
- •Содержание
- •Рецензия Введение
- •1 Выбор и обоснование проектных решений
- •1.1 Характеристика оконечных и промежуточных пунктов
- •1.2 Трасса кабельной линии передачи
- •1.3 Выбор транспортной системы pdh
- •1.4 Выбор типа оптического кабеля
- •1.5 Выбор типа оптических муфт
- •1.6 Схема организации связи
- •1.7 Расчет предельных длин участков регенерации
- •2 Расчет параметров волп
- •2.1 Расчёт распределения энергетического потенциала по длине регенерационного участка
- •2.2 Расчет шумов оптического линейного тракта
- •2.3 Расчет вероятности или коэффициента ошибки одиночного регенератора
- •2.4 Расчет быстродействия волп
- •2.5 Расчет порога чувствительности пром
- •3 Линейно – аппаратный цех (лац)
- •Разработка и расчёт цепей электропитания
- •Технология прокладки оптического кабеля
- •Заключение
- •Список используемых источников
2.2 Расчет шумов оптического линейного тракта
Качество приема оптического сигнала определяется шумами фотодетектора ПРОМ, основными из которых являются дробовые шумы, шумы темновых токов и собственные шумы. Шумы определяются для одного регенерационного участка (как правило, самого длинного, если размещение регенерационных пунктов неравномерное).
Порядок решения:
1. Определим затухание регенерационного участка, полагая эксплуатационный Эз = 6 дБ. Подставив в (1.2) данные из табл. 2.1.1, получим:
дБ.
2. Определим мощность оптического излучения на выходе ПОМ по формуле:
,
(2.1)
где Рпер - уровень передачи оптического излучения (берется из технических данных ОЦТС).
Подставив значение рпер , получим:
мВт
3. Определим мощность оптического излучения на входе приемопередающего модуля (ППМ) линейного регенератора по формуле:
,
(2.2)
где Wпер - мощность оптического излучения на выходе ПОМ;
Ару - затухание регенерационного участка.
Подставив в (2.2) значения Wпер = 0,2512 мВт и Ару = 16,4125 дБ, получим:
мВт
Вт.
Поскольку электрический сигнал на выходе фотодетектора ППМ является случайной величиной, то его величина оценивается среднеквадратическим значением тока, величина которого определяется по формуле:
,
(2.3)
где η = 0,8... 0,9 - квантовая эффективность фотодиода;
λ - длина волны оптического излучения;
Wпр - мощность оптического излучения на входе фотодетектора ППМ (определяется по формуле 2.2), Вт;
М - коэффициент лавинного умножения лавинного фотодиода (ЛФД), значение которого 80 …..100.
4.
По формуле (2.3) определим среднеквадратическое
значение тока полезного сигнала,
подставив в нее значение
дБ,
и в ней положив η = 0,85, λ = 1,31 мкм, М = 90.
Основными шумами на выходе фотодетектора ППМ (или ПРОМ) являются следующие шумы:
Дробовые шумы, которые оцениваются среднеквадратическим значением:
,
(2.4)
где к уже принятым обозначениям добавились новые:
-
заряд электрона, Кл (Кулон);
F(M) - коэффициент шума лавинного умножения, учитывающий увеличение дробовых шумов ЛФД из-за нерегулярного характера процесса умножения. Для большинства ЛФД с достаточной точностью для практических расчетов F(М) находится по формуле:
.
(2.5)
5. Для рассматриваемого примера определим величину коэффициента шума ЛФД, подставив в (2.5) значения М = 90 и х=0,7, получим:
6.
Подставив
в формулу (2.4)значения
,
величину
заряда электрона
Кл
и
и,
определим величину
дробовых шумов:
Темновые шумы, возникающие независимо от внешнего оптического сигнала из-за случайной тепловой генерации носителей под воздействием фонового излучения, не связанного с полезным сигналом, и среднеквадратическое значение которых равно:
,
(2.6)
здесь
-
среднее значение темнового тока, величина
которого для германиевых фотодиодов
равна (1..8)
,
а для кремниевых -(1..8)
Определим
величину темновых шумов, подставив
в (2.6) значения заряда электрона е = 1,602
. 10-19
Кл,
величину темнового
тока
=
величины
М=90 и F(M)
= 23,333, скорость передачи линейного
цифрового сигнала Влт
=36
бит/с:
Собственные шумы электронных схем ПОМ или ПРОМ, обусловленные хаотическим тепловым движением электронов, атомов и молекул в резисторах, полупроводниках и других радиоэлементов, среднеквадратическое значение которых равно:
,
(2.7)
где
k
= 1,38
постоянная
Больцмана;
Т - температура по шкале Кельвина;
Fш - коэффициент шума предварительного усилителя ППМ или ПРОМ;
Rвx - входное сопротивление предварительного усилителя ППМ или ПРОМ, равная 1....5 МОм.
8. Для рассматриваемого примера определим величину собственных шумов, положив T=300°K, Fш = 8, В =36 бит/с и Rвх = 2МОм. Подставив численные значения величин в (2.7), получим:
Сравнивая величины дробовых, темновых и собственных шумов, видим, что основными являются дробовые шумы.
Среднеквадратическое значение токов суммарных шумов будет равно:
(2.8)
9. Сумма среднеквадратических значений токов шумов различного происхождения получится после подстановки в (2.8):
и
.
На этом расчет основных шумов одиночного линейного регенератора или шумов регенерационного участка завершается, перейдем к расчету вероятности или коэффициента ошибки одиночного регенератора.