Podręcznik

Podstawowe kryterium pozwalające obliczyć zasięg łącza światłowodowego, mówi że moc odbierana musi być większa od mocy określającej czułość odbiornika, zwykle z marginesem P_m w zakresie od 3 do 6 dB. Poniżej przedstawiono równanie określające budżet łącza telekomunikacyjnego.

P_s – P_c – αL = P_R + P_m$\qquad$(4.1)

gdzie

P_s – moc nadajnika [dBm];

P_R – czułość odbiornika [dBm];

P_c – straty na połączeniach [dBm];

αL – tłumienie toru [dBm].

Rysunek 7. Moc w łączu w funkcji odległości.

W transmisji cyfrowej dla „1” startuje z lasera grupa fotonów, natomiast dla „0” panuje cisza. Grupa fotonów maleje i kurczy się w miarę transmisji wzdłuż światłowodu, do odbiornika powinno ich dotrzeć co najmniej tyle, aby ten bezbłędnie wykrył i zidentyfikował impuls. Tak jak wspomniano wcześniej, w idealnym przypadku 10 fotonów wystarcza do identyfikacji jedynki, ale realnie potrzeba na to średnio od 200 do 1000 fotonów/bit. W rzeczywistości potrzeba na to średnio n₀ fotonów/bit. Można teraz obliczyć wartość mocy P_R odpowiadającej czułości odbiornika i zauważyć, że wzrost prędkości transmisji to wzrost ilości impulsów w sekundzie, a jednocześnie coraz mniej fotonów w impulsie.

$P_R[dBm] = 10~log \frac{n_0hfB_0}{10^{-3}} \qquad$(4.2)

gdzie

B₀ – szybkość transmisji [bit/s]

n₀ – liczba fotonów/bit.

f – częstotliwość [Hz]

h – stała Plancka (6,626070040 × 10^-34 [J·s])

Z powyższej zależności wynika, że przy tej samej czułości odbiornika im więcej bitów, tym mniej jest fotonów w impulsie.

Rysunek 8. Moc w funkcji prędkości transmisji.