 |  |
 |
|
В данном разделе мы постарались собрать справочные материалы, некоторые полезные формулы, зависимости, термины, определения и аббревиатуры, используемые при построении мультисервисных сетей кабельного телевидения и передачи данных.
|
||
 |
||
В общем случае (рис.1) простейшая ВОЛС включает в свой состав оптический передатчик (Optical Transmitter), оптический усилитель (Optical Amplifier) и оптический приемник (Optical Receiver). Оптические усилители используются только во втором окне прозрачности (рис.2), т.е. на длине волны λ=1550 нм.
Шумы оптического передатчика формируются лазером вследствие спонтанной эмиссии фотонов, которая приводит к некогерентности светового потока. Эти шумы характеризуются относительной интенсивностью шумов – RIN (Relative Intensity Noise). Иными словами, это мощность шумов, измеряемая в полосе 1 Гц по отношению к мощности излучаемого квазикогерентного светового потока. Отношение несущая/шум (C/N – carrier/noise) записывается в виде:
| C/NRIN = m2/2П(RIN), | (1) |
где: m - индекс канальной оптической модуляции (OMI – Optical Modulation Index), исчисляемый в безразмерных единицах1;
П - шумовая полоса TV канала по видео полосе (3,75 / 4,75 / 5,75 МГц для систем NTSC / PAL / SECAM соответственно).
Выражение (1) может быть переписано в логарифмическом виде:
| C/NRIN[dB] = 20lg(m) - 10lg(П)[МГц] - RIN[dB] - 63, | (2) |
откуда видно, что с повышением m (достигается путем увеличения уровня сигнала, подаваемого на вход оптического модулятора) увеличивается C/NRIN. Важно отметить, что всякое увеличение (уменьшение) уровня входного сигнала оптического передатчика на 1 dB вызывает увеличение (уменьшение) OMI на 0,5 dB и, как следствие, увеличение (понижение) C/N на выходе оптического приемника также на 1 dB (при неизменном уровне входной оптической мощности).
Типовое значение индекса оптической модуляции (m) составляет 3…5%. Типовое значение RIN для DFB неохлаждаемых лазеров составляет -135…165 dB/Гц.
Пример 1. Рассчитать C/NRIN оптического передатчика DVO 902 (Teleste) со справочными параметрами: m = 4,5%, NП = 42 канала PAL (ПП = 4,75 МГц), RIN = -155 dB/Гц, UВХ = 84 dBμV (на канал).
Подставляем численные значения в формулу (1):
C/NRIN = 20lg(0,045) - 10lg(4,75) - (-154) - 63 = 58,3 dB.
Если в СКТ транслируется N каналов в другой системе цветности (например, SECAM с П = 5,75 МГц), то C/NRIN изменится на величину ΔRIN2:
| ΔRIN = 10lg(N/NП) + 10lg(ПП/П), | (3) |
Пример 2. На какую величину изменится отношение несущая/шум (C/NRIN) оптического передатчика DVO 902, если в СКТ транслируется 50 каналов с системой цветности SECAM3?
Подставляем численные значения в выражение (3):
ΔRIN = 10lg(50/42) + 10lg(4,75/5,75) = 0,1 dB
Таким образом, C/NRIN (см. формулу 2) фактически не изменится.
Таким образом, можно получить конечное отношение по расчету несущая/шум оптического передатчика в логарифмической форме через его паспортные (с индексом «П») и эксплуатационные параметры:
| C/NRIN[dB] = 20lg(mП) - 10lg(П)[МГц] + RIN[dB/Гц] - 63 + 10lg(N/NП) + (Uвх - Uвх.П)[dBμV] | (4) |
На рис.3 представлена расчетная зависимость отношения несущая/шум оптического передатчика DVO 902 (Teleste) от рабочего индекса оптической модуляции для 42 PAL каналов.
[1] в подавляющем большинстве практических случаев в паспортных параметрах на оптическое оборудование m выражается в процентах. Например, m = 0,045, что эквивалентно m = 4,5%
[2] точно на такую же величину изменяется C/N на выходе оптического приемника при прочих равных условиях
[3] подразумевается, что уровень входного модулирующего сигнала остается неизменным