Изложены основные понятия и теоретические основы волоконно-оптических компонентов, линий связи и систем передачи, а также методов контроля и измерения их параметров. Рассмотрены принципы построения и метрологическое обеспечение данных средств измерений, приводятся методика и результаты экспериментальных исследований систем передачи, а также методы и средства удаленного тестирования линий связи волоконно-оптических сетей.
Основные характеристики волоконно. Поэтому, например, волокно длиной . Системы передачи с модуляцией интенсивности оптического излучения . Тогда в случае равной вероятности передачи обоих битов . в среднем одна ошибка на каждые . Целью анализа данной системы является определение максимально достижимого расстояния . Очевидно, что с увеличением В . Единственным параметром, описывающим возможности линии свя. Здесь мы определим типо. С этой целью введем понятие чувствитель. Основной причиной возникновения ошибок является произвольное количество фотоэлектронов, обнаруженных в течение каждого бита, а также шумы самого канала и приемника. Определим чувствительность идеального бинарного оптического при. При этом примем, что в течение бита . Поэтому, например, при среднем количестве переданных фотонов . Следовательно, битовая ошибка, представляю. Решение последнего выражения при . При наличии других ви. Как известно, чувствительности фотодиодов л . Ниже будет показано, что с уче. Так как это усложняет проблему анализа, вначале предположим, что чувствительность приемника не зависит от В . . Основные характеристики волоконно. Так, если длительность а т полученных импульсов превышает битовый интервал . Поэтому существуют два условия верного функционирования линии связи, а именно. обеспечение полученной мощности, по крайней мере равной чув. обеспечение длительности полученного импульса . Следовательно, если битовая скорость В . В связи с этим следует различать два режима функционирования системы, соот. Ограничение функционирования системы по ослаблению Функционирование системы при ограничении по ослаблению дости. При этом связь единиц, выраженных в мВт, с единицами, выраженными дБм, определяется соотношением Р . Обычно в качестве эталона мощности используется значение, равное . Соответствующий бюджет мощности Т , выраженный в виде функ. . . Бюджет Мощности в оптической линии связи Здесь значение чувствительности приемника равно Т г . р, ДБм . Зависимость бюджета мощности от скорости передачи . Основные характеристики волоконно. Таким образом, . Ц км . Зависимость максимальной длины волокна от скорости передачи данных Ограничение функционирования системы по дисперсии Так как при распространении по оптическому волокну длительность импульса т г увеличивается, на некотором расстоянии Ь может наступить момент, когда т г превысит битовый интервал Т . Пусть максимально возможная длительность импульсов равна одной четвертой интервала битового времени, т. Т . Так как длительность импульса после прохождения рас. Для щ . В многомодовом градиентном волокне с оптимальным . Зависимость длины линии от скорости передачи при ограничении по дисперсии . Основные характеристики волоконно. Результирующая зависимость длины линии от скорости передачи Для п х . Если предположить, что расширение импульса в одномодовом волокне происходит только вследствие материальной дисперсии, т. если игнорировать волноводную дисперсию . Поэтому, если лазер имеет ширину линии, равную . Примерные зависимости расстояния от битовой скорости при ограниче. Очевидно, что в приведенных расчетах и при создании Ь В . Приведенные отношения описывают функционирование трех поколе. . Однако очень узкая ширина спектра несовместима с очень короткими импульсами передачи, что следует из спектрального и временного преобразований Фурье. Так, для импульса продол. Учитывая, что у . Так, при В . . Зависимость длины линии от скорости пе. Основные характеристики волоконно. Однако это происходит за счет некоторого увеличения ослабления, смещая линию огра. . В действительности, если отношение сигнал. Необходимое увеличение, обозначенное Р|. В этом случае запас по мощности составляет Р| . Так как а т является шириной импульсной характеристики сигнала, переданного через волокно с амплитудно. При установленном лимите т г . В противном случае, когда ст г становится больше . Так, если и Э. Рассматривая дисперсию как необходимый запас по мощности, огра. Так как Т . дБм О . Зависимость бюджета мощности от скорости передачи . Чувствительность аналогового приемника в отличие от би. Рассмотрим влияние шума как на бинарный, так и на аналоговый прием. Чувствительность бинарного приемника при наличии шумов схемы и усиления Учитывая, что фотодиод преобразует среднее количество ц получен. Основные характеристики волоконно. Поэтому в пределах битового интервала времени т результирующий заряд . Здесь параметр у ц , называемый параметром шума схемы, зависит от полосы пропускания приемника А. Общий заряд электронов, который приходится на один бит информа. Когда значение т велико, приближенное значение общего распределения может быть вычислено при помощи распределения Гаусса со средним значением . . Поэтому среднее значение общего заряда на бит . Так как приемник измеряет общий заряд . Возможности ошибок р х и р . . Данный анализ является основой классической теории бинарного об. Если . Как известно, когда . Типовые теоретические значения чувствительности некоторых при. Таблица . Чувствительность аналогового приемника при наличии шумов схемы и усиления .