CC BY
63
УДК 621.383.92
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ АСИНХРОННОГО ОПТИЧЕСКОГО КАНАЛА СВЯЗИ С ПРИЕМНИКОМ НА ОСНОВЕ
СЧЕТЧИКА ФОТОНОВ
Гулаков И.Р., Зеневич А.О., Тимофеев А.М., Косари А.Г.
Высший государственный колледж связи, г. Минск, Республика Беларусь
Построена математическая модель асинхронного оптического канала связи, в котором в качестве приемного модуля использовался счетчик фотонов; получено выражение для расчета пропускной способности этого канала. В результате выполненных экспериментальных исследований определены зависимости пропускной способности асинхронного оптического канала связи, содержащего в качестве приемного модуля счетчик фотонов на основе кремниевого лавинного фотоприемника, от интенсивности оптического излучения и напряжения питания фотоприемника. (E-mail: [email protected])
Ключевые слова: пропускная способность, счетчик фотонов, лавинный фотоприемник.
Введение
Для конфиденциальной передачи информации в настоящее время используются квантово-криптографические системы связи, в ко -торых данные передаются при помощи оптических сигналов, содержащих в среднем до десяти фотонов на каждый бит. Для приема таких сигналов необходимо использовать высокочувствительные модули, например, счетчики фотонов. Отметим, что общим недостатком существующих квантово-криптографических систем является низкая пропускная способность [ 1], которая в основном ограничивается характеристиками приемных модулей. Ранее нами были выполнены экспериментальные исследования, в результате которых установлено влияние напряжения питания и интенсивности оптического излучения на пропускную способность канала связи, в котором для согласованной работы источника и приемника информации дополнительно передавались синхроимпульсы по отдельной линии связи [2]. Организация отдельной линии для передачи синхроимпульсов, как в [2, 3], на практике иногда нецелесообразна либо невозможна, например, когда источник и приемник удалены друг от друга в космическом пространстве или горной местности. В этих случаях передача информации может осуществляться асинхронным способом, когда синхроимпульсы не передаются. До нас-
тоящего времени исследования влияния указанных выше параметров счетчика фотонов на пропускную способность асинхронного оптического канала связи отсутствуют. В связи с этим целью данной работы являлось установить влияние напряжения питания и интенсивности оптического излучения на пропускную способность асинхронного оптического канала связи.
Математическая модель асинхронного канала
Вначале получим выражение для расчета пропускной способности асинхронного оптического канала связи с приемником на основе счетчика фотонов. Для этого необходимо построить математическую модель рассматриваемого канала связи. Дальнейшие рассуждения будут основаны на том, что передача информации осуществляется двоичными символами («0» и «1»). Обозначим вероятности появления символов «0» и «1» на входе асинхронного канала как Р$(0) и РД1), а вероятности появления символов «0» и «1» на выходе асинхронного канала как Р'*(0) и Р'Д!) соответственно. Вероятность того, что при передаче символа «0» или «1» на выходе счетчика фотонов не будет зарегистрировано ни символа «0», ни символа «1», обозначим как Р'в(-). Отметим, что алфавит кодовых слов на входе не совпадает с алфавитом кодовых слов
на выходе; вероятность приема символа «0», «1» либо отсутствия символа не зависит ни от того, какой символ был на входе канала, ни от ранее принятых символов; при передаче символа («0» или «1») на выходе канала ни символа «0», ни символа «1» может быть не зарегистрировано. Учитывая указанные особенности, рассматриваемый канал является дискретным двоичным несимметричным однородным без памяти и со стиранием [4]. Всеми потерями информации, за исключением потерь в счетчике фотонов, пренебрегаем.
Пропускная способность определяется максимальной скоростью передачи информации. Скорость передачи информации С - это количество информации I, приходящееся на среднее время передачи одного бита (одного символа) Ть [4]:
С = I / т6 =[Н(В) - Н(В / Л)]/т
(1)
где Н(В) - энтропия на выходе канала связи, Н(В/А) - условная энтропия, определяющая «ненадежность» канала или потери информации при воздействии помех.
Энтропия на выходе канала связи запишется в виде [4]:
н (В)=-р' (0) 1св 2 р ; (0) - р' (1) 1св 2 р' (1) -
- РД-)10В2 Р/(-).
(2)
Входящие в формулу (2) вероятности Р'Д0), Р'Д!) и Р'Д-) равны соответственно:
Р(0) = Р (0)Р(0/0) + р (1)Р(0/1),
Р/(1) = Р (0)Р(1 / 0) + р (1)Р(1/1),
Р'(-)=р (0)Р(-/0)+р (1)Р(- / 1),
(3)
где Р(0/0) и Р(0/1) - вероятности регистрации на выходе канала связи символа «0» при наличии на входе символов «0» и «1», Р(1/0) и Р(1/1) - вероятности регистрации на выходе канала связи символа «1» при наличии на входе символов «0» и «1», Р(-/0) и Р(-/1) -вероятности того, что при регистрации на выходе канала связи не будет зафиксировано ни символа «0», ни символа «1», в то время как на передающей стороне был сформирован символ «0» и символ «1» соответственно.
Полученные выражения (3) подставим в формулу (2), тогда энтропия на выходе канала связи:
Н(В) = -[рз (0)р(0 /0) + рз (1)р(0 /1)] 1og2 [рз (0) х
X р(0/0) + рз (1)р(0/1)] - [рз (0)р(1 /0) + рз (1) х х р(1 /1)] 1og2 [рз (0)р(1 /0) + рз (1)р(1 /1)] - (4)
- [рз (0)р(- /0) + рз (1)р(- /1)] 1og2 [рз (0)р(- / 0) +
+ рз (1)р(-/1].
Условная энтропия Н(В/А) [4]:
Н(В / Л) = -рз (0)[р(0 / 0) 1о^ р(0 / 0) + р(1/ 0) 1о^ р(1/0) +
+ р(- / 0)^ р(- / 0)]-рз(1)[р(0 /1)^ р(0 /1)
)/1)+
+ р(1 /1) 1og2 р(1/1) + р(- /1) 1og2 р(- /1)]|
(5)
Скорость передачи информации определяется подстановкой формул (4) и (5) в выражение (1) и достигает своего максимального значения (пропускной способности) Стах при РД0) = РД1) = = 0,5 [4]. Поэтому формулу пропускной способности можно записать в следующем виде:
С тах = {-[0,5[р(0 / 0) + р(0 /1)]] 1og2 [0,5( р(0 / 0) +
+ р(0 /1)] - [0,5[р(1 / 0) + р(1 /1)]] 1о^2 [0,5[р(1 / 0) +
+ р(1 /1)]] - [0,5[р(- / 0) + р(- /1)]] 1og2 [0,5[ р(- / 0) +
+ р(-/1)]] + 0,5[р(0/0) 1о^2 р(0/0) + р(1/0)х (6)
х 1о^2 р(1/ 0) + .р(- /0) 1о^2 р(- /0)] + 0,5[р(0 /1) х х 1о^2 р(0 /1) + р(1/1) 1о^2 р(1/1) + р(- /1)х х 1og2 р(- /1)]}/ ТЬ.
Численные значения вероятностей Р(0/0), Р(-/0), Р(1/0), Р(0/1), Р(-/1), Р(1/1) можно определить на основании статистических распределений числа импульсов на выходе счетчика фотонов Рхю(У) и Р6.п(№), обозначив числа N1 и N2 нижним и верхним пороговыми уровнями регистрации, соответственно, по аналогии как описано в работах [2, 5-7]. Поэтому вероятности Р(0/0), Р(-/0), Р(1/0), Р(0/1), Р(-/1), Р(1/1) равны соответственно:
N 2 N -1
р(0/0) = Xрл(N), р(-/0) = Xр^0(У),
N=N1 N=0
N2 (7)
р(1/0) = 1 -X р 0( N),
N =0
N N1-1
р(0/1) = X р«1(^),р(-/1) = X р да
N=^ N=0
N2
р(1/1)=1 -5] р(1(у).
N =0
Рассчитать пропускную способность можно путем подстановки в (6) соответствующих выражений (7) с учетом измеренных статистических распределений Р6-ю(^ и Р6-п^ при заданных пороговых уровнях регистрации N1 и N2 и длительности ть.
Описание установки и методика эксперимента
Поскольку реализация счетчиков фотонов на базе кремниевых лавинных фотоприемников (ЛФП) не требует применения схем охлаждения (в отличии от сверхпроводниковых фотоприемников, германиевых лавинных фотодиодов, лавинных фотодиодов на основе различных соединений галлия, квантовых точек и др.), то именно такие фотоприемники были выбраны в качестве объектов исследований: со структурами р+п-\-п+ и п+р-л-р+, а также серийно выпускаемые ФД-115Л. В связи с тем, что эти ЛФП отличаются как по структуре, так и по площади фоточувствительной поверхности, представляет интерес определить, как эти параметры влияют на пропускную способность рассматриваемого канала связи, что являлось предметом исследований.
Для различных структур ЛФП напряжения лавинного пробоя р-п перехода Цр могут отличаться, поэтому при сравнении зависимостей их характеристик от напряжения питания ипт использовалась величина перенапряжения Аи = Ц/пит - С/пр. Напряжение пробоя определялось на основании вольтамперных характеристик ЛФП по методике, описанной в [8].
Структурная схема установки для определения пропускной способности асинхронного оптического канала связи представлена на рисунке 1. Для реализации режима счета фотонов ЛФП включался по схеме пассивного гашения лавинного пробоя [9]. На ЛФП от источника постоянного напряжения питания И через ограничивающий резистор Догр подается напряжение обратного смещения ипит, близкое или превышающее напряжение лавинного пробоя р-п перехода Цр, которое контролируется вольтметром В. При такой величине напряже-
ния обратного смещения через ЛФП протекают импульсы тока, обусловленные возникновением пробоя по локальным каналам р-п перехода
- микроплазм, появление которых может быть вызвано носителем заряда, образованным под действием фотона оптического излучения или вследствие термогенерации.
СД
ОВ
Ф ОС
Рисунок 1 - Структурная схема установки:
Ф - формирователь данных; СД - светодиод; ОС -ослабляющий нейтральный светофильтр; ОВ - оптическое волокно; И - источник постоянного напряжения; В - вольтметр; Догр - ограничивающий резистор; ЛФП - лавинный фотоприемник; Кн - нагрузочный резистор; У - усилитель; Д - амплитудный дискриминатор; К - компьютер
При возникновении пробоя протекающий через ЛФП ток возрастает, что приводит к увеличению падения напряжения на нагрузочном резисторе Ян и к уменьшению напряжения на ЛФП. В результате этого пробой в микроплаз-менном канале прекращается (гасится), а на нагрузочном резисторе Дн формируется импульс напряжения.
Импульс напряжения, вызванный термоге-нерированным носителем заряда, называют темновым, а импульс, инициированный регистрируемым фотоном оптического излучения, -сигнальным. В случае, когда на ЛФП подается маломощный оптический сигнал, на его выходе регистрируется смесь темновых и сигнальных импульсов.
Импульсы, выделенные на сопротивлении нагрузки Дн, поступают на вход усилителя У, который обеспечивает их усиление. Затем с выхода усилителя У импульсы подаются на вход амплитудного дискриминатора Д, порог амплитудной селекции которого установлен непосредственно над уровнем собственных шумов усилителя. В процессе проводимых измерений
порог амплитудной селекции оставался неизменным. Импульсы, сформированные по длительности и амплитуде, с выхода дискриминатора поступают на вход компьютера К.
Формирователь данных Ф управляет работой светодиода СД при помощи управляющих импульсов. При передаче управляющего импульса в течение длительности времени Ata передается двоичный символ, а в течение защитного интервала времени tз = ть - Ata данные в линию не подаются. Защитный интервал предотвращает перекрывание близлежащих временных интервалов Ata. На протяжении длительности Ata на выходе светодиода СД при передаче символов «0» и «1» формируется оптический сигнал интенсивностью J0 и J1 соответственно, который ослабляется светофильтром ОС и подается на ЛФП через оптическое волокно ОВ.
На приемной стороне счетчиком фотонов подсчитывается число зарегистрированных импульсов N, поступивших в течение интервала времени Ata. Затем это число сравнивается компьютером К с двумя пороговыми уровнями N1 и N2: если N1 < N < N2 - передан символ «0», если N > N2 - передан символ «1», в противном случае - принимается решение, что символ не передавался. Также компьютер К на основании подсчитанного числа импульсов отдельно формирует массивы данных числа импульсов, по которым рассчитываются статистические распределения смеси числа сигнальных и темновых импульсов Psto(N) и Psti(N) при передаче символов «0» и «1» соответственно за интервал времени Ata.
Экспериментальные результаты и их обсуждение
Для получения максимально возможной пропускной способности оптического канала связи необходимо подбирать такое перенапряжение, при котором величина динамического диапазона регистрируемых интенсивностей оптического излучения J счетчика фотонов максимальна [10]. Зависимость величины динамического диапазона Ans (An = nstmax - nt, где Ustmax - максимальная скорость счета смеси темновых и сигнальных импульсов, при которой зависимость ns(J) линейная; nt - скорость счета темновых импульсов) от перенапряжения показана на рисунке 2. Все графики нормированы на максимальное значение Ans, полученное для соответствующего типа ЛФП в исследуемом диапазоне перенапряжений.
Как видно из приведенных результатов, каждая из зависимостей АпДАС) имеет максимум. Наибольшее значение Ап$ в исследуемом диапазоне перенапряжений получено для ЛФП со структурой р+п-у-п+ и составило ~ 1,4405 с-1. Наличие максимума зависимости АпДАС) обусловлено характером изменения скоростей счета темновых п и сигнальных импульсов п с увеличением перенапряжения. Объяснение
этому дано в работах [2, 7]: с увеличением перенапряжения вначале происходит рост как п, так и пх. Однако при дальнейшем увеличении перенапряжения скорость счета темновых импульсов продолжает расти, а зависимость пДАС) достигает насыщения и практически не изменятся. Поэтому вначале зависимость АяДАС) демонстрирует рост, достигая своего максимального значения, а потом - падение.
Дм,, отн.сд.
Рисунок 2 - Зависимость динамического диапазона от перенапряжения: 1 - ФД-115Л; 2 - ЛФП со структурой р+п-у-п+; 3 - ЛФП со структурой п+р-п-р+
При проведении исследований зависимости Стах(А^с) интенсивность оптического излучения Jo выбиралась такой, при которой скорость счета сигнальных импульсов удовлетворяла условию п > В}12, где Dt - дисперсия скорости счета темновых импульсов, а интенсивность Jl - из соответствия п максимальному значению Ап$, полученному в исследуемом диапазоне АяДАС); устанавливались следующие пороговые уровни регистрации: N1 = 1 и N2 = 2, т.е. счетчик фотонов регистрировал символ «0» при подсчете одного или двух импульсов и символ «1» - при подсчете трех и более импульсов. Отметим, что пороговые уровни регистрации можно выбирать и другими, отлич-
ными от приведенных выше, однако при сравнении значений Стах(Л^) для различных перенапряжений следует выбирать N1 и N2 постоянными. При других значениях N1 и N2 зависимости Стах(А^) имели схожий вид для всех исследуемых типов ЛФП, поэтому на рисунке 3 такая зависимость представлена для ЛФП со структурой р+п-у-п+, нормированная на максимальное значение пропускной способности.
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0
Рисунок 3 - Зависимость пропускной способности канала связи от длительности времени передачи управляющего импульса
Как видно из приведенной зависимости Стах(А^с), она имеет максимум, которому соответствует длительность А^ = 10 мкс. Причем в диапазоне А^ от 1 до 10 мкс наблюдается рост величины Стах, а при А^ > 10 мкс - уменьшение. Увеличение Стах при увеличении А^ = (1-10) мкс обусловлено тем, что при малых А^ его значение близко к мертвому времени счетчика фотонов -времени, в течение которого счетчик фотонов не способен регистрировать поступающие фотоны, следовательно, вероятность ошибочной регистрации достаточно велика, а пропускная способность не достигает больших значений. С увеличением длительности А^с влияние мертвого времени счетчика фотонов меньше сказывается при приеме информации, поэтому вероятность ошибочной регистрации символа уменьшается, а Стах - растет. Дальнейшее увеличение Аtс увеличивает длительность передачи одного бита ть, что приводит к уменьшению Стах.
Для того чтобы отделить передачу одного символа от другого, используется защитный временной интервал tз по аналогии с защитным частотным интервалом, описанным в работе
[4]. Длительность защитного интервала tз = ть - А^ необходимо выбирать, с одной сто-
роны, как можно меньшим. Это связано с тем, что с увеличением tз увеличится вероятность образования темновых импульсов, поэтому увеличится общая вероятность ошибочной регистрации за счет увеличения вероятности Р(1/0). С увеличением tз растет ть, что, в свою очередь, снижает пропускную способность. С другой стороны, минимальное значение длительности tз также ограничено, поскольку, приняв tз < А^, в случае если счетчик фотонов при приеме двоичного символа, например, сработает не от первого, а от последнего фотона излучения в оптическом импульсе длительностью Ас может произойти перекрывание временных интервалов, т.е. счетчиком фотонов посчитаются фотоны оптического излучения, которые относятся и к текущему передаваемому двоичному символу, и к последующему, однако на выходе счетчика фотонов сформируется один символ. В этом случае увеличится общая вероятность ошибочной регистрации, что снизит пропускную способность. Исходя из вышесказанного, длительность tз целесообразно выбирать равной длительности А^, что исключает возможное перекрывание временных интервалов.
Выполнены исследования зависимости пропускной способности оптического канала связи от интенсивности излучения Jo, применяемого для передачи символа «0». Поскольку для всех исследуемых типов ЛФП эта зависимость имела схожий вид, на рисунке 4 представлена зависимость Стах^0) для ЛФП со структурой р+п-у-п+.
Рисунок 4 - Зависимость пропускной способности канала связи от интенсивности излучения, применяемого для передачи символа «0»:
1 - АС = -0,13 В; 2 - АС = 0,15 В; 3 - АС = 0,47 В;
4 -АС = 0,83 В
При определении зависимости Стах^0) интенсивность оптического излучения Jl, применяемого для передачи символа «1», выбиралась соответствующей максимальному значению п линейного участка зависимости п,^). Отметим, что минимальное значение интенсивности оптического излучения Jo, применяемого для передачи символа «0», выбиралось так же, как и в случае исследования зависимости Стах(А^).
Каждая из представленных на рисунке 4 зависимостей нормирована на наибольшее значение пропускной способности исследуемого диапазона перенапряжений. Из представленных результатов видно, что каждая из зависимостей Стах(^0) имеет максимум. Причем с ростом перенапряжения величина максимума зависимости Стах^0) в начале увеличивается, достигая наибольшего значения, а затем - уменьшается.
Отметим, что полученные в результате измерений статистические распределения - Р,ю(Ы) и Р,а(№) - соответствовали распределению Пуассона и имели выраженный максимум, что нами наблюдалось ранее и обсуждалось в [2].
Увеличение интенсивности оптического излучения Jo приводило к смещению максимального значения вероятности в Р,ю(У) в сторону больших значений N. При малых интенсивностях излучения Jo статистическое распределение Р,ю(У) практически совпадало со статистическим распределением темновых импульсов, описанным в [2], поэтому наблюдалась достаточно большая вероятность Р(-/0), что не позволяет достичь максимального значения пропускной способности. Последующее увеличение интенсивности излучения Jo приводило к смещению максимального значения вероятности в Р,ю(У) в сторону больших значений N, за счет чего уменьшалась вероятность Р(-/0), увеличивалась вероятность Р(0/0) и пропускная способность Стах достигала своего максимально возможного значения (см. рисунок 4). Дальнейший рост интенсивности излучения Jo приводил к уменьшению Стах. Это объясняется тем, что в этом случае Р(-/0) практически не изменяется, однако с ростом Jo происходит рост вероятностей Р(0/1), Р(1/0), так как распределение Р,ю(У) смещается в сторону распределения Р,я(У). В результате увеличивается условная энтропия и соответственно уменьшается пропускная способность, что видно из формул
(5) и (6). Увеличение максимального значения пропускной способности с ростом перенапряжения до некоторого значения, а затем его спад
обусловлен тем, что с увеличением перенапряжения величина Ап также вначале растет, достигая своего максимума, после чего уменьшается (рисунок 2). При наибольших значениях Ап удается обеспечить интенсивности излучения З и .Л, для которых вероятности ошибочной регистрации символов «0» и «1» минимальны, следовательно, пропускная способность имеет максимальное значение. Поэтому перенапряжению, для которого величина Ап максимальна, будет соответствовать максимум пропускной способности.
Данные о максимальной пропускной способности рассматриваемого канала для исследуемых ЛФП представлены в таблице.
Таблица
Характеристики исследуемых лавинных фотоприемников
Как видно из приведенных результатов, для рассматриваемого канала связи наибольшее значение пропускной способности (« 31,2 кбит/с) получено при использовании в счетчике фотонов фотоприемника со структурой р+п-у-п+. В сравнении с другими типами исследуемых ЛФП, площадь фоточувствительной поверхности ЛФП со структурой р+п-у-п+ больше, следовательно, его мертвое время также больше. При этом максимальная пропускная способность счетчика
Сравниваемые параметры исследуемых ЛФП Тип исследуемого ЛФП
ФД- 115Л структура р+п-у-п+ структура п+р-п-р+
Диаметр фоточув-ствительной поверхности, мкм 200 500 300
Напряжение пробоя, В 52,71 279,05 190,21
Максимальная пропускная способность счетчика фотонов, кбит/с 18,4 31,2 18,2
Скорость счета тем-новых импульсов п{-10-3, с-1 3,0 18,0 12,2
Перенапряжение АС, В 0,25 0,75 0,10
Динамический диапазон Ап,-10-3, с-1 94,5 137,2 94,8
фотонов на основе такого фотоприемника обусловлена тем, что для него наблюдался наибольший динамический диапазон за счет более высокой квантовой эффективности регистрации по сравнению со счетчиком фотонов, построенном на базе других типов исследуемых ЛФП. Отметим, что в [10] нами было экспериментально установлено, что пропускная способность увеличивается с уменьшением мертвого времени счетчика фотонов.
Для проведения экспериментальных исследований, выполненных в данной работе, счетчик фотонов был построен на основе ЛФП, включенных по схеме пассивного гашения микроплазменного лавинного пробоя. Мертвое время счетчика фотонов при такой схеме включения ЛФП много больше, чем при использовании схемы активного гашения микроплаз-менного лавинного пробоя [9]. Оценка пропускной способности рассматриваемого канала при включении исследуемых ЛФП по схеме активного гашения показала, что ее значение равно 100 кбит/с, что превышает пропускную способность канала со счетчиком фотонов на основе ЛФП, включенного по схеме пассивного гашения лавины.
Заключение
Построена математическая модель асинхронного оптического канала связи с приемником на основе счетчика фотонов; получено выражение для пропускной способности этого канала, учитывающее статистические распределения числа импульсов на выходе счетчика фотонов при передаче символа «0» и символа «1», а также пороговые уровни регистрации импульсов при передаче этих символов.
Экспериментально определено, что для получения наибольшего значения пропускной способности необходимо подбирать оптимальное значение длительности передачи двоичного символа Аtс и интенсивности оптического излучения, использующегося для передачи символа «0».
Установлено, что величина перенапряжения влияет на пропускную способность канала связи: для всех исследуемых типов лавинных фотоприемников максимальное значение пропускной способности получено при перенапряжении, которому соответствовал максимум зависимости Ап, (АС).
Получено, что при длительности передачи одного бита информации, равной 20 мкс, и длительности Ate равной длительности защитного интервала, для всех исследуемых типов лавинных фотоприемников пропускная способность принимает максимальное значение.
Увеличить пропускную способность можно путем применения схемы активного гашения лавины ЛФП, что, в сравнении со схемой пассивного гашения, повысит пропускную способность канала связи до 100 кбит/с за счет уменьшения мертвого времени счетчика фотонов.
Работа выполнена при поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований.
Список использованных источников
1. Килин, С.Я. Квантовая криптография: идеи и практика / С.Я. Килин. - Минск, 2007.
2. Гулаков, И.Р. Исследование скорости передачи информации по оптическому каналу связи с приемником на основе счетчика фотонов / И.Р. Гулаков, А.О. Зеневич, А.М. Тимофеев // Автометрия. - 2011. - Т. 47. - № 4. - С. 31-40.
3. Зеневич, А.О. Пропускная способность оптического канала связи при передаче сообщения отдельными фотонами / А.О. Зеневич, С.К. Комаров, А.М. Тимофеев // Электросвязь. -2010. - № 10. - С. 14-16.
4. Клюев, Л.Л.Теория электрической связи: учебник / Л.Л. Клюев. - Минск, 2008.
5. Ветохин, С.С. Одноэлектронные фотоприемники / С.С. Ветохин [и др.]. - М., 1986.
6. Гулаков, И.Р. Пропускная способность оптического канала связи при передаче сообщения сигналами малой мощности / И.Р. Гулаков, А.О. Зеневич, С.К. Комаров // Доклады БГУИР. -2009. - № 8 (46). - С. 22-27.
7. Зеневич, А.О. Исследование пропускной способности оптического канала связи, в котором для детектирования сигнала используется счетчик фотонов / А.О. Зеневич, А.М. Тимофеев // Доклады БГУИР. - 2011. - № 7(61). -С. 5-9.
8. Грехов, И.В. Лавинный пробой p-n-перехода в полупроводниках / И.В. Грехов. - Л., 1980.
9. Гулаков, И.Р. Метод счета фотонов в оптикофизических измерениях / И.Р. Гулаков, С.В. Холондырев. - М., 1989.
10. Гулаков, И.Р. Пропускная способность квантовой оптической системы связи / И.Р. Гулаков, А.О. Зеневич, А.М. Тимофеев // Приборы и методы измерений. - 2012. - № 1(4). - С. 104-109.
Gulakov I.R., Zenevich A.O., Timofeev A.M., ^sari А^.
Investigation of asynchronous optical communication channel throughput containing a receiver on the basis of photon counter
A mathematical model of asynchronous optical communication channel with a photon counter applied as a receiving module has been built. The expression for calculating of data throughput of this channel has been obtained. As a result of implemented experimental investigations it has been established that the data throughput of asynchronous optical communication channel containing a photon counter on the basis of avalanche photodetector as a receiving module depends on optical radiation and photodetector supply voltage. (E-mail: [email protected])
Key words: throughput, photon counter, avalanche photodetector.
Поступила в редакцию 02.04.2013.
