РОЗДІЛ 2
ПЕРЕХІДНІ ЗАВАДИ В УЩІЛЬНЮВАЛЬНОМУ ОБЛАДНАННІ БАГАТОКАНАЛЬНИХ ВОСП З СРК
Одним із параметрів, що характеризують роботу мультиплексорів та демультиплексорів у ВОСП з СРК, є ізоляція каналів. Це поняття по змісту аналогічне терміну "захищеність" і представляє собою різницю між максимальним та мінімальним внесеним загасанням сигналу [1]. На практиці досить важко забезпечити високу ізоляцію каналів, тому при проектуванні ВОСП з СРК слід враховувати вплив на інформаційний сигнал побічних сигналів від сусідніх каналів.
Розрізняють міжканальні та внутрішньоканальні перехресні завади. У першому випадку сигнал-завада знаходиться на довжині хвилі, яка суттєво відрізняється від довжини хвилі інформаційного сигналу. Другий вид має місце, коли сигнал-завада знаходиться на довжині хвилі інформаційного сигналу або близько до неї.
При односпрямованому (симплексному) режимі передавання у WDM-системах мають місце перехідні завади на дальньому кінці, а при двоспрямованому (дуплексному) режимі - перехідні завади на ближньому кінці, як це видно з рис. 2.1.
Згідно з [45], дальні перехідні завади є мірою ізоляції між вихідними полюсами по сигналам різних довжин хвиль і визначаються як доля потужності, яка реєструється на довжині хвилі ?1 в каналі 2, що відповідає довжині хвилі ?2. Ближні перехідні завади аналогічні коефіцієнту направленості та визначаються як доля потужності, яка реєструється на довжині хвилі ?1 в каналі 2, що відповідає довжині хвилі ?2, за умови, що в канал 1 подається сигнал на довжині хвилі ?1.
Рис. 2.1. Виникнення перехідних завад в оптичному ланцюзі зв'язку:
а) на дальньому кінці, б) на ближньому кінці
Пропонується наступна методика розрахунку перехідних (лінійних) завад між спектральними каналами ВОСП з СРК [68, 69]. При цьому використано елементи теорії взаємних впливів між ланцюгами ліній зв'язку з використанням металевого кабелю.
2.1. Перехідні завади в симплексних ВОCП з СРК типу "точка-точка"
2.1.1. Визначення та розрахунок параметрів взаємних впливів між каналами WDM-компонентів симплексних ВОCП з СРК
Важливими елементами (компонентами) ВОСП з СРК є мультиплексор (MUX) та демультиплексор (DEMUX).
На прикладі 4-канального WDM-MUX (рис. 2.2) та 4-канального WDM-DEMUX (рис. 2.3) розглянемо детальніше визначення понять "оптичні втрати, що внесені каналом" та "оптичне перехідне загасання на дальньому кінці", а також механізм виникнення перехідних завад між спектральними каналами при симплексному та дуплексному режимах передавання.
Рис. 2.2. 4?- WDM-MUX
Рис. 2.3. 4?-WDM-DEMUX
Як для WDM-MUX, так і для WDM-DEMUX важливими параметрами є оптичні втрати, що внесені каналом (optical channel insertion loss), тобто власні втрати WDM-пристрою.
Для 4-WDM-MUX оптичні втрати, що внесені каналом, визначаються як:
для каналу 1 та довжини хвилі ?1, (2.1)
для каналу 2 та довжини хвилі ?2, (2.2)
для каналу 3 та довжини хвилі ?3, (2.3)
для каналу 4 та довжини хвилі ?4, (2.4)
де Pпер i (?i), Pпер i'(?i) - вхідна та вихідна потужності інформаційного сигналу ?i в каналі i WDM-MUX, мВт.
Значення цього параметру є елементами логарифмічної матриці перетворень WDM-MUX:
. (2.5)
Для 4-WDM-DEMUX оптичні втрати, що внесені каналом, визначаються як:
для каналу 1 та інформаційного сигналу
з довжиною хвилі ?1, (2.6)
для каналу 2 та інформаційного сигналу
з довжиною хвилі ?2, (2.7)
для каналу 3 та інформаційного сигналу
з довжиною хвилі ?3, (2.8)
для каналу 4 та інформаційного сигналу
з довжиною хвилі ?4, (2.9)
де Pпр i (?i), Pпр i ? (?i) - вхідна та вихідна потужності інформаційного (корисного) сигналу ?i в каналі i WDM-DEMUX, мВт.
Крім того, WDM-DEMUX характеризується також ще й оптичним перехідним загасанням на дальньому кінці (optical far-end crosstalk (FEXT) attenuation).
Для 4-WDM-DEMUX оптичне перехідне загасання на дальньому кінці визначається як:
для каналу 1 та
сигналу-завади з довжиною хвилі ?2, (2.10)
для каналу 1 та
сигналу-завади з довжиною хвилі ?3, (2.11)
для каналу 1 та
сигналу-завади з довжиною хвилі ?4, (2.12)
для каналу 2 та
сигналу-завади з довжиною хвилі ?1, (2.13)
для каналу 2 та
сигналу-завади з довжиною хвилі ?3, (2.14)
для каналу 2 та
сигналу-завади з довжиною хвилі ?4, (2.15)
для каналу 3 та
сигналу-завади з довжиною хвилі ?1, (2.16)
для каналу 3 та
сигналу-завади з довжиною хвилі ?2, (2.17)
для каналу 3 та
сигналу-завади з довжиною хвилі ?4, (2.18)
для каналу 4 та
сигналу-завади з довжиною хвилі ?1, (2.19)
для каналу 4 та
сигналу-завади з довжиною хвилі ?2, (2.20)
для каналу 4 та
сигналу-завади з довжиною хвилі ?3, (2.21)
де Pпр ij* (?j) - вихідна потужність сигналу-завади з довжиною хвилі ?j в робочому каналі i WDM-DEMUX, мВт.
Оскільки всередині 4-WDM-DEMUX на інформаційний сигнал в каналі i можуть впливати три сигнали-завади, то в логарифмічній матриці перетворень для 4-WDM-DEMUX співвідношення кількості оптичних перехідних загасань на дальньому кінці до внесених втрат становить 3:1 (наприклад, для каналу 1 - aпр12, aпр13, aпр14 проти aпр11).
Тоді логарифмічна матриця перетворень для 4-DEMUX має вигляд:
. (2.22)
Тут діагональні елементи aпр ii (при j = i) означають оптичні втрати, що внесені каналом, а недіагональні елементи aпр ij (при j i) - оптичне перехідне загасання на дальньому кінці.
Узагальнюючи формули (2.1) - (2.4), (2.6) - (2.9) та (2.10) - (2.21), надалі введемо наступні визначення.
"Оптичні втрати, що внесені каналом" aii (?i) для інформаційного сигналу з довжиною хвилі ?i в каналі i всередині WDM-MUX або WDM-DEMUX визначаються як
при j = i, (2.23)
де Pi(?i), Pi'(?i) - вхідна та вихідна потужності інформац