2.3 Параметры синхронных линейных трактов, нормируемые в эталонной точке s (передача) согласно Рек. Itu-t g.957

Рекомендация МСЭ G.957 определяет опорную точку S (Source – передача), как точку на оптическом волокне сразу за оптическим соединителем передающего устройства (ПУ). МСЭ рекомендует нормировать следующие параметры ПУ в опорной точке S.

1. Спектральные параметры источника излучения:

а) максимально допустимая среднеквадратическая ширина спектра (СКЗ). Изготовители аппаратуры могут указывать такой параметр, как ширина спектра по уровню половинной мощности _0,5. Для гауссовой формы спектра СКЗ спектра _ск и ширина спектра по полувысоте _0,5 связаны соотношениями

_0,5 = _ск  1,18_ск, нм; _ск  0,85_0,5, нм;

б) максимально допустимая ширина спектра по уровню –20 дБ_–20 относительно максимальной мощности центрального пика излучения и минимальное подавление боковых мод (дБ) нормируется только для ОМ ЛД. Если ширина спектра определена по уровню –20 дБ, то СКЗ ширина спектра

_ск = _–20/6,07, нм или _0,5 = _–20/5,16.

2. Уровень средней во времени мощности излучения (дБм) (максимальный и минимальный) нормируется для ПУ любого типа при условии передаче по тракту псевдослучайной последовательности (ПСП). Например, средний уровень мощности излучения может быть +3 или +6 дБм; а с оптическим усилителем он может достигать +20 дБм и более.

3. Значение минимального коэффициента гашения лазера

K_Г = 10lg(Р₁/Р₀), дБ,

где и Р₁ и Р₀ – значения оптической мощности в точке S, соответствующие передаче символов 1 и 0. В идеальном случае Р₀ = 0 и K_г   дБ. На практике всегда Р₀  0 и значение K_г конечно. Коэффициент гашения (параметр ПУ) совместно с глаз-диаграммой (обобщенной характеристика системы передачи) количественно оценивают информационную составляющую мощности (огибающую) передаваемого оптического сигнала. Контроль (при помощи измерителя среднего во времени значения оптической мощности) уровня излучения в точке S может дать нормальный результат даже в случае отсутствия информационного сигнала. (Излучение источника излучения не модулируется, например, вследствие отказа модулятора или модулируется, но с недопустимо большими искажениями). Поэтому для спецификации работы ПУ с модуляцией и введен коэффициент гашения, характеризующий не только среднюю во времени мощность на выходе ПУ, но и размах оптической модуляции.

2.4 Параметры передающих устройств на основе лд, исследуемые в лабораторной работе

1. Основным параметром ЛД, который определяет эффективность опто/электрического (О/Э) преобразования, является ваттовый отклик

, Вт/А,

где – приращение тока накачки ЛД, вызывающее соответствующее приращение выходной оптической мощности .

2. Среднее во времени значение тока накачки

, мА,

где І₀ – значение тока в режиме передачи символа логического нуля.

3. В программе «Mod FOCS» по умолчанию выбраны следующие значения типичные значения электрических параметров модуляции:

– ток накачки в режиме передачи символа логического нуля «0»

, мА;

– ток накачки в режиме передачи символа логической единицы «1»

, мА;

– ток смещения рабочей точки

, мА;

– ток модуляции (размах)

, мА.

4. Соответствующие значения выходных оптических параметров:

– оптическая мощность в режиме передачи символа логического нуля «0»

, мВт,

где ;

– оптическая мощность в режиме передачи символа логической единицы «0»

, мВт;

– среднее во времени значение оптической мощности

, мВт;

– мощность (размах) модуляции

, мВт;

– коэффициент гашения лазера

, раз,

, дБ.

Типичное значение К_г = 10 раз (10 дБ).

5. Относительная интенсивность шума ЛД

, раз

, дБ,

где P_ш – мощность шума лазерного диода, Вт; F – ширина полосы пропускания системы передачи (Гц), соответствующая ее линейной скорости (можно положить F (Гц)  В_лин (бит/с)). Поясним на примере.

Пример

Пуст ЛД имеет RIN = –140 дБ/Гц. Определить мощность шума лазера обнаруживаемую приемным устройством с шириной полосы пропускания 100 MГц, если среднее значение принимаемой оптической мощности равно 10 мкВт. Также рассчитать среднее значение шумового тока. Токовый отклик фотодиода 0,5 А/Вт.

Решение

Поскольку (RIN)_дБ/Гц = 10lg(RIN) = –140, то RIN = 10^-14 1/Гц. Квадрат среднй во времени мощности шума в излучении лазера [1]

Вт².

Таким образом, средняя мощность шума лазера равна Вт² = 10^-8 Вт = 0,01 мкВт. Если излучение с таким шумом принимает фотодиод с токовым откликом 0,5 мкА/мкВт, так что средний ток шума 0,01 мкВт х 0,5 мкА/мкВт = 0,005 мкА или 5 нA.

6. Вследствие неполного выключения лазера в режиме передачи символа логического нуля коэффициент гашения  . При этом в приемном устройстве возникает дополнительный шум и, соответственно, ухудшается качество передачи (увеличивается BER). Этот фактор учитывается (при проектировании линии передачи) с помощью параметра «штраф по мощности»

, раз или , дБ.

Например, если ш_тр  0 дБ, то длину участка регенерации по затуханию необходимо уменьшить, чтобы увеличить уровень сигнала на приеме и сохранить требуемое значение, обычно BER  10^–10.

При расчете максимальной длины участка регенерации по затуханию «штраф по мощности» вычитается из значения энергетического потенциала аппаратуры.