Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Практикумы лаборатории оптических систем передачи
.pdf
где и - соответственно априорные вероятности передачи символов «1»
и «0», а Р(1/0) и Р(0/1) - апостериорные вероятности ошибок соответ-
ственно при передаче символов «1» и «0». Тогда достоверность p
прав
=1 -
рош . Часто полную (среднюю) вероятность ошибки называют просто вероятностью ошибки.
На практике помехоустойчивость обычно оценивается коэффициентом
ошибок по битам (КОБ) или просто коэффициентом ошибок (в зарубежной литературе используется термин BER), который можно измерить с
помощью специальных приборов – измерителей коэффициентов ошибок
ИКО. Эти приборы включают в свой состав генераторное устройство, которое формирует псевдослучайные или регулярные последовательности
двоичных символов обычно в различных кодах, и приемное устройство,
осуществляющее измерение коэффициента ошибок.
Величина коэффициента ошибок Кош определяется отношением количества ошибочно принятых двоичных символов Nош цифрового сигнала к
общему числу символов N, переданных за интервал времени измерения:
.
Измерение коэффициента ошибок носит статистический характер, так
как результат измерения Nош , получаемый за конечное время измерения,
является случайной величиной. С вероятностью единица коэффициент
ошибок совпадает с вероятностью ошибки только в том случае, когда время измерения бесконечно велико.
Относительная погрешность измерения в случае гауссова закона рас-
пределения числа ошибок (что имеет место при Nош 10) рассчитывается
по формуле
,
где tβ - коэффициент, зависящий от доверительной вероятности результата измерений β . Значение этого коэффициента определяется по следующей
формуле
где − обратная функция Лапласа, .
Измеренное значение коэффициента ошибок позволяет оценить ве-
роятность ошибки. Область возможных значений оценки вероятности
31
ошибки , в которой с заданной доверительной вероятностью β будет
находиться значение вероятности ошибки
.
Очевидно, что точность определения вероятности ошибки растет с
увеличением N. При заданной скорости передачи B и времени измерения T
число переданных символов N = T
изм
∙B. Поэтому, чем выше
изм
скорость передачи, тем быстрее можно выполнить измерение коэффициента ошибок при заданных доверительных границах и доверительной
вероятности.
Рассмотрим пример. Пусть доверительная вероятность результата из-
мерений должна составлять 0,9 (β = 0,9). Используя формулу (3), получим
tβ = 0,8289. Тогда при относительной погрешности 10% (α=0,1) согласно
формуле (2) потребуется зафиксировать следующее количество ошибочных символов
Nош = ( tβ / α) 2 = (0,8289/0,1)2 ≈ 69.
Принимая Nош = 70 и Кош = 10-9, из формулы (1) получим N = 7∙10
При скорости цифрового сигнала B = 2,048 Мбит/с (канал Е1) передача
такого количества символов потребует времени измерения примерно
34180 с, или около 9,5 часов. Что, конечно, достаточно долго.
+10
.
4. Описание измерительных приборов и макета волоконно-оптической
системы передачи, оборудованной мультиплексорами FMUX/1U-R
Комбинированный генератор оптических
и электрических импульсов ОГ5-87
Генератор предназначен для генерирования кодовых последовательностей оптических и электрических импульсов и обеспечения измерений
параметров цифровых ВОСП. Возможна генерация как регулярных кодовых последовательностей с периодом 15 или 16 бит, так и псевдослучайных кодовых последовательностей с периодом повторения 215-1 или
223-1 бит. Кодовые последовательности оптических и электрических импульсов генерируются в кодах с возвращением к нулю (RZ), бифазном
(BIF), часто называемым манчестерским, а также с обращением (CMI)
или знакопеременном.
32
Генератор имеет три модификации: ОГ5-87 для длин волн оптиче-
ского излучения 0,85 и 1,3 мкм (генератор оптических и электрических
импульсов комбинированный) и ОГ5-87А для длины волны 0,85 мкм и
ОГ5-87Б для длины волны 1,3 мкм.
Тактовая частота при внутреннем запуске дискретно регулируется
от 0,01 до 50 МГц. Устанавливаемые значения частоты в мегагерцах соответствуют ряду целых чисел от 10 до 99 с множителем 10-n, где n может
принимать значения 0, 1, 2 и 3. Прибор обеспечивает установку трех фиксированных значений тактовой частоты, соответствующих тактовым частотам первичной, вторичной и третичной ЦСП: 2,048; 8,448 и 34,368
МГц.
Средняя мощность излучения Р на выходном оптическом полюсе
прибора в бифазном и CMI-кодах равна 0,1 ... 1,0 мВт. Предусмотрена
возможность уменьшения мощности излучения до Р/2, Р/4 и Р/8 (погрешность установки этих мощностей не нормируется). Время нарастания и
время спада импульса излучения не более 5 нс. Амплитуда электрических
импульсов на внешней нагрузке 50±1 Ом устанавливается равной 3 В
(режим ТТЛ) или 1 В относительно постоянного смещения -1,7±0,1 В
(режим ЭСЛ).
Измеритель коэффициента ошибок ИКО-832
Измеритель предназначен для измерения коэффициента ошибок
цифровых кабельных и волоконно-оптических систем передачи. Прибор
может применяться для обнаружения неисправностей при пусконаладочных работах, эксплуатации, ремонте, настройке и испытаниях аппаратуры
цифровых систем передачи по кабельным и волоконно-оптическим линиям, в том числе на предприятиях-изготовителях. Прибор имеет две модификации: ИКО-832 для работы на длине волны 0,85 мкм и ИКО-832/1 для
работы на длине волны 1,3 мкм.
Принцип работы прибора и основан на определении количества
ошибок Nош за время измерения Т
Коэффициент ошибок вычисляется по формуле
изм
.
Кош = N
ош
∙T / T
изм
,
где Т - значение периода тактовой частоты.
Схема макета волоконно-оптической системы передачи, оборудо-
ванной мультиплексорами FMUX/1U-R, показана на рисунке 3. Волоконно-оптическую линию (ВОЛС) в схеме макета заменяет переменный оп-
тический аттенюатор, позволяющий в широких пределах регулировать
33
уровень оптической мощности на приемной стороне второго мультиплек-
Первый мультиплексор
Второй мультиплексор
OVA - переменный оптический
аттенюатор
ВыходВход
Оптические
патчкорды
сора. Как видно из рисунка, в данном практикуме используется упрощенная схема организации волоконно-оптической системы передачи.
Рис. 3
5. Порядок выполнения практикума
1. Проверьте исправность приборов 0Г5-87 и ИКО-832. С той целью
соедините электрическим кабелем гнездо "ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИМПУЛЬС 50Ω →" генератора 0Г5-87 с гнездом " ПСП →50Ω " прибора
ИКО-832. Далее на лицевой панели генератора необходимо последовательно нажать следующие кнопки: "СЕТЬ", "ЧАСТОТА, МГц" - 2,048,
вторая кнопка "ВНУТР", "КОДОВАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ" - любое количество, "ДЛИНА" -15, "ПУСК", "РЕЖИМ" - БИФ, "Т/2Т/4",
"ТТЛ.ЭСЛ". На лицевой панели прибора ИКО-832 нажать кнопку "СЕТЬ"
и следующие кнопки: "1-2", "2-1" "3-4", "4-2" и "5-1". В результате должны светиться следующие индикаторы ИКО-832:
ВРЕМЯ – 10
ТАКТОВАЯ ЧАСТОТА – MHz – 2
КОДОВАЯ КОМБИНАЦИЯ - 15
КОД - БИФАЗНЫЙ
34
РЕЖИМ РАБОТЫ - ИЗМЕР.
Индикатор
Описание
Состояние
LER R
Красный
Ошибки в оптической линии:
• горит или мигает при большом уровне
ошибок во входном сигнале оптической
линии;
• горит при приёме из линии тестовой
последовательности при включённом
шлейфе на линии;
• горит или мигает при наличии ошибок
BER- тестера в режиме тестирования линии (индикатор TST горит).
LOS
Красный
Загорается при потере несущей оптического приемника
PORT LOS
Красный
Ошибки порта Е1:
• мигает при ошибках кодирования HDB-3
соответствующего порта Е1;
• горит при потере несущей соответству-
ющего порта E1;
• горит при приеме сигнала AIS на входе
соответствующего порта Е1.
PORT
STATE
Зеленый
Режим работы порта Е1:
• горит – нормальная работа;
• не горит - порт не используется;
Убедившись в правильности свечения индикаторов ИКО-832,
нажмите кнопку "ПУСК" и считайте показания табло ВРЕМЯ и КОЭФФИЦИЕНТ ОШИБОК. Результаты считаются удовлетворительными, если
получены показания табло:
ВРЕМЯ - "0010.0"
КОЭФФИЦИЕНТ ОШИБОК - "0.00.10-8 "
2. Используя оптические патчкорды, соберите схему макета, приве-
денную на рисунке 3. При этом избегайте грубых механических воздействий на элементы оптического тракта. Убедившись в правильности сборки, включите кнопки питания мультиплексоров и оптического аттенюатора OVA. Зафиксируйте состояния индикации лицевой панели (рисунок
4) первого и второго мультиплексоров согласно таблице 1.
Таблица 1
35
• мигает - включен шлейф на порту;
• мигает двойными вспышками – вклю-
чён шлейф «tributary" на порту.
PWR
Зеленый
Есть питание на устройстве.
TST
Красный
Режим тестирования:
• горит при включенном измерителе
уровня ошибок в сторону оптического
канала;
• мигает при включенном шлейфе на оп-
тической линии;
• мигает двойными вспышками при
включённом удаленном шлейфе.
RERR Красный
Ошибки на удаленном устройстве (при
наличии несущей оптического трансивера):
• потеря несущей оптического приемни-
ка на удаленном конце;
• потеря, синхронизма оптического ка-
нала на удаленном конце.
LOW Красный
Ошибка оптического излучателя:
• горит при отказе оптического излуча-
теля - требуется замена оптического
модуля;
• мигает при снижении мощности опти-
ческого излучателя - рекомендуется
замена оптического модуля.
Кнопка включения питания
Индикаторы аварийной сигнализации
Порты Е1 (RJ-48)
36
Рис. 4
Р
вх
, дБм
К
ош
3. С помощью согласующих адаптеров интерфейса G.703 соедините
гнездо "ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИМПУЛЬС 50Ω →" генератора 0Г5-87 с портом (по указанию преподавателя) Е1 первого мультиплексора, а порт Е1
второго мультиплексора с гнездом " ПСП →50Ω " прибора ИКО-832.
4. Экспериментально исследуйте зависимость коэффициента ошибок
от мощности оптического сигнала на входе второго мультиплексора. Для
этого, используя аттенюатор OVA, выставите на оптическом входе второго мультиплексора (гнездо RX) уровень оптического сигнала Р
в преде-
вх
лах диапазона, заданного преподавателем. Контроль мощности производите оптическим тестером, отсоединяя оптический патчкорд от гнезда RX
и подсоединяя его к тестеру, либо (по указанию преподавателя) используя
направленный оптический ответвитель. Далее нажмите на лицевой панели прибора ИКО-832 следующие кнопки: "1-3", "2-1","3-4", "4-3", "5-1" и
"ПУСК".
Считайте показания табло ВРЕМЯ и КОЭФФИЦИЕНТ ОШИБОК.
ВРЕМЯ - "0100.0"
КОЭФФИЦИЕНТ ОШИБОК - "0.00. 10-х ".
Результаты измерений занесите в таблицу 2.
Таблица 2
6. Требования к отчету
Отчет по практикуму должен содержать: цель работы; краткое изложение теории; схему макета волоконно-оптической системы передачи,
оборудованной мультиплексорами FMUX/1U-R; таблицу 1 с результатами состояния индикации лицевой панели мультиплексоров; результаты
измерений коэффициента ошибок (таблица 2) и построенный по этим
результатам график зависимости Кош от Рвх; выводы по результатам
работы.
Каждым студентом отчет выполняется индивидуально с оформлением титульного листа.
37
7. Контрольные вопросы
1. Как оценивается качественно и количественно помехоустойчивость
цифровой системы передачи?
2. Почему вероятность ошибки отличается от коэффициента ошибок?
3. Для заданных значений доверительной вероятности, относительной
погрешности измерения и скорости передачи цифрового сигнала
найти необходимое время измерения коэффициента ошибок.
4. Почему подключения измерительных приборов 0Г5-87 и ИКО-832 к
каналу Е1 мультиплексора выполняются через согласующие адаптеры интерфейса G.703 (BALUN)?
5. Объясните характер зависимости коэффициента ошибок от уровня
принимаемого сигнала.
Список литературы
1. Оптические телекоммуникационные системы. Учебник для
вузов / В.Н. Гордиенко, В.В. Крухмалёв, А.Д. Мочёнов, Р.М. Шарафутдинов. Под ред. профессора В. Н. Гордиенко. – М.: Горячая линия
– Телеком, 2011. – 368 с.: ил. (гл. 4, с. 158 – 164).
38
Практикумы
лаборатории оптических систем передачи
Подписано в печать 02.03.2016г. Формат 60х90 1/16.
39
Объём 2,4 усл.п.л. Тираж 100 экз. Изд. № 11. Заказ 35.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]