Информатика и выч. техника \ Оптические цифровые системы

Разработка оптической многоканальной системы с волновым уплотнением (ВОСП- WDM), страница 6

Т.О. выбираем усилитель Lucent 1713, у которого коэффициент малосигнального усиления g=30 дБ и мощность насыщения Psat=10.75 дБм.

Диапозон усиливаемых длин волн 1535—1565нм.

Диапозон скоростей модулирующего сигнала 2,5---10,0Гбит/с.

7. Расчет мощностей сигналов в интерфейсах MPI-S и S’.

В данном пункте приведем расчет максимальной, минимальной и средней мощностей в канале, а также среднего значения многоканального сигнала по заданному соотношению сигнал помеха.

Известны следующие данные отношений сигнал/помеха (OSNR)  в зависимости от количества каналов.

Для 4-х каналов OSNR =11дБ,           

Для 16-ти каналов OSNR =17дБ.

Соотношение для расчета минимальной мощности оптического сигнала выглядит следующим образом:

где  NF – коэффициент шума ОУ, NF=(5—6),  примем NF=5.5,

N -  число пролетов между усилителями.

f – частота, соответствующая λ=1,55 мкм,

Δfch –  оприческая полоса канала.

При частотном плане с НЧР=100 ГГц, согласно рекомендации G.692, канал с λ0=1550 нм должен характеризоваться полосой 0,1нм, что соотвествует полосе Δfch=12,5ГГц.

С учетом всего выше сказанного имеем:

12.5 109

                          10lg(h·f·Δfch) = 10lg 6.628 10-34·192.8 1012·              =-58д

10-3

Т.О. выражение для расчета минимально-допустимой мощности в канале имеет вид:

Максимальная мощность в канале ограничена с одной стороны возможностью возникновения нелинейных явлений в ОВ, с другой – соображениями лазерной безопастности. Для применения ВОСП- WDM рекомендован (в G.692) класс лазеров-3А. Следовательно, максимальная мощность группового сигнала в интерфейсе MPI-S не должна превышать 50мВт (уровень мощности Р3А=17дБ). Тогда максимально-допустимую мощность одного канала Pch ma можно определить из сотношения:

Pch maxs=P3.A-10lgM, (2)

Где М- число задействованных каналов в системе.

Средняя мощность на выходе канала в точке MPI-S или S’ расчитывается как:

 


Полная передаваемая мощность  Р0 в интерфейсе MPI-S расчитывается по формуле:

 где BWeff- эффективная ширина полосы ASE,

f0- центральная частота (f0=193.1ТГц)

h – постоянная Планка.

Для одного усилителя BWeff=(20-30) нм, или (2,5-3,75)ТГц. Примем BWeff=2,6ТГц.

Выполним расчет по формулам (1), (2), (3), (4) для каждой секции.

Секция Е – Б :

На данном участке используется две 16-ти канальные системы (по 9 и 10 каналов соответственно).

А) расчет для первой WDM:

Pch.min=17+ 16,8+5.5+10lg2-58=-15,69дБ

Pch.max=17-10lg9=7.45дБ

 

Р0=16*2,793+7 *2,6 1012 6,628 10-34 193,1 1012 100,1 (5,5+16,8)=44,67мВт или 16,5 дБ.

Б) расчет для второй WDM:

Pch.min=17+ 16,8+5.5+10lg2-58=-15,69дБ

Pch.max=17-10lg10=7дБ

 


Р0=16*2,52+7*2,6 1012 6,628 10-34 193,1 1012 100,1 (5,5+16,8)=40.32мВт или 16.06дБ.

Секция Б – В:

На данной секции также используется две системы WDM 16-ти канальные (11 и 12 каналов рабочих соответственно).

А) расчет первой WDM:

Pch.min=17+ 16,8+5.5+10lg3-58=-13,93дБ

Pch.max=17-10lg11=6,57дБ

 


Р0=16*2,29+7 *2,6 1012 6,628 10-34 193,1 1012 100,1 (5,5+16,8)=36,64мВт или 15,64 дБ.

Б) расчет для второй WDM:

Pch.min=17+ 16,8+5.5+10lg3-58=-13,93дБ

Pch.max=17-10lg12=6,21дБ

Р0=16*2,11+7 *2,6 1012 6,628 10-34 193,1 1012 100,1 (5,5+16,8)=33,76мВт или 15,28 дБ.

Секция В – Д:

В данной секции используется одна 16-ти канальная система WDM:

Pch.min=17+ 16,8+5.5+10lg2-58=-15,69дБ

Pch.max=17-10lg16=4,96дБ

Р0=16*1,99+7 *2,6 1012 6,628 10-34 193,1 1012 100,1 (5,5+16,8)=31,84мВт или 15,03 дБ.

8.Расчет мощностей сигналов в интерфейсах MPI-R и R’.

Минимальная величина уровня мощности в канале оценивается из соотношения:

PchRmin=PchSmin-αs+Δαch

Где Δαch – величина, учитывающая нестабильность выходной мощности лазера, изменение величины потерь в неразъемных соединениях, и другие негативные факторы, особенно проявляющихся к концу срока эксплуатации системы (20-30 лет). Примем  Δαch=2дБ.

Максимальное значение уровня мощности в канале:

Скачать файл