5. Расчеты параметров регенерационного участка. Волоконно-оптических систем передачи.
5.1Расчет длины регенерационного участка волоконно-оптической системы передач.
На волоконно-оптических линиях передачи (ВОЛП) различают три типа стандартизированных участков секций:
оптическая секция это участок линии передачи от точки электронно-оптического (передающего оптического модуля ПОМ) до точки оптоэлектронного (приемного оптического модуля ПРОМ);
регенерационная секция (регенерационный участок) участок линии передачи между двумя регенераторами;
мультиплексная секция участок линии передачи СЦИ между мультиплексорами или коммутаторами (называемыми еще транспортными узлами).
Оптические секции нормируются по длине, при этом выделяют три типа:
I внутристанционная секция, длина которой не превышает 2-х км;
S короткая межстанционная секция, длина которой лежит в пределах 3…15 км;
L длинная межстанционная секция, длина которой равна длине регенерационного участка и зависит от длины волны оптического линейного сигнала.
Классификация стандартных оптических секций (интерфейсов) в зависимости от уровня STM приведена в таблице 6.
Таблица 6 Классификация стандартных оптических секций
-
Использование
Внутри
станции
Между станциями
Короткая секция
Длинная секция
Длина волны источника, мкм
1,31
1,31
1,55
1,31
1,55
Тип волокна
Rec. G.652
Rec. G.652
Rec. G.654
Rec. G.652
Длина, км
2
15
40
80
Уровни
STM
STM-1
I - 1
S – 1.1
S – 1.2
L – 1.1
L – 1.2
L – 1.3
STM-4
I - 4
S – 4.1
S – 4.2
L – 4.1
L – 4.2
L – 4.3
STM-16
I - 16
S – 16.1
S – 16.2
L – 16.1
L – 16.2
L – 16.3
В общем случае кодировка типов оптических секций как оборудования СЦИ включает три элемента и имеет формат «код использования» «уровень STM» «индекс источника излучения»
Как следует из таблицы 6, длина регенерационного участка (межстанционной регенерационной секции) цифровой волоконно-оптической системы передачи (ЦВОСП) зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются:
1) энергетический потенциал (Э) ЦВОСП, равный
Э = рпер – рпр , дБ , (5.1)
где рпер – абсолютный уровень мощности оптического сигнала (излучения) на входе линейного оптического кабеля или на выходе передающего оптического модуля (ПОМ), дБм; рпр – абсолютный уровень мощности на выходе оптического линейного кабеля или на входе приемного оптического модуля (ПРОМ); энергетический потенциал определяет максимально-допустимое затухание оптического сигнала в оптическом волокне (ОВ), в разъемных и неразъемных соединениях на регенерационном участке;
2) дисперсия ОВ, приводящая к изменению формы импульсов оптического излучения, их уширению;
3) помехи, обусловленные тепловыми шумами резисторов, шумами транзисторов, полупроводниковых диодов, усилителей, шумами источников оптического излучения и др.; этот вид помех интегрально учитывается собственными шумами ;
приемника оптического излучения;
4) дробовые шумы и темновые шумы приемника оптического излучения;
Для определения длины регенерационного участка (РУ) lру составляется его расчетная схема (рисунок 10), где приняты следующие обозначения: НРП – необслуживаемый регенерационный пункт; ППОМ – приемопередающий оптический модуль, преобразующий оптический сигнала в электрический, восстанавливающий его параметры и преобразующий восстановленный электрический сигнал в оптический; ОС-Р – оптический разъемный соединитель (их число на РУ обычно равно 2); ОС-Н – оптический соединитель неразъемный, число которых на единицу меньше числа строительных длин оптического кабеля (ОК), составляющих РУ.
Как следует из рис. 5.1, затухание регенерационного участка равно
Ару = 2·Аоср + n·Аосн + ·lру + Аt + Ав , (5.2)
где Аоср – затухание разъемного оптического соединения, равное 0,5 дБ; Аосн – затухание неразъемного оптического соединения, равное 0,1 дБ; - коэффициент затухания оптического кабеля, дБ/км ; Аt = 0,5…1,5 дБ – температурные изменения параметров ЦВОСП и оптического кабеля; Ав = 2…6 дБ – допуски на ухудшение параметров элементов ЦВОСП со временем (старение, деградация и т.п.) и определяются, в основном, типом источника и приемника оптического излучения и их комбинациями.
Максимальное затухание регенерационного участка или энергетический потенциал Э ЦВОСП, как следует из рис. 5.1, равны
Амакс = рпер – рпр = Э = lру + прАр + пнАн, дБ (5.3)
где пр
число разъемных
соединений, Ар
ослабление разъемного соединения,
величина которого не превышает 0,5 дБ;
Ан
ослабление неразъемного соединения,
величина которого при современной
технологии сварки оптического волокна
не превышает 0,1 дБ, пн
число неразъемных соединений, которое
равно:
;
lc
строительная длина
оптического кабеля.
Длина регенерационного участка ЦВОСП
км
Для гарантированного качества показателей линейного тракта ЦВОСП необходимо иметь эксплуатационный запас Эз = Аt + Ав = 2,5…7,5 дБ. С учетом энергетического запаса длина регенерационного участка ЦВОСП равна
км.
(5.5)
На длину регенерационного участка влияет и величина дисперсии оптического волокна (ОВ). Длина регенерационного участка с учетом дисперсии ОВ равна:
(5.6)
для одномодового ОВ, где н – нормированная дисперсия оптического волокна, пс / нм ·км; ширина полосы оптического излучения, нм, равная 2…4 нм для лазерных диодов;
В – скорость передачи цифрового потока, соответствующая коду линейного цифрового сигнал,
Расчет:
Определим длину регенерационного участка c учетом коэффициента затухания по формуле (5.5)
Определим предельную длину участка регенерации ограниченную дисперсионными свойствами оптического кабеля, используя формулу (5.6)
Из двух полученных длин регенерационного участка выбираем регенерационный участок ограниченный дисперсионными свойствами.
ОС-Р
ОС-Р
ППОМ
ППОМ
ОС-Н
ОС-Н
ОВ
ОВ
ОВ
ОВ
НРПi
НРПi+1
28,7
Рисунок 10 - Длина регенерационного участка ЦВОСП с рассчитанной длиной.
Расчет:
