1.3.2 Параметры оптического сигнала и способы кодирования информации в линии

Мощность оптического сигнала – определяется характеристикой источника и измеряется в дБм (децибел к милливатту) или дБмк (децибел к микроватту): 0 дБм – сигнал мощностью 1мвт; 0 дБмк – сигнал с мощностью 1 мквт.

Потери оптического сигнала – изменение мощности сигнала на отдельном i-ом элементе от входной мощности P_{in_i} до выходной мощности P_{out_i}

Loss_i = -10*lg(P_{in_i} / P_{out_i}

Затухание оптического сигнала – уменьшение сигнала по мере распространения луча. Основные причины затухания: поглощение (переход энергии света в тепловую) и рассеяние (выход лучей из световода при его изгибах).

Погонное затухание – затухание на единице длины волокна. Типовые значения:

длина волны 850 нм – затухание 3 дБ/км,

1300 нм - 1 дБ/км,

1550 нм - 0.25 дБ/км.

Типовые значения отдельных потерь:

- потери прохождения сигнала через стык (собственные потери) – Loss_cт = (0.1 - 1) дБ;

- потери на стыке за счет обратного отражения (френелевские потери) стык стекло-воздух Loss_фр = 0.17 дБ,

стык стекло-воздух-стекло Loss_фр = 0.34 дБ;

- потери от несогласованности диаметров волокон передающего (d₁) и принимающего элементов (d₂):

при d₂<d₁ Loss_d = -20*lg(d₂/d₁) дБ,

при d₂>d₁ Loss_d = 0,

d₂ и d₁ - диаметры ядер для многомодовых волокон,

- диаметры модового пятна для одномодовых волокон;

- потери от несоответствия числовых апертур передающего (NA₁) и принимающего элементов(NA₂):

при NA₂< NA₁ Loss_A = -20*lg(NA₂/NA₁) дБ,

при NA₂> NA₁ Loss_A = 0.

Потери в отдельных участках оптической связи:

- потери от передатчика к волокну (Loss_п) и от волокна к приемнику (Loss_пр)

(Loss_п или Loss_пр) = Loss_cт + Loss_фр + Loss_d + Loss_A + Loss_зап

где Loss_зап = (0.1 - 1) – запас на потери от неучтенных явлений;

- потери в i-ом волокне (Loss_вi) и полные потери во всех отдельных волокнах (Loss_в)

n n

Loss_в =  Loss_вi =  Att_вi*l_вi

i = 0 i = 0

где l_вi – длина i-го волокна в км,

n - количество волокон;

- потери в (n-1) стыках волокон (Loss_ст)

n - 1

Loss_ст =  Loss_стi

i = 0

- потери в линии связи (общие - Loss)

Loss = Loss_п + Loss_в + Loss_ст + Loss_пр

Усилитель сигнала – оптический усилитель: отрезок волокна, легированный эрбием. Эрбиевый усилитель проходящий сигнал с длиной волны 1550 нм усиливает на (30-40)дБ. Дополнительная энергия берется от лазера накачки с длиной волны 980 нм.

Форма светового сигнала – импульсы двухуровневой дискретной формы (есть - нет).

Полоса пропускания (А) волокна – максимальная частота импульсов, различимая приемником на предельном расстоянии от передатчика, измеряется в Мгц*км. Значение А является параметром многомодового кабеля и составляет А = (160 – 500) Мгцкм.

Ширина полосы пропускания (BW) – измеряется в Мгц:

- для многомодового волокна BW = A/l_в,

- для одномодового волокна BW = 0.187/( Disp_мол*SW*l_в),

где Disp_мол - значение помехи молекулярной дисперсии,

SW - ширина спектра источника.

Одномодовые кабели с лазерными источниками на длине линии 100 км обеспечивают ширину полосы пропускания до 1 Gгц (технология 1000Base-LH).

Применяются способы кодирования 4B/5B, 8B/10B, 8B/6T, PAM 5 (см. таблица № А_1.2.5, стр.21).