10. Методы увеличения длины регенерационного участка отсп.

Перспективы увеличения длины регенерационного участка

зависят от двух групп факторов: ограничивающих такое увеличе-

ние и требующих разработки способов их преодоления, с одной

стороны, и способствующих увеличению, но требующих разработ-

ки устройств или технологий, улучшающих параметры тракта

передачи, – с другой.

К первой группе относится неизбежное рэлеевского рассеяние,

с которым можно бороться с помощью оптимального выбора оп-

тического окна передачи, т.е. путем перехода систем передачи

из первого окна (850 нм) во второе (1310 нм), а затем в третье

(1550 нм). Частично проблема затухания была снята использова-

нием ОУ. В результате основным ограничивающим фактором

стала хроматическая дисперсия. В системах с одной несущей ее

компенсируют, используя ОВ со сдвигом нуля дисперсии (DSF)

в область третьего окна прозрачности. Однако в системах WDM

такое ОВ не используется из-за роста влияния четырехволнового

смешения (FWM) в окрестности точки нулевой дисперсии

(подробнее см. [2]). Вместо него стали применять ОВ с ненулевой

смещенной дисперсией (NDSF), которое имело в третьем окне су-

щественно меньшую (но не нулевую) дисперсию и значительно

меньший наклон кривой дисперсии в рабочей области систем

WDM [2]. Еще одним ограничивающим фактором, проявляющим

себя на высоких скоростях передачи (выше10 Гбит/с), была поля-

ризационная модовая дисперсия (ПМД).

Во второй группе можно отметить четыре метода, позволяю-

щих увеличить длину регенерационного участка:

• использование модулей компенсации дисперсии или управле-

ние дисперсией среды передачи;

• расширение оптического динамического диапазона (OSNR);

• применение упреждающей коррекции ошибок (FEC);

• выбор оптимального метода модуляции и линейного кодиро-

вания

11. Источники излучения отсп и методы осуществления модуляции интенсивности.

Принцип осуществления цифровой модуляции лазерного диода, показанный на рис. 2.3, отличается из цифровой модуляции светодиода. На ЛД подается ток постоянного смещения I_0, равный пороговому току (режим передачи двоичного нуля). Он увеличивается до значения I₀ + i_с при передаче двоичной единицы путем подачи импульса положительной полярности с пиковым значением i_с (см. рис.2.3). Когда приложенное прямое смещение близко к пороговому значению, диод включается более быстро и ток сигнала может быть меньшим, чем в случае отсутствия смещения.

При аналоговой модуляции (рис. 2.4) постоянное смещение должно превышать порог, так, чтобы работа происходила в линейной области ВтАХ. Лазерные диоды существенно чувствительны к изменениям температуры, рис. 2.5. При увеличении температуры, коэффициент преобразования ток-мощность уменьшается так, что все больший ток требуется для начала генерации. Значение порогового тока становится большим (увеличивается со скоростью приблизительно 1,5 %/ C). Это происходит вследствие тепловой генерации дырок в n–слое и электронов в p–слое. Появившиеся свободные заряды рекомбинируют со свободными электронами и дырками вне активного слоя, что снижает количество носителей заряда, достигающих этого слоя и, следовательно, уменьшается число зарядов, необходимых для обеспечения усиления и стимулированной эмиссии. Кроме этого, термически сгенерированные электроны и дырки в активном слое непосредственно рекомбинируют безызлучательно, тем самым, уменьшая инверсию населенности. Это также снижает коэффициент усиления активной среды и увеличивает пороговый ток

12. Ватт-амперная характеристика ЛД приведена на рис. 2.1. Пороговый ток для этого диода равен 75 мA. При меньших токах наблюдается медленный рост оптической мощности при увеличении тока накачки. Выходное излучение не когерентно, поскольку вызвано спонтанной эмиссией в области рекомбинации (светодиодная область работы ЛД). Измерение ширины спектра показало бы значительное уменьшение ширины линии при превышении током накачки порогового значения. Значения порогового тока лежат в интервале 30…250 мA для большинства ЛД. Напряжение прямого смещения при пороговом токе равно 1,2…2 В. Прямой ток быстро повышается с увеличением напряжения на диоде, как показано на рис. 2.2. Выходные мощности лазеров непрерывного режима (continuous wave – CW^) лежат в интервале 1…10 мВт. Импульсные лазеры, работающие с малой скважностью, могут генерировать большие пиковые мощности (без опаски выхода из строя), но CW–лазеры, которые способны переключаться из режима включено, в режим выключено с высокой скоростью, лучше подходят для связи. Значение рабочего тока накачки составляет примерно 20…40 мA сверх порогового. Работа при токах, превышающих указанные изготовителем ЛД, уменьшает срок службы диода. (смотрим ниже)

Принцип осуществления цифровой модуляции ЛД, показанный на рис. 2.3. На ЛД подается ток постоянного смещения I_см, равный пороговому току (режим передачи двоичного нуля). Он увеличивается до значения I_см + i_с при передаче двоичной единицы путем подачи импульса положительной полярности с пиковым значением i_с (см. рис.2.3). Когда приложенное прямое смещение близко к пороговому значению, диод включается более быстро и ток сигнала может быть меньшим, чем в случае отсутствия смещения.