5.1.2链路的功率领算ReceiverTransmitterSplicesOptical fibersConnectorConnectorOpticalPhotondetectorsourceαfαfαfαf&sp&clclpQ.spFiberFiberflyleadflyleadConnector(optional)光功率损耗模型(连接器损耗、熔接点损耗、光纤损耗)
5.1.2 链路的功率预算 光功率损耗模型 (连接器损耗、熔接点损耗、光纤损耗)
单元损耗:Pout损耗=10logP:inPin和Pout分别表示损耗单元的输入及输出功率。链路损耗预算:P = Ps - Pr = nl。+α,L+redundancePr是总光功率损耗,Ps是激光器输出端耦合进光纤的功率,P是接收机灵敏度,1c是连接损耗(固定连接0.1-0.2dB,活动连接<1dB),L是光纤长度(中继距离),αf 是光纤衰减系数(损耗)。Redundance:系统富裕度(6-8dB)
单元损耗: i n out P P 损耗 =10log Pin和Pout分别表示损耗单元的输入及输出功率。 链路损耗预算: P P P nl L redundance T S R c f = − = + + PT 是总光功率损耗,Ps是激光器输出端耦合进光纤的 功率, PR是接收机灵敏度,lc是连接损耗(固定连接 0.1-0.2dB,活动连接<1dB), L是光纤长度(中继距离),f 是光纤衰减系数(损耗 )。 Redundance:系统富裕度(6-8dB)
P, - P, -nl。-redundance(km)中继距离:L=αf光源LDLEDPsOdBm-13dBmPR(@2.5Gb/s)-32dBm-32dBm6dB6dBredundancenle2dB2dB850850工作波长(nm)130015501300220.40.250.4光纤损耗(dB/km)1260965.527.5中继距离L(km)·中继距离与工作波长有关,在长距离通信中多采用1550nm和1300nm波段·由于光接收灵敏度与码率有关,随着码率的增加,接收灵敏度下降,中继距离随之缩短
中继距离: ( ) S R c f P P nl redundance L km − − − = 光源 LD LED PS 0dBm -13dBm PR (@2.5Gb/s) -32dBm -32dBm redundance 6dB 6dB nlc 2dB 2dB 工作波长(nm) 850 1300 1550 850 1300 光纤损耗(dB/km) 2 0.4 0.25 2 0.4 中继距离 L(km) 12 60 96 5.5 27.5 •中继距离与工作波长有关,在长距离通信中多采用1550nm 和1300nm波段 •由于光接收灵敏度与码率有关,随着码率的增加,接收灵 敏度下降,中继距离随之缩短
例5.1假定数据速率为20Mb/s,误码率为10-9(每发送109个比特,其错误最多为一个)。对于接收机,可以选择工作在850nm的SiPIN光电二极管。接收机所需要的信号功率为-42dBm,下面我们选择一个GaAlAsLED,使其能够把50微瓦(-13dBm)的平均光功率耦合进纤芯直径为50微米的尾纤,这样就允许有29dB的损耗。可以进一步假设尾纤与光缆的连接损耗为1dB,在光缆光-检测器的连接点上也有1dB的连接损耗。包括6dB的系统富余度,对于衰减为α,的光缆,其传输距离为:P = P, - P, = 29dB = 2(dB)。+α,L +6dB如果衰减为3.5dB/km则传输距离为6km
例5.1 假定数据速率为20Mb/s,误码率为10-9(每发送109个比特, 其错误最多为一个)。对于接收机,可以选择工作在850nm的Si PIN 光电二极管。接收机所需要的信号功率为-42dBm,下面我们 选择一个GaAlAs LED,使其能够把50微瓦(-13dBm)的平均光功 率耦合进纤芯直径为50微米的尾纤,这样就允许有29dB的损耗。 可以进一步假设尾纤与光缆的连接损耗为1dB,在光缆光-检测器 的连接点上也有1dB的连接损耗。包括6dB的系统富余度,对于衰 减为 f 的光缆,其传输距离为: 29 2( ) 6 P P P dB dB L dB t s r c f = − = = + + 如果衰减为3.5dB/km,则传输距离为6km
链路损耗预算图示法-10从LED耦合进尾纤的功率-13 dBm连接器损耗-14 dBm耦合进光缆的功率-203.5dB/km的光缆损耗由光缆和熔接点预期的传输距离带来的总损耗-21dB30-35dBmD6 dB的系统余量-41 dBml-40连接器损耗pin接收机灵敏度-42dBm/111-504235016Distance (km)
链路损耗预算图示法 从LED耦合进尾纤的功率 连接器损耗 耦合进光缆的功率 3.5 dB/km的光缆损耗 预期的传输 距离 由光缆和熔接点 带来的总损耗 -21 dB 6 dB的系统余量 连接器损耗 pin接收机灵敏度 -42 dBm -13 dBm -14 dBm -35 dBm -41 dBm