Центральная длина волны и спектральная полоса источника

Центральной длиной волны называется среднее значение длины волны, при котором достигается амплитуда источника света или относительно которого наблюдается снижение максимальной амплитуды до половинного значения. Спектральной шириной полосы называется разница в длинах волн, при которой достигается амплитуда источника света или между которыми наблюдается снижение максимальной амплитуды до половинного значения. Эти величины выражаются в нм. Обе величины измеряются для передатчика как в отсутствии модуляции, так и в режиме модуляции. Если измеряется цифровой передатчик, то он должен быть модулирован псевдослучайной битовой последовательностью (PRBS) длиной не менее 215 символов с точно определенной частотой повторения импульсов, шириной импульса и заданным коэффициентом затухания. Аналоговые передатчики должны быть модулированными, по крайней мере, одной несущей при фиксированном оптическом индексе модуляции. Используя оптический анализатор спектра, измеряют уровень мощности, соответствующий наибольшему значению спектральной мощности. Центральная длина волны вычисляется как среднее арифметическое крайних длин волн полосы, а спектральная ширина вычисляется как разность этих длин волн. Измеряют также неравномерность характеристики оптического передатчика и приемника в спектральной полосе в дБ.

Линейная полоса и частотное смещение одномодовых источников

Линейной полосой называется спектральная ширина полосы отдельной моды лазера. Она определяется как разница между теми ближайшими частотами, на которых наблюдается снижение максимальной амплитуды спектра источника до половинного значения. Частотное смещение вызвано частотной модуляцией интенсивности лазерного диода. Частотное смещение эффективно расширяет спектральную полосу частот лазера. Благодаря дисперсии волокна составляющие спектрального потока на различных скоростях способствуют образованию гармонического искажения передаваемого сигнала. Линейная полоса выражается в МГц/мА.

Полоса пропускания и время нарастания

Ширина полосы, как отдельного блока оборудования, так и системы передачи в целом, измеряется в герцах по уровню половинной мощности аналогового сигнала, т.е. по уровню, который на 3 дБ ниже максимального. Это значит, что в полосе пропускания данного блока или системы ни один сигнал не затухает сильнее, чем на 3 дБ по сравнению с сигналом наибольшей амплитуды, затухание которого минимально. Полоса активного оборудования определяется отдельно от волокна по параметру, называемому временем нарастания (rise time). Время нарастания определяется как время, необходимое для увеличения мгновенного значения амплитуды импульса от 10 до 90 процентов пикового значения амплитуды, и характеризует быстродействие активного оборудования. Следовательно, пропускная способность (или полоса пропускания) активного оборудования может быть определена по его амплитудно-частотной характеристике по уровню 3 дБ, либо рассчитана через время нарастания.

Измерение ширины полосы оптического волокна имеет свои особенности. Дело в том, что в общем случае полоса передачи, предоставляемая оптическим волокном, зависит от его длины, поскольку изменение длины волокна изменяет его оптические свойства, а также от уширения импульса. Уширение импульса происходит в волокне вследствие дисперсии. Величины уширения импульса и полосы пропускания оптического волокна связаны однозначной зависимостью — полоса пропускания является величиной, обратной уширению. Полосу пропускания волокна можно определить через параметр, называемый широко-полосностью, который показывает, какую ширину полосы имеет волокно длиной в 1 км (измеряется в МГц-км). Очевидно, чем больше расстояние передачи (длина волокна), тем меньше будет доступная для передачи полоса. В одномодовом волокне ширина полосы является линейной функцией от длины волокна. Например, одномодовое волокно, для которого широкополосность определена значением 250 МГц-км, при длине 5 км будет обеспечивать для передачи сигнала полосу, ширина которой составляет 50 МГц:

f = 250/5 = 50 МГц.

И наоборот, если хотим передать сигнал, полоса которого составляет 50 МГц, на расстояние 5 км, то должны взять волокно с параметром широкополосное 250 МГц-км:

f= 50-5 = 250 МГц-км.

В многомодовом волокне полоса передачи зависит от длины волокна нелинейно из-за дисперсии. Когда в волокне распространяется несколько мод, каждая из них ведет себя как относительно независимый канал передачи из-за статистической природы механизма многомодового распространения. Поэтому, полоса передачи определяется тем, насколько различаются времена распространения отдельных мод. Так, например, эффективная длина многомодового волокна длиной 5 км при полосе сигнала 50 МГц составляет 3,62 км. Эффективная длина волокна всегда меньше его действительной длины и, поэтому, для передачи сигнала с полосой 50 МГц на расстояние 5 км широкополосность волокна должна быть больше, чем 250 МГц-км.

Понятие уширения удобно использовать в цифровых системах для оценки искажений выходного импульсного сигнала. Если характеристики элементов системы даны в терминах уширения и времени нарастания At, можно вычислить общее уширение всей системы как среднеквадратическое значение отдельных ее элементов (квадратный корень из суммы квадратов времени нарастания передатчика, уширения импульса в волокне и времени нарастания приемника). Однако характеристики некоторых элементов системы производители определяют только в терминах полосы пропускания, не приводя значения времени нарастания и уширения импульса. Это гораздо удобнее с точки зрения проектирования оптической линии. В этом смысле оптическая система не отличается от обычной коаксиальной, где полосы пропускания всех элементов, включая усилители, ответвители и делители, должны удовлетворять требованиям к полосе системы в целом. Активное оборудование должно иметь ширину полосы, большую полосы пропускания волокна или, иначе говоря, время нарастания должно быть меньше уширения импульса на величину технологического запаса.

Оптическая мощность

На измерении оптической мощности базируются измерения следующих параметров оптической системы передачи:

• потери волокна, соединителей, мультиплексоров и оптических изоляторов;
• усиление оптических усилителей;
• направленность оптических разветвителей;
• развязка оптических изоляторов, мультиплексеров и оптических ответвителей.

Оптическая мощность измеряется в дБм.

Оптический коэффициент возвратных потерь

Для оптических систем также определяется коэффициент возвратных потерь. Отражение передаваемого света имеет место на границе двух различных диэлектрических материалов. Оптический коэффициент возвратных потерь -это коэффициент отражения, который является отношением падающей оптической мощности к отраженной оптической мощности, выраженным в дБ. Коэффициент возвратных потерь измеряется для всего оптического оборудования, а не только активного. Метод измерения описан в стандарте EN-50083. Если испытуемый прибор имеет более одного порта, то все другие порты, не задействованные в измерении, должны быть соединены с согласованными нагрузками, имеющими очень низкий коэффициент отражения.

Поляризация и поляризационная стабильность источника

Поляризация определяется как проекция электрического вектора на плоскость, перпендикулярную направлению распространения поляризационной световой волны. Поляризационная стабильность должна выражаться как логарифмическое отношение в дБ максимальной амплитуды к минимальной амплитуде на выходе прибора, когда поляризация на входе изменяется между 0 и 360 градусами.

Когерентное время и когерентная длина

Когерентным временем является время, которое необходимо свету для прохождения когерентной длины. Когерентное время находится как величина, обратная линейной полосе. Обе величины используются для определения фазовой стабильности источника света.

Выходная мощность насыщения оптического усилителя

Эта величина находится через измерение усредненной выходной оптической мощности тестового волокна, удаленный конец которого подключается к выходной оптической части насыщенного оптического усилителя. Выходная оптическая мощность насыщения выражается в дБм. При низких уровни выходной мощности наблюдается лучшая линейность характеристики, следовательно, при увеличении выходного уровня необходимо будет понизить усиление. Насыщенной выходной мощностью считается выходная мощность, которая ниже экстраполированной линейной величины на 3 дБ.

Чувствительность оптического приемника по напряжению

Это отношение приращения выходного напряжения к соответствующему приращению оптической мощности. Чувствительность по напряжению выражается в В/Вт.

Дальность действия

Современные источники излучения, в качестве которых используются оптические квантовые генераторы, позволяют получить узконаправленное и когерентное световое излучение, затухание которого в волокне, обеспечивающем высокую направленность луча, весьма мало. Кроме возможности передачи света на очень большие расстояния без усиления это позволяет детектировать световой сигнал в точке приема с меньшим количеством ошибок. Затухание и дисперсия сигнала в волокне определяет возможную дальность передачи. Таким образом, дальность действия приемопередающих устройств зависит от качества волокна, используемого в линии связи. Обычно те значения дальности передачи, которые приводят производители в спецификации своих оптических передатчиков, не учитывают характеристики различных типов волокна, а рассчитаны для волокна наивысшего качества. Бюджет активного оборудования должен превышать затухание в волокне на некоторую величину технологического запаса.

Активной средой усилителя является одномодовое волокно, сердцевина которого легируется примесями редкоземельных элементов с целью создания трехуровневой атомной системы. Лазер накачки возбуждает электронную подсистему примесных атомов. В результате чего электроны с основного состояния (уровень А) переходят в возбужденное состояние (уровень В). Далее происходит релаксация электронов с уровня В на промежуточный уровень С. Когда заселенность уровня С становится достаточно высокой, так что образуется инверсная заселенность уровней А и С, то такая система способна индуцировано усиливать входной оптический сигнал в определенном диапазоне длин волн. Если же входной сигнал не нулевой, то происходит спонтанное излучение возбужденных атомов примесей, приводящее к шуму.

Среди преимуществ оптических усилителей EDFA (Erbium Doped Fibre Amplifier) — их универсальность. Они используются в различных структурах, совмещающих разнородные аналоговые или цифровые каналы передачи. Они не испытывают зависимости от скорости передачи данных. К достоинствам относятся ровные характеристики усиления во всем диапазоне частот, поэтому усилители могут использоваться на больших расстояниях. Оптические усилители обеспечивают необходимый уровень усиления без потери качества сигнала, а любые колебания длины волн быстро подавляются. Самое широкое применение в оптических сетях кабельного телевидения нашли предварительные усилители, бустерные усилители, линейные усилители мощности.

Основной концепцией Thor является внедрение инноваций, разработка, тестирование и производство качественной продукции. Наши сотрудники безустанно проектируют и производят новые технические решения, одни из лучших в США.

Сегодня мы продаем наши системы по всему миру государственным предприятиям, телевизионным фирмам. Мы сотрудничаем с 500 фирмами по всему миру: с группами городского планирования, банками, сетями ресторанов, страховыми организациями, больницами, со всеми, кто нуждается в бесперебойной передаче видео аудио сигнала без задержек и нарушений в работе.

Скорость передачи полностью регулируется от 1,5 — 19 Мбит, а также различные аудио кодеки доступны. Стандартное кодирование аудио в формате MPEG-2 AAC и MPEG-4 AAC предоставляются, а также лицензированным Dolby AC / 3 аудиокодека. Аудио источники могут быть выбраны из любого HDMI, аналоговый RCA или цифровые оптические порты TosLink. Для получения объемного звучания, цифровые аудио входы могут быть установлены в режим для сохранения 5.1 и 7.1 звука, который уже закодирован в формате Dolby совместимый. Два зеркальных выходов ASI предназначены для вещателей для дополнительной гибкости в распространении контента.

Программы через вход ASI также могут быть мультиплексированы и перераспределены на выход ASI, добавив еще одну функцию в блок в качестве мультиплексора ASI. IPTV не пренебрегли каким-либо образом. Все четыре закодированные программы могут быть отображены на уникальные IP-адреса выходов и портов в любом UDP или формате RTP. Выход IP может быть сконфигурирован, чтобы лишить нулевых пакетов, чтобы уменьшить пропускную способность сети. Все четыре канала могут быть независимо сконфигурированы. Любой 720 или 1080 стандартный видеосигнал в любом HDMI или компонентном формате YPbPr может быть использован для каждого из четырех каналов. Так же, как и все другие профессиональные модуляторы шасси Thor, эта система может быть настроена с прошивками для QAM, DVB-C, DVB-T или ATSC форматов выходных данных канала.

NASA предполагает закупку следующего оборудования, представленного на испытательном стенде:

• 8-SDI оптоволоконный передатчик на одном SM волокне и 8-канальный CWDM MUX / DEMUX (мультиплексор/демультиплексор).
• 8-SDI оптоволоконный приемник на одном SM волокне и 8-канальный CWDM MUX / DEMUX (мультиплексор/демультиплексор).
• 24 PORT 10/100/1000 свитч / 10G SFP — CWDM — 1470/1490. Поддержка источника питания 110-220VAC 50 / 60Hz.