Автоматическая система контроля

Автоматизация технологических процессов

Каскадное усиление оптического сигнала

Использование многокаскадного усиления оптического сигнала позволяет добиться оптимального и высокого значения коэффициента усиления, при этом минимизировать шум усиления

На рис. 13 показана типовая диаграммы мощности сигнала в процессе распространения, а также процесс накопления шума в линии из каскада усилителей EDFA. Каждый усилитель осуществляет усиление сигнала коэффициент усиления(дБ) и вносит определенный уровень шума (Вт).

Далее будем пренебрегать мощностью шума нулевых флуктуаций.

Рисунок 13 -Диаграммы мощности в межрегенерационной линии с каскадом усилителей EDFA

Обозначим удельное затухание в волокне α(дБ/км), тогда полное затухание на длине L(км) сегмента между EDFA составляет lL. Ниже приведены основные соотношения, описывающие процессы затухания в линии и усиление на EDFA для полезного сигнала и шума:

где: введены обозначения ,, , соответственно для мощности входного и выходного сигнала, а также входного и выходного шума по отношению к усилителю . Оптические усилители характеризуются определенной мощностью насыщения выходного сигнала . Эффективная работа усилителя достигается при таком входном сигнале, когда выходной сигнал сравним с мощностью насыщения (обычно немного превосходит мощность насыщения) - при меньшем уровне входного сигнала возрастает удельный вес постоянной составляющей вносимого шума, а при большем уровне входного сигнала (следовательно и входного шума) происходит усиление только шума. Таким образом, в идеально сбалансированной линии из каскада усилителей. Отсюда . Тогда, получаем . Пренебрегая уровнем шума в выходном сигнале от стартового регенератора, т.е. положив , для отношения сигнал/шум на выходе k-го усилителя находим: дБ. И окончательно, если мощность сигнала и шума указана в дБм, запишем это соотношение в виде:

(дБ) (7)

где: (дБм), значение нужно подставлять в Гц.

Как видно из (7), SNR падает с ростом числа каскадов EDFA. Допустимая величина SNR сильно зависит от сетевого/телекоммуникационного стандарта. По этой причине выбор оптических усилителей с теми или иными параметрами, равно как расчет максимального число усилителей в регенерационной линии и максимальной протяженности сегментов, должны проводится строго в соответствии с планируемым сетевым приложением. Например, если в мультиплексных каналах одновременно будут использоваться сетевые стандарты: ATM/STM-1, ATM/STM-4, GigabitEthernet, STM-16, то достаточно удовлетворить самому жесткому требованию на SNR из них, в данном случае это - STM-16.

Другие статьи по теме

Устройство управления шаговым двигателем На сегодняшнем этапе развития информационных технологий, все шире внедряются в производство с системой автоматизированного управления. На ряду с такими важными элементами, как первичные ...

GMSK-модулятор В среде MATLAB собрали схему MSK модулятора, установили заданные параметры элементов схемы. Рисунок1-спектр сигнала на выходе схемы Затем со всех осциллогр ...

Интеллектуальная система управления Умный дом Умный дом - это неотъемлемый атрибут любого современного жилища, в котором так много различных инженерных систем: освещение, силовая электрика, отопление, вентиляция, конди ...