Передатчики (Transmitters)
Передатчик - лазер или светодиод (LED)
- состоит из электрического контура, в котором входной электрический сигнал
преобразуется в импульсный световой сигнал. Выходной световой сигнал через
разъём поступает в оптоволоконный кабель. Основные параметры, описывающие
передатчик: выходная мощность, центр спектра, ширина светового спектра и частота
модуляции.
Выходная мощность (Output Power)
Выходная мощность передатчика
определяется как среднее значение мощности источника света во время излучения
модулированного сигнала. Выходная мощность выражается в дБм (т. е. дБ
относительно 1 мВт) или в мВт. Чем больше мощность передаваемого сигнала, тем
больше допустимое затухание в тракте передачи, который может состоять из
оптоволоконного кабеля, оптических разъёмов (например, ST, SC
и др.), сварных и/или механических соединений.
Центр спектра (Center Wavelength)
Передатчик излучает свет в некотором
диапазоне волн или спектре. При этом наибольшая мощность приходится на некоторую
длину волны, называемую центром спектра. Многомодовые передатчики должны иметь
центр спектра на длине волны 850 или 1300 нм, одномодовые - на длине волны 1310
или 1550 нм.
Ширина светового спектра (Spectral Width)
Ширина спектра измеряется в нм и
определяет диапазон излучаемых передатчиком длин волн. Ширина спектра для
передатчиков разного типа может колебаться от единиц до сотен нм. Наименьшая
ширина спектра у лазеров, наибольшая - у светодиодов. Чем уже спектр, тем меньше
оптические потери при прохождении света по оптическому волокну.
Частота модуляции (Modulation Frequency)
Частота модуляции определяется как
количество изменений сигнала в единицу времени на выходе передатчика (например,
изменение уровней сигнала, соответствующих "1" и "0"). Чем больше частота
модуляции, тем больше пропускная способность канала.
В таблице приведены типовые параметры
светодиодов и лазеров.
 |
 |
Параметр |
 |
Светодиод |
 |
Лазер |  |
 |
 |
 |
Центр спектра |
 |
850 или 1300 нм |
 |
1310 или 1550 нм |
 |
 |
 |
Ширина светового спектра |
 |
40 нм для 850 нм, 100 нм для 1310 нм |
 |
1-8 нм |
 |
 |
 |
Частота модуляции |
 |
200 МГц |
 |
500 МГц - хГГц |
 |
 |
 |
Выходная мощность |
 |
-9 - -30 дБм |
 |
-3 - +1 дБм |
 |
 |
 |
Тип кабеля |
 |
многомодовый |
 |
одномодовый |
 |
 |
 |
Стоимость |
 |
низкая |
 |
очень высокая |
 |
 |
|
На рисунке показана зависимости
мощности источников света от длины волны.
Приёмники (Receivers)
Приёмник предназначен для
преобразования светового сигнала в электрический. Оптическое волокно соединяется
с приёмником через разъём. В приёмнике свет попадает на фотодетектор. Основные
параметры, описывающие приёмник: чувствительность, динамический диапазон и
уровень ошибок (BER
- Bit
Error
Rate).
Чувствительность (Receiver Sensitivity)
Чувствительность приёмника
определяется минимальным уровнем входного сигнала, при котором производится
приём без превышения допустимого уровня ошибок.
Динамический диапазон (Dynamic Range)
Динамический диапазон приёмника
определяет максимальную мощность входного сигнала, при котором производится
приём без превышения допустимого уровня ошибок.
Уровень ошибок (Bit
Error Rate - BER)
Параметр уровня ошибок
непосредственно связан с описанными выше параметрами.
Расчёт оптических потерь и выбор
активного сетевого оборудования
Для обеспечения правильного
функционирования активного сетевого оборудования, подключаемого к оптоволоконным
линиям кабельной системы, следует своевременно произвести расчёт оптических
потерь в этих линиях. Слишком большие потери могут привести к повышению уровня
ошибок и соответственному снижению скорости передачи данных. Аналогичная
ситуация может возникнуть и при перегрузке приёмника сигналом со слишком высоким
уровнем.
Ниже приведён пример расчёта
оптических потерь для оптоволоконной линии, состоящей из двух кабелей по 1 км
длиной и соединенных механическим соединителем. Кабели оканчиваются разъёмами, к
которым подключены кроссировочные шнуры.
 |
 |
Пассивные элементы |
 |
Оптические потери |
 |
 |
 |
1. Потери в кабеле: 1,5 дБ/км на 1300 нм x 2 км |
 |
3,0
дБ |
 |
 |
 |
2. Потери на механическом соединителе: 0,3 дБ х 1 |
 |
0,3
дБ |
 |
 |
 |
3. Потери на разъёмах: 1,0 дБ х 2 |
 |
2,0 дБ |
 |
 |
 |
4. Другие потери |
 |
0,0 дБ |
 |
 |
 |
Итого: |
 |
5,3 дБ |
 |
 |
 |
 |
Активные элементы |
 |
Оптические потери |
 |
 |
 |
1. Мощность передатчика |
 |
-15,0 дБм |
 |
 |
 |
2. Чувствительность приёмника (10-9
BER) |
 |
-30,0 дБм |
 |
 |
 |
3. Динамический диапазон приёмника |
 |
12,0
дБ |
 |
 |
 |
4. Системное сопряжение (= 1 - 2) |
 |
15,0
дБ |
 |
 |
 |
5. Запас на старение системы |
 |
2,0
дБ |
 |
 |
 |
6. Ремонтный запас (добавление 2 разъёмов) |
 |
2,0
дБ |
 |
 |
 |
Итого (= 4 - 5 - 6): |
 |
11,0 дБ |
 |
 |
 |
Рабочий запас (= 11,0 дБ - 5,3 дБ) |
 |
5,7 дБ |
 |
 |
|
Если рабочий запас > 0, активное
оборудование будет функционировать правильно.
Сумма оптических потерь на пассивных элементах не должна быть меньше 3 дБ.