Основы радиоэлектроники

Системы передачи информации

Результаты моделирования

В данном разделе представлены результаты моделирования нашей ВОЛС содержащей DWDM мультиплексор и EDFA усилитель.

На выходе источника излучения (CW лазера) мощность сигнала составляет 1мВт (0дбм). На выходе модулятора мощность сигнала составляет 3*10-4Вт, что соответствует ослаблению сигнала на 5дб. На выходе из модуляторов сигналы подаются на оптический мультиплексор, который «сшивает» их в единый сигнал (рис 5.2 глаз-диаграмма (а) и спектрограмма (б)). На спектрограмме видно, что разнос частот между каналами составляет 100 ГГц, каналы расположены в соответствии со стандартным канальным планом.

На выходе мультиплексора мощность сигнала составляет

8*10-5 Вт, т.е. мощность сигнала после мультиплексора уменьшилась на 6 дбм, таким образом модулятор с мультиплексором вносят ощутимые помехи, порядка 11 дбм.

Чтобы компенсировать потерянную мощность сигнала, перед вводом в волокно сигнал усиливаем с помощью усилителя мощности, выполненного на основе EDFA (Erbium - Dopped Fiber Amplifier)

Как видно усилитель мощности усиливает сигнал до уровня 2,5 мВт (~4дбм), что соответствует коэффициенту усиления 16 дБ. По расчетным данным дисперсионная длина волокна LEAFТМ на скорости 2.5 Гбит/с с DWDM уплотнением равна ~1750 км (L = 10500пс*нм / 6 пс*нм/км), т.е. дисперсия не является ограничением для ВОЛС в 550 км. Но для прохождения этой дистанции сигналу не хватает мощности. При увеличении мощности излучения лазера или увеличении коэффициента усиления EDFA в оптическом волокне начинают проявляться нелинейные эффекты, не желательные в нашем случае из-за ухудшения сигнала. Проблему потери мощности импульсов можно решить, используя тот же самый оптический усилитель EDFA в качестве линейного усилителя.

Оптический усилитель EDFA является 1R-регенератором, т.е. он восстанавливает только одну характеристику – мощность. Но в то же время он усиливает и шум, поэтому после EDFA отношение сигнал-шум уменьшается. При каскадном включении EDFA шумы накапливаются (5.4,б, г), что может привести к увеличению BER.

а) на выходе после волокна (110 км),

б) после усиления на первом линейном усилителе,

в) на выходе после волокна (220 км),

г) после усиления на втором линейном усилителе,

Мощность сигнала на выходе волокна (110 км) составляет 4.4*10-6Вт

(-23.5 дбм). После усиления на первом линейном усилителе мощность сигнала составляет 1.6*10-3Вт (~2дбм). Мощность сигнала на выходе волокна (220 км) составляет 2.8*10-6Вт (-25.5 дбм). После усиления на втором линейном усилителе мощность сигнала составляет 11*10-4Вт (~0,4дбм).

д) на выходе после волокна (330 км)

е) после усиления на третьем линейном усилителе

ж) на выходе после волокна (440 км)

и) после усиления на четвертом линейном усилителе

Мощность сигнала на выходе волокна (330 км) составляет 1.9*10-6Вт

(-27.5 дбм). После усиления на третьем линейном усилителе мощность сигнала составляет 7.5*10-4Вт (~-1.3дбм). Мощность сигнала на выходе волокна (440 км) составляет 1.3*10-6Вт (-28.8 дбм). После усиления на четвервом линейном усилителе мощность сигнала составляет 5*10-4Вт (~-3дбм).

Произведем оценку отношения сигнал/шум (S/N).

На выходе УМ мощность сигнала составляет – 5дбм. УМ и ПУ низкочувствительны к шумам, мощность шума на выходе УМ составляет

~-30дбм. Отсюда находим отношение сигнал/шум составляет ~ S/N = 5 - (-30) = 35дбм. ЛУ чувствителен к уровню шума и после каждого усиления отношение сигнал/шум уменьшается на 4дбм. После четвертого ЛУ отношение сигнал шум составляет S/N = 35 -16 = 19 дбм. Основная функция ПУ обеспечить требуемую мощность, и требуемое отношение сигнал/шум на входе приемника. Для стандарта STM-16 минимальное отношение сигнал/шум составляет - 18-21дб. Таким образом для ПУ достаточно оставить отношение сигнал/шум на прежнем уровне, обеспечив при этом требуемый уровень мощности сигнала на входе в приемник.

На рисунке 5.5 представлены спектр-диаграммы сигнала после прохождения 330 км и 550 км соответственно. Разнос между каналами составляет 100 ГГц что соответствует стандартному канальному плану. Из спектр-диаграммы видно, что спектр сигнала значительно сузился и по мере прохождения секции и потеря мощности сигнала составила порядка 27 дбм.

В нашем случае длина оптического волокна между линейными оптическими усилителями была выбрана равной 110 км. Это означает, что на всей длине регенерационного участка достаточно установить 1 усилитель мощности, 4 линейных усилителя и 1 предусилитель, что соответствует длине регенерационного участка 550 км. Это значение не превышает теоретическое значение длины регенерационного участка (~1700 км). На этом расстоянии BER = 2*10-14. Заданием данной работы было обеспечить BER=10-13 на расстоянии 550 км. Перейти на страницу: 1 2


Другое по теме:

Проект городской телефонной станции на основе пакетной транспортной сети Существующие телекоммуникационные сети обладают целом рядом недостатков, из которых следует отметить их узкую специализацию, отсутствие гибкости и адаптации к изменению требований пользователей, а также низкую эффективность использования сетевых ...