ВОЛОКОННАЯ ОПТИКА теория и практика

Шум

При прохождении сигналов через канал связи атомы и молекулы в среде передачи вибрируют и излучают случайные электромагнитные волны в виде шума. Обычно сила передаваемого сигнала велика по сравнению с шумовые сигналом. Однако по мере продвижения и затухания сигнала его уровень может сравняться с уровнем шума. Когда полезный сигнал незначительно превышает фоновый шум, приемник не может отделить данные от шума и возникают ошибки связи.

Важным параметром канала является отношение мощности полученного сигнала {S) к мощности шумового сигнала (N). Отношение S/N называется отношением сигнал/шум и выражается обычно в децибелах, сокращенно дБ.

S/N= 10 log 10(S/N) дБ, где S - мощность сигнала в ваттах; N - мощность шума в ваттах.

Высокое значение отношения сигнала к шуму означает,' что мощность полезного сигнала высока по сравнению с уровнем шума, что ведет к хорошему качеству восприятия сигнала. Теоретическую максимальную скорость передачи данных для реального канала можно вычислить, используя закон Шеннона - Хартли (Shannon— Hartley).

С = В log2 (1 + S/N) bps, где С - скорость передачи данных в bps; В - полоса пропускания канала в герцах; S - мощность сигнала в ваттах; N - мощность шума в ваттах.

, Из этой формулы можно видеть, что увеличение полосы пропускания или увеличение отношения сигнала к шуму позволяет увеличить скорость передачи данных-и что сравни­тельно небольшое увеличение полосы пропускания эквивалентно гораздо большему увеличению отношения сигнала к шуму.

Каналы цифровой передачи используют широкие полосы пропускания и цифровые повторители или регенераторы для воссоздания сигналов через регулярные интервалы, поддерживая приемлемые отношения сигнала к шуму. Ослабленные сигналы, получаемые регенератором, распознаются, перенастраиваются и пересылаются как почти точные копии исходных цифровых сигналов, как показано на рис. 2.9. В сигнале нет накапливае­мого шума даже при передаче на тысячи километров, при условии поддержания приемле­мых отношений сигнала к шуму.