¿Qué ancho de banda se necesita para una señal digital arbitraria?

Estoy construyendo un enlace de datos de fibra óptica, con un controlador láser y un receptor de fotodiodo. Mi objetivo es transmitir datos a 50Mbit/s. Estoy buscando qué ancho de banda tomaría esto.
Obviamente, 50MHz no funcionaría, ya que ni siquiera comenzaría a aproximarse a una onda cuadrada, y mucho menos cambiaría la periodicidad de los datos aleatorios, ¿verdad? ¿Cuántos armónicos necesito? Hemos diseñado para que nuestro corte de baja frecuencia sea lo suficientemente bajo en comparación con nuestra tasa de datos (en ~5 órdenes de magnitud).

¡Gracias de antemano!

Eche un vistazo a los principios de la transmisión de datos de banda base, que utiliza ethernet. Ver en.wikipedia.org/wiki/Line_code . Además, cuéntenos más sobre su problema. ¿Qué distancia, por qué esta tarifa de datos, costo?
En el mundo de las comunicaciones de datos de fibra óptica, utilizamos una regla general de que se requiere un ancho de banda de aproximadamente A/2 Hz para admitir una velocidad de datos de A bps con activación/desactivación (OOK). Entonces, 25 MHz serían suficientes para admitir una transmisión de 50 Mbps. Sin embargo, un poco más de ancho de banda generalmente es mejor, y normalmente definimos un receptor de referencia para la caracterización del transmisor con un ancho de banda de 0,75 A Hz.

Respuestas (1)

A la velocidad máxima de datos, tiene una onda cuadrada de 25 MHz y si tiene un ancho de banda de 3dB de 75 MHz, pasará el 3er armónico sin demasiada pérdida de forma. No se verá perfecto, pero el patrón de los ojos será lo suficientemente bueno. A continuación se muestra cómo se "construye" la onda cuadrada a partir de sus armónicos. La imagen después de la onda sinusoidal en la fundamental es la "onda cuadrada que solo contiene el tercer armónico y, con suerte, puede ver que todavía tiene una forma bastante razonable: -

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Los patrones oculares para datos cuyo ancho de banda ha sido restringido también son una fuente útil de información. Por ejemplo, el de abajo se parece bastante a los datos que contienen muy pocos armónicos: -

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Lo anterior informa a cualquiera que sepa sobre los sistemas de transmisión de datos que la forma del patrón del ojo es bastante buena y se convierte fácilmente a los niveles lógicos adecuados: es la cantidad de espacio en blanco (rodeado por los trazos rojos) lo que da confianza aquí. Tal vez deberías estudiar diagramas de ojos.

También puede usar herramientas como LTSpice para simular datos que han sido limitados en banda para determinar los regímenes de detección que funcionarán. Tiene que enfrentarse al ruido, tiempos de subida (y caída) deficientes, amplitudes pequeñas y distorsión entre símbolos. Es factible.

Puede comprar soluciones listas para usar que son buenas por al menos 4 veces su tarifa de datos y no cuestan la tierra. He creado enlaces que son buenos para 700 Mbps que usan óptica de ancho de banda de 1 GHz, por lo que debería establecer algún tipo de punto de referencia para usted.

Gran respuesta aquí. ¿Quiere decir un corte de 3dB de 75MHz para que el canal solo pase el 1er y 3er armónico? Esto significaría un ancho de banda de 75 - 25 = 50 MHz, ¿verdad?
Un corte de 3dB a 75 MHz está en el 3er armónico, es decir, lo atenúa ligeramente. A 125 MHz, el quinto armónico seguirá pasando pero significativamente atenuado. Cuánto depende del láser, el fotodiodo y la electrónica en ambos extremos, pero suponiendo que todo sea equivalente a un filtro de paso bajo de primer orden, 125 MHz (quinto armónico) se atenuará en aproximadamente otros 3 dB.
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