2.2 Расчёт длины участка регенерации

При проектировании стремятся получить возможно большую длину регенерационного участка (РУ), что приводит к уменьшению необслуживаемых регенерационных пунктов на ВОКМ и как следствие способствует уменьшению капитальных затрат на строительство и эксплуатации магистрали.

Рассчитаем длину РУ на участке Тараз-Б.Момышулы. Так как требуемая длина РУ на этом участке 68 км, существует возможность ослабить требования к параметрам ПОМ и ПРОМ, что будет способствовать удешевлению оборудования. В соответствии с этим выбираем следующие параметры ПОМ и ПРОМ.

Длинна волны в световоде, нм…………………1510…1560

Скорость передачи, Кбит/с……………………2488320

Сторона передачи:

Тип лазера………………………………………..DFB

Ширина спектра, нм………………………………...0,6

Подавление боковой моды, дБ………………………30

Уровень передачи, дБ……………………….-1…2

Сторона приёма:

Диод приёма………………………………...APD стандарт

Уровень приёма, дБ (при BER  10 )……………….…-28…-6

Секция регенератора:

Тип ……………………………………………………………одномодовый

Допустимая дисперсия,пс/км………………………………………….1800

Потери из за дисперсии, дБ…………………………………………..……1

Допустимое затухание секции,дБ……………………………………8…26

Рассчитаем энергетический потенциал системы по формуле (12):

Р_Э=-1+28=27дБ

Определим число строительных длин на РУ из выражения (9):

q =Ц( ) =12

Число неразъёмных соединителей определим из формулы (10):

N_н.с=12-1=11

Полные потери на РУ согласно формуле (13):

P_K=0,2268+0,111+0,52+0,3+3+2=22,9 дБ

Условие (11) выполняется, энергетический запас, согласно формуле (13):

P_З=27-22,9=4,1 дБ

Рассчитаем длину РУ исходя из дисперсионных характеристик волокна. Импульсы света, последовательность которых определяет информационный поток, в процессе распространения расплываются. При достаточно большом уширении импульсы начинают перекрываться, так что становится невозможным их выделение при приёме.

Дисперсия - уширение импульсов - имеет размерность времени и определяется как квадратичная разность длительностей импульсов на входе и выходе кабеля длины L по формуле:

_вых= (14)

Дисперсия нормируется в расчёте на один километр и измеряется в пс/км. Результирующая дисперсия , пс, определяется из формулы:

²=²_мод+²_хр (15)

где _мод - межмодовая дисперсия;

_хр - хроматическая дисперсия;

Хроматическая дисперсия, в свою очередь состоит из материальной и волноводной, тогда формула (13) приобретает вид:

²=²_мод+²_мат+²_вв (16)

Межмодовая дисперсия возникает вследствии различной скорости распостранения у мод, и имеет место только в многомодовом волокне.

Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления волокна от длины волны и определяется из выражения:

_мат( (17)

где М( )- удельная материальная дисперсия;

Волноводная дисперсия обусловлена зависимостью коэффициента распостранения моды от длины волны и определяется из выражения:

= (18)

где N( ) - удельная волноводная дисперсия;

Результирующее значение коэффициента удельной хроматической дисперсии D(), определяется как:

D()=M()+N() (19)

Хроматическая дисперсия связана с удельной хроматической дисперсией следующим соотношением:

_хр()= D() (20)

Полоса частот В_х, и дальность передачи L_х - связаны следующим соотношением:

В_х= (21)

В длинных линиях (свыше 10 км), в которых процесс распостранения волны уже установился, действует квадратичный закон изменения ширины спектра сигналов:

В_х= (22)

где значения с индексом х - искомые, а без х - задаваемые;

L_c - длина линии установившегося режима, км;

В - широкополсность ОВ, Гц*км.

Из паспортных данных выбранного нами кабеля известно что коэффициент удельной хроматической дисперсии равен 18 пс/нмкм. Тогда в соответствии с формулой (18) определяем хроматическую дисперсию:

_хр=180,1=1,8 пс/км

Определим широкополосность кабеля, В, Гц*км, из выражения:

В= (23)

В= =2,410¹¹ Гцкм;

Пользуясь соотношением (20) проверим, ограничивает ли дисперсия световода требуемую длину РУ на участке Петропавлвск-Келлеровка, которая составляет 125 км:

B_x= =6,9 ГГц;

В= =40,110⁹ Гцкм;

Из формулы (20) определяем полосу пропускания на длине 68 км:

B_x= =1.510⁹ Гц;

Требуемая полоса пропускания составляет 2,5 ГГц, полученное значение меньше требуемого, следовательно, протяжённость РУ 68 км не допустима.

Из формулы (20) видно, что дисперсия увеличивается с увеличением ширины спектра излучения источника. Поэтому необходимо выбрать ПОМ с источником излучения, у которого ширина спектра излучения более узкая.

Поляризационная модовая дисперсия возникает вследствие различной скорости распространения двух взаимно перпендикулярных поляризационных составляющих моды. Коэффициент удельной дисперсии, Т, нормируется в расчете на один километр и имеет размерность (пс / ), а поляризационная модовая дисперсия растет с ростом расстояния по закону: