4. Расчет бюджета потерь и допустимой дисперсии

оптического тракта WDM

Для проектируемого участка выбирается тип оптического волокна, исходя из количества используемых волокон и скорости передачи. Для скорости передачи 622 Мбит/с оптическая линия имеет ограничение по потерям, для скоростей передачи, 2,5; 10 и 40 Мбит/с оптическая линия имеет ограничение и по потерям и по дисперсии. Согласно рекомендациям ITU-T в конструкцию оптического кабеля могут входить комбинации ОВ, например, G.652 и G.655 или G.652 и G.653. Выбор оптических приемников и передатчиков проводится для SDH по рекомендации G.707 и BER = 10^-10, для WDM по рекомендации G.957, BER = 10^-12.

Оптический тракт комплектуется из множества активных и пассивных компонентов. Пассивные компоненты оптического тракта имеет следующие вносимые затухания:

- разъемный соединитель А_рс = 0,5 дБ;

- неразъемный соединитель или сростка А_нр = 0,03 – 0,1 дБ;

- оптические фильтры А_ф = 0,5 + 3,5log₂n, дБ, где n – число оптических каналов;

- оптические изоляторы А_и  1 дБ в прямом направлении передачи и 35 – 60 дБ во встречном направлении передачи;

- потери, вносимые дисперсией, А_д = 1 дБ;

- оптические модулятор – демодулятор, А_ом/од = 1,5 log₂n, дБ.

Предполагается установка оптических усилителей в ПОМ, ПРОМ и промежуточных ОУ по следующим схемам включения:

ПОМ + ПРОМ без ОУ;

ПОМ + ПРОМ с ОУ;

ПОМ с ОУ + ОПУ + ПРОМ с ОУ.

Эталонная структурная схема оптического тракта WDM приведена на рис. 4.1.

Пример расчета бюджета потерь оптического тракта.

Анализ оптического тракта показывает, что он организован на основе системы WDM, которая имеет 8 оптических каналов, скорость передачи по которым составляет В = 2,5 Гбит/с. Предполагается использование частотного плана – 100 ГГц.

Используются ОВ рек. G.654 с потерями А_ОВ = 0,25 дБ/км и с дисперсией HD = 20 пс/(нм·км). Длина оптического тракта составляет 420 км.

Рис. 4.1. Структурная схема оптического тракта WDM

Таблица 4.1

Бюджет оптического тракта

Параметр	Значение	Комментарии
1	2	3
Выходной уровень ПОМ (LD)	+ 3 дБ	ПОМ без ОУ. Рек. G.957
Выходной уровень ПОМ в точке S(пд)	+ 30 дБ	ПОМ с ОУ; Sоу = 27 дБ
Уровень чувствительности PIN-детектора ПРОМ	– 15 дБ	ПРОМ без ОУ. BER = 10–12
Уровень чувствительности PIN-детектора в точке R(пр)	– 25 дБ	ПРОМ с усилителем Sоу = +10 дБ Рпр = Рпром – Sоу
Энергетический бюджет оптического тракта	+18 дБ	ПОМ и ПРОМ без ОУ Э = Рпер – Рпр
Энергетический бюджет оптического тракта	+ 55 дБ	ПОМ и ПРОМ с ОУ Э = Рпер – Рпр
Потери оптического тракта: потери в разъемных соединителях;	2,5 дБ	5 разъемов
Потери в сростках	20,9 дБ	Количество неразъемных соединителей Nнс = lот/lстр = 420/2 – 1 = 209.
Потери в ОВ	110,25 дБ	С учетом 5 % запаса ОК
Потери в оптических фильтрах	1,5 дБ	На один оптический канал приходится один фильтр
Потери в ОМ/ОД	4,5 дБ	При восьми оптических каналов
Потери от дисперсии	1 дБ	Устанавливается при разработке

Окончание табл. 4.1

1	2	3
Общие потери в оптическом тракте	140,65 дБ	Сумма потерь в компонентах оптического тракта
Запас оптического тракта по мощности	–86,65	Запас по мощности отсутствует. Необходимо устанавливать ОПУ
Потери в оптических изоляторах	8 дБ	Количество изоляторов nизол = Nоу·2
Общие потери оптического тракта	149,65 дБ	С учетом оптических изоляторов
Выходная мощность ОПУ	+108 дБ	Sоу = +27 дБ. Устанавливается четыре ОПУ путем подбора с целью увеличения энергетического бюджета оптического тракта
Запас оптического тракта по мощности с ОПУ	+14,35 дБ	Обычно при проектировании оптического тракта запас по мощности должен быть не менее 6 дБ и используется для компенсации потерь от температуры Ат = 0,5 – 1,5 дБ и старения элементной базы Аст = 2 – 4 дБ

Выводы. Потери оптического тракта могут быть уменьшены, если применять ОВ с наименьшими потерями, включать оптические усилители, уменьшать длину мультиплексной секции.