Задание 4
1. Оцените величины коэффициентов затухания и хроматической дисперсии стандартного OB (SF) на заданной волне оптического диапазона:
2. Рассчитайте максимальную протяженность регенерационного участка оптической системы передачи, работающей на заданной волне по этому волокну.
Исходные данные:
- Суммарные потери в разъемных соединениях: 1дБ;
- Потери в одном сварном соединении: 0,1 дБ;
- Строительная длина кабеля: 5 км;
- Линейный код: скремблированный БВН;
- Передаваемый цифровой сигнал: STM-16;
- Энергетический потенциал оборудования: 30 дБ;
- Среднеквадратическая ширина спектра оптической несущей: 16 ГГц.
Решение
Величину потерь оценивают при помощи коэффициента затухания дБ/км, характеризующего ослабление оптической мощности в волокне длиной 1 км.
Ослабление света в оптоволокне обычно вызвано причиной деформации кабеля,т.е. сильные скрутки, изгибы, петли и т.д. Итак, результирующий коэффициент затухания составляет:
где - потери на релеевское рассеяние;
- поглощение в стекле и инфракрасной части спектра;
- потери поглощения в стекле в ультрафиолетовой части спектра;
- потери поглощения в атомах примесей, этой величиной пренебрегаем;
- кабельные потери, которые составляют не более 20% от общих потерь.
Величины составляющих потерь зависят от длины волны. Для определения составляющих коэффициента затухания можно воспользоваться графиком на рисунке ниже или соответствующими формулами, приведенными ниже:
=
=
Рисунок 4 – Определение составляющих коэффициента затухания
Таким образом, величина коэффициента затухания составит:
.
Дисперсия - рассеивание энергии импульсов света в процессе их распространения по волокну. Причины рассеяния энергии световых импульсов в ОВ именуют видами дисперсии:
Материальная дисперсия – причина её появления состоит в зависимости коэффициента преломления материала сердцевины от длины волны;
Внутримодовая дисперсия – причина её состоит в зависимости фазовой скорости любой конкретной моды от частоты (длины волны);
Хроматическая (частотная дисперсия).
По следующей формуле рассчитывается коэффициент хроматической для одномодового волокна на произвольной волне оптического диапазона:
– длина волны нулевой хроматической дисперсии
– наклон нулевой дисперсии;
Тогда коэффициент хроматической дисперсии будет равен:
Максимальная длина регенерационного участка, ограниченная затуханием, рассчитывается по формуле:
,
где
– количество разъемных соединений;
– затухание, вносимое одним разъемным соединением;
- коэффициент затухания ОВ;
- затухание, вносимое одним неразъемным соединением;
- строительная длина кабеля.
Таким образом, длину участка регенерации можно вычислить, как:
Максимальная длина регенерационного участка может быть еще найдена из ее зависимости от коэффициента хроматической дисперсии и среднеквадратической ширины спектра оптического сигнала:
,
где , согласно рекомендации МСЭ-Т;
D - удельная хроматическая дисперсия ОВ пс/(нм*км);
fТ = 155,52*16 МГц – тактовая частота потока STM-16;
- ширина спектральной линии источника излучения, нм, ее можно найти следующим образом:
Таким образом длина участка регенерации, ограниченная хроматической дисперсией, в конкретном случае будет равна:
Чтобы определить максимальную длину участка регенерации, выбирается минимальная длина из рассчитанных по формулам ранее:
Ответ: