1.4 Розрахунок мережі зв’язку з використанням технології хвильового мультиплексування

Параметри обладнання SDH та кабелів наведено у таблицях 1.1 – 1.3, WDM – у табл. 1.2 – 1.3. Частотний план, що використовується наведено у таблиці 3.1.

Усі розрахунки повинні здійснюватися для каналу з максимальною швидкодією, а також для каналу, у якого абсолютне значення дисперсії є максимальним. Розрахунки проводяться по трьох показниках: загасанню, дисперсії і по співвідношенню сигнал/завада; і по найгіршому з варіантів визначається довжина секції.

В основі розрахунків покладено хвильовий лінійний тракт з архітектурою «точка-точка» трьох видів - два види представляють цілком оптичний тракт (фотонна система передачі) і третій вид-лінійний тракт, де встановлені регенератори. Перші два випадки відповідають лінійному трактові, де дисперсія і завадозахищеність по всій довжині траси не виходять за рамки допусків і досить тільки компенсації загасання за допомогою квантових оптичних підсилювачів. Два представлених види відрізняються між собою наявністю (або відсутністю) пристроїв уведення-виведення (рис. 4.4), при наявності цілком фотонної передачі. [23]

Рисунок 1.2 - Багатохвильова лінія зв'язку з архітектурою «точка-точка»

Рисунок 1.3 – Багатохвильний тракт з архітектурою «точка-точка» і пристроєм уведення-виведення

На рисунку 1.4 показано лінійний тракт, де використані регенератори.

Рисунок 1.4 - Багатохвильний лінійний тракт з архітектурою «точка-точка» і регенераторами між секціями

Можливо і сполучення в лінійному тракті пристроїв введення-виводу і регенераторів.

На ділянці, що розглядається, доцільно використати архітектуру багато хвильового лінійного тракту з архітектурою «точка-точка» і пристроєм уведення-виведення, внаслідок того, що існує необхідність введення – виведення інформації в проміжних пунктах.

1.4.1 Розрахунок дисперсії

Для розрахунку поляризаційно ї дисперсії необхідно враховувати, що максимально припустима поляризаційна модовая дисперсія _пол для системи з максимальною швидкодією має значення 160 пс для STM-4 і 640 пс для STM-1.

Розрахунок поляризаційної модової дисперсії здійснюється по формулі [21]

, (1.1)

де Т - питома поляризаційна модова дисперсія, пс/км;

L - відстань, км.

По хроматичній дисперсії визначимо максимальна відстань для даної системи без регенераторів [21]

, (1.2)

, (1.3)

де В - швидкість передачі для каналу з максимальною швидкодією;

 - ширина смуги оптичного випромінювання. Сучасні напівпровідникові лазери, використовувані в системах щільного хвильового ущільнення, мають 0,1 нм;

D() – питома хроматична дисперсія для обраного діапазону, пс/нмкм.

, (1.4)

де S₀ - нахил кривої дисперсії для кабелю (2,7 пс/км*нм²);

 - довжина хвилі каналу з максимальним абсолютним значенням дисперсії (1549,32 нм);

₀ - довжина хвилі нульової дисперсії, для волокна True Wave (1523 нм).

Оцінка L_c розраховується двічі: для каналу з максимальною швидкодією і для каналу з максимальним абсолютним значенням дисперсії.

пс/нмкм,

пс/км.

Підставивши до формули (1.2) необхідні дані для розрахунку довжини на різних швидкостях отримаємо такі значення:

56,5 км,

226,97 км.

1.4.2 Розрахунок довжини підсилювальної дільниці

Відстань між квантовими підсилювачами з урахуванням загасання визначається по формулі

, (1.5)

де Е_п = р_пер - р_пр - енергетичний потенціал, обумовлений по різниці рівня оптичного випромінювання, що вводиться у волокно, і рівнем номінальної прийнятої потужності (р_пер = -1,5 дБм, р_пр = -34 дБм (STM-1, 4), Е_п = 32,5 дБм (STM-1, 4));

 -коефіцієнт загасання оптичного волокна (0,3 дБ/км);

n_pз - кількість роз’ємних з'єднувачів (вони встановлюються на введенні і ви веденні оптичного волокна, на кінцевих станціях при переході від апаратури до оптичної лінії зв'язку, на стиках з мультиплексорами і демультиплексорами);

а_рз - втрати в роз’ємному з'єднувачі, а_рз=0,25 дБ;

п_нз - кількість нероз'ємних з'єднань на ділянці регенерації;

а_нз - втрати в нероз'ємному з'єднанні, а_нз=0,05 дБ;

a_t - допуск на загасання, зв'язаний з погіршенням характеристик компонентів ділянки регенерації (кабель, приймачі і джерела випромінювання)

згодом і з урахуванням температурних змін. Величина a_t=6 дБ;

l_буд - будівельна довжина кабелю (2 км).

Підставивши у формулу (1.5) ми отримали наступне значення:

79,84 км.

На ділянках між кінцевими станціями і проміжними квантовими підсилювачами, у місцях установки мультиплексорів, демультиплексорів, мультиплексорів уведення-виведення необхідний облік загасання цих пристроїв. У ряді випадків для компенсації їхнього загасання встановлюються квантові підсилювачі. Загальна формула розрахунку при установці цих пристроїв виглядає в такий спосіб [22]:

, (1.6)

де a_wm - згасання мультиплексора (6 дБ);

a_wd - згасання демультиплексора (6 дБ).

Підставивши у формулу (1.6) ми отримали наступне значення для другої ділянки:

42,92 км.

Після розрахунків маємо:

За формулою (1.5) для STM-1 і 4 – 79,84 км.

За формулою (1.6) для STM-1 і 4 – 42,92 км.

Кількість підсилювачів на відповідних ділянках розрахуємо за наступною формулою:

(1.7)

В таблиці 1.5 наведено результати розрахунку кількості підсилювачів на відповідних ділянках.

Таблиця 1.5 – Кількість оптични х підсилювачів на ділянках

Дільниця	Довжина	K
3	320	4

Для подальшого більш детального аналізу оберемо ділянку №3.

Таким чином, довжини підсилювальних ділянок для ділянки №3 приймаємо рівними l_пд1=l_пд5=42,92 км, l_пд2=l_пд4 =78,66 км, l_пд3 =79,84 км.

Розрахуємо затухання на кожній підсилювальній дільниці ділянки №3 [23].

. (1.8)

Підставивши необхідні дані в формулу (1.8) отримаємо:

а_пд1=а_пд5=14,44 дБ, a_пд2=a_пд4=26,05 дБ, a_пд3=26,43 дБ.