Отсюда следует |
|
|
|
hтр2 |
1 |
|
(1.97) |
= (2 / γ2x )ln |
Pош , |
||
|
2 |
|
|
где γx – коэффициент, зависящий от вида манипуляции, в частности для |
|||
сигналов с пассивной паузой γx =1/ |
2 ; для ортогональных сигналов |
||
с активной паузой γx =1; для противоположных γx = |
2 . |
||
1.12. Расчет волоконно–оптической линии связи
Качество связи в системе с кодоимпульсной модуляцией характеризуется вероятностью ошибки Pош , которая в первом приближении определяется уров-
нем флуктуационных шумов на выходах фотоприемников и межсимвольной интерференцией. Для простоты расчета можно считать действие интерференции пренебрежимо малым, если удлинение импульса, прошедшего световод одного участка линии протяженностью Lкм , не превышает половины длитель-
ности тактового интервала. Это условие определяет первое расчетное соотношение для определения допустимой длины участка:
LFT ≤1/ 2δτ, |
(1.98) |
где FT – тактовая частота линейного сигнала.
Из приведенного соотношения следует, что при заданном волокне достижимая скорость передачи обратно пропорциональна длине участка. Для типичного волокна со ступенчатым профилем δτ ≈10 нс/км, поэтому для километрового участка (L=1 км) Vτmax = 50 Мбит/с. Для волокна с плавным профилем δτ ≈1 нс/км и Vτmax = 500 Мбит/с. Полагая для одномодового волокна
δτ ≈ 0,2 нс/км, имеем наибольшую скорость Vτmax = 2,5 Гбит/с.
Второе расчетное соотношение можно получить, потребовав, чтобы мощность полезного сигнала на входе фотодетектора Px превышала заданную ми-
нимально допустимую мощность Pпр.мин , определяемую уровнем шума, видом
линейного сигнала, числом промежуточных пунктов линии и вероятностью ошибки. Мощность сигнала на входе фотодетектора
P = P |
K |
B |
K 2 |
K n |
10−σx L , |
(1.99) |
x изл |
|
p.c |
н.с |
|
|
где Pизл – мощность излучаемая генератором света, мВт;
K B – коэффициент потерь на ввод и вывод излучения в волокно, завися-
щий от числовой апертуры волокна, угловой расходимости излучения и согласующего устройства и др.;
70
K p.c – коэффициент передачи одного разъемного соединения кабеля; Kн.с – коэффициент передачи одного неразъемного соединения кабеля;
n – число неразъемных соединений на длине участка L . |
|
|||||
Вводя вместо коэффициентов K B , |
K p.c |
и Kн.с соответствующие коэф- |
||||
фициенты ослабления, дБ, |
|
|
|
|
||
ηB =10 lg |
1 |
; ηp.c =10 lg |
1 |
; ηн.с =10 lg |
1 |
(1.100) |
|
K p.c |
Kн.с |
||||
|
KB |
|
|
|||
и учитывая (1.99), получим второе расчетное соотношение |
|
|
||||
Pизл − ηB − 2ηp.c − nηн.с − σx L ≥ Pхмин. |
|
(1.101) |
||||
Здесь Pизл и Pхмин должны быть выражены в децибелах относительно од-
ного милливатта (1.22). Соотношение (1.101) удобно представить в эквивалентной форме
σx L + nηн.с ≤ П − 2ηp.c , |
(1.102) |
где П = Pизл − ηB − Pхмин – так называемый энергетический потенциал
аппаратуры.
При использовании (1.102) следует учитывать, что величина n зависит от длины участка L и строительных длин отрезков кабеля ( n = L / Lстр).
Целью расчета является определение максимальной длины участка Lмакс
при условии одновременного выполнения неравенств (1.98) и (1.102). Для определения Lмакс можно поступить следующим образом. Lмакс в первом при-
ближении определяют исходя из неравенства (1.98), полагая в нем знак равен- |
||
ства L(макс1) |
= 0,5/ FT δτ . При этом полное число участков будет примерно равно |
|
m(1) = (LЛ / L(макс1) |
), где LЛ – полная длина участка. Определив при данном |
|
m(1) P |
, следует проверить неравенство (1.102). Если оно выполняется, то |
|
хмин |
Lмакс |
является оптимальным, а если не выполняется, то следует |
найденное |
||
уменьшать Lмакс |
до тех пор, пока неравенство (1.102) не будет выполнено. Та- |
|
ким образом, возможна ситуация, когда одно из неравенств (1.98) или (1.102) будет выполняться с запасом. Это означает, что при заданных требованиях к линии ( Pош , FT и LЛ ) можно ослабить требования к аппаратуре или кабелю,
удешевив тем самым систему связи.
71