Конфигурация и применение системы. Конфигурация системы. Оптический оконечный мультиплексор/демультиплексор, страница 11

2. Мощность сигнала

Передача оптических сигналов на большое расстояние требует, чтобы мощность сигналов была достаточна для компенсации потерь оптоволокна. Уменьшение оптической мощности с увеличением расстояния является естественным процессом. Это явление известно как затухание. Коэффициент затухания оптоволокна, соответствующего G.652, для окна рабочей длины волны 1550 нм обычно составляет около 0.25 дБ/км. Учитывая параметры оптического разъема, избыточность оптоволокна и другие факторы, суммарный коэффициент затухания оптоволокна обычно составляет менее 0.275 дБ/км.

При расчете определенной сети ресурс мощности обычно вычисляется между двумя смежными узлами сети передачи. Расстояние (потери) между двумя смежными узлами сети передачи называется расстоянием (потерями) соединительной линии.

Рис. 4-32 Принцип расчета потерь соединительной линии.

Если P_out - выходная мощность (дБм) одного канала в точке S, P_in – минимальная допустимая входная мощность (дБм) одного канала в точке R, тогда

Длина регенерационного участка = (P_out - P_in) /a

Где “a” – суммарное затухание оптического кабеля (дБ/км) на 1 км (согласно соответствующей рекомендации ITU-T – a = 0.275 дБ/км).

Расчет ресурса мощности используется для определения расстояния между секциями регенерации.

3. Отношение "оптический сигнал-шум"

(1)   Причины генерации шума

В процессе работы оптический усилитель также генерирует световые сигналы в широком диапазоне частот, называемые усиленным спонтанным излучением (ASE, amplified self-emission). В системе передачи с несколькими каскадированными EDFA ASE-шум оптического усилителя затухает и усиливается аналогично исходным сигналам. Поскольку внесенный ASE-шум усиливается в каждом оптическом усилителе и накладывается на ASE-шум, сгенерированный оптическим усилителем, то суммарная мощность ASE-шума увеличивается пропорционально числу оптических усилителей. Мощность шума может превысить мощность сигналов.

Распределение спектра ASE-шума изменяется при изменении размеров системы. Когда ASE-шум от первого оптического усилителя передается второму оптическому усилителю, то из-за насыщения усиления распределение коэффициента усиления второго оптического усилителя вызывает ASE-шум, что приводит к изменению распределения коэффициента усиления. Аналогично этому действительное распределение коэффициента усиления третьего оптического усилителя также изменится. Этот результат будет передан следующему оптическому усилителю нисходящего направления. Так как шум находится в том же самом диапазоне, в котором передается исходный сигнал, то даже применение узкополосного фильтра не поможет избежать появление этого шума.

Отношение "оптический сигнал-шум" (OSNR) определено как:

OSNR = мощность оптического сигнала на канал/мощность оптического шума на канал

(2)   Ограничение передачи

Накопление ASE-шума оказывает влияние на OSNR системы, так как ухудшение OSNR принимаемого сигнала главным образом связано с ASE-шумом биения. Шумы биения линейно возрастают с увеличением числа оптических усилителей. Поэтому наряду с увеличением числа оптических усилителей возрастает коэффициент ошибок. Кроме того, шумы экспоненциально накапливаются при увеличении диапазона усиления усилителей.

Результатом последовательного усиления сигналов оптическими усилителями является то, что спектр ASE-шума, образованный накопленными ASE-шумами от множественных оптических усилителей, будет иметь пик длин волн, вызванный эффектом спонтанного излучения. Необходимо отметить, что в замкнутой полностью оптической системе кольцевой сети, эквивалентной бесконечному числу соединенных каскадом оптических усилителей, ASE-шумы будут накапливаться бесконечно. В системе с узкополосными фильтрами накопление ASE-шума будет уменьшено благодаря применению фильтров, но внутриполосный ASE-шум будет увеличиваться наряду с увеличением числа оптических усилителей. Поэтому значение OSNR будет тем меньше, чем больше число оптических усилителей.