Определение длины участка регенерации

Определение длины участка регенерации является важной составной частью проектирования линейного тракта ВОСП.

Длина регенерационного участка (РУ) определяется двумя основными параметрами передачи: затуханием и дисперсией информационных сигналов.

Для определения длины регенерационного участка по затуханию можно воспользоваться соотношением, предложенным МСЭ-Т:

(2)

где P_S – уровень мощности сигнала передатчика в точке стыка S (дБм), P_R – уровень мощности сигнала на входе приемника в точке стыка R (дБм), определенный для заданного K_ош; P_D – мощность дисперсионных потерь (дБм); M_e – энергетический запас на старение оборудования (дБ); N – число строительных длин кабеля; l_S – потери энергии на стыках строительных длин кабеля (дБ); N_C – число разъемных соединений между точками S и R; l_C – потери энергии на разъемном соединении (дБ); α _С – коэффициент затухания кабеля (километрические потери энергии в кабеле) (дБ/км); α _m – запас на повреждения кабеля (дБ/км).

Расчет длины регенерационного участка по значению дисперсии производится с целью определения совместимости полосы пропускания кабеля (оптической полосы) с требуемой скоростью передачи сигнала. Полоса частот с увеличением длины волокна уменьшается и может быть приближенно определена из выражения:

(3)

где Δ F – ширина полосы частот, приведенная к единице длины волокна, удельная полоса (МГц*км);

γ – κ оэффициент, учитывающий влияние реального профиля показателя преломления сердцевины волокна и закон изменения полосы частот с увеличением длины волокна. Этот коэффициент получают экспериментальным путем и он может иметь разные значения. Для одномодового оптического волокна γ = 1.

При скорости передачи B > 2, 5 Гбит/с в расчете должна приниматься хроматическая дисперсия и поляризационная модовая дисперсия.

Международная сеть электросвязи предложила использовать для скорости режим, не превышающий 10 гигабит в секунду (G. 981), оценку типа

(4)

На скорости передачи данных десять гигабит в секунду сильно начинает сказываться поляризационная модовая дисперсия.

Ограничивающие факторы длины регенерационного участка:

1.Максимальная мощность оптического передатчика, к сожалению, ограничивается нелинейными оптическими эффектами (G. 663). Критическая мощность порядка P_K > ~ 10 мВт, что связано с кросс - модуляцией;

2.минимальная мощность на входе приемника оценивается коэффициентом ошибок;

3.ограничение длины регенерационного участка – запас на старение аппаратуры (берется в пределах 3 6 дБ). Запас на повреждение кабеля указывается для длины линии сто километров на срок эксплуатации двадцать лет. Запас на старение аппаратуры связан с факторами:

- деградация лазеров (снижение излучаемой мощности);

- увеличение шумов приемника (связано с деградацией фотоприемного устройства);

- длина регенерационного участка зависит от длины волны излучения;

- полоса пропускания волокна зависит от типа оптического волокна, длины волны, окна прозрачности и ширины спектра излучения лазера или светодиода, применения компенсаторов дисперсии.

Выводы

Определение длины регенерационного участка является важной составной частью проектирования линейного тракта волоконно-оптических систем передач. Длина регенерационного участка определяется затуханием и дисперсией информационных сигналов.

Длину регенерационного участка по затуханию можно определить по формуле:

. (5)

При оценке ширины полосы частот Δ F(L) одномодового волокна длиной L известные подходы.

. (6)

Дисперсия оценивается по среднеквадратическому уширению импульса, по уширению импульса на уровне половины максимальной мощности, по времени нарастания импульса. Все эти способы оценки связаны соотношением:

. (7)

Полоса частот оптического одномодового кабеля уменьшается с увеличением длины волокна L, но коэффициент γ = 1.

На скорости передачи данных десять гигобит в секунду начинает сказываться поляризационная модовая дисперсия, где одна мода распадается на две ортогональные составляющие с разными скоростями.

Контрольные вопросы

1. Чем определяется длина регенерационного участка?

2. С какой целью производится расчет длины регенерационного участка по значению дисперсии?

3. Какая дисперсия начинает сказываться на скорости передачи данных десять гигобит в секунду и выше?

4. Какие ограничивающие факторы длины регенерационного участка вы знаете?