In carrying out a link power budget

In carrying out a link power budget, we first decide at which wavelength to transmit and then choose components that operate in this region. If the distance over which the data are to be transmitted is not too far, we may decide to operate in the 800-to-900 nm region. On the other hand, if the transmission distance is relatively long, we may want to take advantage of the lower attenuation and dispersion that occurs at wavelength around 1300 or 1550 nm.
Having decide on a wavelength , we next interrelate the system performances of the three major optical link building blocks, that is , the receiver transmitter, and optical fiber. Normally, the designer chooses the characteristics of two of these elements and then computes those of the third to see if the system performance requirements are met. If the components have been over- or under specified , a designer iteration may be needed. The procedure we shall follow here is first to select the photodetector. We then choose an optical source and see how far data can be transmitted over a particular fiber before an amplifier is needed in the line to boost up the power level of the optical signal.
In choosing a particular photodetector, we mainly need to determine minimum optical power that must fall on the photodetector to satisfy the bit- error rate ( BER) requirement at the specified data rate. In marking this choice, the designer also needs to take into account any design cost and complexity constraints . As noted in chaps 6 and 7, a pin photodiode receiver is simpler, more stable with changes in temperature, and less expensive than an avalanche photodiode receiver. In addition, pin photodiode bias voltages are normally less than 5V, whereas those of avalanche of pin photodiodes may be overruled by the increased sensitivity of the avalanche photodiode if very low optical power levels are to be detected.
The system parameters involved in deciding between the use of an LED and a laser diode are signal dispersion, data rate, transmission distance, and cost. As shown in chap 4, the spectral width of the laser output is much narrower than that of an LED. This is of importance in the 800- to-900 nm region, where the spectral width of an LED and the dispersion characteristics of silica fibers limit the data - rate -distance product to around 150 (Mb/s) km. For higher values( up to 2500(Mb/s)km ), a laser must be used at these wavelength . At wavelength around 1.3um , where signal dispersion is very low, bit rate - distance products of figure is in excess of 25(Gb/s).km at 1.3 um. A single - mode fiber can be provide the ultimate bit-rate distance product , with values of over 500(Gb/s).km having been demonstrated at 1550 nm.
Since laser diodes typically couple from 10 to 15 dB more optical power into a fiber than an LED
, greater repeater less transmission distances are possible with a laser. This advantage and the lower dispersion capability of laser diodes may be offset by cost constraints. Not only is a laser diode itself more expensive than an LED, but also the laser transmitter circuitry is much more complex , since the lasing threshold has to be dynamically controlled as a function of temperature and device aging.
For the optical fiber, we have a choice between single- mode and multimode fiber, either of with could have a step-or a graded-index core. This choice depends on the type of light source used and on the amount of dispersion that can be tolerated. Light-emitting diodes (LEDs) tend to be used with multimode fibers, although, as we saw in chap 5, edge - emitting LEDs can launch sufficient optical fiber into a single- mode fiber transmission at data rates greater than 500Mb/s over several kilometers. The optical power that can be coupled into a fiber from an LED depend on the core-cladding index difference (denta), which, in turn , is related to the numerical aperture of the fiber ( for denta =0.01, the numerical aperture NA =0.21 ). As denta increase, the fiber-coupled power increase correspondingly . However, since dispersion also becomes greater with increasing denta, a tradeoff must be made between the optical power that can be launched into the fiber and the maximum tolerable dispersion.
When choosing the attenuation characteristics of a cabled fiber , the excess loss that results from the cabling process must be considered in addition to the attenuation of the fiber itself. This must also include connector and splice losses as well as environmental - include losses that could arise from temperature variations , radiation effects, and dust and moisture on the connectors.

Kết quả (Việt) 1:

Trong việc thực hiện một ngân sách sức mạnh liên kết, chúng tôi lần đầu tiên quyết lúc đó bước sóng để truyền và sau đó chọn thành phần mà hoạt động trong khu vực này. Nếu khoảng cách mà các dữ liệu đang được truyền đi không phải là quá xa, chúng tôi có thể quyết định hoạt động trong vùng 800-để-900 nm. Mặt khác, nếu khoảng cách truyền là tương đối dài, chúng tôi có thể tận dụng lợi thế của sự suy giảm thấp hơn và phân tán xảy ra ở các bước sóng xung quanh thành phố 1300 hoặc 1550 nm.Có quyết định về bước sóng, chúng tôi tiếp theo interrelate hệ thống chương trình biểu diễn của các ba lớn liên kết quang xây dựng khối, có nghĩa là, các thu phát, và quang. Thông thường, các nhà thiết kế lựa chọn các đặc tính của hai trong số những yếu tố này và sau đó tính những người thứ ba để xem nếu yêu cầu thực hiện hệ thống được đáp ứng. Nếu các thành phần đã là hơn - hoặc nhỏ hơn quy định, lặp đi lặp lại thiết kế có thể cần thiết. Các thủ tục, chúng tôi sẽ làm theo ở đây là lần đầu tiên để chọn photodetector. Chúng tôi sau đó chọn nguồn quang học và xem như thế nào đến nay dữ liệu có thể được truyền qua một sợi cụ thể trước khi một amplifier cần thiết trong dòng để thúc đẩy mức sức mạnh của tín hiệu quang học. Trong việc lựa chọn một photodetector cụ thể, chúng tôi chủ yếu là cần phải xác định điện quang học tối thiểu phải rơi vào photodetector để đáp ứng các yêu cầu tỷ lệ bit-lỗi (BER) với tốc độ dữ liệu được chỉ định. Trong đánh dấu sự lựa chọn này, các nhà thiết kế cũng cần phải đưa vào tài khoản bất kỳ thiết kế chi phí và độ phức tạp khó khăn. Như đã nêu trong chaps 6 và 7, một pin photodiode nhận được đơn giản hơn, ổn định hơn với những thay đổi trong nhiệt độ, và ít tốn kém hơn so với một bộ tiếp nhận photodiode avalanche. Ngoài ra, pin photodiode điện áp thiên vị là thường ít hơn 5 v, trong khi những người avalanche của pin photodiodes có thể được bác bỏ bởi sự nhạy cảm tăng của thác photodiode nếu rất thấp cấp quang điện phải được phát hiện.Các tham số hệ thống tham gia trong việc quyết định giữa việc sử dụng một đèn LED và một diode laser là tín hiệu phân tán, tốc độ dữ liệu, truyền từ xa, và chi phí. Như minh hoạ trong chap 4, quang phổ rộng lượng laser là hẹp hơn nhiều so với một LED. Điều này là quan trọng trong vùng 800-để-900 nm, nơi chiều rộng quang phổ của một LED và đặc điểm phân tán của silica sợi giới hạn dữ liệu - giá - sản phẩm khoảng cách khoảng 150 km (Mb/s). Đối với giá trị cao hơn (lên đến 2500(Mb/s) km), một laser phải được sử dụng ở bước sóng. Tại bước sóng xung quanh thành phố 1.3um, nơi tín hiệu phân tán là rất thấp, tỷ lệ bit - khoảng cách sản phẩm của con số là vượt quá 25(Gb/s).km tại 1.3 um. Đĩa đơn - chế độ sợi có thể cung cấp các sản phẩm cuối cùng tốc độ bit khoảng cách, với giá trị của trong 500(Gb/s).km có được chứng minh tại 1550 nm.Kể từ khi laser điốt thường vài từ 10 đến 15 dB nhiều quyền lực hơn quang học vào một sợi hơn một LED , lặp lại lớn hơn khoảng cách truyền tải ít hơn là có thể với một laser. Lợi thế này và có khả năng phân tán thấp laser diode có thể được bù đắp bởi chi phí hạn chế. Không chỉ là một diode laser chính nó đắt hơn một LED, nhưng cũng laser phát Mạch là phức tạp hơn, vì lasing ngưỡng phải được tự động kiểm soát như là một chức năng của nhiệt độ và thiết bị lão hóa. Đối với quang, chúng tôi có một sự lựa chọn giữa chế độ đơn và multimode sợi, hoặc là với có thể có một bước- hoặc một lõi xếp loại chỉ số. Lựa chọn này phụ thuộc vào loại nguồn ánh sáng được sử dụng và trên số lượng phân tán có thể được dung thứ. Đèn LED (đèn LED) có xu hướng được sử dụng với hệ thống điện tử sợi, mặc dù, như chúng tôi đã thấy trong chap 5, cạnh - phát ra đèn LED có thể khởi động đủ quang vào một truyền đơn-chế độ sợi tại tốc độ dữ liệu lớn hơn 500Mb/s trên vài cây. Quang sức mạnh mà có thể được kết hợp vào một sợi từ một LED phụ thuộc vào sự khác biệt chỉ số toàn cho cốt lõi (denta), mà, lần lượt, có liên quan đến các khẩu độ số của sợi (cho denta = 0.01, số khẩu độ NA = 0,21). Như denta tăng, chất xơ kết hợp sức mạnh tăng tương ứng. Tuy nhiên, kể từ khi phân tán cũng trở nên lớn hơn với sự gia tăng denta, một sự cân bằng này phải được thực hiện giữa quang sức mạnh mà có thể được đưa ra vào sợi và phân tán tối đa tolerable. Khi lựa chọn các đặc tính sự suy giảm của một cabled sợi, những mất mát vượt quá mà kết quả từ quá trình cáp phải được xem xét thêm vào sự suy giảm của sợi chính nó. Điều này cũng phải bao gồm kết nối và ghép thiệt hại cũng như môi trường - bao gồm thiệt hại có thể phát sinh từ nhiệt độ biến thể, hiệu ứng bức xạ, và bụi và độ ẩm trên các kết nối.

Kết quả (Việt) 2:

Khi thực hiện một ngân sách năng lượng liên kết, đầu tiên chúng ta chọn khi mà bước sóng để truyền và sau đó chọn các thành phần hoạt động trong khu vực này. Nếu khoảng cách trên mà các dữ liệu được truyền đi không phải là quá xa, chúng ta có thể quyết định để hoạt động trong khu vực 800-to-900 nm. Mặt khác, nếu khoảng cách truyền dẫn là tương đối dài, chúng ta có thể muốn tận dụng lợi thế của sự suy giảm thấp hơn và phân tán xảy ra ở bước sóng khoảng năm 1300 hoặc 1550 nm.
Có quyết định một bước sóng, chúng tôi tiếp interrelate các buổi biểu diễn hệ thống của ba khối xây dựng liên kết quang học lớn, đó là, các máy phát thu, và sợi quang học. Thông thường, các nhà thiết kế chọn các đặc điểm của hai trong số những yếu tố này và sau đó tính những người thứ ba để xem nếu các yêu cầu hiệu suất hệ thống được đáp ứng. Nếu các thành phần đã được thừa hoặc theo quy định, một sự lặp lại thiết kế có thể cần thiết. Thủ tục chúng tôi phải thực hiện theo đây là lần đầu tiên để lựa chọn bộ tách sóng quang. Sau đó chúng tôi chọn một nguồn quang và xem làm thế nào dữ liệu đến nay có thể được truyền qua một sợi đặc biệt trước khi một bộ khuếch đại là cần thiết trong các dòng để tăng lên mức năng lượng của các tín hiệu quang học.
Trong việc lựa chọn một bộ tách sóng quang đặc biệt, chúng tôi chủ yếu là cần phải xác định tối thiểu quang quyền lực mà phải rơi vào các bộ tách sóng quang để đáp ứng các tỷ lệ lỗi bit- (BER) yêu cầu với tốc độ dữ liệu quy định. Trong đánh dấu sự lựa chọn này, các nhà thiết kế cũng cần phải đưa vào tài khoản bất kỳ chi phí thiết kế và chế phức tạp. Như đã nói ở chaps 6 và 7, một máy thu pin photodiode là đơn giản hơn, ổn định hơn với những thay đổi về nhiệt độ, và ít tốn kém hơn so với một máy thu avalanche photodiode. Ngoài ra, điện áp bias pin photodiode thường ít hơn 5V, trong khi đó những người trong trận tuyết lở của photodiodes pin có thể bị bác bỏ bởi các tăng độ nhạy của các photodiode thác nếu mức năng lượng quang học rất thấp để được phát hiện.
Các thông số hệ thống liên quan đến quyết định giữa các sử dụng một đèn LED và một diode laser là tín hiệu phân tán, tốc độ dữ liệu, khoảng cách truyền dẫn, và chi phí. Như thể hiện trong chap 4, độ rộng phổ của laser ra là hẹp hơn nhiều so với một đèn LED. Điều này là rất quan trọng trong khu vực 800 đến 900 nm, nơi mà độ rộng phổ của một đèn LED và các đặc điểm phân tán của sợi silica giới hạn dữ liệu - sản phẩm -distance lãi khoảng 150 (Mb / s) km. Đối với giá trị cao hơn (lên đến 2500 (Mb / s) km), một laser cần phải được sử dụng tại các bước sóng. Tại bước sóng khoảng 1.3um, nơi tín hiệu phân tán là rất thấp, tỷ lệ bit - sản phẩm khoảng cách của các con là vượt quá 25 (Gb / s) .km 1,3 um. Một đơn - mode có thể được cung cấp các sản phẩm cuối cùng khoảng cách tốc độ bit, với giá trị hơn 500 (Gb / s) .km đã được chứng minh tại 1550 nm.
Vì điốt laser thường vài 10-15 dB điện quang hơn vào một chất xơ hơn so với một đèn
LED, khoảng cách truyền lặp lớn hơn ít là có thể với một laser. Lợi thế này và khả năng phân tán dưới của đèn laser có thể được bù đắp bởi những hạn chế chi phí. Không chỉ là một diode laser chính nó đắt hơn một đèn LED, nhưng cũng phát mạch laser là phức tạp hơn nhiều, vì ngưỡng phát laser phải được kiểm soát tự động như là một hàm của nhiệt độ và thiết bị lão hóa.
Đối với các sợi quang học, chúng tôi có một lựa chọn giữa các chế độ đơn và sợi đa, một trong hai có thể có một bước hoặc một lõi phân loại-index. Lựa chọn này phụ thuộc vào loại nguồn ánh sáng được sử dụng và số lượng phân tán có thể được dung thứ. Light-emitting diode (LED) có xu hướng được sử dụng với sợi đa, mặc dù, như chúng ta đã thấy trong chap 5, cạnh - phát quang LED có thể khởi động đủ sợi quang thành một truyền dẫn cáp quang chế độ đơn ở mức dữ liệu lớn hơn 500MB / s trên một số cây số. Các điện quang học có thể được kết hợp vào trong một sợi từ một đèn LED phụ thuộc vào sự khác biệt chỉ số cốt lõi-ốp (denta), trong đó, lần lượt, liên quan đến khẩu độ số của sợi (cho denta = 0.01, khẩu độ số NA = 0,21). Như denta tăng, sức mạnh sợi-coupled tăng tương ứng. Tuy nhiên, kể từ khi phân tán cũng trở nên lớn hơn với sự gia tăng denta, một sự cân bằng phải được thực hiện giữa các điện quang có thể được đưa vào các chất xơ và phân tán chấp nhận được tối đa.
Khi lựa chọn các đặc tính suy hao của sợi cáp, mất quá nhiều mà kết quả từ việc quá trình cáp phải được coi là ngoài sự suy giảm của bản thân những sợi. Điều này cũng phải bao gồm kết nối và mối nối tổn thất cũng như môi trường - bao gồm thiệt hại có thể phát sinh từ những thay đổi nhiệt độ, hiệu ứng bức xạ, và bụi và ẩm ướt trên những đầu nối.