Sistemele de transmisii optice

Introducere

Pierderi si atenuare mici, ce asigura o lungime mare a sectarelor de regenerare, contribuie la micsorarea numarului de regeneratoare si scaderii costului STFO;

Posibilitatea de transmisie a semnalelor cu banda larga de frecvente, ce asigura un numar mare de canale intr-o singura fibra. Acest numar ajunge pana la 6000.30000 de canale;

Nereceptivitatea ghidului de lumina la zgomoturile electrice si magnetice Aceasta contribuie la marirea lungimii sectoarelor de regenerare si la dezvoltarea telecomunicatiilor optice in interiorul obiectelor pe corabii, aparate de zbor si intreprinderi;

Zgomoturi intermediare mici intre fibrele vecine;

Izolarea electrica a receptorului de emitator. Lipsa necesitatii in priza de sol comuna a emitatorului si receptorului;

Diametrul mic si durabilitate inalta a fibrei, diametru si masa mici a cablului flexibilitatea cablului si comoditatea lui de instalare. Posibilitatea de a micsora timpul si costul instalarii cablului;

Economia materialelor deficitare, CO pot in general sa nu contina metale colorate;

Potential STFO poseda un cost redus, ce se demonstreaza prin reducerea rapida a costului liniilor optice ce se instaleaza din nou.

Particularitatile enumerate a STFO ne marturisesc despre avantajele liniilor optice in comparatie cu sistemele de transmisii traditionale analogice si numerice.

A doua grupa de particularitati este legata de faptul ca prin STFO se transmit semnalele in forma numerica. In legatura cu aceasta STFO poseda urmatoarele avantaje fata de sistemele analogice de transmisii:

Stabilitate inalta la perturbatii ce se datoreaza folosirii modulatiei codificata in impulsuri (ICM);

Tehnologitate inalta de producere a elementelor de baza a aparaturii - circuitelor digitale;

Utilizarea minimala a asa elemente netehnologice in aparatura dupa cum sunt bobinele de impedanta si filtrele de tipul LC;

Parametrii constanti a sistemei de transmisie si impedanta lor de oscilatiile atenuarii in ghidul dielectric;

Identitatea caracteristicilor tuturor canalelor, independenta caracteristicilor de temperatura si de lungimea liniei;

Independenta caracteristicilor canalelor de numarul canalelor ce functioneaza;

Lipsa fenomenului de acumulare a zgomotului;

Comoditatea de transmisie a informatiei numerice;

Comoditatea de creare a retelelor de telecomunicatii integrate, in care metodele numerice se folosesc nu numai pentru asigurarea multiplexarii, insa si pentru scopurile de comutatie a canalelor si liniilor,

Posibilitatea la micsorarea neconsiderabila a lungimii sectorului de regenerare de a asigura practic regenerarea fara erori;

Organizarea simpla a tranziturilor, introducerea si evidentierea grupelor de canale in punctele intermediare;

Simplicitatea elementelor de amplificare, deoarece de la ele nu se cere liniaritate inalta;

Corectia comparativ simpla a distorsiunilor liniare este conditionata de faptul, ca problema corectorului nu consta in corectia formei canalului, insa numai in asigurarea minimului de erori in procesul de regenerare.

De rand cu avantajele enumerate STFO urmeaza sa luam in consideratie si acel fapt, ca dezvoltarea opticii integrate si tehnicii senzorilor cu fibra optica deschid perspective de creare a unei tehnici noi de telecomunicatii si microfonul si telefonul, si modulatorul, amplificatorul si regeneratoarele vor fi pur optice.

In prezenta lucrare se proiecteaza sistema de transmisii prin fibre optice Sopca - 4M pentru organizarea retelelor de telecomunicatii.

Alegerea traseului a liniei de transmisie prin fibre optice

Pe baza studierii hartii geografice este necesar de a insemna variantele traseelor posibile, de a infaptui compararea acestor variante si de a-l alege pe cel mai optimal si mai economic. La alegerea traseului scarii pe acre poate de folosit harti de diferite, sosele si drumurile naturale. Este comod de a folosi atlasul cailor de automobile. Se recomanda de a compara variantele dupa asa indici ca: lungimea, indepartare de la drumuri, numarul de treceri, conditiile solului, comoditatile de construire si exploatare. Se indeplineste desenul schemei de amplasare a STFO (fara scara). Pe desen se indica statiile terminale. Punctele de regenearre deservite si nedeservite, drumurile, indepartarea de la drumul de-a lungul caror se proiecteaza instalarea cablului, punctele populate, lungimea totala a traseului si a cablului dupa sectoare, trecerile, categoria solului, volumul lucrarilor de instalare a cablului-manual, in canalizatie, cu masina de instalare a cablului.

Traseul liniei se alege luand in consideratie volumul cel mai mic al lucrarilor si posibilitatii de folosire al mecanismelor. In zona dupa punctele populate linia este de dorit de-a o instala de-a lungul soselelor si drumurile naturale, in asa mod ca sa fie un numar minimal de intersectii cu raurile, soselele si caile ferate.

Trecerile peste rauri trebuie sa fie amplasate la distante nu mai mici de 1000 de la podurile cailor ferate si soselelor magistrale, la distante nu mai mici de 200m pe cursul inferior de la podurile soselelor si drumurilor naturale de importanta locala.

Cu cresterea populatiei si teritoriului oraselor creste numarul statiilor telefonice automate (STA) raionale si se mareste distanta dintre ele. De aceea la liniile de conectare dintre STA de nod si dintre STA de nod si cele interurbane, unde norma de atenuare este cu mult mai mica se folosesc sistemele de transmisie multiplex pe baza STFO. Aceasta solutionare a problemei se primeste

cea mai efectiva luand in considerare, ca Cu este deficitar.

Calculul si instalarea CO se infaptuieste luand in considerare normele de rezerva stabilite si concret:

pentru CO subteran - 2%

pentru CO submarin - 14%

pentru CO instalat in canalizatie - 5,7%

Sistemele de transmisii prin fibre optice

Structra STFO

Schema de structura a STFO depinde de destinatie, lungimea liniei de transmisiune, tipul informatiei ce se transmite si un sir de alti factori. In STFO poate fi utilizata atat modulatia analogica cat si cea digitala.

In sistemele cu modulatie analogica comunicarea utila in forma analogica nemijlocit moduleaza, amplitudinea, frecventa sau faza purtatoarei radiatiei optice a sursei. In acest caz se inainteaza cerinte inalte fata de liniaritatea tuturor elementelor traficului, care participa in formarea si transmisia semnalelor. In sistemele cu modulatie analogica zgomotul si distorsiunile ce se suprapun cu semnalul util in orice element al sistemului, de acum nu pot fi inlaturat si se sumeaza cu cresterea lungimii liniei.

Dintre STFO analogice cel mai pe larg se utilizeaza cele cu modulatia intensitatii radiatiei DEL, care este atragatoare prin constructia ei simpla, insa necesitatea de a obtine valori mari a raportului semnal/zgomot (RSZ) limiteaza utilizarea in bande relativ inguste si la distante mici. Aparitia in ultimii ani a diodelor laser monomode cu banda liniei de radiatie foarte ingusta conditioneaza posibilitatea utilizarii modulatiei analogice a frecventei si fazei. Atare sistemele se afla pana ce in stadiile de cercetare si elaborare.

In prezent sunt mai de perspectiva utilizarea STFO cu modulatia codificata in impulsuri, adica digitale. In acest caz comunicarea transmisa reprezinta o totalitate de impulsuri, care moduleaza radiatia optica continua a DL sau DEL. In practica cel mai pe larg se utilizeaza modulatia radiatiei optice dupa intensitate.

Schema contine doua complexe de utilaj terminal si traficul liniar optic. Utilajul terminal se amplaseaza in punctele A si B si consta din aparatura standarda digitala de formare a canalelor si grupelor si utilaj de jonctionare cu traficul optic. Utilajul de jonctionare contine convertorul de coduri CC, modulele optoelectronice de emisie MOE si receptie MOR, regeneratorul liniar RL. Convertorul de cod in punctul A converteaza semnalele in codul HDB-3 in semnale codificate unipolar comode pentru transmisia lor prin cablul optic CO. Modulul optoelectronic de emisie converteaza impulsurile electrice ale acestui cod in impulsuri optice. La receptie in punctul B impulsurile optice in modului optoelectronic de receptie se converteaza in electrice, care se regenereaza in regeneratorul liniar, iar apoi in convertorul de coduri se converteaza in impulsuri electrice in codul HDB-3 ce se transmit in aparatura PDH. Analogic se infaptuieste transmisia in directia B-A.

Traficul liniar optic contine minimum doua fibre optice in cablul optic CO, care se conecteaza la aparatura cu ajutorul cuploarelor optice demontabile COD. Peste anumite sectoare, numite sectoare de regenerare, se conecteaza punctele de regenerare deserviet si nedeservite PRD si PRN, destinate pentru regenerarea impulsurilor, distorsionate n rezultatul pierderilor si dispersiei in traficul liniar optic. Lungimea sectorului de regenerare depinde de marimea pierderilor si dispersiei in FO, viteza si calitatea necesara de transmisie a informatiei si indicii electrici a MOE si MOR.

Principiul de functionare a PRN este lamurit in schema de structura, unde AC este amplificator-corector, DL - dispozitivul de limita, DS - dispozitivul de sincronizare.

In PRN are loc convertarea semnalelor optice atenuate si distorsionate in cele electrice, care se amplifica, se stabileste forma initiala si relatiile de timp a semnalelor, dupa ce din nou se converteaza in optice. Din punctul A si din punctul B catre PRN sunt instalate catre PRN sunt instalate cate doua FO, una din care se utilizeaza pentru transmiterea semnalelor in directia A-B. Daca in cablul optic se utilizeaza m perechi de FO pentru functionarea a m sisteme de transmisii, atunci in punctul de regenerare se instaleaza M regeneratoare.

Sunt elaborate STFO care functioneaza in regim monomod si in care este posibila combaterea dispersiei semnalului optic ce se propaga prin fibra optica monomod prin alegerea lungimii de unda a radiatiei optice si parametrilor FO si DL. In atare STFO nu sunt necesare regeneratoarele in traficul liniar optic, pierderile se compenseaza cu ajutorul amplificatoarele optice AO, amplasate peste anumite sectoare.

Sursele de radiatie optica si MOE

Destinatia sursei de radiatie optica consta in convertarea semnalului electric in optic, care apoi se transmite prin CO al STFO. Specifica de functionare a STFO inainteaza anumite cerinte fata de sursele de radiatie optica, printre care pot fi mentionate urmatoarele:

corespunderea lungimii de unda a radiatiei unuia din minimurile al pierderilor in FO;

nivel inalt al puterii a radiatiei la iesire;

existenta conditiilor care asigura pierderi minimale a radiatiei optice la injectarea ei in FO;

posibilitatea infaptuirii simple a modulatiei radiatiei cu o rapiditate inalta;

fiabilitate inalta si resurse mari de functionare (10⁶ ore);

dimensiuni, masa si putere de consum mici.

Acestor cerinte cel mai pe deplin corespund sursele de radiatie optica semiconductoare: diodele electroluminiscente (DEL); diodele supraluminiscente (DSL); si diodele laser (DL). Cea mai buna sursa pentru STFO este DL pe baza heterogonctiunilor formate in structurile semiconductoare polistratificate pe baza compusilor GaAs si InP. DL satisfac tuturor cerintelor enumerate ai sus. Insa DEL si DSL cedand DL dupa un sir de parametri, la fel se utilizeaza in STFO posedand un cost mai redus.

Sursele de radiatie optica semiconductoare poseda o proprietate importanta pentru STFO dupa cum este posibilitatea modulatiei nemijlocite a radiatiei. Modulatia intensitatii radiatiei se infaptuieste prin schimbarea corespunzatoare a curentului de alimentare (pompaj) al sursei.

Sursele de radiatie optica se caracterizeaza cu ajutorul urmatoarelor caracteristici si parametri:

Caracteristica volt-amperica, care este dependenta puterii radiatiei de curentul de pompaj a sursei la aplicarea tensiunii de polarizatie directa. Caracteristicile tipice sunt reprezentate pentru DEL si DSL ele sunt aproximativ liniare, iar pentru DL - neliniare.

La curentii de pompaj Ip mai mici decat cel de prag, DL functioneaza ca DSL (sursa de radiatie necoerenta), iar cand curentul devine mai mare decat cel de prag, dispozitivul functioneaza in regim de laser si genereaza radiatie necoerenta. Cat este mai mare puterea radiatiei P pentru valoarea data a curentului de pompaj, cu atat este mai mare randamentul sursei.

Lungimea de unda de lucru l si latimea spectrala a liniei de radiatie s_l Dl. Radiatia a oricarei surse reale poseda o marime finita al latimii liniei spectrale de radiatie, care se determina dupa nivelul jumatate din putere.

Cu cat este mai mica latimea liniei spectrale de radiati cu atat este mai mica dispersia semnalului in FO.

Frecventa maximala de modulatie a radiatiei este egala cu frecventa semnalului modulat, la care amplitudinea componentei variabile a puterii radiatiei se reduce de 2 ori fata de puterea radiatie nemodulate. Acest parametru este egal cu zeci si sute de MHz pentru DEL si DSL si fractii de unitati de GHz pentru DL.

Componenta modala a radiatiei poate fi diferita; Del is DSL sunt surse de radiatie multimod; DL se produc de doua tipuri: monomod si multimod.

Caracteristicile de temperatura. DEL si DSL sunt niste elemente destul de termostabile, iar puterea radiatiei DL puternic depinde de temperatura si la functionare intr-un diapazon larg de temperaturi este necesara schema de termocompensare.

Modulul optoelectronic de emisie MOE este un articol a al optoelectronicii, destinat pentru convertarea semnalelor electrice de telecomunicatii in optice. MOE tipic contine:

Sursa optica de radiatie (DEL, DSL, DL);

Circuitele electronice pentru convertarea semnalelor electrice de intrare si stabilizarea regimurilor de functionare a sursei;

Conector optic sau un segment de CO.

MOE se produce sub forma de constructie unica de modul.

MOE analogic serveste pentru convertarea semnalelor electrice analogice in optice, iar cel numeric pentru convertarea semnalelor numerice (in nivelele LTT si LEC) in optice.

Pentru MOE numerice se normeaza urmatorii parametri:

lungimea de unda de lucru (mm);

viteaza maximala de transmisie a informatiei (bit/sec);

formatul semnalului ce se transmite (LTT, LEC);

puterea medie a impulsului radiatiei la iesire (mW);

puterea radiatiei de fon (mW);

diametrul dispozitivului optic de acordare (mm);

apertura numerica la iesire;

durata frontului impulsului radiatiei dupa nivelele 0,1.0,95;

durata de taiere a impulsului radiatiei dupa nivelele 0,1.0,95;

tensiunea de alimentare (V).

MOE se proiecteaza conform consecutivitatii. Initial se alege sursa de radiatie optica. La alegerea sursei urmeaza de a lua in consideratie marimea puterii, lungimea de unda si latimea spectrala a liniei de radiatie, viteza de transmisie a informatiei. In caz de necesitate urmeaza de a fi utilizata schema de stabilizare a temperaturii.

Urmatoarea etapa este alegerea metodei de modulatie: analogica sau digitala. La utilizarea modulatiei analogice, in afara de putere si latimea informationala a bandei, trebuie luata in consideratie neliniaritatea caracteristicii Watt-amperice, care determina marimea distorsiunilor neliniare. La utilizarea modulatiei digitaleeste necesar de a aprecia rapiditatea de functionare a sursei si metoda de codificare. Dupa alegerea metodei de modulatie urmeaza de a fi calculate pierderile radiatiei la injectarea ei in FO si de determinat daca puterea injectata este de ajuns pentru functionarea sistemei. Daca ea este mica, atunci se poate de utilizat alte metode de codificare sau de ales o alta sursa. Dupa alegerea sursei si metodei de modulatie este necesar de a calcula puterea injectata si zgomotul sursei, de determinat puterea de consum si de apreciat influenta temperaturii asupra caracteristicilor MOE. Daca schimbarile temperaturii puternic influenteaza asupra nivelului puterii radiatiei, atunci urmeaza de a intreprinde masuri de compensare a temperaturii (racirea cu ajutorul microfrigiderelor, stabilizarea curentilor de polarizatie si pompaj a sursei, introducerea circuitului cu reactie dupa semnal optic).

Fotodetectorii si MOR

Destinatia fotodetectorului consta in convertarea semnalului optic in electric, care apoi se prelucreaza de circuitele electronice a MOR. Fotodetectorul ideal trebuie:

precis sa reproduca forma semnalului receptionat;

sa nu introduca zgomot adaugator in semnal;

sa asigure puterea maximala a asemnalului electric in sarcina sa pentru puterea data a semnalului optic,

sa posede diapazon dinamic mare;

sa posede dimensiuni mici, fiabilitate inalta, cost redus, tensiuni de alimentare mici.

Cel mai pe deplin acestor cerinte corespund fotodetectoarele (FD) semiconductoare. In sistemele care functioneaza la l mm se utilizeaza FD produse din Si, iar pentru sistemele care functioneaza la l=1.3 si 1,55 mm - din Ge si InGaAs. Dintre FD semiconductoare in STFO se utilizeaza fotodiodele de diferite tipuri.

In STFO se utilizeaza FD de doua tipuri:

FD cu structura p-i-n, care poseda o sensibilitate mai buna decat FD obisnuite p-n;

FD cu avalansa, care poseda mecanismul interior de amplificare a fotocurentului si prin urmare sensibilitatea la ele este mai buna decat la FD cu structura p-i-n;

Daca pe FD cade puterea optica P, atunci in circuitul sarcinii ei va circula curentul (fotocurentul):

unde este randamentul cuantic ;

q - sarcina electronului ;

R_I - sensibilitatea dupa curent a FD .

R_i= hq /h n h l

Unde l este lungimea de unda a semnalului optic .

Analizam caracteristicele si parametrii de baza a FD .

!. Sensibilitatea dupa circuit R_{i ,} indica eficacitatea de convertare a fotodiodului , a puterii optice in curent . Cu cit este mai mare valoarea lui R_i cu atit este mai bun FD . De exemplu pentru FD ideal h si

R_I =

La FD h <1 si R_i =0.4 ..0.8 A/W . In circuitele reale in functie de receptie puterea semnalului alcatuieste aproximativ de la 1 pina la 10 nW , fotocurentul in sarcina FD I_f 0,5.5 nA . Asa valori mici a curentului sunt dificile pentru a fi inregistrate de circuitele electronice .

FDA poseda mecanism de amplificare interioara a fotocurentului si fotocurentul lui este egal :

Unde este valoarea medie in timp a coeficientului de multiplicare prin avalansa , egal cu 100 pentru Si si cu 10 pentru Ge . In asa mod , sensibilitatea dupa curent a FDA e de 10.100 ori este mai mare decit la FD cu structura p-i-n . La folosirea RTA se reduc cerintele amplificatorului fotocurentului ce urmeaza dupa FD .

2.Curentul la intuneric I_int a FD este curentul ce circula in circuitul sarcinii ei in lipsa semnalului optic . Curentul la intuneric este un parametru parazitar , deoarece creaza zgomotul de alice si limiteaza sensibilitatea FD. Valorile tipice I_int=1nA pentru Si si I_int=100nA pentru Ge FD.

In FDA datorita tehnologiei speciale de confectionare partea de multiplicare a curentului la intuneric, cu un ordin este mai mic decat la FD cu structura p-i-n.

3.Frecventa de limita F_lim a benzii de trecere a semnalului receptionat este frecventa pentru care sensibilitatea dupa curent a fotodetectorului se micsoreaza de doua ori referitor de valoarea pentru cazul receptorului radiatiei nemodulate. Frecventa de limita a FD contemporan alcatuieste unitati de GHz.

4.Tensiunea de deplasare si capacitatea jonctiunii FD. FD functioneaza in STFO in regimul fotodiodic. In acest caz de reducere a capacitatii se mareste frecventa de limita in comparatie cu regimul fotodiodic. Reducerea capacitatii FD este importanta pentru crearea MOR cu banda larga si micsorarea nivelului sumar de zgomot a lui. Marimea tensiunii de deplasare pentru FD p-i-n alcatuieste 5 si 20V, iar pentru FDA 30 si 300V. Corespunzator pentru FD confectionate din Ge si Si.

5.Diapazonul dinamic a FD caracterizeaza capacitatea lui de a converta atat cele mai mici cat si cele mai mari nivele a semnalului optic. De jos el este limitat de zgomotul de alice a FD, iar de sus de distorsiunile neliniare si alcatuieste 5060 dB in dependenta de materialul semiconductor.

6.Caracteristicele de zgomot. Practic o sursa de zgomot a FD este zgomotul de alice a curentului de intuneric , care se descrie dupa formula :

unde este valoarea medie patratica a zgomotului de alice ;

- curentul la intuneric;

latimea benzii de trecere a dispozitivului de receptie.

Raportul Semnal - Zgomot (RSZ) in sarcina ideala se determina dupa formula:

daca , atunci .

Puterea semnalului optic care se asigura se numeste de limita. Intr-o banda de trecere arbitrara puterile de limita corespunzatoare sunt egale:

Analizam caracteristicile de zgomot FDA. Zgomotul de alice in banda este egal

unde este valoarea medie patratica a puterii zgomotului;

- curentul la intuneric in volumul de multiplicare;

- coeficientul de zgomot in urma procesului haotic de multiplicare prin avalansa

raportul Semnal - Zgomot a FDA

De unde rezulta ca:

unde x=0.5 pentru Si si x=1 pentru Ge

MOR este un articol al optoelectronicii destinat pentru convertarea semnalelor optice transmise prin STFO in electrice. MOR tipic contine: conectorul optic sau segmentul de CO; fotodetectorul; circuite electronice pentru prelucrarea semnalului electric si stabilizarea regimurilor de functionare produs sub forma de constructie unica.

Parametrul de baza a MOR este sensibilitatea - puterea medie minimala in timp a semnalului la polul de la intrare, pentru care se asigura valoarea necesara a RSZ sau a coeficientului de erori.

Sensibilitatea MOR depinde de parametrii FD si indicii de zgomot a amplificatorului preliminar. Din aceasta cauza catre circuitele de intrare a MOR se inainteaza cerinte contradictorii: nivel minimal al zgomotului in banda data de trecere pentru un diapazon dinamic mare. In legatura cu aceasta amplificatoarele preliminare cu zgomot mic pentru MOR se impart in doua tipuri de baza

cu impendanta de intrare mare ;

cu reactie negativa.

In amplificatorul cu pentru reducerea nivelului zgomotului se mareste impendanta de intrare. Aceasta aduce nemijlocit la micsorarea diapazonului dinamic si bandei de trecere a amplificatorului. Pentru restabilirea ei se utilizeaza corectorul CAF, care in sistemele digitale este numit nivelator. In cazul doi pentru marirea bandei de trecere se utilizeaza reactia negativa paralela. Banda de trecere se mareste datorita reducerii impendantei dinamice de intrare a amplificatorului

unde K_u=10²10³ este coeficientul de amplificare dupa tensiunea amplificatorului.

Amplificatorul cu reactie putin ii cedeaza amplificatorului cu impedanta de intrare mare dupa zgomot, insa poseda un diapazon dinamic mai mare. Primele doua tranzistoare VT1 si VT2 formeaza circuitul de etaj, care posed o capacitate de intrare dinamica mica. Repetorul pe emitor la iesire este necesar pentru acordarea cu impedanta de intrare mica a amplificatorului de baza. Mor se proiecteaza conform urmatoarei consecutivitati. Initial se analizeaza cerintele si limitarile sistemei de transmisie. Primul pas in procesul calculelor este alegerea metodei de modulatie analogica sau digitala, care trebuie sa corespunda cu metoda de modulatie a sursei. Urmatorul pas dupa alegerea metodei de modulatie este calculul puterii echivalente a zgomotului (PEZ) al MOR. PEZ pentru banda de transmisie data se sumeaza din zgomoturile fotodetectorului, sarcinii lui sau circuitului cu reactie si amplificatorului. Dupa calculul PEZ se calculeaza sensibilitatile necesare si de limita, valoarea RSZ si marimea Per.

Urmatoarea etapa in procesul de proiectare este alegerea FD concret pentru lungimea de unda data a sursei. Lungimea de unda a sursei trebuie sa coincida cu maximumul sensibilitatii spectrale al FD. In continuare urmeaza sa ne determinam cu tipul amplificatorului preliminar si tipul tranzistorului din primul circuit al lui. Daca se utilizeaza FD cu structura

p-i-n, atunci pentru vitezele de transmisie mult mai mici ca 10.15 Mbit/sec este necesar tranzistorul cu efect de camp, iar pentru viteze de transmisie mari - tranzistorul bipolar.

Dupa alegerea FD concret, amplificatorului preliminar, tranzostorului din primul circuit se calculeaza PEZ, RSZ, Per si sensibilitatea MOR. Daca valoarea obtinuta a sensibilitatii este insuficienta pentru indeplinirea cerintelor sistemei, atunci urmeaza sa alegem un FD mai bun sau sa micsoram latimea benzii de transmisiune (daca aceasta e posibil).

Dupa alegerea elementelor, care satisfac cerintei dupa sensibilitate, este necesar de a analiza marimea diapazonului dinamic. El este important datorita schimbarii unui sir de factori, care influenteaza asupra functionarii sistemei dupa cum sunt schimbarea conditiilor exterioare (in particular temperatura), diferenta in lungimile sectoarelor de regenerare, de gradarea parametrilor elementelor in timp.

De aceea la calculul MOR urmeaza sa revedem cea mai rea varianta de schimbare a parametrilor elementelor sistemei, in particular al MOE si MOR, si la fel schimbarile posibile a temperaturii mediului ambiant. Daca schimbarile de temperatura exercita influenta esentiala asupra MOR, atunci trebuie de utilizat circuitul de compensare a temperaturii in MOR, analogic ca si in MOE.

La etapa finala de montaj a MOR este necesar de a lua in consideratie factorii mediului ambiant: temperatura, umiditatea, stabilitatea la corozie, posibilitatea patrunderii undelor electromagnetice si expunerii la lumina de fond a FD.

Calculul sensibilitatii MOR

unde q - sarcina electronului;

I_in - curentul la intuneric a FD;

I_in.v - curentul de volum la intuneric a FDA;

B - viteza de transmisie;

-- coeficientul de amplificare a purtatorilor de sarcini;

unde kT este produsul dintre constanta Boltzman si temperatura absoluta (k=1,38*10^-23J/K, T K);

-- generatorul de curent al amplificatorului preliminar;

C_m si C_int - capacitatile corespunzator de montaj si de intrare a amplificatorului preliminar (C_m 1.2pF)

pe tranzistor bipolar (TB) este urmatoarea:

-- panta caracteristicii pentru curentul colectorului I_c,

-- impendanta dinamica de intrare a TB pentru curentul bazei;

-- coeficientul static de amplificare a tranzistorului dupa curent;

-- capacitatea sumara la intrarea amplificatorului preliminara;

-- capacitatea dintre baza si colectorul TB;

-- capacitatea dintre baza si emitorul TB;

Determinarea lungimilor nominale si minimale a sectorului de

regenerare luand in considerare atenuarea semnalului optic

Lungimea maximala a sectorului de regenerare este limitata de pierderi. Pentru calculul pierderilor energetice pe un sector de regenerare se poate de folosit de schema din figura

A₁ A₆

Fig.

unde n_d si n_j sunt numerele de jonctiuni demontabile si sudate;

unde A_adm=n_dA_d=2dB

Determinarea lungimilor nominale si minimale a sectorului

de regenerare luand in consideratie atenuarea si

dispersia semnalului optic.

unde, s este dispersia la lungimea cablului egala cu 1km.

Inlocuirea marimii DA_discp in formula pentru determinarea lungimii sectorului de regenerare ne aduce la o ecuatie de radul trei in dependenta de l

unde,

dB

unde . Alegem l_r in limitele l_r.nom si l_r.min. l_r=80km.

In aceasta expresie nivelul de transmisie P_tr se determina dupa expresia:

unde h este constanta Planck, egala cu 6,6*10^-34J/Hz

n-- frecventa radiatiei.

Nivelul zgomotului sumar

unde F_zg este factorul de zgomot exprimat in dB.

Marimea factorului de zgomot depinde de temperatura, banda de transmisie, lungimea de unda, tipul fotodetectorului, tipul tranzistorului si schemei amplificatorului preliminar. In dependenta de acesti factori F_zg .30 dB.