Расчет параметров КЭМ передачи и приема

Состав и назначение квантово-электронного модуля (КЭМ). Для повышения надежности и снижения требований к условиям эксплуатации и монтажа источники и приемники для ВОЛС выполняют в виде КЭМ, предназначенных для приема и передачи информации по ВОЛС.

КЭМ позволяет подключать с одной стороны аппаратуру (передачи или приема), а с другой — ОК. На передаче КЭМ обеспечивает преобразование электрического сигнала в оптический, а на приеме — обратное преобразование. В состав КЭМ_пер входят: полупроводниковый источник излучения с электронной схемой возбуждения (ИЛ), согласующие устройства, обеспечивающие эффективный ввод излучения в ОВ и разъемный соединитель, с помощью которого осуществляются подсоединение световода и ввод в него оптического сигнала. Каждый КЭМ комплектуют кабельной частью соединителя, рассчитанной на применение ВОК с диаметром световодной жилы около 10 мкм.

В состав КЭМ_пр входят согласующее устройство, разъемный соединитель, п/п фотодетектор, преобразующий оптический сигнал в электрический, и МШУ усилитель. Модули выполнены в виде герметических микросборок, используется тонкопленочная гибридная технология, бескорпусные дискретные компоненты и п/п интегральная схема.

Для уменьшения зависимости характеристик ИЛ от температуры и времени наработки используют систему стабилизации выходной мощности, поддерживающую постоянную выходную мощность излучения путем соответствующего изменения тока накачки. В качестве датчика обратной связи используют Si-фотодиод.

Конструктивно указанные модули размером в спичечную коробку содержат несколько микросхем и дискретных элементов, помещенных в герметичный корпус с оптическим разъемом.

Выбор КЭМ приема. Основными параметрами КЭМ приема цифровых ВОСП являются: рабочая длина волны; напряжение шума; пороговая мощность (чувствительность); скорость передачи; коэффициент ошибок; вольтовая чувствительность.

Рабочая длина волны КЭМпр - длина волны принимаемого оптического излучения, для которой его параметры нормированы.

Напряжение шума КЭМпр обусловлено шумами фотоприемника, и шумом предусилителя, включенного непосредственно после фотоприемника. Требование к предусилителю - обеспечение минимального уровня собственных помех в полосе частот усиливаемого сигнала.

Вольтовая чувствительность - отношение напряжения на заданной нагрузке КЭМпр и мощность излучения вызвавшего появление этого напряжения. Значение вольтовой чувствительности КЭМ приема лежит в пределах

Порог чувствительности определяет Р_{ср min} мощность излучения на входе КЭМпр для заданного сигнала, при которой обеспечивается заданное отношение SNR или заданный BER. Чем меньше порог чувствительности, тем больше энергетический потенциал системы и длина участка регенерации.

Параметры серийных КЭМ приема цифровых ВОСП приведены в табл.1.14. Основными характеристики: порог чувствительности, при которой обеспечивается заданный BER или требуемое SNR; скорость передачи информации; рабочая длина волны.

Таблица 2.3 КЭМ приема.

Расчет мощности излучения. Мощность источника излучения рассчитывается из формулы: Pпер = Рпр – Э [Вт], мощность приема (Рпр) была рассчитана, а Э берем из таблицы 2.3.

Выбор КЭМ передачи. Основными параметрами КЭМ передачи цифровых ВОСП являются: средняя мощность излучения; λ; ширина спектра излучения; скорость передачи.

В ряде случаев задаются эксплуатационные параметры: интервал рабочих температур; входное напряжение; напряжение питания и др.

Средняя мощность излучения определяется как среднее за данный интервал времени значения мощности на выходе оптического соединителя при определенном входном напряжении.

Длина волны излучения КЭМ передачи, на которой нормируются его параметры, называется рабочей длиной волны.

Ширина спектра КЭМ передачи определяется шириной спектра используемого излучателя.

Скорость передачи зависит от быстродействия источника излучения и электронной схемы возбуждения.

Для уменьшения влияния температурной нестабильности характеристик лазерного диода в состав КЭМ передачи входит фотоприемник, используемый в качестве датчика ОС. Ответвление части оптической мощности излучателя в цепь ОС осуществляют с заднего торца ЛД, а фототок датчика используют для управления режимом работы излучателя.

Паспортные характеристики серийных КЭМ для цифровых ВОСП приведены в табл.2.4. Основными параметрами являются скорость передачи, мощность излучения.

По полученной в результате расчета по формуле Pпер = Рпр – Э мощности передачи (Рпер) и скорости передачи (В), по табл.2.4 выбираем КЭМ передачи.

Таблица 2.4. КЭМ передачи.