Хотя фотоны ведут себя при детектировании как частицы, они распространяются как волны. Вероятность того, что фотон, посланный отправителем, будет детектирован получателем равна
PD = cos2{(FA - FB)/2}
и характеризует интерференцию амплитуд волн, распространяющихся по верхнему и нижнему путям (рисунок 4.3.2). Вероятность регистрации будет варьироваться от 1 (при нулевой разности фаз) до нуля. Здесь предполагается, что отправитель и получатель используют фазовые сдвиги (FA, FB) = (0, 3p/2) для нулевых бит и (FA, FB) = (p/2, p) для единичных битов (для алгоритма ВВ84 используются другие предположения).
Для регистрации одиночных фотонов, помимо ФЭУ, могут использоваться твердотельные лавинные фотодиоды (германиевые и InGaAs). Для понижения уровня шума их следует охлаждать. Эффективность регистрации одиночных фотонов лежит в диапазоне 10-40%. При этом следует учитывать также довольно высокое поглощение света оптическим волокном (~0, 3-3ДБ/км). Схема интерферометра с двумя волокнами достаточно нестабильна из-за разных свойств транспортных волокон и может успешно работать только при малых расстояниях. Лучших характеристик можно достичь, мультиплексируя оба пути фотонов в одно волокно (рисунок 12.3).
Рисунок 12.3 – Интерферометр с одним транспортным волокном
В этом варианте отправитель и получатель имеют идентичные неравноплечие интерферометры Маха-Цендера (красным цветом отмечены зеркала). Разность фаз длинного и короткого путей DT много больше времени когерентности светового источника. По этой причине интерференции в пределах малых интерферометров не происходит (Б). Но на выходе интерферометра получателя она возможна (В). Вероятность того, что фотонные амплитуды сложатся (центральный пик выходного сигнала интерферометра В) равна
P = (1/8)[1 + cos(FA - FB)]
Следует заметить, что эта амплитуда сигнала в четыре раза меньше чем в случае, показанном на рис 4.3.2. Разветвители пучка (полупрозрачные зеркала) могут быть заменены на оптоволоконные объединители (coupler).
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Характеристики линейных трактов одноволновых волоконно-оптических систем передачи SDH (согласно рекомендации G.957 МСЭ-Т).
Код применения агрегатного оптического интерфейса SDH:
- I – обозначает внутристанционные применения (intro-office);
- S – обозначает передачу на небольшие расстояния (short-haul);
- L - обозначает передачу на большие расстояния (long-haul);
- V - обозначает передачу на очень большие расстояния (very long-haul);
- U - обозначает передачу на сверхбольшие расстояния (ultra long-haul);
- B – обозначает интерфейс с оптическим усилителем мощности (booster-amplifier);
- BP - обозначает интерфейс с оптическим усилителем мощности и оптическим предусилителем (pre-amplifier).
Обозначения I, S, L, V и U – международные стандартизированные обозначения.
JE, B, P, BP – вариант обозначения производителей аппаратуры.
Цифровой код агрегатного оптического интерфейса SDH:
- уровень STM может быть 1, 4, 16 или 64;
- используемые тип волоконно-оптического кабеля и номинальная длина волны излучения лазера обозначаются номером суффикса;
- 1 – обозначает использование источника лазера с номиналом 1310нм и стандартного волоконно-оптического кабеля согласно рекомендации G.652 ITU-T (SF, Standard Fiber);
- 2 - обозначает использование источника лазера с номиналом 1550нм и волоконно-оптического кабеля согласно рекомендации G.652 ITU-T (SF);
- 3 - обозначает использование источника лазера с номиналом 1310нм и волоконно-оптического кабеля со смещенной дисперсией согласно рекомендации G.653 ITU-T (DSF, Dispersion-Shifted Fiber);
FP(MLM) – многомодовый лазер с резонатором Фабри-Перо;
DFB(SLM) – одномодовый лазер с распред. обратной связью;
APD – лавинный фотодиод.
Таблица 1- Характеристики оптических интерфейсов для сигналов STM-1
| Код интерфейса
| Един. измер.
|
S-1.1
|
L-1.1
|
L-1.2
|
| Уровень SDH
Скорость передачи
Линейный код
Длина волны
|
кбит/с
нм
| STM-1
155 520
NRZ скрембл.
1280…1335
| STM-1
155 520
NRZ скрембл.
1280…1335
| STM-1
155 520
NRZ скрембл.
1500…1580
|
| Характеристики оптического передатчика (точка S)
|
| Источник излучения
Среднеквадратическая ширина спектра излу-чения на уровне 3дБм
Ширина спектра излу-чения на уровне 20дБм
Минимальное подав-ление боковых мод
Средняя излучаемая мощность
|
нм
нм
дБ
дБм
| Лазер FP(MLM)
-
-
-15…-8
| Лазер FP(MLM)
2, 1
-
-
-5…0
| Лазер DFB(SLM)
-
-5…0
|
| Характеристики оптического приемника (точка R)
|
| Тип фотоприемника
Минимальный уровень оптической мощности при BER=10-10
Уровень перегрузки
Максимальный коэф-фициент отражения приемника
Дополнительное зату-хание оптического тракта
|
дБм
дБм
дБ
дБ
| PIN
-33, 5
-5
-
| PIN
-34
-5
-
| PIN
-34
-5
-25
|
| Характеристики оптического тракта (между точками S и R)
|
| Диапазон оптического затухания
Максимальная хрома-тическая дисперсия
Потери отражения оптической мощности от кабеля в точке S
| дБ
пс/нм
дБ
| 0…17, 5
-
| 5…28
-
| 5…28
-
-
|
Таблица 2 - Характеристики оптических интерфейсов для сигналов STM-4
| Код интерфейса
| Един. измер.
|
S-4.1
|
L-4.1а
|
L-4.1
|
L-4.2
|
| Уровень SDH
Скорость передачи
Линейный код
Длина волны
|
кбит/с
нм
| STM-4
622 080
NRZ скремб.
1280…1335
| STM-4
622 080
NRZ скремб.
1296…1330
| STM-4
622 080
NRZ скремб.
1280…1335
| STM-4
622 080
NRZ скремб.
1530…1560
|
| Характеристики оптического передатчика (точка S)
|
| Источник излучения
Среднеквадратическая ширина спектра излу-чения на уровне 3дБм
Ширина спектра излу-чения на уровне 20дБм
Минимальное подав-ление боковых мод
Средняя излучаемая мощность
|
нм
нм
дБ
дБм
| Лазер FP (MLM)
2.1
-
-
-18…-8
| Лазер FP (MLM)
2, 0
-
-
-3…+2
| Лазер DFB (SLM)
-
-3…+2
| Лазер DFB (SLM)
-
-3…+2
|
| Характеристики оптического приемника (точка R)
|
| Тип фотоприемника
Минимальный уровень оптической мощности при BER=10-10
Уровень перегрузки
Максимальный коэф-фициент отражения приемника
Дополнительное зату-хание оптическ. тракта
|
дБм
дБм
дБ
дБ
| Ge-APD
-32
-4
-
| Ge-APD
-32, 5
-4
- 20
| Ge-APD
-32, 5
-4
-20
| 3хэлем.APD
-34, 5
-8
-27
|
| Характеристики оптического тракта (между точками S и R)
|
| Диапазон оптического затухания
Максимальная хрома-тическая дисперсия
- на максимальной длине волны излучения
- на минимальной длине волны излучения
Потери отражения оптической мощности от кабеля в точке S
| дБ
пс/нм
пс/нм
пс/нм
дБ
| 0…16
-
-
| 6…28, 5
-
-
| 6…28, 5
-
-
| 10…29, 5
-
|
Таблица 3 - Характеристики оптических интерфейсов с оптическими усилителями мощности для сигналов STM-4
| Код интерфейса
| Един. измер.
|
U-4.2
|
B-4.2B
|
| Уровень SDH
Скорость передачи
Линейный код
Длина волны
|
кбит/с
нм
| STM-4
622 080
NRZ скремб.
1530…1560
| STM-4
622 080
NRZ скремб.
1530…1560
|
| Характеристики оптического передатчика (точка S)
|
| Источник излучения
Ширина спектра излучения на уровне 20дБм
Минимальное подавление боковых мод
Средняя излучаемая мощность
|
нм
дБ
дБм
| Лазер DFB (SLM)
1, 0
10…13
| Лазер DFB (SLM)
1, 0
14…
|
| Характеристики оптического приемника (точка R)
|
| Тип фотоприемника
Минимальный уровень оптической мощности при BER=10-10
Уровень перегрузки
Максимальный коэффициент отражения приемника
Дополнительное затухание оптического тракта
|
дБм
дБм
дБ
дБ
| 3хэлементный фотодиод APD
-34, 5
-8
-27
| 3хэлементный фотодиод APD
-34, 5
-8
-27
|
| Характеристики оптического тракта (между точками S и R)
|
| Диапазон оптического затухания
Максимальная хроматическая дисперсия
- на максимальной длине волны излучения
- на минимальной длине волны излучения
Потери отражения оптической мощности от кабеля в точке S
| дБ
пс/нм
пс/нм
пс/нм
дБ
| 21…42, 5
| 25…46, 5
|
Таблица 4 - Характеристики оптических интерфейсов для сигналов STM-16
| Код интерфейса
| Един. измер.
|
L-16.1
|
L-16.2
|
| Уровень SDH
Скорость передачи
Линейный код
Длина волны
|
кбит/с
нм
| STM-16
2 488 320
NRZ скремб.
1280…1335
| STM-16
2 488 320
NRZ скремб.
1530…1560
|
| Характеристики оптического передатчика (точка S)
|
| Источник излучения
Ширина спектра излучения на уровне 20дБм
Минимальное подавление боковых мод
Средняя излучаемая мощность
|
нм
дБ
дБм
| Одномод. лазерный диод DFB (SLM)
-2…+2
| Одномод. лазерный диод DFB (SLM)
0, 5
-2…+2
|
| Характеристики оптического приемника (точка R)
|
| Тип фотоприемника
Минимальный уровень оптической мощности при BER=10-10
Уровень перегрузки
Максимальный коэффициент отражения приемника
Дополнительное затухание оптического тракта
|
дБм
дБм
дБ
дБ
| Ge-APD - лавинный фотодиод
-27
-27
| 3хэлементный лав. фотодиод APD
-28
-8
-27
|
| Характеристики оптического тракта (между точками S и R)
|
| Диапазон оптического затухания
Максимальная хроматическая дисперсия
- на максимальной длине волны излучения
- на минимальной длине волны излучения
Потери отражения оптической мощности от кабеля в точке S
| дБ
пс/нм
пс/нм
пс/нм
дБ
| 2…24
| 10…24
|
Таблица 5 - Характеристики оптических интерфейсов с оптическими усилителями мощности для сигналов STM-16
| Код интерфейса
| Един. измер.
|
V-16.2
|
B-16.2
|
| Уровень SDH
Скорость передачи
Линейный код
Длина волны
|
кбит/с
нм
| STM-16
2 488 320
NRZ скремб.
1530…1560
| STM-16
2 488 320
NRZ скремб.
1530…1560
|
| Характеристики оптического передатчика (точка S)
|
| Источник излучения
Ширина спектра излучения на уровне 20дБм
Минимальное подавление боковых мод
Средняя излучаемая мощность
|
нм
дБ
дБм
| Лазер DFB (SLM)
0, 5
10…13
| Лазер DFB (SLM)
0, 5
14…17
|
| Характеристики оптического приемника (точка R)
|
| Тип фотоприемника
Минимальный уровень оптической мощности при BER=10-10
Уровень перегрузки
Максимальный коэффициент отражения приемника
Дополнительное затухание оптического тракта
|
дБм
дБм
дБ
дБ
| 3хэлементный APD
-28
-8
-27
| 3хэлементный APD
-28
-8
-27
|
| Характеристики оптического тракта (между точками S и R)
|
| Диапазон оптического затухания
Максимальная хроматическая дисперсия
- на максимальной длине волны излучения
- на минимальной длине волны излучения
Потери отражения оптической мощности от кабеля в точке S
| дБ
пс/нм
пс/нм
пс/нм
дБ
| 21…36
| 25…40
|
Таблица 6 - Характеристики оптических интерфейсов с оптическим предусилителем для сигналов STM-16
| Код интерфейса
| Един. измер.
|
U-16.2
|
U-16.3
|
| Уровень SDH
Скорость передачи
Линейный код
Длина волны
|
кбит/с
нм
| STM-16
2 488 320
NRZ скремб.
1530…1560
| STM-16
2 488 320
NRZ скремб.
1530…1560
|
| Характеристики оптического передатчика (точка S)
|
| Источник излучения
Ширина спектра излучения на уровне 20дБм
Минимальное подавление боковых мод
Средняя излучаемая мощность
|
нм
дБ
дБм
| Лазер DFB и оптический усилитель
0, 2
10…13
| Лазер DFB и оптический усилитель
0, 2
14…17
|
| Характеристики оптического приемника (точка R)
|
| Тип фотоприемника
Минимальный уровень оптической мощности при BER=10-10
Уровень перегрузки
Максимальный коэффициент отражения приемника
Дополнительное затухание оптического тракта
|
дБм
дБм
дБ
дБ
| PIN
-36
-18
-27
| PIN
-36
-18
-27
|
| Характеристики оптического тракта (между точками S и R)
|
| Диапазон оптического затухания
Максимальная хроматическая дисперсия
- на максимальной длине волны излучения
- на минимальной длине волны излучения
Потери отражения оптической мощности от кабеля в точке S
| дБ
пс/нм
пс/нм
пс/нм
дБ
| 31…44
| 35…48
|
Таблица 7- Примеры характеристик оптических интерфейсов для сигналов STM-64 (G.691)
| Код интерфейса
| Един. измер.
|
S-64.2a
|
L-64.2a
|
V-64.2a
|
| Уровень SDH
Скорость передачи
Линейный код
Длина волны
|
кбит/с
нм
| STM-64
9 953 280
NRZ скрембл.
1530…1565
| STM-64
9 953 280
NRZ скрембл.
1530…1565
| STM-64
9 953 280
NRZ скрембл.
1530…1565
|
| Характеристики оптического передатчика (точка S)
|
| Источник излучения
Ширина спектра излу-чения на уровне 20дБм
Минимальное подав-ление боковых мод
Средняя излучаемая мощность
|
нм
дБ
дБм
| DFB
< 0, 2
-1…-5
| DFB
< 0, 2
+2…-2
| DFB
< 0, 2
+12…+15
|
| Характеристики оптического приемника (точка R)
|
| Тип фотоприемника
Минимальный уровень оптической мощности при BER=10-10
|
дБм
| APD
-18
| PDC
-26
| PDC
-23
|
| Характеристики оптического тракта (между точками S и R)
|
| Затухание:
- максимальное
- минимальное
Дисперсия:
- максимальная
|
дБ
дБ
пс/нм
|
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Варианты выбора центральных частот оптических каналов для типов ОК – с ОВ SMF (Рек. G.652), а также с ОВ NZDSSMF (Рек. G.655)
| Сетка номинальных значений
| Расстояние между оптическими каналами (при числе каналов n), ГГц
|
| Частот, ТГц
| Длин волн, нм
| 100 (n≥ 8)
| 200 (n≥ 4)
| 400 (n=4)
| 500/400 (n=8)
| 600 (n=4)
| 1000 (n=4)
|
| 192.1
| 1560.61
| *
| *
|
|
| *
|
|
|
| 192.2
| 1559.79
| *
|
|
|
|
|
|
|
| 192.3
| 1558.98
| *
| *
| *
|
|
|
|
|
| 192.4
| 1558.17
| *
|
|
|
|
|
|
|
| 192.5
| 1557.36
| *
| *
|
| *
| *
| *
| *
|
| 192.6
| 1556.55
| *
|
|
|
|
|
|
|
| 192.7
| 1555.75
| *
| *
| *
|
|
|
|
|
| 192.8
| 1554.94
| *
|
|
|
|
|
|
|
| 192.9
| 1554.13
| *
| *
|
| *
|
|
|
|
| 193.0
| 1553.33
| *
|
|
|
| *
|
|
|
| 193.1
| 1552.52
| *
| *
| *
|
|
| *
|
|
| 193.2
| 1551.72
| *
|
|
|
|
|
|
|
| 193.3
| 1550.92
| *
| *
|
| *
|
|
|
|
| 193.4
| 1550.12
| *
|
|
|
| *
|
|
|
| 193.5
| 1549.32
| *
| *
| *
|
|
|
| *
|
| 193.6
| 1548.51
| *
|
|
|
|
|
|
|
| 193.7
| 1547.72
| *
| *
|
| *
|
| *
|
|
| 193.8
| 1546.92
| *
|
|
|
|
|
|
|
| 193.9
| 1546.12
| *
| *
| *
|
| *
|
|
|
| 194.0
| 1545.32
| *
|
|
|
|
|
|
|
| 194.1
| 1544.53
| *
| *
|
|
|
|
|
|
| 194.2
| 1543.73
| *
|
|
|
|
|
|
|
| 194.3
| 1542.94
| *
| *
|
|
| *
| *
|
|
| 194.4
| 1542.14
| *
|
|
|
|
|
|
|
| 194.5
| 1541.35
| *
| *
|
|
|
|
| *
|
| 194.6
| 1540.56
| *
|
|
|
|
|
|
|
| 194.7
| 1539.77
| *
| *
|
|
|
|
|
|
| 194.8
| 1538.98
| *
|
|
|
| *
|
|
|
| 194.9
| 1538.19
| *
| *
|
|
|
| *
|
|
| 195.0
| 1537.40
| *
|
|
|
|
|
|
|
| 195.1
| 1536.61
| *
| *
|
|
|
|
|
|
| 195.2
| 1535.82
| *
|
|
|
|
|
|
|
| 195.3
| 1535.04
| *
| *
|
|
|
|
|
|
| 195.4
| 1534.25
| *
|
|
|
|
|
|
|
| 195.5
| 1533.47
| *
| *
|
|
| *
| *
| *
|
| 195.6
| 1532.68
| *
|
|
|
|
|
|
|
| 195.7
| 1531.90
| *
| *
|
|
|
|
|
|
| 195.8
| 1531.12
| *
|
|
|
|
|
|
|
| 195.9
| 1530.33
| *
| *
|
|
|
|
|
|
| 196.0
| 1529.55
| *
|
|
|
|
|
|
|
| 196.1
| 1528.77
| *
| *
|
|
|
|
|
|
