Название: Направление системы электросвязи Часть 1 - учебное пособие (Анатолий Денисов, Константин Алексеев)

Жанр: Технические

Просмотров: 4413

3.4. расчет длины регенерационного участка

Длину регенерационного участка ограничивает один из двух факторов: затухание или дисперсия. При определении длины регенерационного участка необходимо на первом этапе найти максимально допустимое расстояние (ограниченное затуханием светового тракта), на которое можно передать сигнал, а затем его восстановить. Вторым этапом определяют пропускную способность оптического кабеля и находят длину трассы, на которую еще можно передавать оптические сигналы с заданной скоростью. В многомодовых ОВ длина регенерационного участка обычно лимитируется дисперсией, а в одномодовых ОВ – затуханием.

Ограничение длины регенерационного участка затуханием

При определении длины регенерационного участка, лимитированного затуханием, следует пользоваться выражением (км):

,                                             (36)

где Э – энергетический потенциал системы передачи, дБ; С – энергетический запас системы, дБ; Аэ – дополнительные потери в пассивных компонентах ВОЛС (на вводе/выводе), дБ; αк – коэффициент затухания оптического кабеля, дБ/км; αс – потери в неразъемном соединении, дБ;  – строительная длина оптического кабеля, км.

Энергетический потенциал системы передачи (Э) обусловливает максимальное допустимое затухание оптического сигнала в оптическом кабеле, в разъемных и неразъемных соединениях на участке регенерации, а также другие потери в узлах аппаратуры. Энергетический потенциал определяется как разность между уровнем мощности оптического сигнала, введенного в волокно, и уровнем мощности на входе приемного устройства, при котором коэффициент ошибок регенератора не превышает заданного значения, установленного для данной системы передачи. Величина энергетического потенциала зависит от скорости передачи, технического уровня элементов электрооптических и оптоэлектронных преобразователей, длины волны используемого источника излучения и других факторов и задается для каждого вида аппаратуры ВОСП. В табл. 9 приведены справочные данные энергетического потенциала различных отечественных систем [3].

Таблица 9

Энергетический запас системы (С) обычно составляет 3…6 дБ, он необходим для компенсаций эффекта старения компонентов аппаратуры и оптического кабеля, компенсации дополнительных потерь при ремонте оптического кабеля (потери на стыках кабельных вставок) и других отклонений параметров участка эксплуатации.

Дополнительные потери в пассивных компонентах ВОЛС (Аа) составляют порядка 3…5 дБ и возникают за счет разъемных соединителей, устройств соединения линейного кабеля со станционным и т.д.

Ограничение длины регенерационного участка дисперсией

Длина регенерационного участка ограничивается также пропускной способностью оптического кабеля. Пропускная способность ΔF является одним из основных параметров ВОЛС, так как она определяет полосу частот, пропускаемую оптическим волокном, и соответственно объем информации, который можно передать по оптическому кабелю на длину регенерационного участка. Пропускная способность оптического кабеля существенно зависит от используемых в них типов оптических волокон (одномодовые, многомодовые – ступенчатые, градиентные), которые могут иметь различные дисперсионные параметры.

Дисперсионные искажения существенно зависят от длины оптического волокна, поэтому величина ΔF нормируется на один километр оптического кабеля. Так, если на километровой длине оптического волокна происходит уширение импульса на τ = 10 нс, то его пропускная способность ΔF ограничена 44 МГц (при гауссовской форме им-пульса).

Для того чтобы оценить способность какого-либо участка ВОЛС () передавать информацию с определенной шириной полосы частот, при известной нормированной полосе пропускания ОК на один километр (ΔF1), для коротких линий, меньших, чем длина установившегося режима (), следует использовать выражение:

.                                             (37)

Для линий, больших, чем длина установившегося режима (), следует использовать выражение:

.                                         (38)

длина установившегося режима передачи для ступенчатого многомодового волокна составляет 5…7 км, для градиентного волокна – 10…15 км. Для одномодовых волокон, в которых распространяется один тип волны, следует считать  км. Для одномодовых волокон  является длиной установившегося режима (либо длиной модовой связи) ортогонально-поляризованных двух мод (единственная направлямая мода представляется двумя ортогонально-поляризован-ными модами одного типа).

Если известны ненормированное значение полосы пропускания ОК на один километр и пропускная способность ΔF оптического кабеля длиной , то можно воспользоваться выражениями:

                                                (39)

для коротких линий, меньших, чем длина установившегося режима ();

                                            (40)

для линий, больших длины установившегося режима ().

Как видно из выражений, с увеличением длины линии снижается пропускная способность световода ΔF.

Для определения длины регенерационного участка , ограниченного дисперсией, строят график изменения ΔFx от длины трассы ВОЛС . На основании этого графика для выбранной системы передачи с известной скоростью передачи определяют длину регенерационного участка. Величина скорости передачи системы соответствует необходимой ширине полосы пропускания регенерационного участка. После нахождения длины регенерационного участка, лимитированного дисперсией, проводят ее сравнение с найденной ранее длиной регенерационного участка, лимитированного затуханием, и выбирают наименьшее значение.

.                                        (**)