Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Systemy telekomunikacji optycznej dr inż. Małgorzata Jędrzejewska-Szczerska Katedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych Politechnika Gdańska.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Systemy telekomunikacji optycznej dr inż. Małgorzata Jędrzejewska-Szczerska Katedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych Politechnika Gdańska."— Zapis prezentacji:

1 Systemy telekomunikacji optycznej dr inż. Małgorzata Jędrzejewska-Szczerska Katedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych Politechnika Gdańska

2 Systemy transmisji światłowodowej z detekcją bezpośrednią

3 Światłowodowy system transmisji cyfrowej detektor ukl. decyzyjny Układ synchronizacji dane koder Nadajnik i filtr nadawczy fotodetektor filtr odbiorczy dane s(t) n(t) y(t)

4 Specyfika transmisji Zwykle wykorzystywany jest simplex Światłowód nie może przenosić sygnałów o polazaryzacjach ujemnych „O” – mała moc P 0 „1” – moc P 1 PAM OOK Współczynnik ekstynkcji EX= 10log(P 1 /P 0 ) [dB]

5 Interferencja międzysymbolowa ISI (intersymbol interference) sygnał na wyjściu filtru w odbiorniku: symbol informacyjny szum addytywny ISI

6 Interferencja międzysymbolowa Warunek na brak ISI: Kryterium Nyquista

7 Jeżeli jesteśmy ograniczeni przez pasmo B (f

8 Wpływ szumu na detekcję sygnału Szum cieplny Szum śrutowy Inne źródła błędów - Szum modowy - Szum wzmacniacza - Szum laserowa - Szum prądowy - Szum tła Źródłem szumu cieplnego w odbiorniku systemu światłowodowego jest rezystancja obciążenia fotodetektora. Pierwotną przyczyną szumu śrutowego jest kwantowy, ziarnisty charakter elektronów. Szum modowy polega na przypadkowych wahaniach mocy optycznej charakterystycznych dla propagacji światła w światłowodach wielomodowych. Bezszumowy wzmacniacz jest kompensowany zwiększeniem temperatury rezystancji obciążenia detektora. Równoważna temperatura szumu: T e = FT T-temperatura systemu, F – współczynnik szumu (to stosunek mocy szumu cieplnego na wyjściu do mocy szumu cieplnego na wejściu pomnożonej przez wzmocnienie wzmacniacz) Szum laserowy to przypadkowe fluktuacje mocy optycznej diody laserowej, zachodzące pomimo stałości prądu Szum prądowy to wolno fluktuujący prąd wytwarzany przez przyrządy półprzewodnikowe.

9 Stosunek sygnału do szumu szum śrutowy szum termiczny ρ – czułość detektora, P – moc optyczna docierająca do detektora, e –ładunek elektryczny, B – szerokość pasma odbiornika, k – stała Boltzmanna, T – temperatura [K], R – rezystancja obciążenia

10 Stosunek sygnału do szumu Fotodioda lawinowa M n-2 – współczynnik szumu nadmiarowego, M – współczynnik powielania, n – od 2 do 3

11 Stopa błędu Stopa błędu to względna ilość błędów detekcji (BER) Jeżeli: BER = 0,01 to prawdopodobieństwo błędu 0,01 czyli na każde 100 podjętych w układzie detekcji decyzji 1 jest błędna Liczba błędów w ciągu sekundy wynosi średnio: V·BER V - szybkości transmisji [b/s]

12 Stopa błędu BER (bit error rate) ISI=0, warunkowe gęstości prawdopodobieństwa: f(y k /b k =0) i f(y k /b k =0) BER = liczba bitów błędnie odebranych/ całkowita liczba nadanych bitów

13 BER Elementowa stopa błędu: Poziom progowy ma wpływ na BER V Topt =m/2, gdzie m- wartość oczekiwana

14 Stopa błędu p e = dla SNR max = 22dB J: EX jest skończony to:

15 Funkcja błędu erf źródło:

16 Stopa błędu Założenie, że szumy mają jednakowe rozkłady prawdopodobieństwa niezależnie od wartości bitu nadanego nie zawsze jest prawdziwe. W przypadku fotodiody lawinowej rozkłady dla symboli 0 i 1 różnią się. „0” - szum termiczny „1” - szum termiczny i śrutowy (wariancja szumu jest większa, rozkład prawdopodobieństwa może odbiegać od gaussowskiego)

17 Stopa błędu przy ograniczeniu szumem śrutowym Szum śrutowy związany jest z sygnałem i pojawia się tylko wówczas gdy pojawia się sygnał (nadanie „1” ). Prawdopodobieństwo popełnienia błędu oznacza odbiór zerowej ilości elektronów pomimo tego, że w czasie T wysłano średnio N e elektronów.

18 Stopa błędu przy ograniczeniu szumem termicznym W systemach, w których stosunek sygnału do szumu jest uwarunkowany termicznie podejmowanie decyzji w odbiorniku polega na porównaniu odebranego sygnału z poziomem odniesienia erf – funkcja błędu

19 Zależność stopy błędu od stosunku sygnału do szumu BER = S/N = 20 (13 dB) S/N = 144 (21,6 dB) szum śrutowy szum termiczny

20 Kodowanie sygnału w systemach cyfrowych możliwość odtworzenia częstotliwości zegarowej i zapewnienia synchronizacji nawet wtedy gdy występuje przerwa w transmisji sygnału możliwość przenoszenia bez zniekształcenia kodu przez odbiornik możliwość wprowadzenia redundancji ułatwiającej korekcję błędu telekomunikacja systemy komputerowe

21 KodZasadaPasmo 90% mocy Zegar T T Sygnał 1 0 NRZ0,86/T RZ1,72/T Kodowanie sygnału w systemach cyfrowych

22 Kody transmisyjne źródło

23 Kody transmisyjne źródło

24 Kody transmisyjne Poszczególne kody sygnałowe różnią się pod względem właściwości widmowych. W praktyce kody sygnałowe dobiera się tak, aby widma zakodowanych sygnałów były dopasowane do charakterystyki częstotliwościowej kanału transmisyjnego, a w szczególności, aby nie zawierały niekorzystnych składowych niskoczęstotliwościowych. Pod tym względem najkorzystniejszy jest kod Manchester (rys. f) i kod ternarny bipolarny (rys. h). Sygnały zakodowane tymi kodami nie zawierają składowej stałej, a ich gęstość widmowa dla małych częstotliwości jest niewielka.

25 Kodowanie nadmiarowe (scrambling)

26 Kodowanie sygnału w systemach analogowych systemy dystrybucji kanałów telewizyjnych (CTV) systemy zagęszczające siatkę łączności komórkowej (mikrocele) sygnał użyteczny składa się z pewnej liczby kanałów skupionych wokół częstotliwości nośnych i zawierających dowolną modulację CTV – modulacja AM wizji i FM fonii

27 Kodowanie sygnału w systemach analogowych Modulacja amplitudowa pojedynczym sygnałem sinusoidalnym: Modulacja intesywności promieniowania świetlnego (IM): ω m – częstotliwość sygnału modulującego, m – głębokość modulacji, ω sc – częstotliwość fali nośnej P 0 – średnia moc transmitowanego światła

28 Projektowanie światłowodowego systemu transmisyjnego odległość transmisji możliwość rozwoju systemu rodzaj transmitowanego sygnału - sygnał cyfrowy: szybkość transmisji stopa błędu czułość odbiornika - sygnał analogowy: rodzaj modulacji zajmowane pasmo stosunek sygnału do szumu

29 Wybór: źródła światłowodu detektora Transmisja sygnału w systemie jest ograniczona przez: dyspersję tłumienie Projektowanie światłowodowego systemu transmisyjnego

30 Minimalizacja kosztów Stopa błędu Stosunek sygnału do szumu Projektowanie światłowodowego systemu transmisyjnego

31 zdefiniowanie wymagań eksploatacyjnych systemu (parametry transmisyjne, mechaniczne, fizyczne) bilans mocy sygnału optyczne określenia pasma transmisji (większe pasmo pozwali na przejście z transmisji analogowej na cyfrową) Projektowanie światłowodowego systemu transmisyjnego

32 Bilans mocy optycznej analiza mocy optycznej wykonana dla każdego łącza L – długość światłowodu,  sw – tłumienie światłowodu, N – liczba spawów,  s – tłumienie spawów, M – liczba połączeń rozłączalnych,  zł – tłumienie połączeń rozłączalnych,  m – tłumienie związane ze starzeniem źródeł światła

33 Bilans mocy optycznej margines 10% całkowitej tłumienności linii na możliwe uszkodzenia kabla i połączenia zgrzewane dodatkowo  m związane ze starzeniem źródeł światła:  m = -3.0 dB – LD z elementem Peltier  m = -4.0 dB – LD bez termostatu  m = -4.5 dB – LED

34 Bilans mocy optycznej Jeżeli bilans mocy optycznej wykazuje, że transmisja nie jest możliwa: źródło o większej mocy światłowód o niższym tłumieniu fotodetektor o większej czułości regenerator

35 Bilans mocy optycznej P źr – moc źródła, P det – czułość detektora, P L – całkowite straty mocy w linii, M – margines: od 6 do 10 dB Jako jednostek mocy optycznej używa się dBm 10 mW = 10 dBm 1 mW = 0 dBm 0.1 mW = -10 dBm

36 Bilans szerokości pasma przenoszenia B – pasmo transmisji,  – całkowite rozszerzenie impulsu w linii transmisyjnej  św – rozszerzenie impulsu w światłowodzie,  det – rozszerzenie impulsu w detektorze,  źr – rozszerzenie impulsu w źródle

37 Jeżeli bilans szerokości pasma przenoszenia wykazuje, że transmisja nie jest możliwa należy rozważyć użycie: światłowodu o większej wartości f 3dB światłowodu jednomodowym źródła o węższej charakterystyce widmowej światłowodu o mniejszej dyspersji światłowodu kompensujący dyspersję Bilans szerokości pasma przenoszenia

38 Przykład I - Bilans mocy Tor światłowodowy o długości 15 km składa się z 10 odcinków łączonych co 1 km o tłumieniu 1 dB/km łączonych co 1 km i 5 odcinków łączonych co 1 km o tłumieniu 1,5 dB/km. Jaka powinna być minimalna moc na wejściu światłowodu, aby po stronie odbiorczej uzyskać średnią moc P 0 =0,3  W zakładając, że na każdym spawie traci się 15% mocy.

39 Tłumienie 10 odcinków po 1 dB/km 10 ∙ 1,0 dB = 10 dB Tłumienie 5 odcinków po 1,5 dB/km 5 ∙ 1,5 dB = 7,5 dB Tłumienie 1 spawu przy spadku transmisji o 15%: T=(100-15)% = 85%,  s = 10 log 0,85= 0,7 dB Tłumienie 14 spawów (przy 15 odcinkach) 14 ∙ 0,7dB = 9,8 dB Łączne tłumienie 27,3 dB Moc na wejściu: Jeżeli  = 27,3 dB to P N \P O = 573,03 P N = P O ∙  = 0,3 ∙ 537,03  = 0,161 P N = 0,161 mW Przykład I - Bilans mocy (ROZWIĄZANIE)

40 Przykład II – Obliczenie dyspersji światłowodu Obliczyć poszerzenie impulsu (dyspersję) w różnego typu światłowodach o długości 10 km, współczynniku refrakcji rdzenia n = 1,48 i aperturze numerycznej NA = 0,1. Dyspersja materiałowa światłowodów wynosi D( )=40 ps/km∙nm, a szerokość widma źródła  = 30nm

41 Przykład II – Obliczenie dyspersji światłowodu (ROZWIĄZANIE) a) światłowód wielomodowy skokowy b) światłowód wielomodowy gradientowy c) światłowód jednomodowy

42 Przykład III – projektowanie analogowego światłowodowego systemu transmisyjnego System typu punkt-punkt o długości 500 m do transmisji szerokopasmowego sygnału wideo (6MHz). Dla otrzymania dobrej jakości obrazu wymagany jest aby stosunek sygnału do szumu wynosił 50 dB (S/N =10 5 ). Modulacja m=100% LED: P=1 mW, 0 =0,85  m,  =35 nm, t=12 ns, powierzchnia emisyjna ma średnicę a<50  m Światłowód wielomodowy o profilu skokowym: NA=0,24, f 3dB L= 33MHz,  =5dB/km, 2r=50  m Fotodioda p-i-n: C d = 5 pF,  = 0,5 A/W, f 3dB =6 MHz R L = (2  C d f 3dB ) -1 = [2  (5∙ ) (6∙10)] -1 = 5035 [  ] R L = 5100 

43 Przykład III – projektowanie analogowego światłowodowego systemu transmisyjnego Założenie: praca w temperaturze otoczenia T=300K, współczynnik szumów dla przedwzmacniacza F=2, równoważna temperatura szumów: T e = 600 K P = 6  W, I =  P = 3  A

44 Przykład III – projektowanie analogowego światłowodowego systemu transmisyjnego Bilans mocy: źródło: 1 mW 0 dBm odbiornik: 6 mW -22,2 dBm Sprzężenie źródła ze światłowodem h=NA2 = 0, ,4 dB Straty odbiciowe (2) 0,4 dB Straty 2 złączy 2 dB 22,2-12,4-0,4-2=7,4 [dB] 7,4/5 = 1,48 [km] Jeżeli: L=1000m to M=2,4 dB

45 Przykład III – projektowanie analogowego światłowodowego systemu transmisyjnego Bilans szerokości pasma przenoszenia:

46 System na odległość 100 km, B=400Mbit/s, BER = 10 -9, kod NRZ Całkowity czas narastania impulsu po przejściu przez łącze nie może być większe niż 70% czasu trwania impulsu t n =0,7·T=0,7/R NRZ lub t n =0,7 ·(T/2)=0,7/R NRZ t n =0,7/(4∙10) 8 =1,75 [ns] Przykład IV – projektowanie analogowego światłowodowego systemu transmisyjnego

47 Dobór światłowodu: 1,75 ns na 100 km (17,5 ps/km) 0,8  m: MM (skokowy) 15 ns/km MM (gradientowy) 1 ns/km SM 500 ps/km 1,55  m: D mat = -20 ps/(nm·km), D fal = 4,5 ps/(nm·km) D = 15,5 ps/(nm·km) LD (1,55  m)  =0,15 nm  = 100 ·(15,5) ·0,15 = 233 [ps] Przykład IV – projektowanie analogowego światłowodowego systemu transmisyjnego

48 Bilans szerokości pasma  2 det  = 1,75 2  – ,23 2 = 2  det  = 1,4 ns

49 Przykład IV – projektowanie analogowego światłowodowego systemu transmisyjnego Bilans mocy optycznej: źródło: 5 dBm straty sprzężenia źródło-światłowód: 3 dB 3 dB złącza (2 szt.): 1 dB 2 dB złącza stałe (50szt.): 0,1 dB 5 dB tłumienia kabla (100 km): 0,25 dB 25 dB Straty całkowite: 35 dB moc docierająca do odbiornika: -30 dBm czułość odbiornika z dioda lawinową: -40 dBm margines: 10 dB czułość odbiornika p-i-n: -32 dBm margines: 2 dB

50 Optyczne sieci światłowodowe Optyczne sieci transportowe Optyczne sieci lokalne Optyczne sieci dostępowe

51 Optyczne sieci transportowe – sieci dalekiego zasięgu TDM – (Time Division Muplexing) Przesyłane sygnały dzielone są na części, którym później przypisywane są czasy transmisji tzw. szczeliny czasowe. Najpierw przesyłana jest pierwsza część pierwszego sygnału, potem pierwsza część drugiego sygnału itd. Gdy zostaną przesłane wszystkie pierwsze części, do głosu dochodzą drugie części sygnału. Multipleksowanie tego rodzaju jest odpowiednie zwłaszcza do przesyłania sygnałów cyfrowych. Sygnał telefoniczny – 64 kbit/s

52 PDH - plezjochroniczna hierarchia cyfrowa (ang. Plesiochronous Digital Hierarchy). Elementy sieci PDH są ze sobą zsynchronizowane, ale nie idealnie gdyż każdy z elementów sieci posiada swój zegar. System PDH oparty jest na modulacji kodowo-impulsowej (PCM). Pojedynczy kanał ma przepływność 64Kb/s (8*8KHz=64Kb/s) co pozwala na przesyłanie jednej nieskompresowanej rozmowy telefonicznej. Systemy PDH przy multipleksacji wykorzystują zwielokrotnienie z podziałem czasu TDM (ang. Time Division Multiplexing). Zwielokrotnienie sygnału następuje w kolejnych poziomach wykorzystując dopełnienie impulsowe. 30 kanałów 64 kbit/s + 2 dodatkowe przenoszące informacje sterujące (sterowanie i synchronizacja) = 2048 kbit/s 8,448 Mbit/s = 4 x 2,048 Mbit/s 34,368 Mbit/s 139 Mbit/s każdy sygnał wyższego poziomu składa się z 4 kanałów niższego poziomu uzupełnionych o informacje sterujące Optyczne sieci transportowe – sieci dalekiego zasięgu

53 Optyczne sieci transportowe - PDH Europejski PDH

54 -konieczność użycia bitów dopełniających -projektowane do przesyłania cyfrowych sygnałów telefonicznych -w celu uzyskania dostępu do 2Mbit/s w sygnale 140 Mbit/s należy całkowicie ten sygnał zdemultipleksować poprzez pośrednie poziomy. Po zidentyfikowaniu i wyodrębnieniu żądanego kanału należy pozostałe kanały ponownie zwielokrotnić -w formacie ramki PDH nie ma wystarczająco dużo miejsca na dane systemu zarządzania -brak możliwości kontroli jakości transmisji -duża liczba urządzeń – problemy z sterowaniem i zarządzaniem -różne standardy (Europa, USA, Japonia) Optyczne sieci transportowe - PDH

55 MM G.651 (50  m), SM G.652 BER= MM – I, II okno SM – II, III okno I okno: nm, II okno ( nm), dla B większych niż 140 Mbit/s 1285 – 1330 nm III okno nie jest zdefiniowane Optyczne sieci transportowe - PDH

56 Synchroniczna Hierarchia Systemów Cyfrowych SDH (ang. Synchronous Digital Hierarchy (SDH)). Wszystkie urządzenia działające w sieci SDH są zsynchronizowane zarówno do nadrzędnego zegara jak i do siebie nawzajem. Sieci transportowe – sieci dalekiego zasięgu o dużych przepływnościach Optyczne sieci transportowe - SDH

57 podstawowa jednostka transportowa STM-N (Synchronous Transport Module - Synchroniczny Moduł Transportowy) w czasie zwielokrotniania ma przepływność, będącą N-tą wielokrotnością STM-1 (155,52 Mbit/s). pozwalają na odwzorowanie wielu typów sygnałów, o niższych przepływnościach, niezsynchronizowanych z SDH, do struktur synchronicznych. sieci SDH charakteryzują się niezawodnością oraz mniejszą podatnością na uszkodzenia wynikającą z budowy m.in. struktur pierścieniowych. Dzięki temu mają możliwość automatycznej rekonfiguracji w czasie krótszym niż 50 ms. Stosuje się następujące wielokrotności: (zawsze x 4) STM-1 (155,52 Mbit/s), STM-4 (622,08 Mbit/s), STM-16 (2488,32 Mbit/s), STM-64 (9953,28 Mbit/s), STM-256 (39813,12 Mbit/s). Optyczne sieci transportowe - SDH

58 Europa SDH USA SONET (Synchronous Optical Network – synchroniczna sieć optyczna) Optyczne sieci transportowe - SDH

59

60 Zjawiska nieliniowe w światłowodach Wymuszone rozpraszanie Ramana SRS Wymuszone rozpraszanie Brillouina SBS Samomodulacja fazy SPM Skrośna modulacja fazy XPM Mieszanie czterofalowe FWM

61 Wymuszone rozpraszanie Ramana Fala Stokesa (- s ) Fala anty-Stokesa ( s ) Jeżeli do ośrodka wprowadzone zostaną dwie fale których częstotliwości różnią się częstotliwością Stokesa, to moc fali o niższej częstotliwości (tzw. Fali sondującej) będzie rosła kosztem mocy fali o częstotliwości wyższej (pompy).

62 W systemie jednokanałowym: -spontaniczne rozpraszanie Ramana -wzmocnienie światła rozproszonego wskutek WRR powoduje zmniejszenie mocy sygnału nawet do 50%, jeżeli moc światła przekracza 1 W dla typowych światłowodów. Wymuszone rozpraszanie Ramana

63 Każde dwa kanały oddzielone od siebie o mniej niż GHz (100 nm) będą ze sobą sprzężone przez zjawisko wymuszone rozpraszania Ramana. Kanały o wyższych długościach fal będą wzmacniane kosztem kanałów o niższych długościach fal Wymuszone rozpraszanie Ramana

64 Wpływ wymuszonego rozpraszania Ramana na transmisję sygnałów binarnych: a) nadawane sekwencje, b) sekwencje zmienione przez WRR Wymuszone rozpraszanie Ramana     

65 Wpływ WRR nie jest symetryczny: kanał 1: zmniejszenie mocy niektórych bitów, zmniejszenie SNR kanał 2: bez zmian Wymuszone rozpraszanie Ramana

66 W systemie o N kanałach równomiernie rozdzielonych o częstotliwość  f i mających jednakowe moce P, żaden z kanałów nie będzie miał mocy zmniejszonej o więcej niż 1 dB gdy będzie spełniony warunek: Całkowita moc wprowadzona do światłowodu Całkowite pasmo optyczne maksymalna moc zmniejsza się o 1/N 2

67 W III oknie transmisyjnym: P  < 4 nm W dla DWDM nie przekraczającym 40 nm daje ograniczenie całkowitej mocy wprowadzanej do światłowodu na poziomie 0,1 W (+20 dB) Wymuszone rozpraszanie Ramana

68 DYSPERSJA zmniejsza oddziaływanie WRR Dla dużych szybkości i niezerowej dyspersji wpływ WRR jest zmniejszony dwukrotnie. Wymuszone rozpraszanie Ramana

69 Wymuszone rozpraszanie Brillouina WRB polega na oddziaływaniu fal świetlnych i dźwiękowych w światłowodzie. Powoduje przemianę częstotliwości i odwrócenie kierunku rozchodzenia się fali świetlnej. Padająca fala świetlna zamieniana jest na falę Stoktesa o większej długości i jednocześnie powoduje wzbudzenie fotonu akustycznego.

70 Współczynnik wzmocnienia Brillouine'a dla światłowodów jednomodowych jest o ponad dwa rzędy wielkości większy od współczynnika wzmocnienia Ramana. WRB powstaje przy znacznie niższych mocach niż WRR ( 20km). WRB zachodzi w światłowodach jednomodowych jedynie w kierunku wstecznym. WRB: - zmniejsza moc fali rozchodzącej się w światłowodzie, ponieważ fala rozproszona wstecz zmniejsza moc fali pierwotnej, - generuje potencjalnie silną falę rozproszoną w kierunku nadajnika. Wymuszone rozpraszanie Brillouina

71 moc krytyczna sygnału optycznego, który w systemie jednokanałowym powoduje pogorszenie jakości transmisji 2,4mW (dla typowego światłowodu) w systemach wielokanałowych moc krytyczna nie zależy od liczby kanałów Wymuszone rozpraszanie Brillouina

72 WRB jest wrażliwe na modulację sygnału – binarna modulacja DL zmniejsza wpływ WRB Wzmocnienie WRB maleje wraz ze wzrostem szybkości modulacji (różnie w zależności od rodzaju modulacji) Wymuszone rozpraszanie Brillouina

73 Samomodulacja fazy SPM Współczynnik załamania szkła kwarcowego wykazuje, spowodowaną zjawiskiem Kerra, nieliniowa zależność od gęstości mocy rozchodzącego się w nim promieniowania: gdzie: I – natężnie światła, n 0 – wartość współczynnika załamania przy natężeniu bliskim zeru, n 2 – nieliniowy współczynnik załamania. Opóźnienie fazy światła po propagacji w światłowodzie o długości L: Jakiekolwiek zmiany natężenia światła I wprowadzają modulacje fazy rozchodzącej się w światłowodzie fali.

74 Samomodulacja fazy SPM Zmiany częstotliwości: Dyspersja chromatyczna powoduje zamianę modulacji fazy spowodowanych SPM na zniekształcenia ISI

75 Skrośna modulacja fazy XPM Odchylenie standardowe fluktuacji fazy w systemie o N kanałach rośnie w stosunku 2√N Zmiany intensywności odbieranego sygnału Dla wąskich sygnałów (RZ) o stosunkowo dużych energiach następują kolizje impulsów Rozwiązanie: zarządzanie dyspersją toru światłowodowego

76 Mieszanie czterofalowe FWM (Four Wave Mixing) wynika z nieliniowej zależności współczynnika załamania światła n od długości fali  Nazwa zjawiska - mieszanie czterofalowe - pochodzi stad, że w przypadku doprowadzenia do światłowodu dwóch sygnałów o różnych długościach fali np. 1 i 2 powstają dwa dodatkowe sygnały powstałe na nieliniowości ośrodka o długościach fali odpowiednio oraz oraz 2  Liczba produktów mieszania L dla N kanałów:

77 Mieszanie czterofalowe Jeżeli równe odstępy sygnałów – to nakładanie sygnałów Mieszanie czterofalowe: a) dwóch fal o długościach 1 i 2, b) – trzech fal o długosciach 1551,72 nm, 1552,52 nm i 1553,32 nm

78 Mieszanie czterofalowe Oddziaływanie tylko w przypadku „1”, co prowadzi do przypadkowych fluktuacji mocy sygnału Warunkiem efektywności mieszania czterofalowego jest zgodność faz – gdy D=0 Rozwiązanie: używanie światłowodów standardowych lub NZDSF

79 Dyspersja światłowodów jednomodowych D [ps/(km*nm)] [  m] ,6 1,3 1,4 1,5 standardowy o przesuniętej dyspersji o przesuniętej i niezerowej dyspersji

80 Systemy WDM (Wavelength Division Multiplexing) Oryginalny WDM to 1310/1550 nm We włóknie od 2 do 4 długości fal

81 System CWDM (Coarse Division Wavelength) Max liczba kanałów: 18 kanałów Odstęp międzykanałowy: 20nm Długości fal: (zgodnie z ITU-T G.694.2) (1270,1290,1310,1330,1350,1370,1390,1410,1430,1450,1 470,1490,1510,1530,1550,1570,1590,1610) lub (1271,1291,1311,1331,1351,1371,1391,1411,1431,1451,1 471,1491,1511,1531,1551,1571,1591,1611) Zastosowanie: Sieci Telekomunikacyne Sieci CaTV Sieci LAN, WAN – sieci metropolitalne

82 CWDM

83 Systemy DWDM (Dense WDM) Max liczba kanałów: 40 kanałów Odstęp międzykanałowy: 100GHz (0,8nm); 200GHz (0,4nm) Długości fal: (zgodnie z ITU-T G.694.1) Zastosowanie: Sieci Telekomunikacyne Sieci CaTV Sieci LAN, WAN

84 DWDM


Pobierz ppt "Systemy telekomunikacji optycznej dr inż. Małgorzata Jędrzejewska-Szczerska Katedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych Politechnika Gdańska."

Podobne prezentacje


Reklamy Google