Лекция 14 03-12-13.ppt
TRANSCRIPT
![Page 1: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/1.jpg)
Лекция 14. Исследование энергетических показателей цифровых каналов передачи
данных с использованием технологии DWDM волоконно-оптических систем связи
1. Факторы, влияющие на качество работы системы с технологией
DWDM
2. Методика оценки энергетических показателей цифрового канала системы с технологией DWDM
![Page 2: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/2.jpg)
Алгоритм расчета информационных характеристик ВОЛС
a
Мощность излучения
Параметры затухания
Исходные данные
Линейные эффекты
Нелинейные эффекты
Шумы
Нелинейные эффекты
Тепловые эффекты
Отношение сигнал/шум
Эквивалентные параметры помехоустойчивости
Информационные параметры (пропускная способность , производительность)
Вероятность ошибки
![Page 3: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/3.jpg)
Влияние эффекта фазовой самомодуляции
SPM - Self Phase Modulation
2
22
33
4121lg5
DSPM
DSPMSPM L
L
L
LP
(7.14.1)
дБ
SPM дополнительный фазовый сдвиг при эффекте SPM
DL дисперсионная длина, км;
L длина световода, км
![Page 4: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/4.jpg)
Рис. 7.14.1. Зависимости потерь мощности сигнала от длины усилительного участка для разных значений
входной мощности оптического сигнала
![Page 5: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/5.jpg)
Рис.7.14.2. Зависимости потерь мощности сигнала от длины усилительного участка для разных значений
скорости передачи информации
![Page 6: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/6.jpg)
Влияние эффекта перекрестной фазовой модуляции
СРМ - Cross Phase Modulation
2
22
33
4121lg5
DCPM
DCPMCPM L
L
L
LP
дБ
(7.14.2)
СPM фазовый сдвиг из-за эффекта СРМ
![Page 7: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/7.jpg)
Рис.7.14.3. Зависимости потерь мощности сигнала от длины У У для разных значений
входной мощности системы DWDM с 40 каналами
![Page 8: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/8.jpg)
Рис.7.14.4. Зависимости потерь мощности сигнала от длины УУ для разных значений входной мощности системы DWDM с 80 каналами
![Page 9: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/9.jpg)
Рис.7.14.5. Зависимости потерь мощности сигнала от длины УУ для разных значений скоростей передачи
информации
![Page 10: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/10.jpg)
Влияние эффекта вынужденного рассеяния РаманаSRS - Stimulated Raman scattering
SRSSRSP 1lg10дБ (7.14.3)
SRS часть мощности сигнала, поступившей из i-гo канала во все каналы.
Рис.7.14.6. Зависимости потерь мощности сигнала в результате воздействия SRS от вводимой в ОВ мощности сигнала
![Page 11: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/11.jpg)
Влияние эффекта вынужденного рассеяния Бриллюэна
SBS – Stimulated Brillouin Scattering
2
1lg10
2A
SBS
GP
AG коэффициент ненасыщенного усиления
)exp( 0 эффA LgG
0g коэффициент усиления так называемого слабого сигнала (сигнала, появившегося в результате воздействия
эффекта SBS).
дБ (7.14.4)
(7.14.5)
![Page 12: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/12.jpg)
Рис. 7.14.7. Зависимости потерь мощности сигнала в результате воздействия эффекта SBS от вводимой мощности сигнала
![Page 13: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/13.jpg)
Рис. 7.14.8. Зависимости потерь мощности сигнала в результате воздействия эффекта SBS от длины усилительного участка
![Page 14: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/14.jpg)
Влияние эффекта четырехволнового смешения
FWM - Four Wave Mixing
kjiijk wwww i,j,k - порядковые номера рабочих каналов системы от 1 до N.
2)1( NNmРис. 7.14.9. Схема образования
новых сигналов при воздействии
эффекта FWM
![Page 15: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/15.jpg)
2 222
211 ijkijkFWM PmPmP
1ijkPkji www
мощность помехи невырожденного FWM, Вт появляется новая волна на частотах
2ijkP мощность помехи вырожденного FWM, Вт (когда wi = wj)
vfhPkv 234 /1062,6 cВтh
- постоянная Планка;
v - ширина спектра оптического фильтра;
f - несущая частота сигнала
(7.14.6)
(7.14.7)
• квантовый шумМощность квантового шума определяется выражением:
![Page 16: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/16.jpg)
• шумы оптических усилителейASE - Amplified Spontaneous Emission
•шумы, возникающие в результате нелинейных искажений
дБQPP номRpr ,2)lg(
дБvfhGNFPASE ,)1( (7.14.8)
G - коэффициент усиления оптического усилителя
(7.14.9)
NF - noise figure - отношением сигнал-шум на входе к отношению сигнал-шум на выходе усилителя
где РR - уровень чувствительности фотоприемника, дБ;
Qном - номинальное значение Q-фактора
(Qном = 7,04 при BER =10 )12
![Page 17: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/17.jpg)
Рис. 7.14.10. Модель передачи информации в цифровом канале системы с технологией DWDM
![Page 18: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/18.jpg)
шc PPh 2
2
02
411
2
h
B
Bh
Q e
Be - полоса частот электрического фильтра фотоприемника, МГц
В0 - полоса спектра оптического сигнала, МГц
2exp
2
1
22
1)(
2Q
Q
QerfcQош
Р
(7.14.12)
(7.14.11)
(7.14.10)
![Page 19: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/19.jpg)
PxPxP ic 0
0Pα - постоянная затухания волокна, дБ/км, ΔР - общие потери мощности оптического сигнала, δі - потери мощности на разъемных и неразъемных
соединениях
- мощность сигнала, вводимого в волокно, Вт,
SBSSRSCPMSPM PPPPP
2222prASEkvFWMШ PPPPP
дБ (7.14.15)
(7.14.16)
(7.14.17)
![Page 20: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/20.jpg)
Исходными данными для модели выступают:• L – длина линии, км; • N – число каналов; • Δf – межканальный интервал, ГГц; • V – скорость передачи в канале, Гбит/с; • P0 – мощность, вводимая в волокно, мВт; - длина волны, нм; • D – удельная дисперсия пс/(нм*км); • Aэф – эффективная площадь волокна.
![Page 21: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/21.jpg)
Рис. 7.14.11. Зависимость изменения вероятности ошибки в цифровом канале DWDM от длины волны
![Page 22: Лекция 14 03-12-13.ppt](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022032121/55cf9946550346d0339c89a4/html5/thumbnails/22.jpg)
Рис. 7.14.12. Зависимость изменения пропускной способности в цифровом канале технологии DWDM от энергетического потенциала