SDH چیست و چه فرقی با PDH دارد؟

بخش (4) را از اینجا مطالعه کنید.

ظرفيت انتقال فيبر

گسترش پالس ظرفيت اطلاعاتي سيستم انتقال را محدود مي کند. ميزان آن در فيبر با ضريب شکست پله اي بصورت حاصلضرب پهناي باند در طول خط در حدود 20 مگا هرتز درکيلومتر و براي فيبرهاي با ضريب شکست تدريجي در حدود 2 گيگا هرتز درکيلومتر مي باشد. پهناي باند فيبرهاي تک مدي به مراتب بيشتر از اين مقادير و درحدود 100 گيگا هرتز در کيلومتر مي باشد.

براي اينکه مقدار پهن شدن پالس و ارتباط آن با مقداراطلاعات ارسالي را پيدا کنيم ابتدا فرض کنيدf فرکانس مدولاسيون آنالوگ سينوسي و T دوره تناوب آن باشد و منبع طول موجهاي 1λ و 2λ منتشرکند. حداکثر تاخير بين سريعترين و کندترين طول موج مي تواند برابرT/2 که تاخيري برابر نصف دوره تناوب T است باشد. بنابراين حداکثر تاخير يا گسترش پالس برابر:

T/2= τ∆

خواهدبود. با اين مقدار تاخير هنگاميکه دو موج با طول موجهاي 1λ و 2λ با هم جمع مي شوند مدولاسيون بطور کامل حذف مي شود . فدرت مدوله شده انتقالي مربوط به طول موجهاي بين 1λ و 2λ تاخيرهايي کوچکتر از T/2 دارند و باعث تغييرات کوچکي در سيگنال دريافتي مي شوند . اگرمعادله (5-14) را بعنوان حداکثر گسترش پالس مجاز در نظر بگيريم فرکانس مدولاسيون توسط رابطه زير محدود مي شود:

T/2 < 1/(2∆τ ) = f

حدبالايي فرکانس حاصل از رابطه فوق تقريب خوبي براي عرض باند db3 و يا فرکانسي که در آن توان سيگنال برابر نصف مقدار حداکثرخود مي شوداست. بنابراين:

F3db= 1/(2∆τ )

ظرفيت انتقال اطلاعات آنالوگ که بصورت حاصلضرب فرکانس نصف توان سيگنال آنالوگ در طول خط تعريف مي شود برابر است با:

C = F3db . L=L/(2∆τ )

بهمين ترتيب در انتقال ديجيتال اطلاعات اگر ميزان گسترش و پهن شدن پالس در طول خط را با τ و سرعت انتقال اطلاعات (Bit rate)را با B نمايش دهيم براي اينکه پالسهاي نوري ديجيتال در اثر گسترش پالس رويهم نيفتند بايد رابطه زير بر قرار باشد:

( B ≤ 1/(2τ

حداکثر سرعت انتقال در يک کيلومتر برابر خواهد شد با :

Bmax = 1/(2τ)

اگرسرعت‌انتقال‌اطلاعات رابرحسب مقدارموثر پهن شدن پالس (σ)درنظر بگيريم خواهيم داشت :

B = 0.2/σ

حال اگر يک سيگنال ديجيتال را بصورت برگشت به صفر(Return to Zero (RZ که طول زماني هر بيت آن برابرT ثانيه و عرض پالس آن برابر T/2 است در نظر بگيريم و بافرض اينکه حداکثر گسترش عرض پالس مجاز برابر 70 درصد عرض پالس سيگنال ديجيتال باشد خواهيم داشت:

∆τ = 0/7T/2=0.35T

با توجه به اينکه سيستم انتقال داراي فرکانس 1/T است تعداد بيتهادر ثانيه يا ميزان سرعت داده انتقالي برابر خواهد شد با:

B=1/T =0 .35/ ∆τ

ظرفيت انتقال اطلاعات ديجيتال که بصورت ميزان داده در طول خط تعريف مي شود برابراست با:

 0.35 L /∆τ C = B.L

که درآن C طرفيت انتقال اطلاعات ديجيتال و L طول خط مي باشد.

روش های جبران پاشندگی رنگی

1. DCF
2. CFBG
3. 2Mode Fiber

DCF (Dispersion Compensating Fiber)

در فیبرهای DCF بر خلاف فیبرهای معمولی که میزان پاشندگی برابر با 15  می باشد، میزان پاشندگی حدود (170_166)- = DCF  و با علامت منفی است.
D1 L1 = D2 L2
طبق رابطه مذکور به ازای طول L1 در فیبر معمولی با پاشندگی D1 می توان از DCF با طول L2 وپاشندگی D2 استفاده نمود.

CFBG

همانطور که قبلاً مطرح شد، در فیبرهای معمولی پاشندگی رنگی تاخیر بیشتری برای طول موج های بلندتر ایجاد می کند. در اینجا از ساختاری با تغییرات متناوب ضریب شکست استفاده می شود. طریقه ساختن این فیبر ها بدین صورت است که فیبر ار تحت تابش پرتو UV قرار می دهند و Pattern ، که روی فیبر قرار می گیرد و با استفاده از ماسک های مناسب به مناطقی از فیبر که لازم است اشعه UV تابانده، ضریب شکست در این مناطق تغییر می کند. در فیبرهای CFBG دقیقاً عکس عملکرد، با یک فیبر معمولی صورت می گیرد، یعنی اینکه طول موج های بلندتر در این محیط زودتر از طول موج های کوتاه تر برگشت داده شده و بنابراین جبران پهن شدگی پالس، تحت تاثیر پاشندگی رنگی در فیبر معمولی شده است.

ازآنجا که نوع کدينگ ورودي ليزر ازنوع NRZ ونوع مدولاسيون نوري درخروجي آن ASK (Amplitude Shift Keying) مي باشد ، متناسب بابيت ريت (Bit Rate) ورودي ، شدت وضعف سيگنال نوري تغيير کرده و خروجي ليزر يک سري نقاط روشن و تاريک توليد مي کند . از آنجا که طبق فانون فوريه يک سيگنال غير سينوسي از سيگنال هاي سينوسي وکسينوسي تشکيل شده است ،خروجي ليزر مجموعه اي از طول موج ها خواهد بود که هريک پس ازعبور از فيبر، درگيرنده هرکدام با تاخير فاز متفاوتي دريافت مي شوند. نتيجه اين پديده پهن شدن پالس دريافتي درگيرنده درمقايسه با پالس ارسالي خواهد بود .

پهن شدن پالس درگيرنده مي تواند تداخل سمبلها واطلاعات را سبب شود . براي رفع آن ازتجهيزات خاصي بنام DCU (Disperesion Compensation Unit ) يا DCF (Disperesion Compensation Fiber ) استفاده مي شود . اين تجهيزات مفدارزيادي فيبرراباضريب پاشندگي منفي درخود جاي داده است تا به اين ترتيب پاشندگي کل مسيرکاهش يابد . تجهيزات DCU و يا DCF را مي توان درفرستنده قبل ازارسال ويا درگيرنده قبل ازدريافت سيگنال نوري مورد استفاده قرارداد .

2-Mode Fiber

مدهای مختلف نور توزیع شدت نور مختلفی دارند و ثابت شده که پاشندگی برای مدهای مختلف متفاوت می باشد. در این نوع فیبر برای مد Lpo1پاشندگی مثبت و برای مد Lpo2 پاشندگی منفی است. باتوجه به این موضوع فیبر عادی که حاوی سیگنال است را وارد یک Mode Convertor کرده و Lpo1 را به Lpo2 تبدیل می کنیم. بنابراین نور عبوری تحت تاثیر پاشندگی منفی قرار گرفته و پاشندگی آن حذف می شود و در انتهای مسیر توسط Mode Convertor دوم Lpo2 را به Lpo1 تبدیل می کند.

جبران پاشندگی مد پلاریزه (PMPC)

همانگونه که قبلا بیان شد، پاشندگی مد پلاریزه باعث می شود که یکی از مدهای پلاریزه دیرتر به خروجی برسد، با استفاده از PMPC دو مد پلاریزه از هم جدا شده، مدی که سریعتر به خروجی رسیده را توسط مدار مربوطه تاخیر داده تا جبران ناشی از PMD شود.

منبع ليزرنوررا تحت يک زاويه مشخص به داخل فيبر نوري گيسل مي کند . نور پس از ورود به فيبربه دو مولفه عمودي وافقي تقسيم مي شود که با هم زاويه90 درجه دارند . در صورتيکه ويژگيهاي فيزيکي فيبردرتمام طول مسيرکاملا يکنواخت باشد زاويه بين اين دو مولفه تا انتهاي فيبر ثابت مي ماند. ولي چنين فيبري عملا وجود ندارد . بنابراين زاويه اين دومولفه سيگنال نوري درحين عبوراز فيبر تغييرمي کندوسبب پلاريزاسيون نورمي شود . ازآنجا که درگيرنده سيگنال دريافتي برآيند برداري اين دومولفه است ، مي توان نتيجه گرفت که سيگنال نوري درحين عبور ازفيبردچاراعوجاج شده وپهن خواهد شد . اين اثرنامطلوب که پاشندگي پلاريزاسيون ناميده مي شود رانيز مي توان با استفاده از DCF مناسب کاهش داد.