8 Сурет – Байланысты ұйымдастыру сұлбасы

2 Желілік тракт параметрлерін есептеу

2.1Оптикалық талшықтың біріншілік параметрлерін есептеу

Біромодты оптикалық талшық (БОТ) электрмагнитті толқындарды таратуда бастаушы жүйе болып табылады. Олардың жарықөткізгіш бойынша таралуы үшін екі диэлектрлік ортаның n1 және n2, шекарасындағы толық ішкі шағылысудың танымалы құбылысы қолданылады, мұнда n1 – n2 ортасымен шектелген НЕ11 толқындарының таралу ортасы, n1 < n2 /1/ болады.

Таралу және шектеу ортасы әртүрлі сыну көрсеткіштерін (СК) n1 және n2, n1 =1,468 және n2 = 1,466 алу үшін легирлеуші қоспалардың концентрациясы әртүрлі кварц шыны болып табылады.

СК салыстырмалы мәнін анықтаймыз:

 = , (2.1)

 = = 0,00136

Оптоталшық бойынша тек қана эффективті түрде шамасы толық іштей шағылысу бұрышымен шартталған  дененің ішкі бұрышында қамаудағы сәулелер ғана беріле алады. Бұл дене бұрышы сандық аппертурамен сипатталады:

NA = sin  =

NA = = 0,0766

мұнда  - сәуле түсудің апертура бұрышы,

 = arcsin 0,0766 = 4,4

ООВ-БОТ (бірмодты оптикалық талшық) үшін кабель өзекшесінің диаметрін тек қана бір НЕ11 модасының таралуы мүмкін болатындай етіп таңдап аламыз. Осы жағдайда, бірмодтылық шарттарынан нормаланған жиілік төмендегі формула бойынша анықталады:

V = , (2.2)

мұнда d – ОТ жүрекшесінің диаметрі, мкм;

 - оптикалық сәулелену толқынының ұзындығы.

V = = 1,553

Бірмодты беріліс НЕ11 гибридті толқынында іске асырылады. Бұл толқын критикалық жиілікке ие емес, осының салдарынан кез-келген жиілікте тарала алады. Қалған барсқа толықындардың шекті мәндері болады, сондықтан да олар критикалықтан төмен жиіліктерді таралады. Толқынның тек қана бір типі НЕ11 таралатын V мәнінің интервалы 0<V<2,405 аралығында болады. Осыған орай, ОТ өзекшесінің диаметрі мен беріліс жиілігін таңдау кезінде осы шартты басшылыққа алу керек. Біздің жағдайымызда шарт орындалып отыр.

Толқынның тек қана бір НЕ11типі таралатын критикалық жиілігін анықтайық, Гц:

f = , (2.3)

f = = 3  10 (Гц)

толқын ұзындығын анықтаймыз:

 = = = 1,0

Осылайша, бұл жүйе бойынша _о = 1,0 мкм кезінде тек қана бір толқын НЕ11таралады.

2.2 Оптикалық талшықтың екінщілік параметрлерін есептеу

Оптикалық талшық бойынша тек қана жарық энергиясы емес, сонымен қатар пайдалы ақпараттық сигнтаралу процесінде ал беріледі. Кезектігін ақпараттық ағынмен анықталатын жарық импульсі таралу процесінде жайылып кетеді. Жеткілікті дәрежедегі кеңею кезінде импульстер жабылып қалып, оларды қабылдау кезінде айыру мүмкін болмайды.

Дисперсия – импульстердің кеңеюі – уақыт айырмасына ие, импульстердің кабельге ену және шығу кезіндегі ұзықтығының шаршы айырымы түрінде анықталады, қорытындысы: τ =

Әдетте, дисперсия 1 км-ге есептелген есепте номаланады және пс/км өлшенеді. Дисперсия жалпы жағдайда үш негізіг фактормен сипатталады:

• бағытталған модалардың (модааралық дисперсия) таралу жылдамдықтарының айырымымен;

– жарықөткізгіштік құрылымының басты (бағыттаушы) қасиеттерімен (толқындық дисперсия);

– оптикалық талшық материал қасиеттерімен (материалдық дисперсия).

Бірмодалы жарықөткізгіштерде модалы дисперсия болмайды және жалпы жағдайда дисперсия аз шамада байқалады. Осы жағдайда толқынөткізгіштік және материалды дисперсия пайда болуы мүкін, дегенмен толқын ұзындығы = 1,2…1,6 мкм болғанда олардың бөлшектеп немесе толық компенсациясы жүреді, яғни мат вв.

Барлық факторлардың әсері салдарынан қабылдаудағы сигнал формасы белгісіз. Сондықтан да дисперсия өлшемі ретінде оптоталшықтағы орташаквадратты дисперсия қолданылады:

(2.4)

мұнда = 0,1 нм – лезерлік диодтың оптикалық сәулелендіруінің спектральді ені;

= 18 пс/нм - толықны ұзындығы 1550 нм кезіндегі ОТ үшін орташаквадратты дисперсияның меншікті мәні

Бұл жоба үшін шамалы регенерациялық бөлімнің 137 км ұзындығында дисперсия есебінен болатын сигналдың жалпы шашырауы мынаны құрайды:

t = 1.8

1.4 кестесінен толқын ұзындығы 1550 нм болғандағы OIS-16D оптикалық қабылдағыштары үшін сигналдың рұқсат етілген шашыруы 1800-4500 пс. құрайды, яғни алынған мән қажет етілетін мәннен айтарлықтай аз болды.

ОК типін таңдаужүйенің тезарада әрекет ету есебімен және оны рұқсат етілген мәнмен салыстыру арқылы бағалануы мүмкін.

Жүйенің тезарада әрекет етуі оның элементтерінің инерттілігі мен ОК-дің дисперсиялық қасиеттерімен анықталады.

Жүйенің толық рұқсат етілген тезарада әрекет етуі беріліс жылдамдығымен В, бит/с оптикалық сәулеленудің модуляция тәсілімен, сызықты код типімен анықталып төмендегі формула бойынша анықталады:

t = , (2.5)

мұндағы  - сызықтық сигнал сипатын ескеретін коэффициент.

МСЭ-Т ұсыныстарына сай SDH тарнспорттық жүйелердің сызықтық коды (кілт сөзі) болып NRZ коды табылады, ол үшін =0,7.

t = = 0,56 (нс)

БТОЖ жалпы күтілетін тезарада әрекет етуі төмендегі формула арқылы анықталады:

t = , нс, (2.6)

мұнда t бер – ақпарат тарату жылдамдығы мен сәулелену көзінен тәуелді болатын тарататын оптикалық модульдің (ТОМ) тезарада әрекет етуі;

tбер = 0,4 нс (2488 Мбит/с жылдамдығы үшін);

tпр – ақпарат таралу жылдамдығы мен фотодетектор (ФД) типімен анықталатын қабылдағыш оптикалық модульдің (ҚОМ) тезарада әрекет етуі, tқ = 0,2 нс;

tов – РБ ұзындығы бойында импульстің кеңеюі .

t = 0.51 (нс)

tож  =0,51 нс < tдоп  = 0,56 нс болғандықтан, кабель типі мен РБ ұзындығын дұрыс таңдау жасалды деуге болады. t = tдоп  - tож 

t = 0,56 – 0,51 = 0,05 нс шамасы тез әрекет ету бойынша артық қор деп аталады.

tож  < tдоп  болғанда БТОЖ станциялық және сызықтық құрал-жабдықтары сызықтық сигналдың бұрылыссыз берілуін қамтамасыз етеді.