический усилитель на оптическом волокне, легированном эрбием;

HDWDM – высокоплотное мультиплексирование с разделением по длине волны;

IP – протокол сети Internet;

L – диапазон;

MUX – мультиплексор WDM;

NZDSF – волокно с ненулевой смещённой дисперсией;

NZDSF- - волокно с ненулевой смещённой отрицательной дисперсией;

NZDSF+ - волокно с ненулевой смещённой положительной дисперсией;

SLM – одиночная продольная мода;

SNR -

SONET – синхронная оптическая сеть США;

STM-N – синхронный транспортный модуль уровня N (N=1, 4, 16, 64, 256);

SSF – стандартное одномодовое волокно.

 

Приложение 2