18.Структурная схема оптической системы связи.

В состав оборудования линейного тракта ВОСП любой иерархии входят: оборудование тракта на оконечных и промежуточных станциях, линейные регенераторы (JIP), волоконно-оптические усилители (ВОУ), соединенные между собой волоконно-оптическими линиями связи.

В SDH-системах оконечное и промежуточное оборудование линейного тракта принято называть терминальными мультиплексорами ( ТМ ) и мультиплексорами ввода-вывода (МВВ), осуществляющими ввод-вывод цифровых потоков и трактов.

Основными элементами линейного тракта ВОСП являются участки регенерации — участки между выходами оборудования тракта, соединенными ВОЛС: ТМ-ЛР, ЛР-МВВ, МВВ-МВВ, ЛР-ЛР, МВВ-ТМ, ТМ-ВОУ, ВОУ-МВВ и т.д.

Линейные регенераторы ВОСП осуществляют оптоэлектронное преобразование оптического сигнала в электрический, затем восстановление амплитуды, формы и временных положений импульсов цифрового сигнала — регенерацию и далее его электронно-оптическое преобразование в оптический сигнал.

В отличие от линейных регенераторов, ВОУ осуществляют только усиление оптического сигнала. По этому признаку ВОУ часто относят к пассивным элементам ВОЛС. Их применение позволяет существенно увеличить длину участков регенерации, не прибегая к помощи ЛР. На рис. 1 показан пример организации линейного тракта ВОСП SDH.

Современные ВОСП строятся по однокабельной (реже двухкакбельной), двухволоконной , однополосной схеме. Поэтому передача и прием оптических сигналов осуществляется на одной длине волны в двух волокнах одного и того же или двух кабелей . Недостатком данной схемы построения является низкий коэффициент использования пропускной способности волокон.

Рассмотрим оптическую систему связи на примере построения соединительной линии между двумя АТС., где есть оконечное и промежуточное оборудование.

Рис. 2 Оптическая система связи между АТС.

ПК – преобразователь кода; СУ – согласующее устройство; ЭОП – электронно-оптический преобразователь; ПОМ – передающий оптический модуль; ПРМ – приемный оптический модуль; НРП – необслуживаемый регенерационный пункт; Lp – длина регенерационного участка.

19. Расчет длины регенерационного участка по дисперсии.

Длина регенерационного участка Lр.у ВОЛС определяется передаточными характеристиками кабеля: его коэффициентом затухания  и дисперсией .

Затухание кабеля приводит к уменьшению передаваемой мощнос­ти, что соответственно лимитирует длину регенерационного участка. Дисперсия кабеля приводит к наложению передаваемых импульсов и как следствие к их искажению, и чем длиннее линия, тем больше вносимые искажения импульсов, что в свою очередь, также наклады­вает ограничения на пропускную способность кабеля F.

Длина регенерационного участка должна удовлетворять значениям, как затухания, так и дисперсии. Поэтому производится расчет длины регенерационного участка сначала исходя из допустимого значения по затуханию Lзр.у. , затем исходя из требуемых значений диспер­сии и пропускной способности Lдр.у. . Из полученных двух значений регенерационного участка выбирается наименьшее значение как отвечающее условиям затухания и дисперсии.

Пропускная способность оптического кабеля существенно зависит от используемых в них типов оптических волокон (одномодовые, многомодовые-ступенчатые, градиентные), которые могут иметь различные дисперсионные параметры. Связь между величиной уширения импульсов и полосой частот выражается соотношением.

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.

Для расчета длины регенерационного участка по пропускной способности Lдр.у. определим расчетную пропускную способность световода на 1 км длины (Мбит*км/с)

k - коэффициент, учитывающий форму оптического импульса (от 0,44 до 0,6);

τ - уширение импульса.

Длина регенерационного участка по пропускной способности определяется из выражения

где F – скорость передачи волоконно-оптической системы, Мбит/с, (см. табл. 7).

Из полученных значений длины регенерационного участка выбирается наименьшее, которое и будет являться значением длины регенерационного участка Lр.у

20. Расчет длины регенерационного участка по энергетическому потенциалу.

Длина регенерационного участка Lр.у ВОЛС определяется передаточными характеристиками кабеля: его коэффициентом затухания  и дисперсией .

Затухание кабеля приводит к уменьшению передаваемой мощнос­ти, что ограничивает длину регенерационного участка. Дисперсия кабеля приводит к наложению передаваемых импульсов и как следствие к их искажению, и чем длиннее линия, тем больше вносимые искажения импульсов, что в свою очередь, также наклады­вает ограничения на пропускную способность кабеля F.

Длина регенерационного участка должна удовлетворять значениям, как затухания, так и дисперсии. Поэтому производится расчет длины регенерационного участка сначала исходя из допустимого значения по затуханию Lзр.у., затем исходя из требуемых значений диспер­сии и пропускной способности Lдр.у. . Из полученных двух значений регенерационного участка выбирается наименьшее значение как отвечающее условиям затухания и дисперсии.

В многомодовых ОВ длина регенерационного участка ограничивается дисперсией, а в одномодовых ОВ -затуханием.

Допустимая длина регенерационного участка ВОЛС по затуханию, км, определяется исходя из энергетического потенциала аппаратуры Э

, км

Где

- Э - энергетический потенциал системы передачи, дБ;

- С - энергетический запас системы, дБ;

- А_а - дополнительные потери в пассивных компонентах ВОЛС (на вводе/выводе), дБ;

- α_к - коэффициент затухания оптического кабеля, дБ/км;

- α_с - потери в неразъемном соединении, дБ;

- ℓ_сд - строительная длина оптического кабеля, км.

Энергетический потенциал системы передачи (Э) – разность между уровнями средней мощности оптического сигнала на выходе передающего (Рпер) и минимально допустимым на входе приемного оптоэлектронных модулей(Рмин) при заданном коэф-те ошибок Кош.

Величина энергетического потенциала зависит от скорости передачи, длины волны используемого источника излучения и других факторов и задается для каждого вида аппаратуры ВОСП.

Энергетический запас системы (С) обычно составляет 6 дБ (6 - 10 дБ), он необходим для компенсации эффекта старения элементов аппаратуры и оптического кабеля, компенсации дополнительных потерь при ремонте оптического кабеля и других отклонений параметров участка в процессе эксплуатации.

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

Из полученных значений длины регенерационного участка выбирается наименьшее, которое и будет являться значением длины регенерационного участка Lр.у