6.2. Расчёт длины усилительного участка

Расстояние между квантовыми усилителями с учётом затухания определяется по формуле:

, (6.5)

где:

Э_п=р_пер - р_пр - энергетический потенциал, определяемый по разности уровня оптического излучения, вводимого в волокно, и уровнем номинальной принимаемой мощности;

 -коэффициент затухания оптического волокна;

n_pc-число разъёмных соединителей (они устанавливаются на вводе и выводе оптического волокна, на оконечных станциях при переходе от аппаратуры к оптической линии связи, на стыках с мультиплексорами и демультиплексорами);

а_рс-потери в разъёмном соединителе, а_рс=0.25 дБ;

п_нс-число неразъёмных соединений на участке регенерации;

а_нс-потери в неразъёмном соединении, а_нс=0.05 дБ;

a_t -допуск на затухание, связанный с ухудшением характеристик компонентов участка регенерации (кабель, приёмники и источники излучения) со временем и с учётом температурных изменений. Величина a_t=6 дБ;

l_cтр –строительная длина кабеля.

На участках между оконечными станциями и промежуточными квантовыми усилителями, в местах установки мультиплексоров, демультиплексоров, мультиплексоров ввода-вывода необходим учёт затухания этих устройств. В ряде случаев для компенсации их затухания устанавливаются квантовые усилители. Общая формула расчёта при установке этих устройств выглядит следующим образом:

, (6.6)

где:

a_wm -затухание мультиплексора;

a_wd –затухание демультиплексора.

6.2. Определение соотношения «сигнал-помеха» и построение диаграммы уровней для магистралей

Каждый усилитель осуществляет усиление сигнала (G) и вносит определённый уровень шумов (N). Уровень шумов на выходе каждого квантового усилителя определяется выражением:

, (6.7)

где:

h -мощность шумов, вносимых спонтанным переходом одного фотона на 1 Гц полосы;

 -полоса передачи в одном оптическом канале, Гц;

NF –шум фактор квантового усилителя.

Обычно определяют уровень шумов в дБ:

(6.8)

Возьмём 10 lg (h/P₀) = -158.3 дБ для =1.55 мкм и, соответственно, =193.3·10¹² Гц. Величина 10 lg NF дана в таблицах 10, 12.

С учётом накопления шумов на квантовых усилителях помехозащищённость будет определяться по формуле:

где:

P_out –мощность сигнала на выходе каждого усилителя и оконечной аппаратуры, P_out =0 дБ

k –порядковый номер оптического квантового усилителя.

На основе полученного значения N_out определим помехозащищённость на выходе k-го усилителя.

Полученные данные приведём в виде таблицы 17.

Таблица 17

Результаты расчёта помехозащищённости

k	1	2	3	4	5	6
10 lg k
Aз, дБм

По полученным расчётным значениям можно построить диаграмму уровней оптической мощности (рис. 12) и определить уровни шумов в линейном тракте и помехозащищённость. Если помехозащищённость упадёт до величины ~22 дБ (что соответствует коэффициенту ошибок 10^-10-10^-11), то необходима установка регенераторов, чтобы восстановить исходные сигналы.

По полученным результатам строится структурная схема многоволновой линии связи со всеми элементами вдоль магистрали (см. рис. 9, 10, 11). Обозначения элементов даются в соответствии с приложением 2.

Рис. 12. Диаграмма уровней

Мощность сигнала на канал

Мощность спонтанного излучения (шума) на канал

Приложение 1