22. Джерела шумів та випадкових спотворень імпульсів, що призводять до появи помилки при прийманні оптичних сигналів.

Темновий шум.Темновий струм i_o звичайно дуже малий (i_o<<1 мкА для кремнієвих ФД) , крім того, він не передається приймальними пристроями, в яких використовується фільтр низьких частот. Отже, темновий струм майже не впливає на характеристики приймальних пристроїв.

Дробовий шум. Цей шум зумовлений випадковим пуасонівським розподіленням фотонів у оптичній хвилі, що приймається. У разі використання лавинного фотодіода цей шум підсилюється, процес підсилення є також випадковим. Спектральна щільність цього шуму в подвоєній смузі частот представляється виразом : ,

Де F(М) – коефіцієнт шуму фотодіода, який залежить від типу фотодіода, q – заряд електрона. Слід нагадати, що

де S_i – інтегральна струмова чутливість фотодетектора.

Вираз (3.12) виявляє суттєву відзнаку приймальних пристроїв волоконно-оптичних систем передачі від класичних приймачів радіодіапазону. В оптичних приймачах шум залежить від оптичної

користуватися уявленнями теорії оптимального прийому, в якій вважається, що шум в приймачі є постійним та незалежним від потужності сигналу.

. Спектральна щільність дробового шуму пов’язана із середнім квадратом струму дробового шуму співвідношенням ,

де F – смуга пропускання приймача.

Тепловий шум. Цей шум зумовлений резисторами R_H, R_A, R₀. Спектральна щільність теплового шуму має вираз ,

потужності сигналу, що приймається. В цьому випадку не можна

де k – постійна Больцмана (1.38^.10^-23 Дж/К), а Т – абсолютна температура,

В ласні шуми вхідного каскаду підсилювача. Власні шуми вхідного каскаду підсилювача оцінюються шумовим струмом і_а та шумовою напругою e_а (рис. 3.67) та їх спектральними щільностями N_ia та N_ea (N_ea вимірюється у В²/Гц). Спектральні щільності шумової напруги N_ea та шумового струму N_ia вхідного каскаду підсилювача залежать від виду транзистора, що використовується у вихідному каскаді (біполярний або польовий).

Шумові властивості фотоприймачів визначаються відношенням сигнал/шум, тобто відношенням середнього значення потужності сигналу до середньої потужності, що створюється всіма джерелами струму.

23. Модель волоконно-оптичного каналу, розрахунок довжини регенераційної дільниці.

Довжина регенераційної дільниці ВОСП обмежується з одного боку втратами у оптичному лінійному тракті, з другого – дисперсією волоконного світловода. На рис. 5.77 наведена модель волоконно-оптичного каналу, що відображує розподіл втрат на регенераційній дільниці.

 

       Р_еф – ефективна потужність випромінювача; _вв, _вив – втрати введення та виведення оптичної потужності відповідно, _рз, _нз – втрати в роз’ємних і нероз’ємних з’єднаннях відповідно;  –кілометричне загасання кабелю; l_бд – будівельна довжина кабелю Р_min – поріг чутливості ПрОМ. Длина регенерационного частка определяется следующими факторами: Мощностью излучателя Минимальной мощностью на входе фотоприемника Потерями при вводе излучения Потерями в кабеле В разьемных и неразьемных соединениях.

Енергетичний потенціал системи дорівнює

,                                                                             

,

Р_в – середня потужність випромінювача, Р_Т – зменшення потужності внаслідок температурної деградації, Р_К – зменшення оптичної потужності внаслідок перетворення коду. При використанні коду з поверненням до нуля  Р_К =6 дБ, без повернення до нуля Р_К =3 дБ.

Р_з – енергетичний запас для ВОСП різного призначення Р_з= 6 дБ.

Втрати в оптичному лінійному тракті дорівнюють

,                  

N_рз та N_нз – кількість роз’ємних і нероз’ємних з’єднань відповідно, N_рз =2; L_рд – довжина регенераційної дільниці.

Усереднюючи втрати  нероз’ємних з’єднань на будівельній довжині кабеля (_нз/l_бд) одержимо вираз для максимальної довжини регенераційної дільниці, обмеженої втратами в оптичному лінійному тракті, км

.                                                     

Будівельна  довжина кабеля l_бд =1000 м для з’єднувальних ліній, l_бд =2200 м для зонових ОК, та 4000 м для магістральних ОК.

                Довжина регенераційної дільниці, що обмежується дисперсією дорівнює, км

,                                                                  

В – швидкість передачі в оптичному лінійному тракті, біт/с, ₀ – середнє квадратичне поширення імпульсів, яке викликає дисперсією, с/км