proiect stifo(gv)

I 2

Mod.

Coala N.Document Semnat Data

A elaborat.

Conducăt.

Control n.

A aprobat

Pădure I.

Lit. Coală Coli

36

IMTC 521.8 101. 013 PA

Proiectarea sistemelor de

transmisiune a informaţiei

prin fibre optice

Golovatic V.

UTM FIMET IMTC-101

CUPRINS

DATELE INIȚIALE

INTRODUCERE

1. Sistemele de transmisiuni a informaţiei prin fibre optice(STIFO) 6

2. Alegerea traseului traficului lineic 10

3. Emiţătoarele optice şi modulul optoelectronic de emisie 12

4. Fotoreceptorii şi modulul optoelectronic de recepţie 16

5. Calculul parametrilor fibrei optice monomod 24

6. Determinarea lungimilor sectorului de regenerare pentru STIFO 27

7. Determinarea valorii probabilităţii erorii de regenerare

a semnalului la recepţie 31

CONCLUZIE

BIBLIOGRAFIE

3

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data IMTC 521.8 101. 013 PA

Datele iniţiale:

1.Distanţa dintre staţiile terminale: L=438(km);

2.Sistemul de transmisiune a informaţiei prin cablul optic: STM–64 ;

3.Lungimea de undă a purtătoarei optice: λ1=1.3 şi λ2=1.55 (μm);

4.Bugetul energetic al STICO: Q=31.1 (dBm);

5.Tipul fibrei optice: monomod

6.Puterea emiţătorului optic: P e =2.1 (mW);

7.Atenuarea în conectorul emiţător-fibră: efa =4.4 (dBm);

8.Atenuarea joncţiunii sudate fibră-fibră: ffa =0.1 (dBm);

9.Atenuarea în conectorul fibră-receptor: fra =1.9 (dBm);

10.Atenuarea în conectorul demontabil: cda =0.5(dBm);

11.Rezerva bugetului energetic al STICO: ra =4.0 (dBm);

12.Coeficientul de zgomot: zgF =18.9 (dBm);

13.Diametrul miezului optic al fibrei: d=2·a=10 (μm);

14.Indicele de refracţie pentru miezul optic al fibrei: 1n =1.5112;

15.Diametrul învelişului optic al fibrei: D=2·b=125 (μm);

16.Indicele de refracţie pentru învelişul optic al fibrei: 2n =1.4994;

17.Lăţimea liniei spectrale de emisie pentru emiţător: ∆λ=0.02 (nm);

18.Frecvenţa maximală de modulaţie a emiţătorului: maxF =14525 (MHz);

19.Frecvenţa limită de modulaţie a benzii de transfer a fotoreceptorului:

50 ,F =14700 (MHz);

20.Valoarea admisibilă a probabilităţii erorii de regenerare a semnalului

admerP . =3·10-8

.

4

Coală


Introducere

Telecomunicaţiile reprezintă unul din cele mai dinamice domenii ale

economiei mondiale ce se confirmă printr-un ritm sporit de dezvoltare ale

reţelelor de telecomunicaţii cu reutilarea lor în baza celor mai noi realizări

tehnico-ştiinţifice, ce duce la extinderea reţelelor de telecomunicaţii, sporirea

numărului de beneficiari, calităţii şi spectrului de servicii. Interesul sporit faţă de

sistemele optoelectronice de comunicaţii şi prelucrarea informaţiei este

condiţionat de avantajele lor evidente şi utilizarea cu succes în organizarea

reţelelor de comunicaţii multifuncţionale cu promovarea celor mai moderne

tehnologii şi protocoale de telecomunicaţii.

Fibra optică este o fibră de sticlă sau plastic care transportă lumină de-a

lungul său. Fibrele optice sunt folosite pe scară largă în domeniul

telecomunicaţiilor, unde permit transmisii pe distanţe mai mari şi la lărgimi de

bandă mai mari decât alte medii de comunicaţie. Fibrele sunt utilizate în locul

cablurilor de metal, deoarece semnalul este transmis cu pierderi mai mici, şi

deoarece sunt imune la interferenţe electromagnetice. Fibrele optice sunt

utilizate şi pentru iluminat şi transportă imagine, permiţând astfel vizualizarea în

zone înguste. Unele fibre optice proiectate special sunt utilizate în diverse alte

aplicaţii, inclusiv senzori şi laseri. Lumina este dirijată prin miezul fibrei optice

cu ajutorul reflexiei interne totale. Aceasta face fibra să se comporte ca ghid de

undă. Fibrele care suportă mai multe căi de propagare sau moduri transversale se

numesc fibre multimodale (MMF), iar cele ce suportă un singur mod sunt fibre

monomodale (SMF). Fibrele multimodale au în general un diametru mai mare al

miezului şi sunt utilizate în comunicaţii pe distanţe mai scurte şi în aplicaţii în

care trebuie transferată multă putere. Fibrele monomodale se utilizează pentru

comunicaţii pe distanţe de peste 550 m. Elaborarea şi utilizarea sistemelor

optoelectronice a primei generaţii s-a început din momentul inventării şi

producerii laserului la mijlocul anilor 1960. Utilizările lor de bază se refereau la

organizarea telecomunicaţiilor neghidate, adică prin atmosferă şi cosmos.

5

Coală


Producerea fibrei optice cu coeficientul de atenuare redus (anii 1970) a

contribuit la dezvoltarea sistemelor optoelectronice a generaţiei a doua, în care

de acum informaţia se transmite prin cablul cu utilizarea modulaţiei intensităţii

radiaţiei laser şi detectării directe a radiaţiei optice prin intermediul fotodiodei.

După eficienţă, sistemele optoelectronice ale generaţiei a doua sunt superioare

sistemelor de transmisiune prin cablul coaxial şi radioreleu, însă în ele se

utilizează insuficient proprietatea coerenţei radiaţiei laser şi capacitatea

informaţională a fibrei optice.

Este natural că SSI, MOE, MOR, RSI şi regeneratoarele R necesită de a fi

alimentate cu energie electrică de la SAEE. Regeneratoarele se alimentează cu

energie electrică de la sursele staţiilor terminale, adică se alimentează de la

distanţă sau de la surse de alimentare autonome (acumulatoare). Pentru

alimentarea cu energie electrică a regeneratoarelor de la distanţă în CO sunt

prevăzute conductoare metalice din cupru. Elementele importante ale sistemelor

de transmisiuni ale informaţiei prin cablul optic (STICO) sunt: emiţătorul optic,

fotoreceptorul şi regeneratorul. În STICO în calitate de emiţătoare optice se

utilizează diodele electroluminescente (DEL) şi diodele laser (DL),

confecţionate pe baza semiconductorilor. De obicei DEL sunt nişte emiţătoare

optice cu radiaţia necoerentă şi se utilizează la distanţe reduse, iar DL sunt

emiţătoare optice cu radiaţie coerentă şi se utilizează în STICO la distanţe medii

şi sporite. La recepţie, în STICO, în calitate de fotoreceptoare se utilizează

fotodiodele semiconductoare cu structura p-i-n şi în avalanşă. Pentru a

compensa atenuarea semnalului optic ce se propagă prin CO peste anumite

sectoare de regenerare pot fi amplasate regeneratoarele sau amplificatoarele

optice. Principiul de funcţionare al regeneratoarelor se bazează pe convertarea

dublă a semnalului şi anume: semnalul optic se amplifică, i se restabileşte forma

iniţială şi relaţiile în timp, apoi din nou, din semnal electric se convertează în

semnal optic. În amplificatoarele optice semnalul optic se amplifică fără

convertări şi prelucrări suplimentare.

6

Coală


1. Sisteme de transmisiuni a informaţiei prin fibre optice

(STIFO)

STIFO se numeşte un ansamblu de mijloace tehnice care asigură organizarea

canalelor de telecomunicaţii prin intermediul circuitului fizic în baza cablului

optic. Schema de organizare a STIFO depinde de destinaţie, lungimea liniei de

transmisiune, tipul informaţiei ce se transmite şi o serie de alţi factori şi pot fi

divizate în 3 categorii:

1) STIFO cu detecţie directă;

2) STIFO cu detecţie coerentă sau cu detecţie prin fotomixare;

3) STIFO cu multiplexare spectrală a canalelor, adică când prin aceeaşi fibră se

propagă mai multe purtătoare ce diferă după valoarea lungimii de undă.

În prezent se utilizează STIFO cu detecţie directă şi modulaţia impulsurilor în

cod, schema de structură a cărora este reprezentată în figura1.1:

Figura 1.1 STIFO cu detecţie directă

7

Coală


CO – convertorul de cod;

MOE – modulul optoelectronic de emisie;

MOR - modulul optoelectronic de recepţie;

RL – regeneratorul liniar;

COD – conector optic demontabil;

CO – cablul optic;

UT – utilajul terminal;

TLO – traficul lineic optic;

SI – staţiile intermediare (puncte de regenerare sau puncte de amplificare).

Conform figurii 1.1, STIFO cu detecţie directă sunt constituite din 2

complecte de utilaj terminal şi traficul lineic optic. Utilajul terminal este

amplasat în punctele A şi B şi constă din aparatura digitală standardă de formare

a canalelor şi grupelor de canale şi din utilajul de joncţionare cu traficul lineic

optic. Utilajul de joncţionare conţine convertorul de coduri CC, modulele

optoelectronice de emisie MOE şi de recepţie MOR şi RL. În punctul A, CC

convertează semnalul bipolar HDB-3 într-un semnal unipolar. MOE convertează

semnalul electric unipolar într-un semnal optic sub formă de impulsuri

unipolare. La recepţie în punctul B, MOR convertează semnalul optic într-un

semnal electric care se regenerează în RL şi apoi în CC din impulsuri unipolare

se transformă în codul bipolar HDB-3. Analogic se înfăptuieşte transmisia

semnalelor în direcţia de la B la A.

Traficul liniar optic pentru STOE constă din CO şi staţiile intermediare sub

formă de puncte de amplificare. CO care conţine 2 şi mai multe fibre se

conectează la echipamentul staţiilor terminale şi staţiilor intermediare cu

ajutorul conectoarelor optice demontabile (COD). Staţiile intermediare sunt

amplasate peste anumite sectoare numite sectoare de regenerare sau amplificare

şi sunt destinate pentru amplificarea impulsurilor, restabilirea formei iniţiale a

impulsurilor şi restabilirea relaţiilor iniţiale în timp a impulsurilor.

8

Coală


Lungimea sectorului de regenerare depinde de valoarea ponderilor şi

dispersiei în FO, viteza de transmisiune şi calitatea de transmisiune a informaţiei

şi la fel de parametrii electrici a modulelor optoelectronice de emisie şi recepţie.

Principiul de fucţionare a punctelor de regenerare este reflectat în schema

de structură reprezentată în figura 1.2 .

COD COD

CO CO

COD COD

Figura 1.2 Schema de structură a punctelor de regenerare

CO – cablu optic;

COD – conectorul optic demontabil;

MOE, MOR – module optoelectronice de emisie şi recepţie;

A – amplificator;

DS – dispozitivul de sincronizare;

DL – dispozitivul de linie.

Conform figurii 1.2 observăm că regeneratorul funcţionează conform

principiului convertării duble a energiei şi anume din optică în electrică şi

invers. Adică semnalul optic propagându-se prin fibrele cablului se atenuează şi

se distorsionează şi în punctele de regenerare care sunt instalate la anumite

distanţe semnalul optic se convertează în semnal electric care în continuare se

amplifică, se restabileşte forma iniţială şi relaţiile în timp apoi din nou se

convertează în semnal optic.

MOR MOE

MOE MOR

A

DL

A

DL

9

Coală


Din punctul A şi din punctul B către fiecare regenerator amplasat în punctul

de regenerare sunt conectate câte 2 FO, una pentru a asigura comunicaţii din

punctul A în B, iar a doua din B în A. Dacă în CO se conţin m perechi de FO

atunci pentru funcţionarea a m sisteme de transmisiune se vor utiliza m

regeneratoare amplasate în punctul de regenerare.

În prezent sunt elaborate STIFO care funcţionează în regim monomod şi în

care este posibilă combaterea dispersiei semnalului optic ce se propagă prin FO

monomod prin alegerea lungimii de undă a purtătoarei optice λ, parametrilor FO

şi parametrilor diodei laser.

În astfel de STIFO regeneratoarele sunt substituite cu amplificatoare optice

care amplifică semnalul optic (figura 1.3).

Figura1.3 STIFO în regim monomod

ST – staţie terminală;

AO – amplificatorul optic;

FTJ – filtrul trece jos.

10

Coală


2. Alegerea traseului traficului lineic de transmisiune al

informației prin cablu optic

În baza studierii hărţii geografice se trasează variantele posibile ale traseelor

traficului lineic de transmisiune al informaţiei prin cablul optic (TLTICO). Apoi

se efectuează caracteristica comparativă a lor şi se alege cel mai optim traseu al

TLTICO. La alegerea traseului TLTICO pot fi utilizate hărţi de diferite scări, pe

care sunt indicate căile ferate, şoselele, drumurile naturale, râurile şi lacurile,

podurile de căi ferate şi peste râuri. Toate varioantele posibile ale traseelor

TLTICO se compară conform următorilor indici: lungimea traeului, îndepărtarea

de la şosele şi drumuri, numărul de treceri peste căi ferate, râuri şi şosele,

condiţiile solului, comodităţile de instalare şi exploatare. După ce s-a ales

varianta potrivită a traseului TLTICO, se trasează desenul schemei de amplasare

a sistemului de transmisiune a informaţiei prin cablul optic (STICO), pe care se

indică staţiile terminale, traseul TLTICO cu staţiile intermediare ce reprezintă

punctele de tranzit sau puncte de regenerare deservite (PRD) şi nedeservite

(PRN), şoselele de-a lungul cărora se proiectează instalarea cablului optic cu

indicarea distanţei de la şosea până la CO, localităţile urbane şi rurale, lungimile

totale ale traseului şi ale CO, numărul şi caracterul trecerilor, categoriile solului

pe parcursul traseului, volumul lucrărilor de instalare a CO manual şi de

instalare a CO cu ajutorul maşinii de pozare.

Traseul TLTICO se alege luând în considerare volumul minim de lucru şi

posibilităţile de utilizare a mecanismelor şi maşinilor la instalarea CO. În zonele

ce se află în afara localităţilor se recomandă de a instala CO de-a lungul

şoselelor şi drumurilor naturale cu condiţia că numărul de treceri peste râuri, căi

ferate şi şosele să fie minim.

11

Coală


În cazurile când sunt prevăzute treceri peste râuri, ele trebuie să fie

amplasate la distanţe nu mai mici de 1000m de la podurile căilor ferate şi

şoselelor magistrale şi la distanţe nu mai reduse de 200m pe cursul inferior al

râurilor de la podurile şoselelor şi drumurilor naturale cu destinaţie locală.

Cu sporirea numărului facilităţilor sau serviciilor de telecomunicaţii acordate

populaţiei, sporeşte şi numărul centraleor telefonice automate (CTA) şi totodată

sporeşte distanţa dintre CTA, depăşind valori de zeci şi sute de kilometri. Astfel,

pentru a efectua conectarea dintre CTA ce se află la distanţe de zeci şi sute de

kilometri cu respectarea normelor reduse de atenuare, este raţional de a utiliza

STICO. Utilizarea CO cu coeficienţi reduşi de atenuare pentru conectările dintre

CTA este o soluţie foarte eficientă, luând în considerare coeficioenţii sporiţi de

atenuare la cablurile metalice şi deficitul de cupru.

Calculul lungimii la instalarea CO este efectuat cu prevederile unei anumite

rezerve, care, conform normativelor stabilite, constituie:

- 2% pentru CO subteran;

- 14% pentru CO submarin ce se instalează fără adâncirea în platoul râului sau

lacului;

- 5.7% pentru CO instalat în canalizaţiile CTA urbane.

12

Coală


3. Emiţătoarele optice şi modulul optoelectronic de emisie

(MOE)

Destinaţia emiţătorului optic constă în convertarea semnalului electric în

optic, care apoi se transmite prin CO (cablul optic) al STFO (sistem de

transmisiune prin fibra optică). Specificul de funcţionare a STFO înaintează

anumite cerinţe faţă de EO, printre care pot fi menţionate următoarele:

• corespunderea lungimii de undă a radiaţiei optice unuia din minimurile

pierderilor în FO;

• nivel înalt al puterii radiaţiei optice la ieşire;

• existenţa condiţiilor care asigură pierderi minime a radiaţiei optice la

injectarea ei în FO;

• posibilitatea înfăptuirii simple a modulaţiei radiaţiei cu o rapiditate înaltă;

• fiabilitate şi resurse mari de funcţionare (≈10 6 ore);

• dimensiuni, masă şi putere de consum mici.

Acestor cerinţe cel mai pe deplin corespund EO semiconductoare: diodele

electroluminiscente (DEL); diodele supraluminiscente (DSL) şi diodele laser

(DL). Cele mai performante EO pentru STFO sunt DL pe baza

heterojoncţiunilor formate în structurile semiconductoare polistratificate pe baza

compuşilor GaAs şi InP. DL satisfac toate cerinţele enumerate mai sus. Însă

DEL şi DSL cedând DL după un şir de parametri, la fel se utilizează în STIFO

pentru asigurarea comunicaţiilor la distanţe reduse posedând un cost redus.

EO semiconductoare posedă o proprietate importantă pentru STFO după cum

este posibilitatea modulaţiei nemijlocite a radiaţiei optice. Modulaţia intensităţii

radiaţiei optice se înfăptuieşte prin schimbarea corespunzătoare a curentului de

alimentare (pompaj) a EO.

EO se caracterizează prin intermediul următoarelor caracteristici şi parametri:

1. Caracteristica wat-amperică, care este dependenţa puterii radiaţiei optice

de curentul de pompaj a sursei la aplicarea tensiunii de polarizare directă.

13

Coală


Caracteristicile tipice sunt reprezentate în figura 3.1 (pentru DEL şi DSL ele

sunt aproximativ liniare, iar pentru DL – neliniare).

Figura 3.1 Caracteristicile wat-amperice ale DL, DSL şi DEL

La curenţii de pompaj I p mai mici decât cel de prag, DL funcţionează ca

DSL (sursa de radiaţie necoerentă), iar când curentul devine mai mare decât cel

de prag, dispozitivul funcţionează în regim de laser şi generează radiaţie

coerentă. Cu cât este mai mare puterea radiaţiei P pentru valoarea dată a

curentului de pompaj, cu atât este mai mare randamentul EO.

2. Lungimea de undă de lucru 1 şi lărgimea caracteristicii spectrale de

emisie 2. În figura 3.2 sunt reprezentate caracteristicile spectrale a sursei

de radiaţie optică.

Figura 3.2 Caracteristicile spectrale ale EO

Radiaţia EO reale posedă o mărime finită al lăţimii liniei spectrale de

radiaţie, care se determină după nivelul jumătate din putere.

pentruDELnm

pentruDSLnm

pentruDLnm

....

....

....,

12050

5010

10010

(3.1)

14

Coală


Cu cât este mai mică lăţimea caracteristicii spectrale de emisie a EO cu atât

este mai mică dispersia semnalului în FO.

3. Frecvenţa maximă de modulaţie a radiaţiei optice a EO este egală cu

frecvenţa la care amplitudinea componentei variabile a puterii radiaţiei

modulate se reduce de 2 ori faţă de puterea radiaţiei nemodulate. Acest

parametru este egal cu zeci şi sute de MHz pentru DEL şi DSL şi pînă la unităţi

şi zeci de GHz pentru DL.

4. Componenta modală a radiaţiei optice a EO poate fi diferită: DEL şi

DSL sunt EO multimod; DL se produc de două tipuri: monomod şi multimod.

5. Caracteristicile de temperatură. DEL şi DSL sunt nişte elemente destul

de termostabile, iar puterea radiaţiei DL puternic depinde de temperatură şi la

funcţionare într-un diapazon larg de temperaturi este necesar de a promova

circuitul de termocompensare.

6. Resursele de funcţionare a DEL şi DSL alcătuieşte 6510...10 ore, iar a DL

5410...10 ore.

Modulul optoelectronic de emisie MOE este un articol al optoelectronicii,

destinat pentru convertarea semnalelor electrice de telecomunicaţii în optice.

MOE tipic conţine:

1. Sursa optică de radiaţie (DEL, DSL, DL);

2. Circuitele elctronice pentru prelucrarea semnalelor electrice şi stabilizarea

regimurilor de funcţionare EO;

3. Conectorul optic sau un segment de CO.

MOE se produce sub formă de construcţie unică de modul.

MOE se divizează în analogice şi digitale care corespunzator convertează

semnalele electrice analogice sau digitale în semnale optice.

Pentru MOE digitale se normează următorii parametri:

• lungimea de undă de lucru (μm);

• viteza maximală de transmisiune a informaţiei (bit/sec);

• formatul semnalului ce se transmite (LTT, LEC);

• puterea medie a impulsului radiaţiei la ieşire (mW);

15

Coală


• puterea radiaţiei de fond (mW);

• diametrul dispozitivului optic de acordare (μm);

• apertura numerică la ieşire;

• durata frontului impulsului radiaţiei conform nivelelor 0,1...0,9; în s;

• durata de tăiere a impulsului radiaţiei conform nivelelor 0,1...0,9; în s;

• tensiunea de alimentare (V).

MOE se proiectează conform consecutivităţii. Iniţial se alege emiţătorul

optic. La alegerea EO urmează de a lua în considerare mărimea puterii,

lungimea de undă şi lărgimea caractreristicii spectrale de emisie şi viteza de

transmisiune a informaţiei. În caz de necesitate urmează de a fi utilizată schema

de stabilizare a temperaturii.

Următoarea etapă este alegerea metodei de modulaţie: analogică sau digitală.

La utilizarea modulaţiei analogice, pe lîngă putere şi lărgimea bandei

informaţionale, trebuie luată în consideraţie neliniaritatea caracteristicii wat-

amperice, care determină valoarea distorsiunilor neliniare. La utilizarea

modulaţiei digitale este necesar de a aprecia rapiditatea de funcţionare a sursei şi

metoda de codificare. După alegerea metodei de modulaţie urmează de a fi

calculate pierderile radiaţiei la injectarea ei în FO şi de determinat dacă puterea

injectată este de ajuns pentru funcţionarea sistemului. Dacă puterea injectată este

mai mică decît valoarea puterii necesare, atunci se poate de utilizat alte metode

de codificare sau de ales un alt EO. După alegerea EO şi metodei de modulaţie

este necesar de a calcula puterea injectată şi puterea zgomotului sursei (EO), de

determinat puterea de consum şi de apreciat influenţa temperaturii asupra

caracteristicilor MOE. Dacă schimbările temperaturii puternic influenţează

asupra nivelului puterii radiaţiei optice, atunci urmează de a întreprinde măsuri

de compensare a temperaturii (răcirea cu ajutorul microfrigiderelor, stabilizarea

curenţilor de polarizare sau pompaj a sursei, introducerea circuitului de reacţie

conform semnalului optic).

16

Coală


4. Fotoreceptorii şi modulul optoelectronic de recepţie (MOR)

Destinaţia fotoreceptorului constă în convertarea semnalului optic în electric,

care apoi se prelucrează de circuitele electronice a MOR. Fotoreceptorul în caz

ideal trebuie să satisfacă următoarelor cerinţe:

• să reproducă precis forma semnalului recepţionat;

• să nu introducă zgomot adăugător în semnalul informaţional;

• să asigure puterea maximală a semnalului electric în sarcina sa pentru

puterea dată a semnalului optic;

• să posede diapazon dinamic şi rapiditate de funcţionare sporită;

• să posede dimensiuni mici, fiabilitate înaltă, cost redus şi tensiuni de

alimentare mici.

Cel mai pe deplin acestor cerinţe corespund fotoreceptorii semiconductori. În

sistemele care funcţionează la λ=0.85μm se utilizează fotoreceptori produşi din

Si, iar pentru sistemele care funcţionează la λ=1.3 şi 1.55μm – din Ge şi

InGaAs. Dintre fotoreceptorii semiconductori în STIFO se utilizează fotodiodele

semiconductoare (FD) de două tipuri:

• FD cu structura p-i-n, care posedă o sensibilitate mai bună decât FD

obişnuite p-n;

• FD cu avalanşă, care posedă mecanismul interior de amplificare a

fotocurentului şi prin urmare sensibilitatea la ele este mai bună decât la FD cu

structura p-i-n.

Dacă pe FD cade puterea optică P, atunci în circuitul sarcinii ei circulă

fotocurentul If :

PRh

PqI if

(4.1)

unde η este randamentul cuantic;

q – sarcina electronului;

R i - sensibilitatea după curent a FD.

17

Coală


8.0

h

qRi (4.2)

unde λ este lungimea de undă a semnalului optic.

Analizăm caracteristicile şi parametrii de bază a FD:

1. Sensibilitatea conform curentului R i , indică eficacitatea de convertare

de către fotodiodă a puterii optice în curent electric. Cu cât este mai mare

valoarea lui R i cu atât este mai bună FD. De exemplu pentru FD ideală η=1

sensibilitatea alcătuieşte:

mpentruWA

mpentruWA

mpentruWA

Ri

55.1:,/24.1

3.1:,/04.1

85.0:,/68.0

(4.3)

Pentru FD reale η<1 şi R i =0,4...0,8 A/W. În circuitele reale puterea

semnalului optic recepţionată de către fotodiodă alcătuieşte aproximativ de la 1

până la 10nW, iar fotocurentul în sarcina FD alcătuieşte nAI f 5...5,0 . Aşa valori

mici a curentului sunt dificile pentru a fi înregistrate şi prelucrate de circuitele

electronice. În aceste cazuri pot fi utilizate FDA care posedă mecanism interior

de amplificare a fotocurentului ce se determină confrom formulei:

PMRh

PMqI if

(4.4)

unde M este valoarea medie în timp a coeficientului de multiplicare prin

avalanşă a purtătorilor de sarcină, egal cu 100 pentru Si şi cu 10 pentru Ge. În

aşa mod, sensibilitatea după curent a FDA de 10...100 ori este mai mare decât la

FD cu structura p-i-n. La folosirea FDA se reduc cerinţele faţă de amplificatorul

curentului electric ce urmează după FD.

2. Curentul la întuneric a FD I int este curentul ce circulă în circuitul

sarcinii diodei în lipsa semnalului optic. Curentul la întuneric este un parametru

parazitar, deoarece creează zgomotul de alice şi limitează sensibilitatea FD.

Valorile tipice a curentului la întuneric I int =1nA pentru FD din Si şi I int =100nA

pentru FD din Ge.

18

Coală


În FDA datorită tehnologiei speciale de confecţionare partea de multiplicare

a curentului la întuneric cu un ordin este mai mic decât la FD cu structura p-i-n.

3. Caracteristicile spectrale ale fotodiodelor reprezintă dependenţa

sensibilităţii după curent de lungimea de undă a radiaţiei optice (figura 4.1).

Figura 4.1 Caracteristici spectrale ale fotodetectoarelor

4. Frecvenţa limită limf a benzii de trecere a semnalului optic recepţionat

de FD reprezintă frecvenţa pentru care sensibilitatea după curent se

micşorează de două ori referitor de valoarea pentru cazul receptorului

radiaţiei nemodulate. Frecvenţa de limită a FD contemporan alcătuieşte pînă

la unităţi, zeci şi sute de GHz.

5. Tensiunea de polarizare şi capacitatea joncţiunii FD. FD funcţionează în

STIFO în regimul fotodiodic (tensiunea de polarizare inversă). În acest caz

se reduce capacitatea şi se măreşte frecvenţa de limită în comparaţie cu

regimul fotodiodic de conectare a FD.

Reducerea capacităţii FD este importantă pentru crearea MOR cu banda largă

şi micşorarea nivelului puterii zgomotului sumar. Mărimea tensiunii de

polarizare pentru FD p-i-n alcătuieşte 5 şi 10V, iar pentru FDA 30 şi 300V

corespunzător pentru FD produse din Ge şi Si.

6. Diapazonul dinamic a FD caracterizează capacitatea lui de a converta atât

cele mai mici cât şi cele mai mari nivele a semnalului optic. De jos el este

19

Coală


limitat de zgomotul de alice a FD, iar de sus de distorsiunile neliniare şi

alcătuieşte 50 ... 60dB, (după putere) în dependenţă de materialul

semiconductor.

7. Caracteristicile de zgomot. Practic principala sursă de zgomot a FD este

zgomotul de alice a curentului la întuneric care se descrie după formula:

FIqI zg int

22 (4.5)

unde: 2

zgI este valoarea medie pătratică a zgomotului de alice;

intI - curentul la întuneric;

fs ffF - lăţimea benzii de transfer a FD.

Raportul semnal/zgomot (RSZ) în sarcina ideală se determină după formula:

FIq

RP

I

Ii

zg

f

int

2

2

2

2

)( (4.6)

Dacă ψ=1, atunci 22

zgf II şi FIqRP i int

22)( .

Puterea semnalului optic pentru care se asigură ψ=1 se numeşte de limită (sau

sensibilitatea de limită). Într-o bandă de trecere arbitrară ∆F în banda de trecere

unitară ∆F puterile de limită corespunzătoare sunt egale:

iR

FIqP

int

0

2 (4.7)

iR

Iq

F

PP int01

0

2

(4.8)

Analizăm caracteristicile de zgomot a FDA. Zgomotul de alice în banda ∆F

este egal:

FKMIqI zgFDAzg 2

.int

2

. 2 (4.9)

unde: 2

.FDAzgI este valoarea medie pătratică a puterii zgomotului;

.intI - curentul la întuneric în volumul de multiplicare;

zgK - coeficientul de zgomot în urma procesului haotic de multiplicare

prin avalanşă.

pentruGeM

pentruSiMK zg

,

,5.0

(4.10)

20

Coală


Raportul semnal/zgomot a FDA:

FMIq

MRP

I

I

x

i

FDAzg

f

2

.int

2

2

.

2

2

)(

(4.11)

De unde:

MR

FMIqP

i

x

2

.int0

2 (4.12)

MR

FMIq

F

PP

i

x

2

.int01

0

2 (4.13)

Unde x=0.5 pentru Si şi x=1.0 pentru Ge.

MOR este un articol al optoelectronicii destinat pentru convertarea

semnalelor optice transmise prin STFO în electrice. MOR tipic conţine:

conectorul optic sau segmentul de CO; fotodetectorul; circuitele electronice

pentru prelucrarea semnalului electric şi stabilizarea regimurilor de funcţionare,

produs sub formă de construcţie unică. Pe fig. 4.2 este reprezentată schema de

structură a MOR.

Parametrul de bază a MOR este sensibilitatea – puterea medie minimală în

timp a semnalului la polul de intrare, pentru care se asigură valoarea necesară a

RSZ sau a coeficientului de erori. Sensibilitatea MOR depinde de parametrii FD

şi indicii de zgomot a amplificatorului preliminar. Din această cauză către

circuitele de intrare a MOR se înaintează cerinţe contradictorii: nivel minimal a

zgomotului în banda dată de trecere pentru un diapazon dinamic mare. În

legătură cu aceasta amplificatoarele preliminare cu zgomot mic pentru MOR se

produc după două scheme de bază:

• cu impendanţă de intrare mare R int →∞ (figura 4.3,a);

• cu reacţie negativă (figura 4.3,b).

21

Coală


Figura 4.2 Schema de structură a MOR

1. FD cu structură p-i-n sau avalanşă;

2. Amplificator preliminar;

3. Amplificator de bază;

4. Filtru;

5. Detectorul de vârf;

6. Amplificatorul de dirijare automată a nivelului;

7. Sursa de polarizare.

Figura 4.3 Amplificatoare preliminare cu zgomot mic pentru MOR

22

Coală


În amplificatorul cu R int pentru reducerea nivelului zgomotului se

măreşte impendanţa de intrare. Aceasta adcuce nemijlocit la micşorarea

diapazonului dinamic şi bandei de trecere a amplificatorului. Pentru restabilirea

ei se utilizează corectorul CAF, care în sistemele digitale este numit nivelator. În

schema a doua pentru mărirea bandei de trecere se utilizează reacţia negativă

paralelă. Banda de trecere se măreşte datorită reducerii impendanţei dinamice de

intrare a amplificatorului.

U

r

dinK

RR .int (4.14)

unde UK = 3210...10 este coeficientul de amplificare după tensiunea

amplificatorului.

Amplificatorul cu reacţie puţin îi cedează amplificatorului cu impendanţa de

intrare mare după zgomot, însă posedă un diapazon dinamic mare. Schema

principială a MOR cu amplificator preliminar cu reacţie este reprezentat în

figura 4.4.

Figura 4.4 Modul optoelectronic de recepţie

MOR se proiectează conform următoarei consecutivităţi. Iniţial se analizează

cerinţele şi limitările sistemei de transmisie.

C2

VT2

VT3

VT1

+U

-U

C1

FDR2 R3

R6R5R4Rr

R1

23

Coală


Primul pas în procesul calculelor este alegerea metodei de modulaţie

(analogică sau digitală) care trebuie să corespundă cu metoda de modulaţie a

sursei. Următorul pas după alegerea metodei de modulaţie este calculu puterii

achivalente a zgomotului (PEZ) al MOR. PEZ pentru banda de transmisie dată

se sumează din zgomoturile fotodetectorului, sarcinii lui sau circuitului cu

reacţie şi amplificatorului. După calculul PEZ se calculează sensibilităţile

necesare şi de limită, valoarea RSZ şi valoarea probabilităţii erorii erP .

Următoarea etapă în procesul de proiectare este alegerea FD concret pentru

lungimea de undă dată a sursei. Maximul sensibilităţii spectrale a FD trebuie să

corespundă cu lungimea de undă emisă de sursă. În continuare urmează să ne

determinăm cu tipul amplificatorului preliminar şi tipul tranzistorului din primul

circuit al lui. Dacă valoarea obţinută a sensibilităţii este insuficientă pentru

îndeplinirea cerinţelor sistemei, atunci urmează să alegem un FD mai bun sau să

micşorăm lăţimea benzii de transmisiune (dacă aceasta e posibil).

După alegerea elementelor, care satisfac cerinţei după sensibilitate, este

necesar de a analiza mărimea diapazonului dinamic. El este important datorită

schimbării unui şir de factori, care influenţează asupra funcţionării sistemei după

cum sunt schimbarea condiţiilor esterioare (în particular temperatura), diferenţa

în lungimile sectoarelor de regenerare, degradarea parametrilor elementelor în

timp. Prin urmare la calculul MOR urmează să revedem cea mai rea variantă de

schimbare a parametrilor elementelor sistemei, în particular al MOE şi MOR, şi

la fel schimbările de temperatură ale mediului ambiant. Dacă schimbările

temperatură influenţează esenţial asupra MOR, atunci trebuie să utilizăm

circuitul de compensare a temperaturii.

La etapa finală de montaj a MOR este necesar de a lua în considerare factorii

mediului ambiant: temperatura, umiditatea, posibilitatea pătrunderii undelor

electromagnetice şi expunerii la lumina de fond a FD.

24

Coală


5. Calculul parametrilor fibrei cablului optic monomod şi alegerea

cablului optic

1. Valoarea relativă a indicelui de refracţie:

05190.0

5112.1

4994.15112.1

1

21

n

nn

(5.1)

2. Apertura numerică şi unghiul aperturic:

1884.0)2482.2(2837.2sin222

2

2

1 nnNA A (5.2.1)

859.10)1884.0arcsin(A (5.2.2)

3. Frecvenţa normată:

5505.43.1

1884.0414.322

1

1

m

mNAaV

unde (λ1=1.3 μm) (5.3.1)

9438.355.1

1884.0414.322

2

2

m

mNAaV

unde (λ2=1.55 μm) (5.3.2)

4. Frecvenţa critică (valoarea parametrului ce caracterizează tipul undei

P mn =2.405):

)(1021.11884.0)(101014.3

)/(103405.2 14

6

8

0 Hzm

sm

NAd

CPf mn

cr

(5.4)

5. Lungimea de undă critică:

)(1062.15112.1405.2

1884.0)(101014.3 66

1

mm

nP

NAd

mn

cr

(5.5)

6. Coeficientul de atenuare cauzat de polarizarea materialului miezului optic

al fibrei:

)/(089.0)(3.163.4exp1055.263.4exp1055.23

1

3

1 kmdBmmp (5.6.1)

)/(05.0)(55.163.4exp1055.263.4exp1055.23

2

3

2 kmdBmmp (5.6.2)

7. Coeficientul de atenuare cauzat de absorbţia ionilor metalelor intermediare:

)/(10367.49)(3.15.48exp1081.75.48exp1081.7611

1

11

1 kmdBmma

(5.7.1)

)/(1011.20)(55.15.48exp1081.7611

2 kmdBmma

(5.7.2)

25

Coală


8. Coeficientul cauzat de absorbţia grupei de hidroxid OH:

kmdBm

kmdBm

mpentrukmdBm

mpentrukmdBm

mpentrukmdBm

OH

OH

OH/03.0

/05.0

).(55.1:),/(03.0

);(30.1:),/(05.0

);(85.0:),/(10.0

2

1

(5.8)

9. Coeficientul de atenuare cauzat de dispersia semnalului:

)/(252.0)(3.1

/)(72.04

4

4

1

1 kmdBmm

kmdBmmkd

d

(5.9.1)

)/(121.0

)(55.1

/)(72.04

4

4

2

2 kmdBmm

kmdBmmkd

d

(5.9.2)

unde k d =0.63÷0.80 kmdBmm /)(4 este coeficientul de dispersie pentru SiO2 .

10. Coeficientul de atenuare sumar:

)/(391.0252.005.000004936.00898.011111 kmdBmdOHap (5.10.1)

)/(221.0121.003.002011.005.022222 kmdBmdOHap (5.10.2)

11. Dispersia kilometrică materială:

)/(101.0)5()(02.0)(12

1 kmsnmkm

psnmMm

(5.11.1)

)/(1036.0)18()(02.0)(12

2 kmsnmkm

psnmMm

(5.11.2)

unde M(λ) este dispersia kilometrică materială specifică pentru fibrele optice

din SiO2, valorile căreia sunt indicate în tabelul 5.1

Valorile dispersiilor kilometrice materiale specifice M(λ) şi ghidul de undă

specifică B(λ) pentru fibrele optice din SiO2:

Tabelul 5.1

26

Coală


12. Dispersia kilometrică ghid de undă:

)/(1016.08)(02.0)(12

11 kmsnmkm

psnmBg

(5.12)

)/(1024.012)(02.0)(12

22 kmsnmkm

psnmBg

(5.12)

unde B(λ) este dispersia kilometrică ghid de undă specifică pentru fibrele

optice din SiO2, valorile cărora sunt indicate în tabelul 5.1.

13. Dispersia kilometrică sumară:

)/(1006.0)/(1016.0101.0121212

111 kmskmsgm

(5.13.1)

)/(1012.0)/(1024.01036.0121212

222 kmskmsgm

(5.13.2)

14. Banda de transfer kilometrică pentru fibra optică monomod:

)(1066.16)/(1006.0

1/1

12

1211

'

1 kmHzkms

BF

(5.14.1)

)(1033.8)/(1012.0

1/1

12

1221

''

1 kmHzkms

BF

(5.14.2)

15. Banda de transfer a fibrei optice monomod pentru traficul cu lungimea L:

Pentru λ1=1,3μm obţinem:

)(1085.35)(46.46

)(1066.16/

912

1max

'

11 Hzkm

kmHzLFF r

(5.15.1)

)(1064.32)(03.51

)(1066.16/

912

2max

'

12 Hzkm

kmHzLFF r

(5.15.2)

Pentru λ2=1.55μm obţinem:

)(1027.11)(89.73

)(1033.8/

912

1max

''

11 Hzkm

kmHzLFF r

(5.15.3)

)(1066.9)(17.86

)(1033.8/

912

2max

''

12 Hzkm

kmHzLFF r

(5.15.4)

27

Coală


5. Determinarea lungimilor sectorului de regenerare pentru

sistemele de transmisiune a informaţiei prin cablul optic

1. Determinarea vitezei de transmisiune critică a simbolurilor în linie:

)(569.610006569.0)(8.24)/(1006.04

)/(391.0

4

12

12

1

1

1 GbpsdBmkms

kmdBm

WBcr

(6.1.1)

)(881.110001881.0)(8.24)/(1012.04

)/(224.0

4

12

12

2

2

2 GbpsdBmkms

kmdBm

WBcr

(6.1.2)

unde: )(8.24)(9.14.41.31 dBmdBmaaQW fref (6.1.3)

2. Determinarea lungimii maxime şi lungimii minime a sectorului de

regenerare:

Verificăm îndeplinirea următoarei condiţii: B ≤ B cr (6.2.1)

Pentru STM-64 viteza de transmisiune este: B=9953.28 (Mbps), deci, rezultă

că se respectă condiţia (6.2.1), şi avem:

9953.28 (Mbps) ≤ 1.881 (Gbps) ≤ 6.569(Gbps) (6.2.2)

Lungimile sectorului de regenerare maximală max1rL şi minimală min1rL ,

limitate de atenuare se determină respectiv conform formulelor:

)/(

)(max1

cff

frffefr

rIa

aaaaQL

(6.2.3)

)/(

)(min

cff

frffefr

rla

aaaaAQL

1

(6.2.4)

unde l c este lungimea de construcţie a CO (se indică de producătorul CO).

Deseori tamburul cu CO conţine diferite lungimi de construcţie şi, de obicei,

70% din lungimile de construcţie ale CO sunt de lungimea l 1c şi 30% - de

lungimea l 2c . Astfel, lungimea de construcţie aducţională l c a CO pe lungimea

sectorului de regenerare o determinăm astfel:

)(.....)( kmIIl ccc 711302703070 211 (6.2.5)

)(.....)( kmIII ccc 454306703070 212 (6.2.6)

unde l 1c =2 (km) şi l 2c =1 (km) sau l 1c =6 (km) şi l 2c =4(km).

28

Coală



)(46.46

)(7.1/)(1.0)/(391.0

))(9.11.04.40.41.31(1max km

kmdBmkmdBm

dBmLr

(6.2.7)

)(03.51

)(4.5/)(1.0)/(391.0

))(9.11.04.40.41.31(2max km

kmdBmkmdBm

dBmLr

(6.2.8)

)(007.2

)(7.1/)(1.0)/(391.0

))(9.11.04.40.4201.31(1min km

kmdBmkmdBm

dBmLr

(6.2.9)

)(197.2

)(4.5/)(1.0)/(391.0

))(9.11.04.40.4201.31(2min km

kmdBmkmdBm

dBmLr

(6.2.10)


)(897.73

)(7.1/)(1.0)/(221.0

))(9.11.04.40.41.31(1max km

kmdBmkmdBm

dBmLr

(6.2.11)

)(179.86

)(4.5/)(1.0)/(221.0

))(9.11.04.40.41.31(2max km

kmdBmkmdBm

dBmLr

(6.2.12)

)(182.3

)(7.1/)(1.0)/(221.0

))(9.11.04.40.4201.31(1min km

kmdBmkmdBm

dBmLr

(6.2.13)

)(711.3

)(4.5/)(1.0)/(221.0

))(9.11.04.40.4201.31(2min km

kmdBmkmdBm

dBmLr

(6.2.14)

Determinarea numărului punctelor de regenerare:


9146.46

4381

11max1

11

km

km

L

Ln

r

8103.51

4381

11max1

12

km

km

L

Ln

r


5189.73

4381

11max1

21

km

km

L

Ln

r

5117.86

4381

11max1

22

km

km

L

Ln

r

29

Coală


3. Determinarea duratei frontului impulsului la ieşirea modulului

optoelectronic de emisie:

)(03.014525

440440

max

nsF

e (6.3)

unde:

F max este frecvenţa maximală de modulaţie a emiţătorului optic.

4. Determinarea duratei frontului impulsului la propagarea semnalului prin

fibra optică :


)(0278.01087.27)(46.46)/(1006.01212

1max11 nskmkmsLrf

(6.4.1)

)(0362.01062.30)(03.51)/(1006.01212

2max12 nskmkmsLrf

(6.4.2)


)(08867.01067.88)(89.73)/(1012.0

1212

1max21 nskmkmsLrf

(6.4.3)

)(01034.01034.10)(17.86)/(1012.01212

2max22 nskmkmsLrf

(6.4.4)

unde τ este dispersia kilometrică sumară a semnalului.

5. Determinarea duratei frontului impulsului în modulul optoelectronic de

recepţie:

)(0238.0)(14700

350350350

lim5,0

nsMHzFF

r (6.5)

unde:

F 5,0 este lărgimea benzii de transfer al MOR conform nivelului puterii

semnalului 0.5, şi care aproximativ este egală cu valoarea frecvenţei de limită a

benzii de transfer pentru fotoreceptor F lim .

30

Coală


6.Determinarea duratei frontului impulsului la sfîrşitul sectorului de

regenerare:

)(0386.0)0238.0()027.0()03.0(222222

nsrfei (6.6)

unde:

rfe ,, - sunt sporirile duratei frontului impulsului corespunzător în modulul

optoelectronic de emisie (MOE), în fibra optică (FO) şi modulul optoelectronic

de recepţie (MOR).

7. Verificarea condiţiei că durata frontului impulsului la sfîrşitul sectorului de

regenerare nu trebuie să depăşească valoarea admisibilă:

Durata frontului impulsului i la sfârşitul lungimii sectorului de regenerare

nu trebuie să depăşească valoarea admisibilă adm pentru viteza de transmisiune a

informaţiei B şi tipul codului lineic utilizat, adică trebuie să se respecte condiţia

(6.7.1):

RZcodulpentruT

NRZcodulpentruTadmi

_,35.0

_,70.0 (6.7.1)

unde T este durata intervalului unitar (secunda) pentru viteza de transmisiune B

a simbolurilor în linie, şi se determină conform relaţiei (6.7.2):

)(1014.01028.9953

1/1

9

6sBT

(6.7.2)

Verificăm respectarea condiţiei:

RZcodulpentruss

NRZcodulpentrusss

_),(10049.0)(1014.035.0

_),(10098.0)(1014.07.0)(100386.0

99

99

9 (6.20)

Observăm că atît pentru codul lineic RZ, cît şi pentru codul NRZ condiţia

(6.7.1) se respectă. Rezultă că în sistemul dat de tranmisiune se vor folosi

ambele coduri.

31

Coală


7.Determinarea valorii probabilităţii erorii de regenerare a

semnalului la recepţie

1. Determinarea puterii şi nivelului puterii zgomotului termic:

)(10206.41

)(41028.9953)(300)/(1038.11010

12

62333

.

mW

HzKKJFTkP tzg

(7.1.1)

unde:

k= )/(1038.123

KJ

- constanta Boltzman;

T=300 (K) – temperatura absolută;

∆F – lărgimea benzii de frecvenţă.

)(85.7310206.41lg10)lg(1012

.. dBmPp tzgtzg (7.1.2)

2. Determinarea puterii şi nivelului puterii zgomotului de alice:


mWm

sm

HzJFC

hFhP azg

116

6

8

343

1

033

1.

1009.3031841028.9953)(103.1

)/(103

)/(106.6210210210

(7.2.1)

unde:

34106.6

h (J/Hz) – constanta Plank;

ν – frecvenţa purtătoarei optice;

C 8

0 103 (m/s) – viteza luminii în vid;

λ – lungimea de undă a purtătoarei optice.

)(18.651009.30318lg10)lg(1011

1.1. dBmPp azgazg (7.2.2)


)(1092.2542741028.9953)(1055.1

)/(103

)/(106.6210210210

116

6

8

343

2

033

2.

mWm

sm

HzJFC

hFhP azg

(7.2.3)

)(94.651092.25427lg10)lg(1011

2.2. dBmPp azgazg (7.2.4)

32

Coală


3. Determinarea nivelului puterii zgomotului sumar:

)(04.359.1814.16)lg(10 .. dBmFpDpp zgtzgtzgzg (7.3)

unde: pzg.t-nivelul puterii zgomotului termic;

F zg - nivelul coeficentului de zgomot.

4. Determinarea nivelului puterii semnalului injectat în traficul lineic:

)(79.2)375.0lg(104

)(1.2lg10)4/lg(10 dBm

mWPp ee

(7.4)

5. Determinarea pierderilor în traficul de linie:


)/(2.195.027.1/1.0391.046.46

2/ 111

kmdBm

alL cdcffrtl

(7.5.1)

)/(9.205.024.5/1.0391.046.462 kmdBmtl (7.5.2)


)/(6.175.027.1/1.0224.089.731 kmdBmtl (7.5.3)

)/(3,205.024.5/1.0224.089.732 kmdBmtl (7.5.4)

6. Determinarea valorii de protecţie a semnalului informaţional de zgomot:

.zgrfrdefepr paaaapA (7.6)

dBm

dBmdBmdBmdBmdBmdBmApr

75.2

04.3549.12.194.479.2)3.1(1

(7.6.1)

dBm


05.1

04.3549.19.204.479.2)3.1(2

(7.6.2)

33

Coală


dBm


15.1

04.3549.16.174.479.2)55.1(1

(7.6.3)

dBm


45.0

04.3549.13.204.479.2)55.1(2

(7.6.4)

unde:

A pr - valoarea de protecţie a semnalului informaţional de zgomot;

p e - nivelul puterii semnalului injectat în traficul lineic;

p zg - nivelul puterii zgomotului sumar la recepţia semnalului informaţional.

Determinarea valorii probabilităţii erorii de regenerare a semnalului:

x

erP

10 (7.7)

Unde x se calculează după relaţia:

42.11/65.10

10

prAx (7.7.1)

Deci:

6685.651039.11010

x

erP (7.7.2)

4610.451089.71010

x

erP (7.7.3)

7540.311027.11010

x

erP (7.7.4)

5876.461045.81010

x

erP (7.7.5)

Eroarea obtinută este mult mai mică decît valoarea admisibilă a probabilității

eroarii de regenerare a semnalului la recepție de 9106

34

Coală


Concluzii

O realizare importantă şi actual utilizată în domeniul comunicaţiilor sunt

sistemele de transmisiune a informaţiei prin fibre optice (STIFO). Ementul de

bază este fibra optică care poate fi utilizată ca mediu de telecomunicaţii şi reţele

deoarece este flexibilă şi poate fi strânsă în cabluri. Este deosebit de avantajoasă

pentru comunicaţii pe distanţe mari, deoarece lumina se propagă prin fibră cu

atenuare mică în comparaţie cu cablurile electrice. Aceasta permite acoperirea

de distanţe mari cu doar câteva repetoare. Deşi fibra optică se poate face din

plastic transparent, sticlă, sau o combinaţie de cele două, fibrele optice utilizate

în telecomunicaţii pe distanţe mari sunt întotdeauna din sticlă, din cauza

atenuării optice mai mici. Conform valorilor obţinute pentru coeficientul de

atenuare, dispersia kilometrică şi banda de transfer kilometrică , alegem marca

cablului optic monomod.

Comparînd rezultatele obţinute pentru cele 2 lungimi de undă calculate

concluzionez că fibra optică monomod la m 3.1 are o atenuare mai mare,

dar o dispersie mai mică a semnalului, ceea ce duce la obţinerea unei benzi de

transfer kilometrice mai mare decît pentru m 55.1 . Atît banda de transfer a

fibrei optice cu m 3.1 , cît şi numărul de canale sunt mai mari în comparaţie

cu m 55.1 , metoda aleasă de combinare pentru construcţia cablului nefiind

atît de semnificativă. Din relaţia obţinută crBB în sistemul dat cercetat

predomină atenuarea. De asemenea probabilitatea erorii de regenerare a

semnalului este mai mică decît valoarea admisibilă a probabilităţii erorii de

regenerare a semnalului la recepţie.

Ţinîndu-se cont de toate aceste cerinţe şi verificînd respectarea lor ajung la

concluzia că sistemul de transmisiune a informaţiei prin cablul optic pe care l-

am proiectat este un sistem viabil şi ar funcţiona destul de bine dacă ar fi pus în

practică cu respectarea tuturor cerinţelor expuse şi normelor în vigoare.

35

Coală


Bibliografie

1.Nistiriuc P., Bejan N., Morozov V., Bodiul P. Sisteme de transmisiuni

multiplexe. Îndrumar privind îndeplinirea proiectelor de an şi de diplomă. Partea

întâi. Chişinău,UTM: 2004;

2. Ершов В. А., Кузнецов И.А. Мультисенрвисные телекоммукационые

сети. -М., Радио и связь: 2003.

3. Шмалько В. И. Цифровые сети связи . –М., Эко-Тренз: 2001.

4. Слепов Н. Н. Современные технологии цифровы оптоволоконных

сетей связи. –М., Радио и связь: 2000.

5.Nistiriuc P., Bejan N., Ţurcanu D. Sisteme de transmisiuni optoelectronice.

Îndrumar privind îndeplinirea proiectelor de an şi de diplomă. Partea a doua.

Chişinău,UTM: 2006;

6. Убайдулаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. –М., Эко-Тренз: 2000.

7. Корнейчук В.И., Лессовой И.П. Волоконно-оптические изменения. –

Киев, Наукова думка: 1999.

8. Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH. –М., Эко-Тренз: 1998.

9. Doicaru V.,Părvulescu M. Transmisiuni prin fibre optice.-Bucureşti,

Ed.Militară: 1994.

10. Nistiriuc P., Bejan N. Electrodinamica tehnică.Unde şi structuri ghidante.

Ciclu de prelegeri.-Chişinău, UTM: 1998.

11. Корнейчук В.И., Макаров Т.В., Панфилов И.П. Оптические системы

передачи.- Киев, Техника: 1994.

12.Волоконно-оптические системы передачи и кабели. /Под ред.

И.И.Гроднева. –М., Радио и связи: 1993.

13. Волоконно-оптическая техника: историа, достижения, перспективы.

\Под ред. С. А. Дмитриева и Н.Н. Слепова. –М., Connect: 2000.

14. www.wikipedia.org;

15. www.facultate.regielive.ro.

http://www.wikipedia.org/

proiect stifo(gv)

Documents