Розрахунок довжини ділянки регенерції

2.4 Розрахунок довжини ділянки регенерції

 

2.4.1 Розрахунок довжини регенераційної ділянки за згасанням

З рисунку 4 оптична потужність, що приходить на приймач, залежить від:

-  рівня потужності джерела випромінювання;

-  втрат потужності в роз’ємних з’єднувачах;

-  втрат потужності на нероз’ємних з’єднувачах;

– втрат потужності внаслідок згасання в ОВ;

Потужність передавача повинна перекривати всі ці втрати та її величина на прийомі повинна була бути більшою за мінімально допустиму.

Рисунок 5 - Розподіл потужності випромінювання

Внаслідок зміни параметрів апаратури необхідно мати запас потужності.

Запас системи за потужностю визначається

 ( 5 )

де:

Ри – потужність джерела випромінювання;

Рз – потужність запасу, дБ

Аив - згасання на роз’ємному з’єднувачі ИВ-ОВ, дБ

Lp1 – довжина регенераційної ділянки за згасанням

 - кілометричне згасання кабелю, дБ/км

авв - втрати потужності на зварних стиках, дБ

Авп - згасання на роз’ємному з’єднувачі ОВ – ПРОМ, дБ

Ромін - мінімальний рівень прийомного сигналу.

Звідси

 ( 6 )

де ЕП - енергетичний потенціал, дБм;

Якщо на ділянці регенерації всі будівельні довжини однакові, то

 ( 7 )

Енергетичний потенціал, дБ, розраховується за формулою:

, ( 8 )

де р_п - рівень оптичного сигналу на виході передаючої частини, дБм;

р_{о min} - рівень оптичного сигналу на вході прийомної частини обладнаня, дБм.

Кабель постачається на барабанах різної довжини. Приведена довжина кабелю, км, розраховується за формулою:

 , ( 9 )

де l_c1 - будівельна довжина, що складає Х %;

l_c2 - будівельна довжина, що складає 100-Х %.

Довжину регенераційної ділянки за згасанням розраховуємо за допомогою електронної таблиці Excel пакету Microsoft Office XP розробки компанії Microsoft.

Розрахунок регенераційної ділянки за згасанням

2.4.2 Розрахунок ділянки регенерації за дисперсією

Хвильові процеси, які здійснюються в оптичному волокні при передачі сигналів, викликають викривлення форми і збільшення ширини імпульсів. Це явище називається дисперсією і є причиною появи міжсимвольних завад і переходів.

Розрізняють три види дисперсії: матеріальну (σ_мат), хвильову (σ_вв) (внутрішньомодову) і модову (міжмодову) (σ_мод).

Загальна величина дисперсії

 ( 10 )

Дисперсія не впливає на якість передачі, якщо її величина не перевищує половини ширини передаваємого імпульсу, який передається

σ ≤ 0.5τ_и ( 11 )

При цьому ширина імпульсу у основи (на рівні 0.05·U_макс) складає не менше 3τ_и. Довжина імпульсів, які передаються, як правило, дорівнює половині тактового інтервалу, тому

σ ≤ 0.5 · 0.5τ_т = 0.25τ_т = 0.25/f_т ( 12 )

Звичайно тактова частота приблизно дорівнює швидкості передачі В, тому

σ ≤ 0.25/В. ( 13 )

Загальна величина дисперсії пропорційна довжині кабелю на регенераційній ділянці

σ = σ₀ · l_ру , ( 14 )

де σ₀ - дисперсія при довжині кабелю 1 км.

Тому

σ₀ · l_ру ≤ 0.25/В. ( 15 )

Максимально допустима швидкість передачі, при якій дисперсія не впливає на якість прийому

В_макс = 0.25/ σ₀ · l_р ( 16 )

Максимально допустима довжина ділянки регенерації

l_рм = 0.25/ σ₀ · В. ( 17 )

Залежність зниження захищеності від величини дисперсії може бути апроксимована емпіричним виразом

 ( 18 )

Ця формула забезпечує похибку до 0.1 дБ при зміні величини σ/τ від 0 до 0.5.

Врахувавши, що

σ = σ₀ · l; σ₀ = σ₁ · ∆λ; τ = 1/Fт, ( 19 )

де Fт - максимальна частота слідування імпульсів в лінії, Гц;

∆λ - ширина смуги випромінювача, м.

σ/τ = σ₀ · Fт · l = σ₀ · В · l = l · σ₁ · ∆λ = к' · l ( 20 )

де

к' = σ₀ · Fт = σ₁ · ∆λ · В ( 21 )

звідси отримаємо для ∆А_дисп вираз у вигляді функції від довжини регенераційної ділянки

 ( 22 )

Підстановка значення ∆А_дисп в формулу для визначення довжини дільниці приводить до рівняння третього степеню від l

, ( 23 )

Де

 , ( 24 )

. ( 25 )

Отриманий вираз легше всього вирішується ітераціональним методом. Для цього, задавшись початковим значенням довжини регенераційної ділянки l₀, підставляємо його в праву частину рівняння і вираховуємо величину першого приближення l₁. Потім аналогічним способом вираховуємо друге приближення, третє і т. д.

Довжину регенераційної ділянки за дисперсією розраховуємо за допомогою електронної таблиці Excel пакету Microsoft Office XP розробки компанії Microsoft.

Розрахунок довжини регенераційної ділянки за дисперсією