Проектирование линейного тракта цифровых ВОСП

Оптический кабель

Так как тип ОК (ОМ, ММ) из ТЗ известен, то необходимо, прежде всего, определить количество ОВ в нём. Число рабочих волокон, n_р=2*М, где М – количество линейных сигналов. В рассматриваемом примере эта величина равна количеству мультиплексоров S1, то есть М=3, а величина n_р = 6 (рисунок 3.4). Кроме того, предусматриваются резервные ОВ (n_р=2÷4), волокна для аренды, местной связи, и т.д. Общее количество ОВ должно находиться в пределах 12÷20. Зная ёмкость, ОВ необходимо определить марку кабеля для прокладки в грунте и канализации. Параметры выбранных ОК (ОМ, ММ) следует представить в виде таблицы 4.1.

Таблица 4.1 - Данные оптических кабелей

марка кабеля	ОМ (ММ)	тип ОВ	число волокон	длина волны, мкм	потери, дБ/км	коэф. дисперсии, пс/нм*км

Примечание. Если ОК - многомодовый, в графе «коэф. дисперсии» следует записать «полоса пропускания» в МГц*км.

4.2 Расчёт длины участка регенерации

Линейный тракт ЦВОСП представляет собой совокупность технических устройств от входа оптического модулятора до выхода станционного регенератора (РС). Согласно рекомендации G.956 МСЭ-Т, при расчёте тракта определяют длину участка регенерации между точками S и R(вход и выход оптического волокна, соответственно). Как показано в [2], длину р.у. определяют, исходя из потерь в ОВ по формуле

, (4.1)

где А – энергетический потенциал ЦВОСП,

А= Р_Sмакс – Р_R , (4.2)

Р_Sмакс –максимальный уровень передачи на входе ОВ,

Р_R – чувствительность ФПУ,

α_ст – потери на стыке строительных длин ОК, дБ,

α_мки – потери за счет микроизгибов, дБ,

α_мк – потери за счёт макроизгибов, дБ,

α_рс – потери на разъёмных соединениях

F(α) – функция, учитывающая среднеквадратическое отклонение ∆ от среднего значения коэффициента затухания ОК ∆ , дБ,

Э1, Э2 – линейный и аппаратный энергетические запасы, дБ,

– среднее значение коэффициента затухания ОК, дБ,

l_стр – строительная длина ОК, км.

Величину F(α) найдём, задавшись значением ∆ . Так как на длине l_ру укладываются N условных строительных длин l_у.стр = 1 км, находим среднеквадратическое отклонение затухания условных строительных длин

. (4.3)

Для всей длины р.у. отклонение затухания составит величину

.

Согласно теории математической статистики, можно утверждать, что в 99% случаев затухание р.у. будет меньше величины на . Поэтому из (4.1) найдем

, (4.4)

где А_ру значение числителя в формуле (4.1).

Минимально-допустимую длину р.у. находят, исходя из минимально уровня на входе ОВ Р_Sмин , и уровня перегрузки фотодиода Р_Rмакс (таблица 3.2):

. (4.5)

После расчёта l_ру необходимо проверить, не превышают ли на расчётном участке дисперсионные искажения сигнала заданных норм. Предполагая, что для одномодового кабеля основной является хроматическая дисперсия, определим длину участка регенерации по дисперсии в ОВ:

, (4.6)

где B-скорость передачи, D(λ)-коэффициент дисперсии на заданной длине волны, Δλ_и –ширина спектральной линии источника излучения. В зависимости от технических данных одномодового ППЛ, эта величина соответствует спектру или на уровне половины мощности излучения (Δλ_0.5), или на уровне 0.01 мощности (-20дБ) - Δλ_{0.01 .} Должно выполняться соотношение:

, (4.7)

то есть, длина р.у., рассчитанная по дисперсии не должна быть меньше длины р.у. ,рассчитанной по потерям. Если это не так, необходимо уменьшать длину участка так, чтобы выполнялось неравенство (4.7).

Для многомодового ОК основной является межмодовая дисперсия.

Исходя из предположения, что оптический импульс имеет гауссову форму, в этом случае применяют соотношение [ ]:

, (4.8)

где l_ру – рассчитанная длина р.у. по потерям,

γ – коэффициент, зависящий от типа ОВ:

для СМОВ γ = 0,5, для ГМОВ γ = 0,85, для ООВ γ = 1.

∆F_ов – полоса пропускания многомодового ОВ на уровне 3 дБ в МГц*км,

σ_д – среднеквадратическое значение дисперсии одного км ОВ.

Среднеквадратическое значение межмодовой дисперсии для ГМОВ можно найти по формуле [ ]:

, .

Обычно из формулы (4.8) находят величину . Если передача ведется со скоростью В, а формат импульсов – NRZ, можно считать, что спектр сигнала определяется полосой , где – тактовая частота сигнала в ОВ. Если формат импульсов RZ при скважности Q =2, то f_л=2f_т. Дисперсионные искажения отсутствуют при выполнении неравенства

. (4.9)

Для одномодового кабеля можно также рассчитать дисперсию по формуле (4.6), и сравнить её с допустимой величиной дисперсии D_доп (таблица 3.4). Дисперсионные искажения отсутствуют, если σ_хр < D_доп . Однако, для многомодового кабеля следует пользоваться соотношением (4.9).

Размещение регенераторов

После расчета длины необходимо произвести размещение регенерационных участков по длине магистрали. Она (длина) должна находиться в пределах

, (4.10)

согласно (4.4) и (4.5). Схему размещения р.у. на всей сети следует представить в документах проекта. Например, для сети на рисунке 2.3 она может иметь вид, показанный на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1

При этом должны соблюдаться точные соотношения:

, ,

для участков АГ и ГБ, соответственно. (4.11)