ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

5 ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

5.1 Расчет длины регенерационного участка

Расчет длинны регенерационного участка () является важным разделом проектирования. Для обеспечения лучшего качества передачи информации и экономии затрат предпочтительнее, чтобы  была максимальной. Величина , в основном, определяется двумя факторами: потерями и дисперсией в оптическом кабеле. Наиболее перспективными в этом отношении являются системы с одномодовыми волоконными световодами (ВС) и длиной волны, равной 1,3 . . .1,55 , которые при малых потерях позволяют получить высокую информационную емкость. Определение длины регенерационного участка ВОЛС производится на основе заданных параметров качества связи и пропускной способности линии после того, как выбрана типовая система передачи и оптический кабель. Качество связи в цифровых системах передачи в первом приближении определяется уровнем флуктуационных шумов на входе фотоприемника и межсимвольной интерференцией, то есть перекрытием импульсов при их уширении. С ростом длины линии уширение импульсов, характеризуемое величиной , увеличивается, вероятность ошибки возрастает. Таким образом, длина регенерационного участка  ограничивается либо затуханием, либо уширением импульсов в линии.

Для безискаженного приема ИКМ сигналов достаточно выполнить требование:

 , (5.1)

где – длительность тактового интервала ИКМ сигнала ;

– длительность импульса;

– результирующая дисперсия

или

 , (5.2)

где - тактовая частота линейного сигнала.

Если длительность паузы равна длительности посылки, то:

, (5.3)

то есть уширение импульса , прошедшего световод одного участка , не превышает половины длительности тактового интервала. Эти условия определяют первые расчетные соотношения для определения допустимой длины регенерационного участка:

 - , (5.4)

 или

, (5.5)

где - результирующая дисперсия, поскольку выбран одномодовый

кабель, то модовую дисперсию не рассматриваем. В одномодовых

оптических волокнах результирующее значение дисперсии

определяется хроматической дисперсией:

, (5.6)

которая в свою очередь делится на:

-      материальную дисперсию;

-      волновую (внутримодовую) дисперсию.

Материальная дисперсия () - зависимость показателя преломления материала от длины волны. С ростом длины волны коэффициент дисперсии уменьшается:

=, (5.7)

где Dl - ширина спектральной линии источника излучения, равная 0,1¸4  

для лазера. По техническим данным на нашу аппаратуру Dl = 1,8;

М(l) – удельная материальная дисперсия для кварцевого стекла равна

–20 .

Волновая дисперсия () - зависимость коэффициента распространения от длины волны:

 = , (5.8)

где В(l) – удельная волновая дисперсия, для кварцевого стекла равна 10.

Суммируя волноводную и материальную дисперсии, получим хроматическую или результирующую дисперсию:

 . (5.9)

Эта величина близка к техническим данным аппаратуры и кабеля.

Найдем допустимую длину регенерационного участка:

.

Второе расчетное соотношение можно получить, учитывая, что мощность полезного сигнала на входе фотоприемника не должна быть меньше заданной минимально допустимой мощности  , при которой обеспечивается необходимая достоверность передачи сигнала:

, (5.10)

где - уровень мощности генератора излучения, ;

 - потери в разъемном соединении,  (используются для

подключения приемника и передатчика к ОК);

,- потери при вводе и выводе излучения из волокна, ;

- потери в неразъемных соединениях, ;

 - коэффициент ослабления оптического волокна, ;

 - строительная длина ОК, .

Величина :

, (5.11)

носит название энергетического потенциала аппаратуры и определяется типом выбранного источника излучения и фотоприемника.

Энергетический потенциал берем из паспортных данных на выбранную аппаратуру. Она равна = 31.

Длину максимального регенерационного участка, определяемого ослаблением линии можно получить из соотношения:

,  (5.12)

где - среднее значение, равное плюс 6;

- 0,5;

,- 1,0;

- 0,1;

 - 0,22;

- 4;

- (-36) (для выбранного типа фотоприемника);

- системный запас ВОСП по затуханию на участка регенерации.

Системный запас учитывает изменение состава оптического кабеля за счет появления дополнительных (ремонтных) вставок, сварных соединений, а также изменения характеристик оптического кабеля, вызванных воздействием окружающей среды и ухудшением качества оптических соединителей в течение срока службы, и устанавливается при проектировании ВОСП, исходя из ее назначения и условий эксплуатации оператором связи, в частности, исходя из статистики повреждения (обрывов) кабеля в зоне действия оператора. Рекомендуемый диапазон устанавливаемых значений системного запаса от 2 (наиболее благоприятные условия эксплуатации) до 6 (наихудшие условия эксплуатации).

Эти данные взяты из технического паспорта на аппаратуру [8].

Определяем максимальную длину регенерационного участка:

.

Таким образом, для одномодового волокна длина регенерационного участка зависит от ослабления сигнала, но по расчету выполняется с некоторым запасом, поэтому больше чем в технических данных на оборудование завода-изготовителя, что может быть, так как расчет поверочный. Возможно, не были учтены какие-нибудь параметры, измененные заводом-изготовителем в процессе проектирования или технологии изготовления, что возможно, является коммерческой тайной, применения кабеля с меньшим затуханием.

Длина между ОП-1 и ОП-2 равна 148, что превышает максимальную =98,4,следовательно, необходимо установить, на кабельной магистрали, НРП или ОРП. Так как в с.Биджан необходимо выделить 120 каналов ТЧ, то там же располагаем ОРП.