3.2. Втрати і обмеження в лініях зв’язку

Як зазначалось вище, проектування (планування) ліній зв’язку передбачає розв’язання таких двох задач:

• Розрахунок втрат оптичної потужності, що відбуваються між світловим джерелом і фотодетектором;

• Визначення обмежень, що пов’язані з смугами пропускання передавача, волокна та приймача і впливають на здатність системи передавати сигнал.

Втрати оптичної потужності визначають, як відомо, в дБ/км:

. (3.2.1)

Втрати в 3 дБ відповідають втратам половини потужності, 10 дБ – лише 0.1 потужності доходить до приймача. Зазвичай ВОЛЗ спроможні функціонувати при прийомі 0.001 потужності від джерела, що розташоване на іншому кінці лінії (тобто втрати потужності складають величину близько 30 дБ).

Втрати потужності при передаванні:

• при введенні світла у волокно (втрати на інжектування);

• в оптичному волокні;

• у точках з’єднання коннекторів;

• на нероз’ємних з’єднаннях: на зварних стиках, у муфтах. Лінія як правило складається з декількох частин, довжина яких дорівнює будівельній довжині (~ 6 км)

Рис. 3.2.1

Сума втрат у кожному індивідуальному компоненті між передавачем та приймачем являє собою бюджет потужності оптичної лінії (рис. 3.2.1, табл. 1).

Зауважимо, що частина потужності повинна бути зарезервована на створення відповідного відношення сигнал/шум (втрати на модуляцію) ~ 18 дБ.

Таблиця 1

Характеристики потужності	Реальна потужність	Рівень оптичної потужності
Мінімальна оптична потужність, що вимагається для роботи фотоприймача	0.1 мкВт	-40 дБм
Оптична потужність на виході джерела	1 мВт	0 дБм
Повний робочий бюджет		40 дБ
Відношення сигн./шум за напругою, яке вимагається для роботи ФП –36 дБ. Еквівалентне відношення за оптичною потужністю		18 дБ
Залишкова оптична потужність лінії		22 дБ
Втрати потужності в лінії: Кабель 9 дБ Коннектори 3 дБ Нероз’ємні з’єднання 1 дБ Інжектування 2 дБ		15 дБ
Резерв потужності		5 дБ
Надлишок бюджету 2 дБ

Як правило, для компонентів ВОЛЗ не можна вказати точні значення втрат, тому виробники зазвичай наводять діапазони їх значень або значення найгіршого випадку. Крім цього, необхідно врахувати залежність відповідних параметрів компонентів ВОЛЗ від температури. Необхідно також врахувати деякий запас потужності для майбутніх ремонтів, встановлення муфт у системі, а також запас на деградацію з часом джерела випромінювання. Наприклад, на ремонт і старіння емітера відводиться здебільшого від 3 до 6 дБ.

Втрати при введенні випромінювання у волокно. Кількість оптичної потужності, що вводиться у волокно, залежить від фізичних параметрів джерела і волокна. Очевидно, що чим більше діаметр волокна, тим більше спроможність волокна до прийому світла. Проте слід пам’ятати, що волокна з великим діаметром серцевини мають деякі обмеження на смугу пропускання.

Іншою характеристикою, яка відповідає за ефективність введення випромінювання, є, як відомо, числова апертура .

Таблиця 2

Діаметр серцевини	Числова апертура	Коефіцієнт оптичної абсорбції
		Відносний *	Відношення в дБ
200	0.27	3.5	+5.4
100	0.29	1.0	+0.0
62.5	0.275	0.35	-4.54
50	0.2	0.12	-9.25
* Значення нормалізовані по відношенню до короткого відрізку волокна з ядром 100 мкм

Для врахування впливу та діаметру серцевини вводять характеристику, що отримала назву коефіцієнта оптичної абсорбції, який можна розглядати як міру ефективності волокна щодо введення і передавання оптичної потужності.

У таблиці 2 наведені типові значення коефіцієнта оптичної абсорбції для різних і діаметрів серцевини.

№10. Системи зв’язку плезіохронної цифрової цифрової ієрархії