Рисунок 1.12 - Оптичний кабель ОКЛБ
1.6 Розрахунок довжини ділянок регенерації
Довжина регенераційної ділянки РД цифрової волоконно-оптичної системи (ЦВОСП) залежить від багатьох факторів, найважливішим з яких є:
-енергетичний потенціал (Е) ЦВОСП, рівний:
Е = Рпер - Рпр, дБ,
де Рпер - абсолютний рівень потужності оптичного сигналу випромінювання, дБм;
Pпp - абсолютний рівень потужності оптичного сигналу на вході прийомного пристрою, при якому коефіцієнт помилок чи імовірності помилки Рош одиночного регенератора не перевищує заданого значення, дБм;
Е - енергетичний потенціал визначає максимальне-припустиме загасання оптичного сигналу в оптичному волокні (0В), роз'ємних і нероз'ємних з'єднувачах на РД, а також в інших вузлах ЦВОСП.
- дисперсія в 0В, ов, пс/нм км. Дисперсійні явища в 0В призводять до розширення в часі спектральних і модових складових сигналу, тобто до різного часу їхнього поширення, що призводить до зміни форми і тривалості оптичних імпульсних сигналів, до їхнього розширення;
- перешкоди, обумовлені тепловими шумами резисторів, транзисторів, напівпровідникових діодів, підсилювачів, шумами джерел оптичного випромінювання, шумами через відображення оптичного випромінювання від торцевої поверхні 0В, медовими шумами через інтерферентності моди, що поширюються в 0В; цей вид перешкод інтегрально враховується як власні шуми;
- квантовий чи фантомний шум, носієм якого є сам оптичний сигнал (у силу його малості в порівнянні з іншими складовими шумів оптичного JI Т, у проекті його не враховуємо і вплив враховується як вплив дестабілізуючих факторів);
- коефіцієнт загасання 0В; α’ , дб/км;
- мінімально детектуєма потужність (МДМ) Wмдм, що відповідає мінімальному порогові чутливості прийомного пристрою - фотоприймача ЦВОСП із заданою імовірністю помилки.
Для визначення довжини РД складається його розрахункова схема (малюнок1.14).
Рисунок 1.13 - Розрахункова схема РУ ЦВОСП
03-Р - оптичний з'єднувач роз'ємний (їхнє число на РД дорівнює 2),
НРП - регенераційний пункт, що не обслуговується,
ПРОМ - приемопередаючий оптичний модуль, що перетворює оптичний сигнал в електричний, що відновлює параметри останнього і перетворить його в оптичний;
OЗ - Н - оптичний з'єднувач нероз’ємний, число яких на одиницю менше числа будівельних довжин ОК, що складають РД,
Як бачимо з малюнка 1.13 загасання РД дорівнює:
Ард = 2Адв + N Авв+α рд) + At + Рз, дБ, (1.6)
де Адв - загасання, внесене роз'ємним оптичним з'єднувачем, рівне 0.5..1...1,5дБ;
N - число нероз'ємних оптичних з'єднувачів;
Авв – загасання, внесене нероз'ємним оптичним з'єднувачем, дБ;
α - коефіцієнт загасання 0В, дБ/км;
рд - довжина регенераційної ділянки, км;
At - допуски на температурні зміни параметрів ЦВОСП, у тому числі й ОК, для типових ВОСП рівні 0,5... 1,5дБ;
РЗ - допуски на погіршення параметрів елементів ЦВОСП з часом (старіння, деградація і т.п.), Ав=2...6 дб (залежить від типів джерела і приймача оптичного випромінювання та їхніх комбінацій).
Для лінійного обладнання СП синхронної цифрової ієрархії завжди відомим є рівень передачі, тобто Рпер = +2 ...-4 дб.
Довжину регенераційної ділянки знайдемо по формулі:
, км (1.7)
Енергетичний потенціал Е візьмемо з технічних даних апаратури SMA1, рівний 36 дб (таблиця 1.2).
Усі величини у формулі (1.7) відомі, крім N - числа нероз'ємних оптичних з’єднань. Число N на одиницю менше числа будівельних довжин.
Визначимо довжину РД /рд мах, вважаючи, що загасання внесене нероз’ємними з'єднувачами дорівнює нулю. При такому допущенні довжина РД визначиться з вираження:
к= ,км (1.8)
(км)
Тепер знаючи lру мах, визначимо число будівельних довжин ОК, що складають РД по формулі (1.9):
(1.9)
де символ Ц означає округлення убік більшого числа.
км
Число нероз'ємних оптичних з'єднувачів обчислюємо по формулі (1.10):
N = Nбуд - 1
N=46-1=45
Загасання, внесене цими з'єднувачами, дорівнює N Авв. Отже, довжина РД |повинна бути зменшена на величину
, км (1.11)
З обліком (1.8) - (1.11) довжину РД визначимо по формулі:
lрд = lpд мах - , км 1рд=92- 15=77 (км)
1.7 Схема організації зв'язку і мультиплексного плану
Для забезпечення зв'язку між обраними населеними пунктами організується 111 двохмегабітних потоків. Інші потоки - резервні, використовуються на транзит, розвиток, для оренди, а також для організації в зв'язку з обласним кільцем, структурна схема приведена на малюнку 1.15. Одеса, Біляївка, Б.Дністровськ, Татарбунари, Кілія, Ізмаїл, Рені, Болград, Арциз, Тарутине, Сарата
Свердловськ 1^
SMA < 12n'^
2. Розрахунок параметрів лінійного тракту
2.1 Розрахунок первинних параметрів оптичного волокна
Одномодове оптичне волокно (ООВ) є направляючою системою для поширення електромагнітних хвиль. Для їхнього поширення по світловоду використовується відоме явище повного внутрішнього відображення на границі двох діелектричних середовищ n1 і n2 , де n1 − середовище поширення хвилі НЕ11, обмежена середовищем n2, при цьому n1<n2/1/.
Середовищем поширення й обмеження є кварцове скло з різною концентрацією легуючих добавок для одержання різних показників переломлення (ПП) n1 і n2, n1 =1,46 і n2 = 1,457.
Визначимо відносне значення ПП:
По оптоволокну ефективно передаються тільки промені, укладені усередині тілесного кута , величина якого обумовлена кутом повного внутрішнього відображення. Цей тілесний кут характеризується числовою апертурою:
де - апертурний кут падіння лучачи,
= arcsin 0,093 = 5,336°
Для ООВ діаметр сердечника вибирається таким, щоб забезпечити умови поширення тільки однієї моди НЕ 11. У цьому випадку, з умови одномодовости, нормована частота:
,
де d = 10 мкм - діаметр серцевини ОВ;
=1,3 мкм - довжина хвилі оптичного випромінювання.
Одномодова передача реалізується на гібридній хвилі НЕ11 ця хвиля нульове значення кореня функції Бесселя Pnm=0,000, отже, вона не має критичної частоти і може поширюватися при будь-якій частоті. Всі інші хвилі мають кінцеве значення, і вони не поширюються на частотах нижче критичної. Інтервал значень Рnm, при яких поширюється лише один тип хвилі НЕ11 знаходиться в межах 0<Pnm<2,25. Тому при виборі діаметра серцевини ОВ и виборі частоти передачі виходимо з цієї умови Pnm=l,883.
Визначимо критичну частоту, при якій поширюється лише один тип хвилі НЕ 11:
, Гц
де з = 3 ∙ 108 м/с - швидкість світла.
(Гц)
Визначимо також довжину хвилі:
(мкм)
Таким чином, по даній направляючій системі поширюється лише одна хвиля НЕ11 при про = 1,298 мкм.
2.1.1 Розрахунок вторинних параметрів оптичного волокна
В одномодових світловодах відсутній модова дисперсія й у цілому дисперсія виявляється істотно менше. У даному випадку можливий прояв хвилевідної й матеріальної дисперсії, але при довжинах хвиль = 1,2...1,6 мкм відбувається їхня компенсація, тобто мат вв.
При взаємодії усіх факторів форма сигналу на прийомі не відома. Тому як міру дисперсії використовується среднеквадратична дисперсія в оптоволокні:
н, пс/км,
де = 5нм - ширина смуги довжин хвиль оптичного випромінювання;
н = 3,5 пс/км - номінальне значення среднеквадратичної дисперсії для ОК типу ОКЛ.
=5∙ 3,5 = 17,5 , пс/км.
Отже, = 17,5 пс/км, що істотно менше модової дисперсії багатомодового ОК.
2.2 Розрахунок швидкодії ВОСП
Вибір типу ОК може бути оцінений розрахунком швидкодії системи і порівнянням його з припустимим значенням.
Швидкодія системи визначається інертністю її елементів і дисперсійних властивостей ОК.
ІІовна припустима швидкодія системи визначається швидкістю передачі В', біт/з, способом модуляції оптичного випромінювання, типом лінійного коду і визначається по формулі:
, нс
де - коефіцієнт, що враховує характер лінійного сигналу (вид лінійного коду). =0,7 для коду NRZ.
Відповідно до рекомендацій МСЭ-Т лінійним кодом транспортних систем SDH є код NRZ.
(нс)
Загальна очікувана швидкодія ВОСП визначається по формулі:
, нс,
де tпер - швидкодія передавального оптичного модуля (ПОМ), що залежить від швидкості передачі інформації й типу джерела випромінювання; tпер = 1 не (для швидкості 155 М біт/с);
tпр - швидкодія прийомного оптичного модуля (ПРОМ), обумовлене швидкістю
передачі інформації і типом фотодетектора (ФД), tnp = 0,8 , нс;
tов - розширення імпульсу на довжині РУ.
де - дисперсія, обумовлена в залежності від типу волокна.
tсв=17,5∙ 77=1,45 нс
(нс),
Тому що =1.69 нс < =4.52 нс те вибір типу кабелю і довжини РУ зроблений вірно.
Величина
називається запасом по швидкодії.
При < станційне і лінійне устаткування ВОЛП будуть забезпечувати безпомилкову передачу лінійного сигналу.
2.3 Розрахунок порога чутливості ПРОМ
Однієї з основних характеристик приймача оптичного випромінювання є його чутливість, тобто мінімальне значення що виявляється (детектуємою) потужності оптичного сигналу, при якій забезпечуються задані значення відносини сигнал/шум або імовірність помилок.
В умовах ідеального прийому, тобто при відсутності і шуму перекручувань для забезпечення імовірності помилок не гірше 10-9 потрібна генерація 21 фотона на кожен прийомний імпульс. Це є фундаментальною межею, що властивий будь-якому фізично реалізованому фотоприймачеві і називається квантовою межею детектування.
Відповідній зазначеній межі мінімальна середня потужність оптичного сигналу тривалістю
с/біт,
= =6,45∙ 10-9 (з/біт)
називається мінімально детектуємою потужністю (МДМ).
Мінімальна середня потужність оптичного сигналу на вході ПРОМ, при якій забезпечується задане відношення сигнал/шум або імовірність помилок, називається порогом чутливості.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
