Расчет порога чувствительности ПРОМ

2.3  Расчет порога чувствительности ПРОМ

Одной из основных характеристик приемника оптического излучения является его чувствительность, т.е. минимальное значение обнаруживаемой (детектируемой) мощности оптического сигнала, при которой обеспечиваются заданные значения отношения сигнал/шум или вероятности ошибок.

Из теории [12] следует, что в условиях идеального приема, то есть при отсутствии шума и искажений для обеспечения вероятности ошибок не хуже 10^-9 требуется генерация 21 фотона на каждый принятый импульс. Это является фундаментальным пределом, который присущ любому физически реализуемому фотоприемнику и называется квантовым пределом детектирования. Соответствующая указанному пределу минимальная средняя мощность оптического сигнала длительностью

t =

называется минимальной детектируемой мощностью (МДМ).

Минимальная средняя мощность оптического сигнала на входе ПРОМ, при которой обеспечиваются заданные отношения сигнал/шум или вероятность ошибок, называется порогом чувствительности.

МДМ можно рассчитать по формуле (5.84) [8], однако существуют приближенные формулы расчета абсолютного уровня МДМ при вероятности ошибок не хуже 10^-8 в зависимости от скорости передачи В` в линейном тракте:

-70 + 10,5 lg B` при B` < 50 Мбит/с,

P min = для ЛФД

-70 + 10 lg B` при B` ³ 50 Мбит/с.

Рmin = - 70 + 10 lg 622,080 = - 42,06 дБ

Точность расчетов по приведенным формулам достаточная для оценки порога чувствительности ПРОМ.

Зная абсолютный уровень МДМ и максимальный уровень передачи ПОМ, можно получить приближенную оценку энергетического потенциала ВОСП:

Э = Р_пер. – Р_пр., дБ,

где Р_пр. ³ Р_min – уровень приема ПРОМ.

Э = - 4 – ( - 34) = 30 дБ

2.4  Расчет затухания соединителей ОВ

Уровень оптической мощности, поступающей на вход ПРОМ, зависит от энергетического потенциала системы, потерь мощности в ОВ, потерь мощности в разъемных и неразъемных соединителях.

Потери мощности в ОВ нормируются и составляют, например, во втором окне прозрачности 0,7 дБ, а в третьем окне прозрачности 0,1 дБ/км (берутся из паспортных данных ОК) [5].

Потери мощности в неразъемном соединителе нормируются и составляют 0,1 дБм.

Потери в разъемном соединителе нормируются и составляют 0,5 дБм. Потери в разъемном соединителе нормируются определяются суммой /10/.

А_р = , i = 1, 2, 3, 4,

где а₁ – потери вследствие радиального смещения на стыке ОВ (рисунок 2.1.);

а₂ – потери на угловое рассогласование ОВ (рисунок 2.2);

а₃ – потери на осевое рассогласование ОВ (рисунок 2.3);

а₄ – неучтенные потери.

Рисунок 2.1 – Радиальное смещение ОВ

Рисунок 2.2 - Угловое рассогласование ОВ

Рисунок 2.3 - Осевое рассогласование ОВ

Потери вследствие радиального смещения в одномодовых ОВ рассчитываются по формуле [7]:

а₁ = 10 lg [exp(-d² / w²)] , дБ,

где d - величина максимального радиального смещения двух ОВ на стыке , d = 1,52 мкм;

w - параметр, определяющий диаметр луча, w = 10 мкм.

По результатам расчетов можно заметить, что для ОВ с градиентным профилем показателя преломления оптические потери вследствие радиального смещения выше. Это связано с тем, что их числовая апертура, максимальная по оси, убывает до нуля к периферии сердцевины.

Угловое рассогласование ОВ также приводит к существенным оптическим потерям. В формулы для расчетов указанных потерь, кроме угла рассогласования q, входят еще и показатели преломления ОВ и воздуха. Из-за того, что в паспортных данных ОВ не приводятся величины показателей преломления, расчет потерь из–за углового рассогласования вызывает определенные трудности. Поэтому для одномодовых ОВ можно принять а₂ = 0,35 дБ. Следует заметить, что одномодовые ОВ более чувствительны к угловому рассогласованию и при одинаковом угле потери в них примерно в два раза выше, чем в многомодовых ОВ.

Оптические потери в разъемных соединителях увеличиваются также в результате осевого рассогласования.

Для расчета потерь из–за осевого рассогласования в одномодовых ОВ можно воспользоваться следующей формулой [1]

а₃ = -10 lg (1 – Z× tg ) , дБ,

где Z - максимальное расстояние между торцами ОВ;

d - диаметр ОВ;

q a - апертурный угол.

Для достижения малых величин потерь для одномодовых ОВ можно принять максимальные значения Z = 2,95 мкм, q a = 3,96

Неучтенные потери в разъемном соединители можно принять равными а₄ = 0,01 дБ.

При существующих технологиях потери в разъемном соединителе не превышают величины

А_р = а₁ + а₂ + а₃ + а₄ £ 0,5 дБ,

Ар = 0,1 + 0,35 + 0,04 + 0,01 = 0,5

а в неразъемных соединениях – не более А_р £ 0,1 дБ.

Похожие работы

Волоконно-оптические системы

Скачать

67879

12

0

... большие габариты, малый КПД, потребность во внешнем устройстве накачки являются основными причинами, по которым этот источник не используется в современных ВОСП. Практически во всех волоконно-оптических системах передачи, рассчитанных на широкое применение, в качестве источников излучения сейчас используются полупроводниковые светоизлучающие диоды и лазеры. Для них характерны в первую очередь ...

Информационная защищенность волоконно-оптических линий связи

Скачать

31976

2

0

... с линией связи для формирования канала утечки. 3. Доказательства уязвимости ВОЛС Почти все преимущества ВОЛС не вызывают сомнений, но тезис о хорошей защищенности волоконно-оптической линии связи требует разъяснений [2]. Определимся, что применительно к  ВОЛС это означает невозможность перехвата информации без физического нарушения целостности волоконно-оптической линии и отсутствие ...

Аналоговые волоконно-оптические системы связи

Скачать

14419

0

5

... импульсной модуляции по интенсивности в качестве поднесущей, которая может в дальнейшем легко модулиро­ваться по частоте (ЧИМ) или фазе (ФИМ). Самые общие требования к аналоговой волоконно-оптической системе передачи данных предъяв­ляет простая телеметрия и распределение телевизионных сигналов. Перед тем как рассмотреть специальные примеры, исследуем немного подробнее имеющийся запас мощности в ...

Волоконно-оптические линии связи

Скачать

50319

1

10

... оптических линий; оптические рефлектометры OTDR (Optical Time Domain Reflectometer); локаторы дефектов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В качестве заключения, будет целесообразно рассмотреть достоинства и недостатки волоконно-оптических линий связи. Достоинства Широкая полоса пропускания - обусловлена чрезвычайно высокой частотой несущей 1014Гц. Это дает потенциальную возможность передачи по одному оптическому ...