Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Метод и алгоритмы оценки качества передачи и обработки информации в каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта Кашин Дмитрий Игоревич

Метод и алгоритмы оценки качества передачи и обработки информации в каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта
<
Метод и алгоритмы оценки качества передачи и обработки информации в каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта Метод и алгоритмы оценки качества передачи и обработки информации в каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта Метод и алгоритмы оценки качества передачи и обработки информации в каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта Метод и алгоритмы оценки качества передачи и обработки информации в каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта Метод и алгоритмы оценки качества передачи и обработки информации в каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта Метод и алгоритмы оценки качества передачи и обработки информации в каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта Метод и алгоритмы оценки качества передачи и обработки информации в каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта Метод и алгоритмы оценки качества передачи и обработки информации в каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта Метод и алгоритмы оценки качества передачи и обработки информации в каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта Метод и алгоритмы оценки качества передачи и обработки информации в каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта Метод и алгоритмы оценки качества передачи и обработки информации в каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта Метод и алгоритмы оценки качества передачи и обработки информации в каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Кашин Дмитрий Игоревич. Метод и алгоритмы оценки качества передачи и обработки информации в каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта: диссертация ... кандидата технических наук: 05.13.01 / Кашин Дмитрий Игоревич;[Место защиты: Московский государственный университет путей сообщения].- Москва, 2015.- 229 с.

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ форматов модуляции оптических сигналов и способов линейного кодирования информации в цифровых каналах волоконно оптических сетей связи железнодорожного транспорта обзор

1.1. Постановка задачи 13

1.2. Обзор и классификация форматов модуляции оптических сигналов.. 1.2.1. Обзор форматов амплитудной модуляции оптических сигналов 15

1.2.2. Обзор форматов фазовой и дифференциально-фазовой модуляции оптических сигналов 1.3. Модель аналитического описания временных параметров импульсов в цифровом сигнале 18

1.4. Обзор основных параметров и свойств линейных кодов в каналах волоконно-оптических сетей связи 19

1.5. Обзор и анализ способов линейного кодирования первичных цифровых тестовых сигналов 1.5.1. Обзор и анализ способов линейного кодирования первичных цифровых сигналов при использовании формата амплитудной модуляции 21

1.5.2. Обзор и анализ способов линейного кодирования первичных цифровых сигналов при использовании формата фазовой модуляции

1.6. Классификация форматов модуляции оптических сигналов и способов линейного кодирования 33

1.7. Выводы по главе 35

2. Метод и алгоритмы моделирования структуры и расчета параметров спектральной плотности мощности цифровых электрических тестовых сигналов 36

2.1. Постановка задачи 36

2.2. Обзор стандартных первичных цифровых тестовых сигналов с фиксированной и псевдослучайной структурами (по Рекомендациям МСЭ-Т) 38

2.3. Модель генератора псевдослучайных последовательностей импульсов цифровых тестовых сигналов 42

2.4. Методика расчета спектральной плотности мощности цифровых тестовых сигналов 46

2.5. Анализ результатов расчета СПМ электрических тестовых сигналов 54

2.6. Сравнительный анализ результатов расчета параметров СПМ вторичных цифровых электрических тестовых сигналов 58

2.7. Выводы по главе 64

3. Методика расчета спектральной плотности мощности модулированных оптических сигналов в каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта 65

3.1. Постановка задачи 65

3.2. Обзор и анализ способов модуляции оптических сигналов в оборудовании волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта 65

3.3. Методика и алгоритм расчета параметров СПМ немодулированных оптических сигналов 69

3.4. Методика и алгоритм расчета параметров СПМ модулированных оптических сигналов 75 3.5. Анализ результатов расчета спектральной плотности мощности модулированных оптических сигналов 78

3.6. Сравнительная оценка энергетических характеристик СПМ модулированных оптических сигналов 86

3.7. Выводы по главе 88

4. Метод расчета характеристик качества передачи и обработки информации в цифровых каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта 90

4.1. Постановка задачи 90

4.2. Обзор стандартов оптических волокон 91

4.3. Методика расчета мощности спектральных составляющих СПМ оптического сигнала при воздействии нелинейных эффектов в ОВ

4.3.1. Расчет потерь мощности спектральных составляющих СПМ оптического сигнала при воздействии нелинейного эффекта вынужденного рассеяния Рамана (SRS) 94

4.3.2. Расчет потерь мощности спектральных составляющих СПМ оптического сигнала при воздействии нелинейного эффекта вынужденного рассеяния Бриллюэна-Мандельштама (SBS) 95

4.3.3. Расчет потерь мощности спектральных составляющих СПМ оптического сигнала при воздействии нелинейного эффекта фазовой самомодуляции (SPM) 97

4.3.4. Расчет потерь мощности спектральных составляющих СПМ оптического сигнала при воздействии нелинейного эффекта перекрестной фазовой модуляции (CPM) 98

4.4. Алгоритм расчета СПМ оптического сигнала при воздействии

нелинейных эффектов в оптическом волокне 99

4.5. Методика расчета мощности оптических шумов в каналах волоконно оптических сетей связи железнодорожного транспорта 104

4.5.1. Модель расчета мощности оптических шумов, создаваемых ФПУ 105

4.5.2. Расчет мощности оптического шума в модулированном оптическом сигнале, вызванного влиянием эффекта четырехволнового смешения 109

4.5.3. Расчет мощности квантового оптического шума 112

4.5.4. Расчет мощности дробного шума Джонсона-Найквиста 112

4.5.5. Анализ результатов расчета мощности оптических шумов в каналах передачи волоконно-оптических сетей связи

4.6. Методика расчета характеристик качества передачи данных в оптических каналах связи 114

4.7. Модель расчета коэффициента секунд передачи данных с битовыми ошибками ESR и коэффициента секунд передачи данных пораженных битовыми ошибками SESR 120

4.8. Рекомендации по применению цифровых тестовых сигналов в системах технической эксплуатации волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта 124

4.9. Выводы по главе 126

Заключение 128

Список сокращений и условных обозначений

Обзор основных параметров и свойств линейных кодов в каналах волоконно-оптических сетей связи

В каналах связи волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта применяют амплитудную модуляцию (ASK, Amplitude Shift Keying), фазовую (PSK, Phase Shift Keying), дифференциально-фазовую (DPSK, Differential Phase Shift Keying), частотную (FSK, Frequency Shift Keying), а также модуляцию по состоянию поляризации (PolSK, Polarization Shift Keying) [1]. В настоящее время [1-3] ведутся разработки комбинированных форматов модуляции оптических сигналов, в которых данные кодируются изменением амплитуды и фазы сигнала (ASK-PSK, DP-PSK).

Будем называть первичным цифровым сигналом исходный бинарный сигнал до процедуры его линейного кодирования. Вторичным цифровым сигналом – сигнал после выполнения процедуры линейного кодирования. Необходимо отметить, что формат модуляции неразрывно связан со способом линейного кодирования. Поэтому в тексте будут использоваться обозначения, состоящие из двух частей:

Способ линейного кодирования первичного цифрового тестового сигнала обуславливает выбор формата модуляции оптического сигнала. Процедура амплитудной модуляции (ASK, Amplitude Shift Keying) реализуется кодированием электрических сигналов наличием или отсутствием световых импульсов [1, 4].

Такие форматы модуляции принято обозначать аббревиатурой OOK (On/Off Keying), т.е. модуляция по принципу включено/выключено. При использовании 6 способа прямой модуляции мощность излучения источника оптического сигнала управляется воздействием логических значений 0 или 1 электрического сигнала. Способ прямой модуляции рекомендован к использованию в каналах волоконно-оптических сетей связи со скоростью передачи данных до 10 Гбит/с [5]. Недостатком способа прямой модуляции является появление сигналов на так называемой «паразитной» частоте, переходных процессов в полупроводниковых лазерах и увеличение нелинейных искажений оптического сигнала. [1, 6, 7].

Рассмотрим виды линейных кодов, используемых в форматах амплитудной модуляции оптических сигналов [8].

Совместно с ASK применяются двухуровневые и многоуровневые способы линейного кодирования бинарных электрических сигналов. К двухуровневым способам линейного кодирования относят: NRZ ASK (и его модификации NRZ-L; NRZ-M) и RZ ASK (return to zero, с возвращением к нулю). Существует также несколько вариантов линейных кодов RZ: CSRZ (Carrier Suppressed Return to Zero, с подавленной несущей), CRZ (Chirped RZ, чирпированный) и VSB-RZ (однополосный) [1]. К многоуровневым способам кодирования относят: AMI, CMI, HDB3(2), B8ZS, B6Zs, B3ZS и др. Подробно о перечисленных способах линейного кодирования в разделе 1.6.1.

Форматы амплитудной модуляции применяются, как правило, при канальной скорости передачи до 10 Гбит/с. При больших скоростях передачи применяются форматы фазовой и дифференциально-фазовой модуляции оптических сигналов [9].

В формате фазовой модуляций (PSK, Phase shift keying) данные кодируются перепадом амплитуды оптического импульса в течение битового интервала. В формате дифференциально-фазовой модуляции (DPSK, Differential Phase Shift 7 Keying) данные кодируются разностью перепадов амплитуд двух соседних импульсов. Реализация формата PSK, как правило, предусматривает использование способов линейного кодирования ME, DME и Miller [8]. Подробно о данных способах линейного кодирования в разделе 1.6.2.

Предметом особого внимания становится выбор формата модуляции для сверхвысокоскоростных каналов (выше 10 Гбит/с) волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта [4, 10]. В [11, 12] представлены результаты расчетов характеристик качества передачи, полученных при сочетании линейных кодов RZ с различными форматами PSK: дифференциальной квадратурной, дифференциальной квадратурной и восьмифазной дифференциальной (RZ-DPSK, RZ-QPSK, RZ-DQPSK, RZ-8DPSK). Эти форматы модуляции эффективно противостоят влиянию дисперсии оптических сигналов, а также позволяют вводить в оптическое волокно (ОВ) повышенную мощность оптического сигнала. При этом влияние нелинейных эффектов оптического волокна не сказывается на качестве передачи данных [4].

Сравнительный анализ способов линейного кодирования CRZ, RZ и NRZ, проведенный в [13], показал, что наименее подвержены воздействию нелинейным эффектам оптического волокна и влиянию хроматической дисперсии сигналы формата CRZ и RZ [4].

Согласно [6] перспективными форматами модуляции для высокоскоростных каналов волоконно-оптических сетей связи (от 10 Гбит/с и выше) являются дифференциальные двух- и четырехуровневые форматы фазовой модуляции (DPSK и DQPSK). Однако из-за сложности технической реализации указанные форматы модуляции в настоящее время имеют ограниченное применение.

Обзор стандартных первичных цифровых тестовых сигналов с фиксированной и псевдослучайной структурами (по Рекомендациям МСЭ-Т)

В результате выполнения операций ДПФ формируется одномерный массив комплексных чисел, являющихся значениями амплитуд соответствующих спектральных составляющих исходного цифрового тестового сигнала. Аргументы представляют собой начальные фазы спектральных составляющих тестового сигнала. Совокупность амплитуд и значений частот является амплитудным спектром сигнала, а совокупность значений частот и начальных фаз – фазовым спектром сигнала.

При выполнении процедур временной дискретизации импульсов тестового сигнала будем исходить из допущений, что отсчеты дискретного во времени сигнала содержат полную информацию о бинарном сигнале S(t) [34]. Следует учитывать, что N отсчетам во временных координатах соответствует N/2 отсчетов в частотных координатах. Для корректного применения ДПФ необходимо учитывать следующие его свойства [35-38].

Свойство периодичности. Значения коэффициентов преобразования Фурье S(fk), полученные с помощью ДПФ, связаны между собой соотношением: S ( fk ) =S ( fk+N ) . Из указанного свойства следует, что амплитудный спектр сигнала является периодическим с периодом N.

Свойство осевой симметрии. Составляющие амплитудного спектра сигнала с отрицательными индексами k повторяются через N-значений на интервале от k=N/2 до k=N-1. Иными словами, амплитудный спектр сигнала имеет осевую симметрию относительно N/2.

Перечисленные выше свойства иллюстрирует рисунок 2.6. Рисунок 2.6. Иллюстрация свойств периодичности и осевой симметрии дискретного преобразования Фурье

Учитывая приведенные выше свойства ДПФ, при расчете характеристик амплитудного спектра тестового сигнала требуется выполнить следующие вычислительные операции [39-41]: - числовые значения амплитуд спектральных составляющих тестового сигнала делятся на число временных отсчетов, приходящихся на один тактовый интервал; - исключаются числовые значения амплитуд спектральных составляющих тестового сигнала с индексом большим, чем N/2; - числовые значения амплитуд спектральных составляющих умножаются на коэффициент 2 за исключением постоянной (нулевой) составляющей амплитудного спектра (рисунок 2.7).

Расчет характеристик СПМ тестового сигнала по числовым значениям составляющих амплитудного спектра производится по формуле: где Z – входное сопротивление интерфейса модулятора оптического сигнала. Согласно рекомендациям МСЭ-Т G.691 и G.703 значения входных сопротивлений интерфейсов модулятора оптического сигнала могут составлять 75, 100, 110 и 120 Ом. В дальнейших расчетах примем Z = 100 Ом. Для расчета характеристик СПМ сформируем массив значений модельного времени T = [t0, t1, t2, …, tN-1] и массив амплитудных значений цифрового 9 тестового сигнала S = [S(t0), S(t1), S(t2), …, S(tN-1)], полученные в моменты времени [0, 1 t, 2 t, …, (N-1) t ] [42].

Для расчета параметров СПМ тестового сигнала выполняются следующие вычислительные операции [40, 42]: - формируется логическая структура тестового сигнала (см. раздел 2.3); - задается модель линейного кодирования тестового сигнала; - логическая структура тестового сигнала преобразуется во временную модель сигнала; - производится процедура временной дискретизации сигнала и формируется двумерный массив данных (отчетов сигнала) вида [tn; S(tn)]; 0 - для двумерного массива данных [tn; S(tn)] с помощью метода ДПФ рассчитывается амплитудный спектр тестового сигнала; - по значениям амплитудного спектра тестового сигнала с помощью выражения СПМ тестового сигнала. Перечисленные выше этапы вычислений иллюстрирует рисунок 2.8.

Этапы вычислений амплитудного спектра сигнала: а) поток импульсов цифрового тестового сигнала; б) поток дискретизирующих импульсов; в) вид сигнала, дискретизированного по времени; г) двумерный массив отсчетов тестового сигнала

Разработанный алгоритм расчета параметров СПМ цифрового тестового сигнала представлен на рисунке 2.9.

В первом блоке алгоритма задаются исходные данные для расчета СПМ тестового сигнала, в том числе используемый способ линейного кодирования. Во втором блоке алгоритма осуществляется формирование структуры тестовой последовательности по алгоритму, представленному на рисунке 2.5. В четвертом блоке производится процедура линейного кодирования тестового сигнала. В блоках пять и шесть выполняются процедуры временной дискретизации тестового сигнала и дискретного преобразования Фурье. Алгоритм выполнения процедуры временной дискретизации представлен на рисунке 2.10. В блоке 7 по полученным значениям амплитудного спектра тестового сигнала, производится расчет параметров СПМ.

Результатом работы алгоритма является двумерный массив данных вида [fi; P(fi)]. Разработанная модель расчета учитывает: - структуру стандартных тестовых сигналов, описанных в рекомендациях МСЭ-Т O.151, O.152, O.153; - скорость передачи тестовых сигналов; - значение амплитудного напряжение единичных импульсов электрического тестового сигнала; - способ линейного кодирования первичного электрического тестового сигнала.

В соответствии с разработанным алгоритмом (рисунок 2.9) в среде MathCad разработана математическая модель расчета параметров СПМ вторичных тестовых сигналов. Тексты программ приведены в Приложении А.

В разделе 2.5 проводится анализ результатов расчета СПМ электрических тестовых сигналов. Рисунок 2.9. Алгоритм расчета параметров СПМ электрического тестового сигнала Рисунок 2.10. Алгоритм подпрограммы выполнения процедур временной дискретизации последовательности импульсов электрического тестового сигнала 4 Анализ результатов расчета СПМ электрических тестовых сигналов

Расчет СПМ произведем на примерах тестовых сигналов с ФС, используемых при стрессовом тестировании каналов, и сигналов ПСП, используемых при функциональном и логическом тестировании цифровых каналов. В качестве исходного первичного сигнала использован тестовый сигнал в коде NRZ.

Обзор и анализ способов модуляции оптических сигналов в оборудовании волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта

Целью данной главы является разработка метода и алгоритмов расчета СПМ оптических сигналов в каналах передачи информации волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта с учетом заданных форматов модуляции и способов линейного кодирования.

Источники немодулированных оптических сигналов, используемые в оборудовании волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта, излучают некогерентный сигнал [44, 46]. СПМ такого сигнала состоит из отдельных спектральных составляющих. Кроме того, процесс модуляции производится в террагерцовом диапазоне, что обусловлено свойствами оптической среды передачи.

Для расчета параметров СПМ оптических модулированных сигналов необходимо: - разработать математическую модель СПМ немодулированного оптического сигнала; - разработать алгоритмы и методику расчета параметров СПМ немодулированного оптического сигнала; - разработать алгоритмы и методику расчета СПМ модулированных оптических сигналов для различных способов линейного кодирования и форматов модуляции.

Обзор и анализ способов модуляции оптических сигналов в оборудовании волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта В качестве источника излучения оптических сигналов в оборудовании волоконно-оптических сетей связи применяют лазерные диоды, изготовленные из 6 InGaAsP/InP и AlGaInP/GaAs материалов [44]. При амплитудной модуляции в оптическом канале передачи осуществляется изменение пиковой мощности оптического сигнала, излучаемого источником оптического сигнала (ИОС). Метод прямой модуляции тока накачки лазера является наиболее распространенным [1]. Прямая модуляция предполагает воздействие модулирующего вторичного электрического сигнала на изменение выходной пиковой мощности оптического сигнала (рисунок 3.1).

Метод прямой амплитудной модуляции оптических сигналов является доминирующим в относительно низкоскоростных (до 2,5 Гбит/с) каналах волоконно-оптических сетей связи на железнодорожном транспорте. Недостатком ИОС с прямой модуляцией является генерация субгармонических сигналов с паразитной частотной и амплитудной модуляций, приводящих к увеличению частотных искажений, вызванных хроматической дисперсией оптического сигнала. Эффективным методом уменьшения влияния данных эффектов является использование структурированных импульсов накачки [45], а также оптического волокна с отрицательной дисперсией [1].

В высокоскоростных волоконно-оптических сетях связи железнодорожного транспорта, в том числе с волновым мультиплексированием (WDM, Wavelength 7

Division Multiplexing), высокие требования предъявляются к ограничению ширины спектра оптического сигнала при скоростях передачи свыше 10 Гбитс/с [46]. В таких случаях используются ИОС с непрерывной накачкой и внешней модуляцией. Модулятор выполняет функцию «затвора», управляющего мощностью непрерывно излучаемого оптического сигнала. Принцип работы такого ИОС показан на рисунке 3.2 [1, 46].

Использование метода внешней модуляции оптического сигнала позволяет практически полностью исключить появление сигналов с паразитной частотной модуляции, а также подавить оптическую несущую немодулированного сигнала. Использование метода внешней модуляции уменьшает влияние нелинейных искажений в многомодовых и одномодовых оптических волокнах [46].

Тип оптического модулятора определяет количество спектральных составляющих сигнала, излучаемого лазерным диодом. В настоящее время широкое распространение получили лазерные диоды с резонатором Фабри-Перо, 8 лазеры с распределенной обратной связью (РОС) и распределенным брэгговским отражателем (РБО) и оптический модулятор Маха-Цандера [47].

Широкое применение нашел электрооптический модулятор Маха-Цандера, принцип действия которого основан на эффекте электрооптической модуляции (изменения коэффициента преломления физической среды под действием внешнего напряжения) [46].

Модель процесса формирования модулированного оптического сигнала приведена на рисунке 3.3 и содержит: - источник излучения несущего оптического сигнала; - модулятор оптического сигнала; - устройство согласования источника излучения со средой передачи (пигтейл).

На рисунке 3.3 использованы следующие обозначения: Pсi – мощность i-й спектральной составляющей информационного сигнала на частоте fi; Pнj – мощность j-й спектральной составляющей несущего сигнала на частоте fj; Pсмk – мощность k-й спектральной составляющей модулированного оптического сигнала на частоте fk. 9

Согласно [49] выделим следующие характеристики, влияющие на свойства СПМ оптического сигнала: - полная мощность немодулированного оптического сигнала, Рполн, мВт; - спектральное расстояние между соседними частотными составляющими СПМ оптического сигнала, Аґищ Гц; - центральная длина волны Я#, нм (или центральная частота fo, Гц) оптического немодулированного сигнала; - ширина полосы СПМ немодулированного оптического сигнала на уровне половинной пиковой мощности (FWHM, Full Width at Half Maximum) AFUU, Гц. Мощность немодулированного оптического сигнала и ширина полосы СПМ являются паспортными данными на оптоэлектронный модуль.

Расчет потерь мощности спектральных составляющих СПМ оптического сигнала при воздействии нелинейного эффекта фазовой самомодуляции (SPM)

Анализируя результаты проведенных исследований, сформулируем следующие рекомендации по использованию форматов модуляции и способов линейного кодирования оптических сигналов в цифровых каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта: - на этапе развертывания волоконно-оптических сетей связи и ввода в эксплуатацию целесообразно использовать тестовые сигналы с фиксированной 5 структурой и способы линейного кодирования NRZ, AMI, CMI, оптические сигналы которых обладают высокими энергетическими характеристиками; - на этане технической эксплуатации высокоскоростных волоконно оптических сетей связи со скоростями передачи от 10 Гбит/с и выше целесообразно в качестве тестовых сигналов использовать псевдослучайные последовательности с образующим полиномом высокого порядка (D23 + D18 = 0;, D29 + D27 = 0; D31 + D28 = 0); - выбор способа линейного кодирования должен базироваться с учетом характеристик качества передачи, полученных по результатам тестирования цифровых каналов линейным кодом NRZ; - линейные коды вида RZ 33, RZ 50 снижают мощность вводимого в ОВ оптического сигнала и рекомендованы к использованию для проведения стрессового тестирования; - для высокоскоростных каналов волоконно-оптических сетей связи рекомендуется применять амплитудную модуляцию совместно со способами линейного кодирования AMI, HDB3, RZ 33, RZ 50 и RZ67; - при использовании оптических волокон с малым диаметром модового пятна (рекомендация МСЭ-Т G.652) целесообразно использовать линейные коды, формирующие структуру цифровых тестовых сигналов с пониженной мощностью (линейные коды NRZ, AMI, CMI), что снижает влияние на сигналы нелинейных эффектов в оптическом волокне; - линейные коды NRZ-S, NRZ-M при амплитудной модуляции и линейный код Miller при фазовой модуляции не рекомендуется использовать при функциональном и логическом тестировании каналов волоконно-оптических сетей связи, т.к. они могут снизить качество передачи данных ниже нормированных значений; - применение формата фазовой модуляции оптических сигналов обеспечивает стабильные энергетические характеристики тестовых сигналов вне зависимости от используемых способов линейного кодирования; 6 - на скорости передачи до 2,5 Гбит/с рекомендуется применение линейных кодов RZ 50, HDB3, AMI совместно с амплитудной модуляцией и ME, DME с фазовой модуляцией; - при скоростях передачи свыше 2,5 Гбит/с и увеличенной мощности оптического сигнала (более 5 мВт) наилучшие характеристики качества передачи обеспечиваются блочными линейными кодами HDB3, B3ZS; - линейные коды AMI, CMI и RZ 50 (ASK) и ME, DME (PSK) не влияют на снижение характеристик качества передачи с увеличением мощности вводимого оптического сигнала и воздействием за счет этого нелинейных эффектов оптического волокна; 4.8. Выводы по главе 1. Уточнены формулы расчета потерь мощности оптических сигналов в результате воздействия нелинейных эффектов; 2. Разработана методика расчета потерь мощности многочастотных оптических сигналов при воздействии нелинейных эффектов в оптическом волокне для различных способов линейного кодирования и форматов модуляции; 3. Разработана методика расчета уровней мощности оптических шумов, вызванных проявлением эффекта четырехволнового смешения в многочастотном, модулированном оптическом сигнале; 4. Разработана модель фотоприемного устройства, позволяющая рассчитывать уровень мощности оптических шумов, вызванных амплитудно-частотными характеристиками ФПУ; 5. Увеличение скорости передачи в каналах волоконно-оптических сетей связи ухудшает характеристики качества, причем для линейных кодов NRZ-S, NRZ-M при амплитудной модуляции оптического сигнала и линейный код Miller при фазовой модуляции оптического сигнала ниже допустимых значений (BER 10-6); 6. Увеличение полной мощности оптического сигнала для линейных кодов NRZ-S, NRZ-M, CMI, Miller от 5 до 20 мВт снижает характеристики качества передачи за 7 счет увеличения потерь мощности вызванных проявлением нелинейных эффектов в оптическом волокне; 7. Использование в качестве тестовых сигналов псевдослучайных последовательностей позволяет получить заниженную оценку характеристик качества передачи по сравнению с использованием тестовых сигналов с фиксированной структурой. 8. Сравнение характеристик качества производится с результатами, полученными при ПСП совместно со способом линейного кодирования NRZ. Для соответствия канала связи нормам ввода в эксплуатацию и ввода в эксплуатацию после ремонта требуется применение способов линейного кодирования HDB3, B3ZS (блочные коды), коды ME и DME совместно с тестовыми последовательностями, заданными ПСП и полиномами вида

Похожие диссертации на Метод и алгоритмы оценки качества передачи и обработки информации в каналах волоконно-оптических сетей связи железнодорожного транспорта