Расчёт минимальной мощности канала.

При проектировании и эксплуатации систем WDM необходимо знать какова должна быть минимальная мощность в канале в конце срока службы. Это необходимо для поддержания нужного соотношения «оптический сигнал/шум», которое, в свою очередь, влияет на коэффициент ошибок (BER). Итоговая минимальная оптическая мощность канала не зависит от числа каналов, и расчёт может быть использован как в одноканальных, так и в многоканальных системах.

Расчёт отношения «сигнал/шум» (OSNR):

Здесь – выходная мощность на канал, дБм;

NF – шум-фактор усилителя, дБ;

N – число пролётов (участков между усилителями или ЭКУ) в линии;

– оптическая ширина полосы, нм

В полосе 1550 нм последнее слагаемое =-58дБм;

– потери на длине пролёта между усилителями.

– коэффициент спонтанного шума. При расчётах брать

G –усиление (не в дБ, а в разах), h – постоянная Планка, ν –оптическая частота.

– потери на входе усилителя за счёт интерфейсной стыковки. При расчётах брать /

 

6. Расчёт максимальной мощности канала:

Расчёт максимальной мощности необходим для оценки близости к порогу появления нелинейных оптических эффектов, а также для соблюдения правил лазерной безопасности. Для лазеров с классом безопасности 3А максимальная мощность в канале может быть рассчитана по следующей формуле:

Где М – число работающих каналов

Примечание: Лазерные изделия в зависимости от генерируемого излучения подразделяются на четыре класса опасности.

Класс I. Лазерные изделия безопасные при предполагаемых условиях эксплуатации.

Класс 2. Лазерные изделия, генерирующие видимое излучение в диапазоне длин волн от 400 до 700 им. Защита глаз обеспечивается естественными реакциями, включая рефлекс мигания.

Класс ЗА. Лазерные изделия безопасные для наблюдения незащищенным глазом. Для лазерных изделий, генерирующих излучение в диапазоне длин волн от 400 до 700 им, защита обеспечивается естественными реакциями, включая рефлекс мигания. Для других длин волн опасность для незащищенного глаза не больше чем для класса 1.

Непосредственное наблюдение пучка, испускаемого лазерными изделиями класса ЗАс помощью оптических инструментов (например, бинокль, телескоп, микроскоп), может быть опасным.

Класс 3 В. Непосредственно наблюдение таких лазерных изделий всегда опасно. Видимое рассеянное излучение обычно безопасно.

Примечание — Условия безопасного наблюдении диффузного отражения для лазерных изделий класса ЗВ в видимой области: минимальное расстояние для наблюдения между глазом и экраном — 13 см, максимальное время наблюдения — 10 с.

Класс 4. Лазерные изделия, создающие опасное рассеянное излучение. Они могут вызвать поражение кожи, а также создать опасность пожара. При их использовании следует соблюдать особую осторожность.

Любая часть защитного устройства, при снятии или смещении которой возможен доступ персонала к лазерному излучению с уровнем выше ДПИ для класса I, должна иметь табличку с надписью: «Внимание! При открывании — лазерное излучение». Кроме того, в зависимости от класса опасности лазерного изделия таблички должны иметь дополнительно надписи:

а) если уровень лазерного излучения не превышает ДПИ для класса 2: «Не смотреть в пучок»;

б) если уровень лазерного излучения не превышает ДПИ для класса ЗА: «Не смотреть в пучок и не наблюдать непосредственно с помощью оптических инструментов»;

в) если уровень лазерного излучения не превышает ДПИ для класса ЗВ: «Избегать облучения пучком»;

г) если уровень лазерного излучения превышает ДПИ для класса ЗВ: «Избегать облучения глаз или кожи прямым или рассеянным излучением».

 

При расчётах брать (единицы измерения необходимо перевести в дБм).

7. Расчёт максимальной полной мощности:

Здесь B – эффективная полоса ASE. B =25нм для одного усилителя и 15 нм для цепочки усилителей. В расчётной формуле NF и αL подставляют в децибелах, а остальные члены выражены в линейных единицах.

3. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ СВЯЗИ СО СПЕКТРАЛЬНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ.

Основные понятия

Система связи со спектральным разделением каналов предназначена для работы не с одной, а со многими длинами волн света, передаваемых в одном волокне одновременно.Такая технология использования оптического волокна позволила резко увеличить скорость передачи до 10 Тбит/с и выше.

Рис.2. Схема волнового мультиплексирования.

Суть метода волнового мультиплексирования заключается в объединении (мультиплексировании) нескольких оптических несущих на передающей стороне, передаче полученного суммарного сигнала по одному волокну и выделении (демультиплексировании) отдельных оптических несущих на приёмной стороне. Каждая несущая в мультиплесированном сигнале может предавать поток цифровых сигналов, сформированных в соответствии с правилами любой сетевой технологии. Например, в составе такого сложного сигнала могут передаваться трафик АТМ, гигабитнйEthernet, SDH, PDHи другие. Для этого надо промодулироватьоптические несущие цифровым сигналом в соответствии с передаваемым трафиком.

Для одновременной передачи оптических несущих по одному волокну они должны иметь строго фиксированное значение в соответствии с так называемым частотным планом. Междунесущими должен оставаться промежуток, соответствующий одному из следующих значений:

0,1 нм (12,5 ГГц), 0,2 нм (25 ГГц), 1,6 нм (200 ГГц), 3,2 нм (400 ГГц), 4,8 нм (600 ГГц), 8,0 нм (1000 ГГц).

Стандартом Международного Союза Электросвязи (МСЭ) предложено использовать для формирования частот несущих в Тгц с последующим пересчётом в длину волны использовать (для шага не более 0,1 Тгц) общую формулу вида:

где f – шаг частотной сетки в ТГц (0,0125 или 0,025 или 0,05 или 0,1), а n – целое число, соответствующее номеру канала.

Таблица 1. Номинальные центральные частоты для систем DWDM:

Номинальные центральные частоты (в ТГц) для сетки с шагом

100 GHz и выше

50 GHz

25 GHz

12.5 GHz

Аппроксимированные центральные длины волн (в нм)