Welche Bandbreite wird für ein beliebiges digitales Signal benötigt?

Ich baue eine Glasfaser-Datenverbindung mit einem Lasertreiber und einem Fotodiodenempfänger. Mein Ziel ist es Daten mit 50Mbit/s zu übertragen. Ich suche nach welcher Bandbreite dies dauern würde.
Offensichtlich würden 50 MHz nicht funktionieren, da es nicht einmal ansatzweise eine Rechteckwelle annähern würde, geschweige denn eine Änderung der zufälligen Datenperiodizität, oder? Wie viele Harmonische benötige ich? Wir haben so konzipiert, dass unsere untere Grenzfrequenz im Vergleich zu unserer Datenrate (um ~5 Größenordnungen) ausreichend niedrig ist.

Vielen Dank im Voraus!

Schauen Sie sich die Prinzipien der Basisband-Datenübertragung an, die von Ethernet verwendet wird. Siehe en.wikipedia.org/wiki/Line_code . Bitte teilen Sie uns auch mehr über Ihr Problem mit. Welche Entfernung, warum diese Datenrate, kosten?
In der Welt der Glasfaser-Datenkommunikation verwenden wir eine Faustregel, dass ungefähr eine Bandbreite von A/2 Hz erforderlich ist, um eine Datenrate von A bps mit On-Off-Keying (OOK) zu unterstützen. 25 MHz würden also ausreichen, um eine Übertragung mit 50 Mbit/s zu unterstützen. Etwas mehr Bandbreite ist jedoch im Allgemeinen besser, und wir definieren normalerweise einen Referenzempfänger für die Sendercharakterisierung mit einer Bandbreite von 0,75 A Hz.

Antworten (1)

Bei voller Datenrate haben Sie eine Rechteckwelle von 25 MHz, und wenn Sie eine 3-dB-Bandbreite von 75 MHz haben, lassen Sie die 3. Harmonische ohne allzu großen Formverlust durch. Es wird nicht perfekt aussehen, aber das Augenmuster wird gut genug sein. Unten wird gezeigt, wie die Rechteckwelle aus ihren Harmonischen "gebaut" wird. Das Bild nach der Sinuswelle am Grundton ist die "Rechteckwelle, die nur die 3. Harmonische enthält und hoffentlich sieht man, dass sie noch einigermaßen vernünftig in Form ist: -

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Augenmuster für Daten, deren Bandbreite eingeschränkt wurde, sind ebenfalls eine nützliche Informationsquelle. Zum Beispiel sieht das folgende ziemlich nach Daten aus, die nur sehr wenige Oberschwingungen enthalten: -

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Das Obige informiert jeden, der sich mit Datenübertragungssystemen auskennt, dass die Form des Augenmusters ziemlich gut ist und leicht wieder in die richtigen Logikpegel umgewandelt werden kann - es ist die Menge an Weißraum (umgeben von den roten Spuren), die hier Vertrauen schafft. Vielleicht solltest du Augendiagramme studieren.

Sie können auch Tools wie LTSpice verwenden, um bandbegrenzte Daten zu simulieren, um funktionierende Erkennungsregime zu ermitteln. Sie müssen mit Rauschen, schlechten Anstiegs- (und Abfall-) Zeiten, kleinen Amplituden und Verzerrungen zwischen den Symbolen fertig werden. Es ist machbar.

Sie können Lösungen von der Stange kaufen, die für mindestens das Vierfache Ihrer Datenrate gut sind und nicht die Welt kosten. Ich habe Links gebaut, die gut für 700 Mbit/s sind und eine Optik mit einer Bandbreite von 1 GHz verwenden. Das sollte also eine Art Benchmark für Sie sein.

Tolle Antwort hier. Meinen Sie eine 3-dB-Grenzfrequenz von 75 MHz, sodass der Kanal nur die 1. und 3. Harmonische durchlässt? Das würde eine Bandbreite von 75 - 25 = 50MHz bedeuten, oder?
Eine 3-dB-Absenkung bei 75 MHz liegt bei der 3. Harmonischen, dämpft sie also leicht. Bei 125 MHz wird die fünfte Harmonische immer noch durchgelassen, aber deutlich gedämpft. Wie viel hängt vom Laser, der Fotodiode und der Elektronik an beiden Enden ab, aber unter der Annahme, dass alles einem Tiefpassfilter 1. Ordnung entspricht, werden 125 MHz (fünfte Harmonische) um etwa weitere 3 dB gedämpft.
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