7/30/2019 caitolul1-5

1/36

Lista subiectelor la disciplina

Sisteme de transmisiuni optoelectronice

1. Sistemele de transmisiune a informaiei prin fibre optice (STIFO) cu detecie direct a semnalului la reci avantajele lor. Amplificatoare optice.

2. Codurile semnalului lineic pentru STIFO: cerinele, parametrii i clasificarea.3. Codurile semnalului lineic pentru STIFO: algoritmele de formare, analiza comparativ i aleg

Scremblarea semnalului digital.4. STIFO cu detecie coerent a semnalului la recepie i avantajele lor.5. STIFO cu multiplexarea spectral a canalelor WDM, DWDM, HDWDM.6. STIFO n baza solitonilor.7. Determinarea lungimii sectorului de regenerare (amplificare) pentru STIFO.8. Fiabilitatea STIFO. Calculul i prognozarea fiabilitii STIFO.9. Tehnologiile de transmisiune pentru reelele de transport. Tehnologiile de transmisiune n reele

acces. Tehnologia ierarhiei digitale pleziocrone PDH.10.Particularitile i avantajele ierarhiei digitale sincrone SDH. Structura cadrului S

11.Multiplexarea fluxurilor digitale n SDH de 139,264; 2,048; 1,544; 6,312; 34,368 i 44,736 M12.Multicadrele n SDH. Reprezentarea asincron i sincron a fluxului digital de 2,048 Mbps. Schemformare a modului de transport STM-N. 13. Tehnologia ATM. 14.Tehnologia MPLS. 15. Princtelefoniei IP. Tehnologiile reelei Internet. Integrarea tehnologiilor de reea n reelelcomunicaii digitale (RCD). 16.Elementele i topologia reelelor SDH . 17.Topologiile de baz SDnivel de reea i integrarea lor n reeaua de transport.

18. Rezervarea canalelor i traficurilor. Soluii de noi topologii SDH. Construirea topologiei rede transport i tendine de dezvoltare.

19.Elementele teoriei traficului de comunicaii.Densitatea traficului i formula lui Erlang.Tipuricaracteristicile traficului de comunicaii.

20.Metodica de estimare a capacitii de transfer a RCD. Banda de transfer util. Analiza distribtraficului de comunicaii n reea.

21. Principiile i metodele de sincronizare n RCD.22.Principiile de construire i standardele sincronizrii sistemelor de tact n RCD. Sistemele sincron

de tact n RCD.23.Mecanismele de sincronizare n SDH. Echipamentul sistemelor de sincronizare pentru S

Construirea sistemelor sincronizrii de tact n RCD.

7/30/2019 caitolul1-5

2/36

BIBLIOGRAFIE

1. ., . . - , :2006.2. Manea A. Sisteme optice pentru comunicaii practice. - Bucureti, Matrix Rom:2006.3. Bjenescu T. Comunicaii de band larg. - Bucureti, Matrix Rom:2006.4. .. . - , -: 20055. . . -, : 2004.

6. . - . - , : 2004.

7. .., .. . , :2004.

8. O.K. - . - , -, 2004.9. .. . - ,

:2003.10. .., .. - . - ,

:2003.11. .., .. .

. - : , 2003. 12. .., .., .. . - : , 2003. 13. .. . - , ,2002.

14.Rdulescu . Telecomunicaii. - Bucureti: Ed. Thalia, 2002. 15. .. . - : , 2001.

16. .. . - : -, 2001.17. .. . -

, 2000.18. P.P. - . - : -, 2000.19.- : , , /

. .., .. - : Connect, 2000. 20. .. : , , . - : , 1999.

21. .., .. - . - : , 122. .. . - : , 1997.23. .., .., .. .- : , 1997.24.Constantin I., Marghescu 1. Transmisiuni analogice i digitale. - Bucureti : Ed. Tehnic, 1995.

1. Sistemele de transmisiune a informaiei prin fibre optice (STIFO) cu detecie direc

7/30/2019 caitolul1-5

3/36

semnalului optic la recepie i avantajele lor

STIFO reprezint un ansamblu de mijloace tehnice care asigur organizarea canalelortelecomunicaii prin intermediul circuitului fizic n baza cablului optic.

Schema de structur a STIFO depinde de destinaie, lungimea liniei de transmisiune, tipul informce se transmite i o serie de ali factori. In STIFO poate fi utilizat att modulaia analogic ct idigital. In sistemele cu modulaie analogic comunicarea util nemijlocit moduleaz amplitudfrecvena sau faza purttoarei optice a emitorului optic (EO). Performanele STIFO pe deplin prealizate n cazul utilizrii modulaiei digitale, dup , cum este modulaia impulsurilor n cod (PC

Pentru STIFO digitale comunicarea util reprezint o serie de impulsuri care moduleaz purttoarea opa EO conform intensitii, amplitudinii, frecvenei sau fazei. n prezent, de regul, se utilizeaz modupurttoarei optice conform intensitii.

Schema de structur a STIFO este reprezentat n fig.l i conine dou complete de echipament termi traficul lineic optic.

In fig.l sunt utilizate urmtoarele abrevieri:

CC convertorul de cod;RL - regeneratorul lineic; - modulul optoelectronic de emisie;MOR - modulul optoelectronic de recepie;COD conector optic demontabil; - cablu optic;PRN - punct de regenerare nedeservit;ST - staie terminal;TLO - traficul lineic optic.Utilajul terminal conform schemei fig.l se amplaseaz n punctele A i i const

echipamentul digital standard SDH sau PDH de formare a canalelor grupelor, i utilajul de joncionartraficul lineic optic- Utilajul de joncionare conine: CC, , MOR i RL.

Convertorul de cod n punctul A converteaz semnalul din codul HDB-3 n semnal electric unipola converteaz impulsurile electrice unipolare n impulsuri optice care mai apoi se transmit fibrele , iar la recepie n staia terminal impulsurile optice prin intermediul MOR se convertn impulsuri electrice care n continuare sunt prelucrate n regeneratorul lineic (RL) i convertorul de(CC) fiind convenate n codul HDB-3 pentru a fi transmise n echipamentul SDH (PDH), Analognfptuiete transmisia n direcia de Ia la A.

Traficul lineic optic este constituit din CO care conine minimum dou fibre optice ce se conecteaechipament prin intermediu! COD. Peste anumite lungimi a traficului lineic se conecteaz punctelregenerare deservite (PRD) sau punctele de regenerare nedeservite (PRN) destinate pentru regenerimpulsurilor care se atenueaz n rezultatul pierderilor i se distorsioneaz datorit dispersiei c

7/30/2019 caitolul1-5

4/36

manifest n traficul lineic optic. Lungimea sectorului de regenerare depinde de valorile pierderildispersiei n fibrele cablului optic, viteza i calitatea necesar de transmisiune a informaiei i inelectrici i MOR.

Principiul de funcionare al PRN poate fi explicat reieind din schema de structur reprezentat n2.

n fig.2 sunt utilizate urmtoarele abrevieri:AC - amplificator corector;DL - dispozitivul de limit;DS - dispozitivul de sincronizare.Conform structurii prezentate n fig. 2 principiul de funcionare al PRN este bazat pe convert

dubl a semnalelor - din optic n electric i din electric n optic. i anume, impulsurile optice atenuadistorsionate prin intermediul MOR sunt convertate n impulsuri electrice care se amplific, li se restabiforma iniial i relaiile n timp dup ce ele din nou se converteaz n impulsuri optice prin interme. Pentru asigurarea comunicaiilor duplexe din A i din ctre PRN sunt instalate dou fibre op

una se instaleaz pentru transmisiunea semnalului n direcia de la A la i cealalt de la la A.Dac n cablul optic se utilizeaz m perechi de FO pentru funcionarea a m sisteme de transmisiunatunci n punctul de regenerare se instaleaz M regeneratoare. STIFO pot s funcioneze att n regmultimod, pentru aceasta se utilizeaz CO multimod, ct n regim monomod, pentru aceasta se utilizeCO monomod. La fel sunt elaborate STIFO care funcioneaz n regim monomod i n care este posibcombaterea dispersiei semnalului optic ce propag prin fibra monomod prin alegerea lungimiiund a purttoarei optice, parametrilor FO i diodei laser. n astfel de STIFO regeneratoarele n trafiliniar optic sunt nlocuite cu amplificatoare optice () care compenseaz pierderile i sunt amplaspeste anumite sectoare de amplificare (fig. 3)

7/30/2019 caitolul1-5

5/36

STIFO posed o serie de avantaje care pot fi divizate n doua grupe-Primul grup de avantaje a STICO se datoreaz naturii lumina i particularitilor fibrei op

Dintre ele pot fi menionate urmtoarele:1. Atenuarea mic a CO ce asigur o lungime major a sectoarelor de regenerare i, ca urmare

reduce numrul de r egeneratoare, adic, concomitent se reduce costul STICO;2. Posibilitatea de transmisiune a semnalelor ntr-o banda larg de frecvene ce ne permite s organi

un numr major de canale de telecomunicaii printr-o singur fibr optic (pot fi organizate pn 107 canale digitale de baz a cte 64 kbps);

3. Nereceptivitatea fibrei optice (ghidului dielectric) i purttoarei optice la bruiajul electromagn

sau inducerile electromagnetice exterioare. Aceasta contribuie la sporirea lungimii sectoareloregenerare i la dezvoltarea comunicaiilor optice n interiorul cldirilor, vaselor maritime i aparatde zbor;

4. Diafonie redus ntre fibrele vecine ale CO;5. Izolarea electric a emitorului de receptor i lipsa necesitii n priza de sol comun pentru emit

receptor;6. Diametrul mic i durabilitatea mecanic nalt a fibrei i, ca urmare, diametrul i masa reduse

CO sporesc flexibilitatea i comoditatea de instalare a cablului optic;7. Utilizarea CO permite economia metalelor colorate deficitare i poate n genere s nu conin elem

metalice, fiind un cablu pur dielectric;8. STICO se utilizeaz tot mai pe larg n acordarea serviciilor de telecomunicaii i costul lor trepta

reduce.Al doilea grup de avantaje a STICO se datoreaz transmisiunii semnalelor prin CO n form digital. D

aceste avantaje pot fi menionate urmtoarele:1. Stabilitate sporit a semnalului informaional faa de zgomot ce se datoreaz utilizrii modu

impulsurilor n cod PCM;2. Grad nalt de tehnologie la producerea bazei de elemente din componena echipamentului STICO;3. Utilizarea minimal sau omiterea ca atare elemente din echipamentul STICO, cum sunt bob

de inducan i filtrele tip LC;4. Parametrii constani ai STICO i independena lor fa de oscilaiile atenurii n fibrele CO;5. Identitatea caracteristicilor tuturor canalelor i independena caracteristicilor de temperatur

lungimea liniei de transmisiune;6. Independena caracteristicilor canalelor de numrul canalelor ce se utilizeaz;7. Lipsa fenomenului de acumulare a zgomotului;8. Comoditatea de transmisiune a informaiei digitale n STIFO cu oferirea serviciilor integrate, n

metodele digitale se utilizeaz att la multiplexarea, ct i la comutarea canalelor i liniilortransmisiune;

9. Micorarea neconsiderabil a lungimii sectorului de regenerare ne permite s asigurm regenesemnalului practic fr erori;

10. Organizarea simpl a punctelor de tranzit pentru introducerea sau sustragerea grupelor de canalefluxurilor digitale primare n staiile intermediare;

11. Cerine reduse ctre caracteristicile elementelor de amplificare.deoarece de la ele nu se celiniaritate nalt;

12. Corecia comparativ simpl a distorsiunilor semnalului ce se datoreaz faptului c corectorucorecteaz forma semnalului, ns funcia lui este de a depista cu certitudine nalt nivelul unitii lo

"1" sau nivelul zeroul ui logic "0" asigurnd o va loare redus a probabilitii erorii de prelucrsemnalului la recepie;De rnd cu avantajele enumerate ale STICO urmeaz s lum n considerare i acel fapt, c dezvolt

opticii integrate i tehnicii! sensorilor cu fibr optic deschide perspective de producere a echipamende telecomunicaii pur optic.

Amplificatoarele optice ()

7/30/2019 caitolul1-5

6/36

- dispozitive ce asigur amplificarea interioar a semnalului optic fr convertarea lui n semelectric.

In se utilizeaz principiul de radiaie indus analogic ca la dioda laser. Exist 5 tipuri de amplificatoptice:

Fabry-Perot se utilizeaz pentru amplificarea unui canal sau a unei lungimi de und; n baza fibrei n care se utilizeaz difuzia Brillouin i se utilizeaz pentru amplificarea unui c

spectral; n baza fibrei n care se utilizeaz difuzia Raman i se utilizeaz pentru amplificarea concomite

ctorva canale spectrale; n baza diodelor laser semiconductoare se utilizeaz pentru amplificarea concomitent a unui nu

mare de canale spectrale ntr-o gam larg de lungimi de und; n baza fibrei cu impuriti pentru amplificarea unui numr mare de ca

spectrale ntr-o gam larg de lungimi de und. Fabry-Perot sunt nzestrate cu un rezonator plan cu perei semitranspareni poleii. Ele asigur

coeficient sporit de amplificare pn la 25dB ntr-un diapazon spectral ngust l,5GHz care se restructureazo gam de 800GHz. Aceste amplificatoare nu sunt sensibile la polarizaia semnalului i se caracterizeaz pro suprimare esenial a componentelor laterale ce se atenueaz pn la 20dB dup limitele intervalului de 5G

Datorit caracteristicilor sale Fabry-Perot poate fi utilizat n calitate de demultiplexor deoarece elefi restructurate pentru amplificarea unei anumite lungimi de und, adic numai a unui canal din semnaluintrare multiplexat spectral. WDM (simpl). DWDM (dens) HDWDM (superdens).

Interval de frecven

WDM 200 GHz 16 canale

DWDM 100 GHz 64 canale

HDWDM 50 GHz 64 canale

In amplificatoarele Brillouin se utilizeaz difuzia stimulat care reprezint un efect neliniar cmanifest n fibra din siliciu cnd energia undei optice cu frecvena f1 trece n energia unei unde no

decalarea sau deplasarea frecventei n f2. Dac pompajul se efectueaz la frecvena f1, difuzia stimulat pocapacitatea de a. amplifica semnalul de intrare atenuat la frecvenaf2. Semnalul, de ieire este concentrat ndiapazon ngust ce permite sa selectm canalul cu eroarea l,5GHz. Difuzia Raman stimulat la fel reprezintefect neliniar ce poate fi utilizat; pentru convertarea parial a energiei undei de pompaj de putere mare nund purttoare a semnalului informaional. Ins n cazul difuziei Raman decalajul de frecven { f2 f1)mai mare, iar diapazonul central, de ieire e mai larg ceea ce admite amplificarea concomitent a ctorva caspectrale. Ins datorit zgomotului sporit ntre canalele ce se amplific este un dezavantaj la elaborarproducerea acestor .

n baza diodelor laser (ADLS) au ca element de baz mediul activ analogic mediului ce se utilizn laserele semiconductoare. In ADLS lipsesc rezonatoarele poleite. Pentru a reduce reflexia frontal din ampri a mediului activ se depun pelicule antireflectoare cu grosimea /4 (fig.4).

ADLS nu se utilizeaz aa pe larg ca cele n baza fibrei cu impuriti, deoarece pentru ele caracteristice 2 dezavantaje:1) Stratul activ prin care se iradiaz lumina posed o form dreptunghiular, adic de civa microni, iar l

n limitele unui micron, ce este cu mult mai mic dect diametrul miezului optic al fibrei monomodalctuiete 9 - 10m. Prin urmare, o mare parte a semnalului de intrare nu nimerete n mediul actiamplificatorului i astfel se reduce randamentul lui. Pentru a spori randamentul ntre prile frontalamplificatorului i fibr se amplaseaz nite lentile care complic construcia;

7/30/2019 caitolul1-5

7/36

2) Ieirea amplificatorului depinde de direcia polarizaiei i poate s se deosebeasc cu 4 - 8dB pentpolarizaii ortogonale. Acest fenomen poart un caracter negativ, deoarece n fibra optic monomod standpolarizarea undei ce se propag prin fibr nu se controleaz i puterea fluxului de lumin poate s variezparcursul liniei de transmisiuni. Prin urmare coeficientul de amplificare al amplificatorului depinde dfactor ce nu se controleaz. Amplificatoarele n baza fibrei cu impuriti se utilizeaz foarte pe larreprezint un element cheie n elaborarea i montarea reelelor de comunicaii pur optice, deoarece ele peamplificarea semnalului ntr-un diapazon spectral larg. In fig.5 este reprezentat schema n baza fibr

impuriti.

Semnalul de intrare atenuat trece prin IO, care permite trecerea lui n direcia direct de la stngdreapta i nu permite trecerea; n direcie invers. Apoi trece prin blocul de filtre, care suprim fluxul de lucu lungimea de und egal cu cea a undei de pompaj i sunt transparente pentru lungimea de und a semnainformaional. In continuare semnalul se propag prin bucla din FO dopat cu impuriti a pmnturilor Lungimea buclei alctuiete uniti de metri i este supus unei radiaii intensive din partea opus de claserul de pompaj. Lumina lui excit atomii de impuriti, starea lor de excitare posed un timp rendelungat, de relaxare i n cazul existenei unui semnal de valoare redus are loc trecerea atomiloimpuriti din starea excitat n starea de baz cu radiaia luminii de lungime de und egal cu a semnalului

a contribuit la trecerea atomilor de impuriti din starea excitat n cea de baz. DS orienteaz semnamplificat n fibra de ieire, iar izolatorul optic exclude ptrunderea semnalului ce se reflect din segmentuieire n regiunea activ a amplificatorului. In calitate de mediu activ se utilizeaz FO monomod, miezul opcreia se dopeaz cu elemente rare n scopul de a crea sistem atomic cu trei nivele, reprezentat n fig.6.

Laserul de pompaj excit electronii atomilor d impuriti n rezultatul cruia electronii din starea de (nivelul A) se transfer n stare excitat (nivelul B) i apoi are loc relaxarea electronilor, transferndu-se dnivelul la nivelul i cnd concentraia lor pe nivelul devine sporit se formeaz populaie invnivelului A cu nivelul Astfel de sistem posed capacitatea de a amplifica semnalul optic de intrare anumit gam a lungimilor de und. Particularitile de funcionare amplificatorului depind de impuritilor i de diapazonul lungimilor de und n, limitele crora este necesar de a amplifica semnalul

7/30/2019 caitolul1-5

8/36

mai pe larg sunt rspndite amplificatoarele n care se utilizeaz fibra din siliciu dopat cu erbiu. Astfeamplificatoare sunt numite EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier), adic A O n baza fibrei dopate cu erbiEDFA diapazonul lungimilor de und de amplificare alctuiete de la 1530nm pn la 1560nm, ce coresputranziiei, hCA cnd lungimea de und a laserului de pompaj alctuiete 980nm.

Amplificarea semnalului optic n fereastra de transparen a lungimii de und egale cu 1300nm poarealizat cu utilizarea impuritilor de praziodim. Coeficientul de amplificare depinde de valoarea amplitude intrare i valoarea lungimii de und. Pentru valori reduse a semnalului de intrare amplitudinea semnalulieire sporete liniar cu mrirea valorii semnalului de intrare i coeficientul de amplificare atinge valo

maxim. De exemplu, dac semnalul de intrare posed puterea IW (nivelul - 30dBm), atunci semnalul de ipoate s obin valoarea puterii de 1W (nivelul 0dBm), ce corespunde amplificrii cu 30dB.In caz cnd semnalul de intrare posed valori sporite, cel de la ieire atinge o valoare de saturaie ce dureducerea coeficientului de amplificare. De exemplu, dac puterea semnalului de intrare este de 1W , pusemnalului de ieire n regim de saturaie este de aproape 20mW, ce corespunde coeficientului de amplifiegal cu13dB.

2. Codurile STIFO2.1 Definiiile i cerinele principale pentru coduri

Caracteristicile principale ale STIFO (lungimea sectorului de regenerare, metoda prelucrrii semnalsistemul de control al erorilor n regeneratoare, sistemul de sincronizare, nivelul de protecie contra zgomotdistorsiunea semnalelor n linie, etc.) n mare parte depind de alegearea codului de linie.

Particularitile de formare a codurilor lineice pentru STIFO depind de caracteristicile fizice ale medde propagare a semnalului. FO ca mediu de transmitere a semnalului, ct i sursa de radiaie optic la captutransmisie i fotodetectorul la recepie nainteza anumite cerine ctre semnalul digital.

Deoarece semnalul optic poate fi numai pozitiv sau nul (deoarece intensitatea luminii, dup natureste o valoare pozitiv) este imposibil utilizarea propriu-zis a codurilor bipolare, ca n sistemeltransmisiuni cu cablu electric.

La realizarea sistemelor de transmisiune digitale, n caz general se determin n cazuri posibilnivelului semnalului digital (n=2,3,4,...). ns n STIFO digitale sistemele de transmisiune cu n>2 (coduri n

multe nivele) nu sunt rea utilizate. Cauza acestui fapt este linearitatea caracteristicii de modulare i dependtermic a emitorului, de exemplu Dioda Laser, ceea ce duce la necesitatea utilizrii codurilor n 2 nivAstfel n STIFO cu detectare direct i utilizarii modulrii dup intensitatea luminii, semnalul lineamajoritatea cazurilor prezint un mesaj discret, reprezentat n cod binar (n=2, simbolurile codului 0, care reprezint o succesiune de impulsuri de aceei form, ce urmeaz unul dup altul n intervale egale de cu lungimea T, numite intervale de tact. Aa semnale sunt numite semnale aleatoare cu intervale dedeterminate.

Ctre codurile lineice sunt prezentate urmtoarele cerine:1. Sectorul continuu al spectrului energetic al codului trebuie s aib densitate spectral minim

frecven nul, ct i componente de FJ i F. Limitarea spectrului la FJ este determinat n principal de

7/30/2019 caitolul1-5

9/36

factori. Primul este legat de necesitatea de transmitere a semnalului digital recepionat fr distorsiuni, de amplificatorul de curent alternativ al fotodetectorului, deoarece n caz contrar pentru realizarea condioptimale de recepie, nainte de dispozitivul principal este nevoie de a introduce un dispozitv adugtor perestabilirea componentei de FJ. Aceasta mrete complexitatea i costul utilajelor tracturlui lineic. O amplifnalt n curent continuu provoac un drift esenial al componentei continui. Aceast limitare este foarte pentru sistemele care utilizeaz fotoreceptori su sensibilitate nalt. Al doilea factor este faptul c puterea oa emitorului, care depinde de temperatura mediului, poate fi stabilizat prin introducerea unei reacii negconform valorii medii a puterii radiate numai n lipsa componentei de FJ a codului lineic. n prezcomponentei de FJ n spectrul codului lineic, puterea de emisie poate varia sub influena semnainformaional, deoarece depinde de statistica celui din urm, i deasemenea variaii relativ mici pot profluctuaiile termice n modulul emitorului (cu ct mai mult crete temperatura emitorului cu att mai nesteste lungimea de und i puterea semnalului emis, de regul cnd srete temperatura scade puterea semnalun acest caz n circuitul cu reacie negativ trebuie sa fie prevzut un dispozitiv de compensare a acemodificri.

2. Codul lineic trebuie s conin informaia despre frecvena de tact a semnalului transmis. La recaceast informaie este utilizat pentru restabilirea fazei i a frecvenei, necesare pentru luarea deciziei de cdispozitivele de prag ale receptorului i a regeneratorului (spectrul energetic al codului n acest caz este comdin componenta continu i cea discret). Partea discret conine componenta continu i componentfrecvena de tact i pe frecvene multiple ei. Dac n spectrul energetic componenta discret este prezenform ascuns, atunci pentru evidenierea ei n partea de recepie este nevoie de o prelucrarea nelinesemnalului. Partea continu a spectrului reprezint repartizarea energiei n spectrul frecvenelor, fiind legamodificrile informaionale ale funciilor temporale ale semnalului, care de fapt sunt aleatoare. Precomponentei discrete arat caracterul determinat al procesului aleator n acest cod.

3. Partea continu a spectrului energetic trebuie s aib un nivel jos n regiunea frecvenei de tact sfrecvenelor multiple celei de tact, utilizate pentru sincronizarea recepiei, deoarece ct mai mic este nivcomponentei continui n regiunea componentei discrete, cu att sunt mai mici zgomotele pentru dispozitevideniere a frecvenei de tact.

4. Este de dorit ca energia componentei continui a spectruli energetic s fie concentrat ntr-un srelativ ngust al spectrului, deoarece cu ct este mai ngust spectrul cu att mai puin este distorsionat semndin contul limitrii benii tractului lineic.

5. Procesul codrii lineice nu trebuie s depind de statistica sursei de informaie, ci invers, codutrebuie s introduc careva limite mesajului care trebuie transmis, asigurnd transmiterea semnalelor cu ostatistic. Altfel spus, codul de transmisiune trebuie s asigure reprezentarea oricrei succesiuni de cod bina

6. Pentru a evidenia frecvena de sincronizare i asigurarea funcionrii stabile a regeneratoareloautosincronizare, caracteristicile statistice ale semnalelor digitale n linie nu trebuie s fie ntmpltoareaceea trebuie s fie limitat numrul maxim de combinaii de simboluri de acelai nivel sau de aceai amplitu(n cazul codurilor n mai multe nivele).

7. Algoritmul de formare a semnalului digital trebuie s permit controlul efectiv al calitii transmisn procesul de exploatare automat a STIFO, prin intermediul controlului erorilor la regeneratoare.

8. Dispozitivele de codare/decodare i de control a erorilor trebuie s fie simple, fiabile, i cu conminim de energie, cu posibilitatea de integrare a componente adugtoare n procesul exploatrii.

9. Este binevenit ca codul lineic s asigure transmiterea semnalelor de serviciu.10. Codul trebuie s aib un mic surplus pentru a scdea raportul dintre viteza de transmisiune n lin

viteza combinaiilor iniiale de cod, pentru a mri eficiena STIFO.11. Codul nu trebuie s duc la multiplicarea substanial a erorilor la decodare.12. Structura codului lineic i forma simbolurilor elementare ale codului trebuie s coresp

caracteristicilor cablului optic, pentru minimizarea pierderilor puterii optice pentru BER prestabilit, cu luarconsideraie a atenurii semnalului la introducerea lui n FO i transmiterea prin linie.

13. Balansarea codului trebuie s fie apropiat de 0,5. Dac P1 i P0 sunt respectiv probabilitatea de apn linie a 1 sau a 0, atunci dac P1 = P0 codul este balansat, altfel dac P1 P0 codul nu este balansat.

14. Tremurul sistematic al fazei trebuie s fie foarte mic. Reducerea lui este necesar pentru a as

7/30/2019 caitolul1-5

10/36

caracteristici de transmisiune satisfctoare.15. Posibilitatea de a schimba rapid numrul de canale.16. Timp redus de sincronizare.17. Capacitate de reducere a pulsrii dinamice.18. Stabilitate a puterii optice medii.19. compatibilitate cu codurile existente pentru LT electrice.

2.2 Parametrii de baz ale codurilor

Surplusul

nf

mfnfR

LT

TLT

2..

2.2..

log

loglog =

, unde fT frecvena de tact a semnalului informaional la intrarea codificatorului tractului lineic (sieirea decodificatorului);

m - numrul de nivele permise ale semnalului de intrare;fTL frecvena de tact asemnalului informaional la ieirea coderului sau decoderului tractului lineic, a

propriu-zis n LT;n numrul de nivele permise ale semnalului de ieire.

n cazul cnd se utilizeaz cod binar n 2 nivele, n=m=2, i surplusul codului este

n

mR =1

Surplusul i d semnalului caracteristicile cerute i i mrete frecvena de tact.

TTL fmnf )/(=

ns n cazul cnd m este destul de mare i m-n are o valoaremic, aceast mrire este nesemnificativViteza relativ de transmisiune (coeficientul de variere a frecvenei de tact, eficiena codului)

F=n/m

Acest parametru caracterizeaz mrirea vitezei de transmisiune (marirea frecvenei de tact) la utilizcodului de bloc dat. Evident c cu ct mai mic este surplusul codului cu att estem mai mic diferena dviteze.

Numrul maximal de simboluri consecutive de aceeai valoare. Pentru codurile binare acestanumrul maximal de 1 i 0 pe care le poate avea semnalul liniar. Acest numr trebuie s fie minim ca uureze tractul de evideniere a frecvenei de tact.

Valoarea medie a simbolurilor< bk > Dac probabilitatea apariiei 0 i 1 n semnalul informaeste egal (P0=P1=0,5) atunci < bk > =0,5. Pentru reducerea puterii optice medii a emitorului i a zgomode alice a fotodetectorului, valoarea medie a simbolurilor trebuie s fie aleas minim.

Disparitatea neegalitatea 1 i 0 n combinaiile de cod. Se deosebesc disparitatea unei combi

de cod (D) i disparitatea acumulat (D1). Numrul D se determin prin diferena dinte 1 i 0 dintr-unde cod, iar D1 este diferena dintre 1 i 0 ale codului din orice moment pn n momentul efectuobservrii. n codurile nebalansate disparitatea acumulat variaz monoton. Scderea nivelului de disparuureaz schema de sincronizare i detectare a erorilor la recepiea sau regenerarea semnalelor i recomponentele de FJ n spectrul energetic.

Conform recomandrilor CCITT pentru determinarea dispariti semnalelor binare este necesanmulit numrul de 1 la greutatea unei 1(+0,5 uniti), iar numrul 0 de nmulit la greutatea 0 (uniti).

Suma digital este suma algebric a amplitudinilor impulsurilor pe sectorul de timp al codului

7/30/2019 caitolul1-5

11/36

nivele, raportat la valoarea absolut a diferenei dintre 2 nivele vecine dup valoare. Se deosebesc 2 tipusum digital: Suma Digital Acumulat a blocului de cod, a grupului de cod, cuvntului de cod, i SDigital Curent. SDA este numrul valorilor posibile pe care le poate lua suma pentru un bloc de cod; SDblocului din n elemente ale semnalului n 2 nivele:

=

=n

i

i

1

'

Pentru codurile binare valorile elementelor i1 a SD este determinat de probabilitatea de apariie a

0 (P0=1- P1); i1= P0pentru simbolurile 1 i i1= -P1 pentru 0. SDA coincide cu numrul de strcodecului, i valoarea ei determin complexitatea codecului.

SDC se determin prin suma algebric a amplitudinilor codului cu n nivele din orive moment pnmomentul efecturii observrii.

=

=n

j

imY

, unde j numrul de ordine al bitului combinaiei de cod la nceputul enumerrii timpului; m numruordine al bitului n momentul observaiei.

Numrul strilor posibile ale SDC n momentele finisrii blocurilor de cod se noteaz Sk. Mrirduce la ridicarea complexitii codecului. n acelai timp se face mai dificil controlul sincronizrii de bloafar de aceasta, pentru orice cod exist un anumit numr de valori, notat cu Sm, pe care le poate avea SDcazul unei recepii lipside de erori. Complexitatea schemei de detectare a erorilor depinde de Sm.

Densitatea componentei continui a spectrului n regiunea FJ, care sunt alturate ctre f=0. Eaestimat prin coeficienii 1, 2 (parte din puterea componentei continui a spectrului energetic a semnalconcentrate n regiuneafT=0...0,03 ifT=0...0,1 respectiv). n cazul lipsei sau a unui nivel jos de componcontinui n domeniul de FJ a spectrului energetic a codului, n afar de particularitile menionate mai sucapacitatea de a transmite eficient semnalele de serviciu i control la distan, ct i s scad distorsiuniltipul 2, dintre simboluri.

Valoarea componentei continui pe frecvena stabilit Eaprezint interesn dependen de faptulcomponent discret se evideniaz pentru sistemul de sincronizare.

Lrgimea benzii F, care conine 90% din energia impulsului elementar al codului lineic. Aparametru caracterizeaz partea specific a componentei continui a spectrului energetic n intrevalul de tact

Eficiena codului lineic privind consumul energetic Acest parametru caracterizeaz consumul eneral emitoarelor optice pentru codul ales i a pierderilor de putere din contul devierii de la forma optimsemnalului.

Coeficientul rezistenei relative la zgomote El arat cu ct rezistena potenial la zgomote a semnadigital difer de rezistena limit:

, unde rezistena echivalent potenial a codului analizat max - rezistena echivalent potenial limit a semnalului digital.

Fr a depinde de anumite condiii de realizare a tractului lineic STIFO, compararea semnalelor digeste comod de efectuat dup rezistena la zgomote n condiii ideale, care depinde puterea echivalent asemnalului Si(t) i Sj(t), adic

dt2

ji (t)]S-(t)S[T

1=

Este evident c rezisten limit vor avea semnalele, elementele crora sunt opuse i corespund relSi(t)= Sj(t). n sistemele optice de transmisiune opuse sunt socotite semnalele care sunt compuse din elemennivel nalt (pozitiv) Si(t) i jos (nul) Sj(t). Lum n consideraie i faptul c n cazul recepiei optimveridicitatea recepionrii corecte a semnalului este cu att mai nalt cu ct este mai nalt energia semnalulu

7/30/2019 caitolul1-5

12/36

2.3 Clasificarea codurilor

Clasificarea codurilor pentru STIFO pot fi difereniate n 2 grupuri: coduri cu consecutivitate aleatosimbolurilor i coduri cu consecutivitate cvazialeatoare (coduri binare scremblate). La rndul su primul poate fi divizat n cteva sub-grupuri.

Din codurile fr surplus fac parte codurile liniare NRZ-L (cod NRZ absolut) i coduri NRZ-M iNRZ-S. Impulsurile informaionale ale acestor coduri au durata T, astfel c 1 este durata activ i pauz, care dureaz tot intervalul de tact (T1=T0). Evident c viteza de transmisiune n linie la transmiacestor coduri variaz.

Clasificarea codurilor lineare pentru STIFO

n calitate de coduri de clasa 1B2B se subneleg codurile n care se efectueaz transformarea unui bsemnalului PCM iniial cu durata T ntr-o combinaie de 2 simboluri, fiecare dintre care au durata T/2 (afrecvena de tact este de 2 ori mai mare dect a semnalului informaional iniial PCM, i respectiv viteztransmisiune n linie este de 2 ori mai mare dect viteza succesiunii informaionale iniiale).

Baza binar a calculelor, care este utilizat att n succesiunea de baz ct i n cea transformat,notat cu litera alfabetului latin B (Binary). Este de menionat c nu exist un sistem unic de clasificacodurilor, i mai jos sun utilizate notrile cel mai des ntlnite n literatura de specialitate.

Din clasa 1B2B fac parte BI-L (bi-impuls absolut), DBI (difazic diferenial), BI-M (relativ de tip M)BI-S (realtiv de tip S), EP-1 (electrono-fotonic de tipul 1),EP-2 (electrono-fotonic de tipul 2), codul Miller, (cod cu adresare), codul Radev-Stoianov.

7/30/2019 caitolul1-5

13/36

Din clasa codurilormBnB cu m2 fac parte un numr mare de coduri lineice, algoritmii de formarcrora sunt date n tebele de cod. De obicei sunt utilizate 2 tabele de cod, ceea ce permite de a asigbalansarea numrului de 1 i 0. n codurile acestei clase succesiunea semnalului PCM se desparblocuri compuse din m bii, i fiecare astfel de bloc se tramsform ntr-o anumit consecutivitate (alt blocsimboluri de cod din n bii. Din aceast clas fac parte codurile 2B3B, 2B4B, 3B4B, 5B6B, etc.

Aparte sunt difereniate codurile cu adaos (mB1C, mB1P, DmB1M). La formarea codurilor mB1simbolurile informaionale este adugat un simbol adugtor inversat notat cu C. Dac ultimul simbol traneste 1 atunci C= 0, dac ns simbolul m a avut valoarea 0, atunci C = 1. Sunt utilizate urmtocoduri acestei clase: 3B1C, 8B1C, etc. n cazul m=1, ca caz particular al codului BI-L din clasa 1B2B, poate fi scris n forma 1B1C.

n codurile mB1P (mBP) m numrul simbolurilor informaionale, P simbolul adugtor. Dnumrul unitilor, din blocul cu m simboluri, este numr impar atunciP= 1, dac este par atunciP= 0mai des dintre codurile mB1P sunt utilizate 10B1P, 17B1P, 24B1P. Deseori n notare simbolul P lipseatunci poate fi scris mBnB, astfel codurile 10B1P, 17B1Pvor fi scrise 10B11B, 17B11B.

Dac trebuie de determinat erorile n codul de linie i n acelai timp de asigurat legtura de servatunci succesiunea informaional primar se codific dup algoritmul mB1P(controlul de paritate), iar apmai adaog nc un bit R pentru datele de serviciu. Astfel se primete un cod lineic MB1P1R (10B1PDac n afar de determinarea erorilor este necesar eliminarea succesiunilor de simboluri de aceeai valatunci semnalul binar iniial se codific conform codului mB1P, iar codul primit apoi este codat dup cmB1C. Ca rezultat primim codul mB1P1C.

n codurile DmB1M la simbolurile informaionale, adugtor se introduce un bit cu valoarea 1 n ufiecrui bloc, iar pe urm succesiunea se codeaz dup metoda codrii relative. Astfel primim un cod diferebipolar cu un bit adugtor. Sunt utilizate urmtoarele coduri de acest tip:D3B1M, D5B1M, D7B1M, D10BD15B1M. Mai jos sunt analizate mai amnunit codurile mai des utilizate n STIFO de vitez nalt mB1DmB1M.

Codurile clasei 1T2B sunt utilizate n cazul cnd STIFO este conectat cu dispozitive terminale exisconectate le LT electrice. Deoarece CCITT nu permite de a introduce modificri n dispozitivele terminale aproblema de a converta semnalele cvasi-triple cu 3 nivele n semnale cu 2 nivele.

Ca perticularitate a semnalelor lineare cu modulare impuls-poziional (PIM) este faptul c pentransmite m bii ai semnalului iniial sunt utilizate combinaii predeterminate cu un sungur impuls, poziiontemporal a cruia corespunde combinaiei de cod iniiale. Implementarea acestor coduri este anevoioasales n cazul cnd m ia valori mari, de aceea ele nu au gsit utilizare practic n STIFO.

Succesele obinute n domeniul tehnologiilor laser sunt urmate de mbuntirea linearcaracteristicilor modulatorii ale diodelor laser, n special la utilizarea tehnologiilor digitale de transmisiune,ce ar permite n viitor de a utiliza coduri multi-nivel n viitor. Codurile multi-nivel pot fi utilizate pereducerea rapiditii sistemelor, ndeosebi n baz de cabluri optice cu FO monomod.n cazul cablurilor cumultimod ele pot fi utilizate numai n cazul asigurrii unei atenuri relativ mici, valori ale vitezetransmisiune de 140 Mbps i mai mult i valori nalte ale dispersiei. n prezent codurile multi-nivepatrametri mult mai ri dect cele binare, n cazul sistemelor cu dispersie joas a cablurilor optice. Din accauz n continuare vor fi examinate doar codurile binare.

3. Algoritmii de formare a codurilor

3.1 Coduri de clasa 1B2B

La analizarea problemei de formare a algoritmilor de codare a clasei 1B2B este comod de a consideimpulsurile au form drepunghilar i durata lor este Tsau T/2 (n afara RZ 25%, n care durata impulelementar este T/4). Menionm c impulsurile elementare n linie difer semnificativ de forma dreptunghiui ele foarte des sunt arpoximate cu forma gaussian, trapezoidal etc. n aceste coduri frontul anteriimpulsului coincide cu hotarul sau jumtatea intervalului de tact.

n STIFO cnd codul n linie reprezint un semnal n 2 nivele cu amplitudinea A, varietatea de elemde diferit tip a videosemnalelor este egal cu 4 (Fig. 5.2).

7/30/2019 caitolul1-5

14/36

La transmiterea 1 i 0 a succesiunii iniiale pot fi utilizate combinaiile oricror elementevideosemnalului. Astfel numrul semnalelor binare compuse din elementele S 1(t), ..., S4(t) va fi egal cu CAstfel codul lineic, n dependen de algoritmul de formare este compus din combinaii ale elementelor Sj(t) (relaia 5.8).

n coder formarea codului linear are lor prin metoda transformrii relative sau absolute. n ctransformrii absolute se determin consecutivitatea concret a semnalului informaional pentru fiecare elede cod posibil, adic 1 i 0 din consecutivitatea informaional iniial sunt respectiv nivelul superiinferior al semnalului. n cazul formrii codului dup metoda relativ, valoarea elementului dat al codului leste determinat de valoarea elementului consecutivitii iniiale i de unul dintre elementele precedentaceleiai consecutiviti. De exemplu dac 1 i corespunde repetarea elementului precedent al semna

(pstrarea strii nivelului), atunci 0 i corespunde apariia alternrii semnalului (trecere la alt nivel, schimbstrii). Este posibi s fie i invers 0 s-i corespund pstrrii strii nivelului, iar apariia alternrii snivelului s-i corespund 1. Reieind din aceasta numrul simbolurilor relative deasemenea este egal cu

Diagramele de formare ale codurilor fr surplus i a codurilor de clasa 1B2B sunt prezentate n figSemnalele prezentate n fig.5.3(-) reprezint variantele de codate fr surplus a consecutivitii iniialaceste coduri este posibil orice combinaie, astfel c detectarea erorilor n funcionarea regeneratorului semnalul de ieire este exclus. Aceste semnale sunt notate cu literele latine NRZ (Non Return to Zeroprima variant de codare (fig.5.3 a), 1 i 0 ale semnalului iniial sunt prezentate respectiv ca nivelul supi inferior ale semnalului. Acest tip de codare este numit absolut i este notat cu litera latin L. De fapt cfr surplus de tipul NRZ-L servete n calitate de cod primar (pentru semnalele PCM). n al doilea cacodare (fig.5.3 b) simbolului 1 NRZ-L al succesiunii iniiale i corespunde meninerea strii elemen

anterior n consecutivitatea semnelului transformat, iar simbolului 0 i corespunde apariia alternrii niven comparaie cu elementul anterior din codul transformat. Acest cod se numete relativ i se noteaz cu lalfabetului latin S (NRZ-S). Al treilea caz al codului relativ este cnd pstrarea strii i corespunde simbo0 al consecutivitii iniiale, iar alternarea strii este notat cu 1, acest cod fiind notat cu M (NRZ-M).

Spre deosebire de codurile fr surplus de tipul NRZ, la formarea codului RZ-50% (Return to Z(fig.5.3, ), pentru aprarea de zgomotele dintre simbolurile semnalului sunt prevzute intervale de protecdurata T/2. acest cod poate fi definit i ca cod binar cu surplus cu frecvena de tact, fTL=2/T, n care din pblocuri binare posibile (00, 01, 10, 11) ale coduriler clasei 1B2B sunt utilizate doar 00 i 01.Codul RZ-25% (fig.5.3, d) este introdus n diagram convenional. Acest cod cu durata impulsului T/4 nu a utilizare pe larg n STIFO din cauza c banda de frecven se mrete de 4 ori n comparaie cu codul origin

n fig. 5.3 (e-) sunt prezentate codurile care au un ir de particularitpi comune. Din diagram

observ c n aceste coduri se exclude posibilitatea a mai mult de 2 impulsuri de acelai nivel consecutiv. Cprezentat n fig.5.3 (e) a pirmit denumirea de cod biimpuls absolut i este notat BI-L (Biphase -Level). n cod simbolurile 1 i 0 sunt prezentate respectiv de blocurile 01 i 10 (este posibil i invers). n fig() este prezentat codul diferenial bifazic DBI (Differenial Biphase). Regula de codare const n faptusimbolul 1 al consecutivitii iniiale a semnalului informaional este prezentat prin 01 (sau 10). n actimp lipsete trecerea blocului 01 (10) n stare alternativ (este repetat blocul strii anterioare). Acetrecere corespunde strii 0 a consecutivitii iniiale (se formeaz un bloc diferit de cel anterior).

7/30/2019 caitolul1-5

15/36

Algoritmii codrii relative BI-M (BI-Mark) i BI-S (BI-Space) sunt prezenate n fig. 5.3 (,). Pe

ambele coduri este comun prezena trecerii 1 n 0 sau 0 n 1 la nceputul fiecrui bloc, indepen

de simbolul transmis al codului iniial. De exmplu n codul BI-M este efectuat trecerea 01 sau 10mijlocu blocului la transmiterea 1 sau lipsa acestei treceri la transmiterea 0. Codul BI-S se deosebetefaptul c trecerile 01 sau 10 din mijlocul blocurilor corespund transmiterii 0, iar lipsa acestei trecorespunde 1 din codul iniial.

Regula de formare a codului electron-fotonic de tipul 1 (EP-1), prezentat n figura 5.3 (k) const n ac simbolurile 1 din codul iniial sunt codate pe rnd cu blocurile 11 i 00, iar simbolurile 0 se codcu blocurile 01 sau 10, ns n aa fel ca primul simbol al blocului urmtor s nu difere de ultimul simdin blocul precedent. Analogic acestei metode se codeaz simbolurile n codul EP-2 (fig. 5.3, ). Aici ca inainte simbolurile 1 sunt codate pe rnd cu blocurile 11 i 00, iar simbolurile 0, independent de acestor blocuri sunt codate prin 10 sau 01.

n fig. 5.3(M) sunt prezentate diagramele de timp a codurilor Miller, iar n fig. 5.3(H) este prezentat c

CMI (Coded Mark Inversion), n care simbolurile 1 ale codului iniial sunt transmise pe rnd prin bloc11 i 00, iar simbolurile 00 prin unul din blocurile 01 sau 10.n fig. 5.3 (O) este prezentat diagrama de formare a codului Radev-Stoianov. Regula de forma

codurilor Miller, CMI i Radev-Stoianov sunt prezentate n fig 5.4.

7/30/2019 caitolul1-5

16/36

3.2 Codurile clasei mBnB

Codurile de bloc au o lungime stabil sau variabil, n STIFO fiind utilizate coduri cu lungime constFormarea codurilor de bloc cu lungime constant mBnB (m2, n>m), unde de regul n=m+1 (mai rarn=m

este prezentat prin tabele de cod (alfabete de cod). Surplusul n coduri este utilizat pentru a ocaracteristicile necesare ale codului, ns din contul mririi vitezei de transmisiune a simbolurilor i a pierdeoptice. De obicei sunt utilizate coduri cu control al paritii sau cu codare balansat. n primul caz grupulum simboluri a codului informaional binar iniial de tipul NRZ-L i este adugat un simbol de control 10, n aa fel ca suma elementelor noii combinaii (n=m+1) s conin un numr par de 1. Erorile n cod sunt depistate la nclcarea legii paritii sectorului de cod controlat.

La codarea balansat toate combinaiile din m smboluri ale codului binar iniial cu numrul total 2m

desprit n 2 grupuri. Ambele combinaii n grup sunt codate cu blocurile n>m, ns n combinaia primgrup se conine un numr constant de elemente nE (combinaii cu greutate constantH= nE). Combinaiile ddoilea grup (combinaiile rmase ale codului iniial) sunt codate pe rnd cu un cod lineic prin blocuri cu greinegalH= nE+l(blocuri directe) i cu blocuri cu greutateaH= nE-l(blocuri inverse), astfel ca densitatea m

a transmisiunilor solitare rmne constant i egal cu nEln, unde lia valoarea 0,1.Codurile de bloc ale acestei clase permit de a controla erorile dup SDC, fr decodarea codului line

7/30/2019 caitolul1-5

17/36

Pentru controlul erorilor dup SDC este comod de a lua H= nE=n/2, cu egalitatea numrului de 0. Combinaia grupului 2 are greutatea H>n/2 (H= nE+l) a disparitii pozitive, i H

7/30/2019 caitolul1-5

18/36

pentru codul 3B4B. La apariia simbolului eronat n combinaia consecutivitii binare iniiale are loc mSDC maximal admisibile (n acest cod SDC maxim are valoarea 3). O eroare duce la schimbarea dubvalorii SDC, adic ntrecerea dubl a pragolui U II. n figura 5.5 sunt prezentate curbele transmisiunii corecti eronate (b).

7/30/2019 caitolul1-5

19/36

Pentru codul DmB1M, peste fiecare m bii ai codului iniial (),(fig.5.8), sunt introdui bii-mar(codarea mB1M) i apoi consecutivitatea primitEeste codat prin metoda codrii relative, i este obinut cV la ieirea coderului.

3.4 Analiza, compararea i alegerea codurilor

Pentru compararea codurilor sunt utilizate caracteristicile temporale (SDC, SDA) i energetice (lrgspectrului energetic, raportul puterilor componentelor discrete i continui ale spectrului energetic).

La analiza structurii codului lineic se observ c este mai uor de a calcula SD cu ct codul are mai mtreceri 01 i 10, n cadrul crora forma sinusoidal a undei frecvenei de tact se suprapune structurii codDac ns sunt prezente consecutiviti lungi cu predominarea simbolurilor de acelai nivel, spectrul va concomponente FJ, ceea ce va face mai dificil prelucrarea semnalului n dispozitivele terminale. Aa cazinevitabil la codurile NRZ-L/S/M. Meritul acestor coduri este simplicitatea, un spectru relativ ngust eficien energetic nalt. ns aa tip de coduri este caracterizat de un nivel nalt al componentelor de imposibilitatea detectrii erorilor. Din aceast cauz aceste coduri sunt utilizate numai la distane foarte mPentru a ridica caracteristicilor statistice ale semnalului digital este utilizat metoda scremblrii semnainiial, pentru al transforma ntr-un cod asemntor semnalului aleator, care are o distribuie binominprobabilitii de apariie a oricrei combinaii (n cazul probabilitilor egale de apariie a 0 i 1).

Scremblarea este efectuat cu ajutorul dispozitivului care realizeaz operaia de sumare logic modulul 2 a consecutivitii binare iniiale i a semnalului modulator aleator, n calitate de care este utisemnalul pseudo-aleator. Alegerea acestui semnal se efectueaz dup consecutivitile M ale perioadei N(unde n numr ntreg), create de funcii polinomiale de tipul x15+x14+1 (n=15) sau x10+x19+x+1 (n=10).

Ca prioriti ale codului scremblat pot fi menionate:- apariia aleatoare a seriilor de 0 dup scremblare este determinat n conformitate cu legea binomi

probabilitii apariiei unui simbol ntr-o serie lung.- posibilitatea de transmisie direct a semnalului scremblat n reea prin orice tract digital, deo

semnalul transmis este scremblat fr a fi transformat n alt tip de semnal i este determinat numrecepie.

- stabilitatea vitezei de transmisiune n linie- posibilitatea realizrii unui dispozitiv foarte precis de determinare a frecvenei de tact a regeneratoar

deoarece poate fi determinat probabilitatea apariiei oricrei combinaii n cod

7/30/2019 caitolul1-5

20/36

- scderea influenei parametrilor statistici ai semnalului iniial n vederea variaiei fazie semnadigital.

Ca neajuns al scremblrii este multiplicarea erorilor la restabilirea semnalului n descrembler la receceea ce ngsteaz domeniul de utilizare al metodei date.

Ca prioriti ale codurilor clasei 1B2B sunt numrul mic al simbolurilor identice n consecutivitate4), mrimea mic a schemelor codecurilor i balansare bun.

Neajunsul acestor coduri este ridicarea vitezei de transmisiune (mrirea frecvenei de tact) de 2 ori, ce elimin posibilitatea utilizrii n sisteme de vitez nalt (ridicarea vitezei impune dificulti n realizschemelor electrice ale dispozitivelor de transmitere/recepie).

n tabelul 5.2 sunt prezentate unele caracteristici ale codurilor fr surplus i de clasa 1B2B.Spectrele energetice ale acestor coduri sunt prezentate n figura 5.10. n cazul probabilitilor ega

apariie a 1 i 0, spectreleNRZ-L/S/M, BI-L/S/MiDBIsunt egale.Menionm c lrgimea spectrului energetic al codului (componenta continu) i mr

componentelor discrete sunt determinate n mare msur de statistica consecutivitii iniiale i fimpulsurilor elementare ale codului lineic.

Codurile bloc de clasa mBnB au gsit ntrebuinare larg n STIFO de vitez medie i nalt (nivelei IV n iererhia sistemelor de transmisiune digitale).

Ca neajunsuri ale acestor coduri sunt sunt complexitatea nalt a codecurilor, deoarece pentru realizlor este necesar un bloc de memorie, ceea ce limiteaz utilizarea lor la viteze nalte de transmisiune. n afaraceasta mrirea valorii lui m duce la ntrzieri n transmisiune i face dispozitivele de transmisiune icomplexe.

Mrirea surplusului n codurile mBnB prin mtoda introducerii simbolurilor adugtoare (de exemn=m+2) permite de a utiliza combinaii cu disparitate constant i de a primi algoritmi de codare mai simdeoarece Sk=1, adic coderul are aceeai stare la finele fiecrui bloc. ns n acest caz se mrete frecventact i se nrutesc condiiile de detectare a erorilor n regenerator.

Scremblarea semnalelor

Scremblarea este tranformarea semnalului binar iniial ntr-un semnal apropiat de cel aleator, care distribuie binomial a probabilitilor de apariie a combinaiilor. Spre deosebire de semnalele cu caracteristatistice aleatoare, pentru care probabilitatea apariiei simbolurilor i a grupurilor de simboluripoantmpltoare, n semnalul digital aleator (semnalul scremblat) cu distribuie binomial probabilitatea de apa oricrei combinaii, inclusiv i a celor nedorite pentru transmitarea prin tractul lineic, care conin serii deeste determinat n conformitate cu legea binomial a probabilitii de apariie a unui simbol sau a unei lungi.

Schema structural a unui scrembler simplu este prezentat n figura 3.18(a).Semnalul binar iniial este sumat dup modulul 2 cu alt semnal, care se formeaz din semnalul nt

la ieirea din registru de deplasare prin metoda prelucrrii ultarioare ntr-un sumator analogic. Ca rezultieirea dispozitivului apare o nou consecutivitate, care este legat sistematic de semnalul iniial, ns estentmpltoare, deoarece are loc distrugerea seriilor lungi de impulsuri identice, ct i distrugconsecutivitilor periodice.

Aceasta duce la reducerea substanial a tremurului de faz sistematic. n cazul instalrii pe linctorva scremblere este posibil i reducerea acumulrii sistematice a tremurului de faz.

Mesajul iniial poate fi restabilit la recepie prin intermediul descremblerului, schema cruia prezentat n figura 3.18(b). ns dac consecutivitile sunt eronate, atunci la restabilitrea semnalului aceroare poate fi multiplicat, daca bitul eronat ajunge la punctul de ramificare a registrului de deplasMultiplicarea erorilor n la scremblare limiteaz domeniul de utilizare a acetei metode.

7/30/2019 caitolul1-5

21/36

7/30/2019 caitolul1-5

22/36

7/30/2019 caitolul1-5

23/36

Menionm c n careva tipuri concrete ale codurilor clasei mBnB, sunt posibile cazuri particulare. De exemn codul 7B8B controlul erorilor poate fi efectuat dup parametrul lungimii maximale ale consecutivitilorsimbolurilor identice. Careva caracteristici ale codurilor bloc sunt prezentate n tabelul 5.3.

Caracteristicile principale ale codurilormB1C, DmB1M, mB1P:- posibilitatea utilizrii n linii de vitez nalt- codulDmB1Mare o balansare bun a cosecutivitii informaionale- gabaritele dispzitivelor de codare/decpdre sunt nu prea mari deoarece algoritmii de codare nu sunt p

complicai- viteza lineic a codurilor se determin dup formula:

BmmB ]/)1[(1 +=

, unde B este viteza de transmisiune a codului binar iniial- dac raportul biilor indicatori ctre consecutivitatea informaional este egal cu 0,5, atunci n am

coduri se conine componenta discret. Dac ns acest raport este diferit de 0,5, atunci acest cmB1Cconine armonica spectrului, iar nDmB1Maceast armonic lipsete.

- codulDmB1M poate fi utilitzat n liniile cu modulaie n faz.- Codul mB1Ppermite de a efectua controlul erorilor fr a stopa transmisiunea- Dac raportul biilor indicatori ctre consecutivitatea informaional este egal cu 0,5 atunci diagrame

codurilormB1CiDmB1Mcoincid, i densitatea spectral a conponentei continui a spectrului energ

al codurilor este identic. Pentru valori mici ale lui m (m=1,2,3) n coduri sunt suprimate componantFJ i F, iar pentru valori mari ale lui m (m=6,7,...) densitatea spectral a componentelor continui estaproximativ aceeai ca i la codul de bloc 7B8B, i are o caracteristic plat, iar la FJ i F se observscdere brusc. n figura 5.11 sunt prezentate spectrele energetice ale codurilor lineice mBnB, mB1CDmB1Mpentru diferii m i n (pentru cazul codului echilibrat P1= P0=0,5).

- ambele coduri sunt caracterizate de o calitate nalt a tremurului de faz. Aceasta este legat de faptulraportul dintre 1 i 0 este apropiat de starea de balan, lund n consideraie faptul c cu ct este maim cu att mai mult crete acest efect. Pentru ambele coduri arat rezultate bune la reducerea tremurului dfaz scremblarea preventiv a semnalului informaional.

7/30/2019 caitolul1-5

24/36

- controlul erorilor lineice n codurile mB1CiDmB1M este efectuat prin intermediul indicatorilor.Din punct de vedere al reducerii multiplicrii erorilor n codurile de tipul mB1Cnivelul eronrii semnalu

rmne n limitele sale obinuite, iar n codul de tipulDmB1M eroarea dintr-un bit provoac nc o eroare,nivelul integrrii n codurile cu interpolare este foarte mare. Caracteristicile codurilor cu interpolare i acodurilor de bloc sunt prezentate n tabelul 5.4.

7/30/2019 caitolul1-5

25/36

Cerinele prezentate ctre parametrilor codurilor pentru evaluarea caracteristicilor i analiza algoritmde transformare arat c problema alegerii codurilor n linie este efectuat pentru fiecare linie n parte. Pentrfiecare STIFO este necesar o analiz multilateral a parametrilor temporali i spectrali a codurilor lineice culuarea n consideraie factorii tehnico-economici.

Pentru STIFO oreneti sau n ncperi, cu viteze reduse de transmitere (>34Mbps) este mai raionaa utiliza codurile clasei 1B2B (BI-L, BI-M, CMI). Pentru linii cu viteze mari de transmisiune sunt utilizatecodurile de bloc mBnB (2B3B, 3B4B, 5B6B).

Pentru linii magistrale i zonale sunt mai rentabile codurile cu surplus minim (7B8B, 17B18B), ceea complic dispozitivele terminale, dar permite de a economisi din lrgimea benzii de trecere a tractului STIFPentru magistrale de vitez nalt (140 Mbps) care au lungimi mari a sectorului de regenerare, alegerea codulineic se determin de compromisul dintre limitarea benzii de frecvene transmise, coinutul informaiei desincronizare n cod, limitele distorsiunilor admisibile a intervalului dintre impulsuri, ct i posibilitatea dedetectare a erorilor.

Pentru viteze de transmisiune de 140 i 565 Mbps, perspective mai mari le au codurile cu interpolaremB1C, DmB1M, mB1P1C, mB1P1R cu valori mai mari ale lui m, caren comparaie cu codurile clasei mBnun ir de prioriti menionate mai sus.

n prezent codurile de bloc cu interpolare sunt utilizate n STIFO magistrale de vitez nalt, pe cablucu FO monomod. n tabelul 5.5 sunt prezentate datele tracturilor lineice a unpr STIFO.

4. STIFO cu detecia coerent a semnalului optic la recepie i avantajele lor

Recepia coerent a semnalelor optice, n particular prin heterodinare sau de tip homodin, permitransferm spectrul semnalului informaional n domeniul frecvenelor intermediare (inclusiv pn la gammicrounde) sau n domeniul frecvenelor joase. Astfel se simplific prelucrarea i demultiplexarea semnalelor,fel restructurarea semnalelor ntr-o band larg de frecven pentru STIFO cu multiplexare spectral. Tot odatalegerea corespunztoare a puterii heterodinei locale se reuete suprimarea tuturor zgomotelor, cu exczgomotului de alice al heterodinei. Aceast circumstan permite asigurarea valorii maxime a raporsemnal/zgomot n sistemul de recepie.

Metoda heterodin de recepie a semnalelor optice

La recepia heterodin, cmpul semnalului optic informaional se sumeaz cu cmpul optic a heterolocale pe suprafa a fotosensibil a fotoreceptorului. Utilizarea cmpului optic suplimentar a heterodinei lpermite mbuntirea recepiei i evidenierea semnalelor optice de valori reduse n condiiile aciunii zgomoteloalice externe i zgomotelor termice interne a fotoreceptorului. Cmpul sumar (al semnalului informaionheterodinei) este detectat astfel ca i n cazul cum ar fi c la intrarea receptorului se comunic un singur optic. Sumarea a dou cmpuri optice la intrarea fotoreceptorului cu ajutorul sistemului oglind-lentil necacordarea spaial' precis a fronturilor de und. Vectorii de und a dou cmpuri trebuie s coincid cu exactde la 511 pn la 2,5 n dependen de lungimea de und i de diametrul suprafeei fotosensibfotoreceptorului. Ins la utilizarea pentru sumarea cmpurilor a conectorului ghid de und monomod probacordrii spaiale a cmpurilor poate fi exclus. ntr-adevr, dac conectorul optic este produs din fibra monom

atunci cmpul semnalului optic excit o und longitudinal. Aceast unda este excitat i de cmpul optheterodinei. La distana de 10...20 lungimi de und aceste cmpuri devin staionare. Astfel, dac ambele cmsunt analizate n planul aperturic a fotoreceptorului, atunci ele pot fi prezentate sub forma undelor plane nor(cu frecvene diferite n cazul heterodinrii) n una i aceeai mod spaial. De aceea procedura heterodpoate fi analizat numai n domeniul temporal, iar cmpurile urmeaz a fi prezentate prin intermediul uspaiale.

n afar de aceasta heterodinarea optic depinde n mare msur de coincidena polarizrii cmpuheterodinate. In practic pentru soluionarea acestei probleme se utilizeaz sau fibra monomod cu polarizare stacontrolere de polarizare, sau recepia cu decalaj de polarizare. De aceea la analiza teoretic a procesului heterodise poate de considerat c polarizrile cmpurilor heterodinate coincid.

Cmpul semnalului optic de intrare ntr-o mod spaial poate fi scris n urmtoarea form:

7/30/2019 caitolul1-5

26/36

unde as(t)=Asexp[is(t)] este nfurtoarea complex a cmpului optic de intrare;As=|as(t)| - amplitudinea cmpului;

s frecvena cmpului;s faza cmpului.

Forma nfurtoarei semnalului, i de asemenea spectrul corespunztor a acestui semnal depin

tipul modulaiei purttoarei optice prin intermediul semnalului informaional. Presupunem c radiaia oa heterodinei locale poate fi prezentat sub forma undei plane i analizm aceast und n plfotoreceptorului. Atunci putem nota cmpul heterodinei locale sub forma undei plane monocromaticfrecvena 0 prin urmtoarea expresie:

unde a0=A0exp(i0) este nfurtoarea complex a cmpului optic a heterodinei;A0=|a0| , 0, 0 - amplitudinea, frecvena i faza cmpului heterodinei.Cmpul sumar poate fi exprimat prin formula:

Intensitatea cmpului sumar pe o unitate de suprafa a fotoreceptorului se exprim prin rel

Suprimnd factorul constant, proporional suprafeei fotodetectorului i lund n considcorelaia dintre curentul de ieire a fotodetectorului i puterea semnalului optic obinem;

unde:

i curentul de ieire alfotoreceptorului cu coeficientulmultiplicare M poate fi notat prin

relaia:

n formulele (20), (21), (22) figureaz urmtoarele notaii:

Ri - sensibilitatea fotoreceptorului conform curentului;- randamentul cuantic; h - constanta Planck;

7/30/2019 caitolul1-5

27/36

ffrecvena semnalului optic;Pc-puterea semnalului util;P0 -puterea radiaiei heterodinei.

La ieirea fotoreceptorului se instaleaz filtrul trece-band cu frecvena central, care coinciddiferena frecvenelor semnalului informaional i a heterodinei locale sau la ieirea fotodetectoruluinstaleaz amplificatorul de frecven intermediar (AFI). Astfei valoarea instantanee a curenfrecvenei intermediare (componenta variabil) se determin conform formulei:

Astfel curentul semnalului de frecven intermediar depinde de amplitudinea, frecvena i purttoarei optice. De aceea dac oricare din aceti parametri se moduleaz cu semnalul informaioatunci pentru demodularea semnalului poate fi utilizat metoda cunoscut din radio-rec

(demodularea sincron sau de faz, demodularea decalajului de faz, detecia ptratic i connfaurtoarei, etc.).

Schema metodei optice de recepie prin heterodinare este prezentat n fig.12.

Valoarea instantanee a tensiunii n dependen de frecven intermediar la ieirea filtrului, raportla rezistena sarcinii Rs a fotodiodei (FD) poate fi scris sub forma:

Metoda homodin de recepie a semnalelor optice

Pentru metoda homodin de recepie se utilizeaz principiul fotomixrii optice, ns spre deosebde metoda heterodin, frecvenele oscilaiilor purttoarei optice i a heterodinei locale trebuie s fie eg(fs = f0), iar fazele sincrone.

Semnalul demodulat la ieirea fotodetectorului are un spectru de frecvene deplasat n domenfrecvenelor joase (n domeniul semnalului informaional).

Conform formulei (22) rezult c curentul fotoreceptorului se determin prin expresia:

7/30/2019 caitolul1-5

28/36

Dac de neglijat cu componenta permanent a curentului atunci la ieirea filtrului trece-jos obinemcurentul semnalului:

La modulaia digital a fazei (s =0 ) la transmisia "1" i (s = ) la transmisia "0", considernd obinem

Us=RiMAsA0Ry adic amplitudinea tensiunii la ieire se modific n corespundere cu simrecepionat.La modulaia digital a amplitudinii (considernd 0=s) trans mi siunii simbolul ui "1

corespunde tensiunea de ieire UsRiMAsAoRs, iar transmisiunii simbolului "0" - tensiunea de ieire USchema de structur a metodei de recepie de tip homodina este prezentat n fig. 13.

Fig. 13. Schema de recepie a metodei optice homodine

La avantajele STIFO coerente se refer:1. Sensibilitatea schemelor de recepie heterodine i homodine a STIFO coerente se limiteaz nu

de nivelul zgomotului de alice la radiaia heterodinei locale (cu condiia c puterea heterodinei este d

de mare). Astfel de sensibilitate corespunde limitei cuantice de detecie n diapazonul optic. Consensibilitii STIFO coerente sunt mai perfecte dect STIFO cu detecie direct (bugetul energetsistemului sporete aproximativ cu 20...25dB n dependen de schema modulrii/demodulrii);

2. In STIFO coerente pot fi utilizate modulaiile purttoarei optice n frecven i n faz cu utilizmetodei de recepie a diferenei de faza ceea ce contribuie la sporirea sensibilitii la recsemnalelor;

3. Posibilitatea multiplexrii spectrale a canalelor permite s utilizm pe deplin capacitatea informaionfibrei optice n fereastra de transparen 1,55 m;

4.Selectivitatea spectral sporit a detectrii optice coerente ofer posibilitatea de a uamplificatoarele optice semiconductoare cu caracteristici de zgomot performante i la fel perrealizarea amplificatoarelor etajate.

5.Caracteristica spectral de emisie a diodelor laser foarte ngust, i caracteristicile performan

sistemelor coerente, n mare msur reduc cerinele privind lungimea canalului de comuniccondiionate de valoarea mic a dispersiei semnalului ce se manifest n fibra optic i atfactorul principal ce limiteaz distana de transmisiune a informaiei sunt pierderile lineice cmanifest n fibrele cablului optic. n particular, la recepia heterodin a semnalelor moddigital n amplitudine, frecven i faz raportul f/B trebuie s alctuiasc 10 -2... 5*10-3 , unde flrgimea caracteristicii de emisie a diodei laser, n MHz; este viteza de transmisiune a informan Mbps. La recepia homodin i modulaia n faz acest raport este egal cu 0,5*10-3 .

6. Tehnica detectrii coerente mbuntete la fel sensibilitatea dispozitivelor de msuracaracteristicilor i parametrilor fibrei optice, de exemplu dup cum este reflectometrul optic temporaInteresul ctre STIFO coerente este determinat de o serie de particulariti. STIFO coerente pe

7/30/2019 caitolul1-5

29/36

asigurarea transmisiunii informaiei cu viteze de pn la 10...40 Gbps, sporirea lungimii sectoruluregenerare pn la 250...300 km, utilizarea amplificatoarelor optice n linie, realizarea totacapacitii sporite de transmisiune a informaiei prin fibra optic datorit multiplexrii.

5. STIFO cu multiplexarea spectral a canalelor WDM, DWDM i HDWDM

Tehnologiile multiplexrii de unda WDM i multiplexrii dense de und DWDM, comparativ sunt tehnonoi pentru reelele magistrale de transport de date, bazate pe multiplexarea spectral a radiaiei optice con

lungimii de und. Bazele fizico-tehnice a multiplexrii spectrale a radiaiei optice pentru sistemeltransmisiune i prelucrare a informaiei au fost elaborate n anii 1970-80. In prezent tehnologia DWDM se utilizn reelele optice de comunicaii i pentru sistemele SDH pentru care multiplexarea spectral cu divicanalelor n lungimea de und este analogic multiplexrii n sistemele de transmisiuni analogice (STAdivizarea canalelor n frecven.

In limitele modelului de interconectare a sistemelor deschise OSI, interaciunea tehnologiilor de reea SWDM/DWDM, ATM, GE, IP i legtura lor reciproc sunt reprezentate n fig.14.

Totodat, deoarece n multe dispozitive de reea (comutatoare/routere IP, echipamentele GE, MBB/ADDWDM) operaiile se nfptuiesc prin intermediul purttoarei optice, utilizarea tehnologiei DWDM permcuplarea direct a interfeelor ATM, GE sau IP cu interfeele fizice a mediului optic de transmisiune (foptic). n fig.15 este reprezentat infrastructura reelelor optice, unde sunt indicate variantele arhitecttipice a reelelor moderne.

Fig. 14. Arhitectura reelei multifuncionale de comunicaii IP

Fig. 15. Infrastructura de reea a reelelor optice

Performanele tehnologiei WDM au fost recunoscute odat cu elaborarea i producerea primelor sistduplexe de comunicaii cu patru canale care posedau un decalaj ntre frecvenele purttoare optic800...400 GHz. n ultimul timp echipamentul WDM/DWDM este tot mai pe larg utilizat pentru comunicla distane sporite de operatorii de telecomunicaii. Echipamentul WDM/DWDM produs permitmultiplexm i s transmitem printr-o fibr optic pn la 40 canale optice i mai mult, iar unele sis

7/30/2019 caitolul1-5

30/36

industriale DWDM permit s multiplexm pn la 128-160 de canale optice.

Tehnologia DWDM, n comparaie cu tehnologia WDM (n care de obicei se utilizeaz ferestreltransparen 1310 i 1550 nm sau suplimentar domeniul lungimilor de und n apropierea 1650 nm) se caracterizprin dou particulariti importante: utilizarea numai a unei ferestre de transparen 1550 nm n limitele domeniului lungimilor de unda

(1530...1560 nm) i amplificatoarele optice n baza fibrelor optice dopate cu erbium; intervale mici conform lungimii de und ntre canalele multiplexate, de obicei egale cu 3,2/1,6/0,8

0,4 nm.Multiplexoarele DWDM sunt prevzute pentru funcionarea cu un numr mare de canale (pn la 32 i

multe) cu lungimi de und strict determinate i asigur posibilitatea multiplexrii (demultiplexconcomitente att a tuturor canalelor, ct i introducerea/extragerea a unui sau a mai multor canale din fluxul ocomun ce conine un numr mare de canale. Interfeele optice de ieire (porturile) ale demultiplexorului DWDMstandardizate conform anumitor lungimi de und, de aceea astfel de dispozitiv asigur rotarea pasiv conlungimilor de und. Din cauza diferenei reduse n lungimile de und a canalelor i necesitii funcioconcomitente cu un numr mare de canale, multiplexoarele DWDM necesit o precizie sporit de producercomparaie cu multiplexoarele WDM i prin urmare, echipamentul DWDM este de un cost mai sporit.

Schema de structur a sistemului DWDM (fig. 16) include urmtoarele blocuri de baz: transpo(emitoare-receptoare), multiplexoare/demultiplexoare optice MUX/DEMUX, amplificatoare (n compondispozitivelor DWDM), amplificatoare lineice i sursele stabile.

Divizarea spectral a canalelor i standardizarea DWDM . Parametrul de baz n tehnologia DWDM

intervalul n lungimile de und a radiaiei optice pentru canalele vecine. Standardizarea divizrii spectracanalelor optice prezint un criteriu de baz la estimarea compatibilitii reciproce a echipamentului produsdiferii productori. n Rec. G.692 ITU-T este determinat planul frecvenelor sistemului DWDM cu diferenafrecven ntre canalele vecine de 100 GHz, ce corespunde intervalului conform lungimii de und 0,8 nm (tab.l). Continu s se discute posibilitatea acceptrii planului de frecvene cu reduceintervalului de frecven ntrecanalele vecine pn fa 50 GHz (0,4 nm).

Fig.16. Structura sistemului DWDM. - amplificator Optic; MUX - multiplexor optic;

DEMUX -demultiplexor optic; TP transponder

In tab.l sunt reprezentate spectrele planului de frecvene cu diferite valori a diferenei de frecvdintre canalele vecine ncepnd de la 100 GHz. Toate spectrele cu excepia 400/500 GHz posed caechidistante conform frecvenei purttoarei optice a canalului. Distribuirea uniform a canalelor peroptimizarea funcionrii convertorului de und, laserelor restructurabile i a altor dispozitivecomponena reelelor pur optice i de asemenea simplific posibilitatea extinderii reelei n continuRealizarea a unui sau a altui spectru a planului de frecven n mare msur depinde de amplificato

7/30/2019 caitolul1-5

31/36

optice n baza fibrelor de cuar dopate cu erbium EDFA (Erbium-Dopped Fiber Amplifier), viteztransmisiune n canale - STM-16 (2,4 Gbps), STM-64 (10 Gbps), STM-256 (40 Gbps) i influena efecneliniare n fibra amplificatorului optic.

Tehnologia multiplexrii de und mai dens, pentru care nc nu este standardizat spectrul planude frecvene cu intervalul de 50GHz permite utilizarea mai efectiv a diapazonului spectrallungimile de und 1540... 1560 nm n care funcioneaz amplificatoarele optice standarde EDns, n primul rnd, cu reducerea intervalului dintre canalele vecine, sporete influena efectuludecalaj n /4 n fibra amplificatorului optic, ce limiteaz lungimea maxim a sectorului de regeneratraficului lineic optic. In al doilea rnd, cu reducerea intervalului dintre canalele vecine conflungimii de und pn la valoarea de aproximativ 0,4nm, ncep s se manifeste limitrile confmultiplexrii canalelor la un nivel mai superior, de exemplu STM-64 (fig.17). Conform figuriiobservm, c multiplexarea canalelor nivelului STM-64, care posed intervalul de frecven 50GHz, nuadmite din cauza suprapunerii spectrelor canalelor vecine. In afar de aceasta, intervalul de frecven50GHz necesit cerine mult mai dure ctre laserele restructurabile, multiplexoarele i componenechipamentului sistemelor DWDM, ceea ce duce la sporirea costului sistemelor.

Fig.17. Amplasarea spectral a canalelor de diferite nivele n fibra optic

Constatarea faptului, ce limite i ce avantaje are fiecare plan de frecvene permite la planificarea dezvoi extinderii capacitii informaionale de transfer a reelei, s alegem contient echipamentul DWDM, s evdiversele dificulti i cheltuielile suplimentare la construcia reelelor magistrale de transport n baza actehnologii. In prezent se elaboreaz amplificatoare optice fiabile EDFA, ce asigur o liniaritate nalt a coeficien

de amplificare (n tot domeniul spectral 1530...1560 nm). Cu sporirea diapazonului de funcionaamplificatoarelor optice EDFA devine posibil multiplexarea a 40 de canale STM-64 cu intervalul de frecv100 GHz i banda sumar de 400GHz pentru o fibr optic.n tab.2 sunt prezentate rezultatele numrului de canale, care pot fi amplasate n gama standard a lungimilor de urealizate n banda de amplificare a amplificatoarelor optice de 5,1 THz. Primul rnd al tabelului 2 ne indicintervalele de frecvene sau paii spectrului planului de frecvene, iar urmtoarele dou rnduri corespunznumrul maxim de canale N i numrul de canale N2 ,alese conform schemei pasului, multiplu 2N.

7/30/2019 caitolul1-5

32/36

Tabelul 1Planul de frecvene canalelor pentru sistemele DWDM conform I

7/30/2019 caitolul1-5

33/36

Tabelul 2Estimarea numrului maxim de canale pentru sistemele DW

Conform datelor din tabelul 2, observm c schema planului de frecvene cu numrul de canale mult2N, pe care o respect o serie de productori a echipamentelor DWDM, nu este raional la utilizbenzii de amplificare standarde a amplificatoarelor optice EDFA. n forma final a Rec. G.692 ITpermite maxim pn la 41 de canale pentru intervalul de frecven 100 GHz i pn la 81 de canale peintervalul de frecven 50 GHz. Aceti indicatori a numrului maxim de canale, deja sunt depii dserie de companii ce produc echipament DWDM cu 160 (Lucent Technologies , Siemens, ECI Telei altele) i 250 (Alcatel) de canale optice.

Utilizarea sistemelor i echipamentului DWDM n reelele magistrale de transport deschid mperspective pentru sporirea practic nelimitat a benzii sumare de transmisiune a informaiei prin unaceiai fibr optic. S analizm bazele de clasificare a sistemelor WDM i unele utilizri practiastfel de sisteme n reelele optice de transport.

n prezent sistemele WDM se divizeaz dup numrul de canale i pasul planului de frecvene n

tipuri (multiplexoare WDM):- WDM obinuite;- WDM dense (DWDM);- WDM cu densitate sporit HDWDM (Hight Dense Wawelenght Division Multiplexing).

Nectnd la aceasta, c pn n prezent nu exist un standard de clasificare a sistemelor Wconform companiilor Alcatel i ECI Telecom n corespundere cu planul de frecvene a canalelor, sistemWDM pot fi clasificate n modul urmtor:

Sistemul Intervalul defrecvene, GHz

Numrul de canale

WDM 200 16

DWDM 100 64

n aceast clasificare numrul canalelor pentru fiecare clas a sistemelor WDM este destul de relns intervalul de frecvene dintre canale are o valoare esenial. Pentru sistemele WDM cu denssporit (HDWDM) el poate ajunge n unele cazuri i pn la 25 GHz. Din punct de vedere practic important de cunoscut legtura reciproc a intervalului de frecvene admisibil adm, numrul de canalintervalul admisibil conform lungimii de und adm pentru diferite nivele a canalelor SDH lunconsiderare intervalul de frecvene admisibil dintre frecvenele purttoarelor optice p. Parametrii indsunt prezentai n tab.3 pentru ferestrele standarde de transparen a fibrei optice.

Intervalul defrecvene, GHz

1000 600 500 400 200 100 50

Numrul decanale, N

5 8 10 12 25 51 102

Numrul de

canale, N24 8 8 8 16 32 64

7/30/2019 caitolul1-5

34/36

n prezent progresul n elaborarea echipamentului sistemelor DWDM este att de sporit, nctelaborarea standardelor i recomendaiilor ITU-T nu sunt realizate n timp. De exemplu, existincompatibiliti ntre interfeele optice ale sistemelor SDH (Rec. G.957) i DWDM (Rec. G.692) constabilitii lungimii de und i lrgimii caracteristicii spectrale de emisie a diodei laser. In practic aceasincompatibilitate se nltur prin utilizarea transponderelor speciale (emitor-receptor).

Tabelul 3Decalajul admisibil dintre canale conform frecvenei (lungimii de und) pentru sistemele DWD

Nivelul Intervalul Intervalul admisibilierarhiei

SDHde

frecven eNumrulde canale

conformfrecven ei

conform lungimiide und, nm

admisibilp, GHz

N adm,GHz

nm (P=50GHz)

STM-4 3 11 1300 0 311 0 0025 0 16STM-16 12 5 320 1 25 001 0 04STM-64 50 80 5 0,04 0,01STM-256 200 20 20 0,16 -

n prezent sunt elaborate i industrial produse sistemele DWDM cu interfee optice directecorespundere cu recomendaile ITU-T, spre deosebire de interfeele precedente care se utilizau SR (SouReference) la lungimea de und 1310 nm i la lungimile de und 1530.. 1550 nm (fig.l8).

n fig.19 i fig.20 sunt prezentate variantele de utilizare a transponderelor DWDM n canaleltelecomunicaii i cuplarea tor cu diverse dispozitive a reelelor optice, att prin interfee optice, ct i interfee electrice.

Pentru sistemele DWDM, destinate pentru funcionarea cu FO standarde, puterea optic suminjectat n fibr se limiteaz cu nivelul de 19dBm din cauza apariiei diferitor fenomene nelineare nn astfel de condiii pot s funcioneze sistemele SDH cu viteza de transmisiune a informaiei reredus (STM-4, STM-16), iar pentru sistemele SDH (STM-64), efectele nelineare creaz dificulttransmisiunea informaiei prin fibrele optice monomod.

n dependen de nivelul puterii optice injectate, viteza de transmisiune a informaiei prin canal i fibrei optice lungimea sectorului fr amplificatoare intermediare pentru sistemele DWDM poate fi difeRecomendaia G.692 ITU-T determin trei tipuri de sectoare de amplificare pentru sistemele DWDMV, U cu lungimile 80, 120, 160 km i atenurile 22, 33,44 dB corespunztor.

Fig. 18. Trecerea la interfeele optice directe n sistemele DWDM. - amplificatoare optice;Re - regeneratoare; ITU, SR - surse optice stabile

7/30/2019 caitolul1-5

35/36

Fig.l9. Sistemele transponder DWDM n canalele de telecomunicaii STM-16

Fig.20. Sistemele transponder DWDM n canalele de telecomunicaii cu utilizarea amplificatoarelor intermedi(lungimea mai mare de 80 km)

7/30/2019 caitolul1-5

36/36

Utilizarea amplificatoarelor optice de tipul EDFA n STIFO pentru DWDM n baza sistemelotransmisiuni SDH la nivelul STM-16 (2,5Gbps) permite sporirea lungimii de transmisiune a informaiei p200 km.

Utilizarea amplificatoarelor optice lineice intermediare permite s sporim lungimea sectoarelor regeneratoare n magistrala de transport pn la 600 km, totodat numrul amplificatoarelor optice intermepoate alctui 1...7.

Prin compararea tehnologiilor de reea TOM (SDH) i DWDM (fig.21) observm, c echipamentul T(SDH) recepioneaz fluxurile sincrone i asincrone El, E3 i le multiplexeaz ntr-un semnal STM-N

1,4,16,...)- Totodat, se asigur convertarea reciproc a semnalelor electrice i optice conform schemei E/O/E/O, o lungime de und n FO i o mulime de canale temporale n FO. In tehnologia DWDM echipamDWDM recepioneaz o mulime de semnale optice i le multiplexeaz (conform lungimii de und) ntr-o FO. Alipsete convertarea semnalului i se utilizeaz o mulime de lungimi de und i canale.