5. Инженерный расчет

1. . Определение ширины полосы частот проектируемой волоконно-оптической системы связи (пропускной способности)

Полоса пропускания оптического кабеля измеряется в Гц×км и определяется по формуле:

(5.1)

где t - результирующая дисперсия оптического волокна, с/км.

Так как для организации связи используются кабель с одномодовым оптическим волокном (см. п.3), а в нем присутствует только хроматическая (частотная) дисперсия, то для одномодового ОВ пользуются значениями дисперсии, нормированным на нанометр ширины спектра источника и километр длины волокна, которое называют удельной хроматической дисперсией.

Удельная дисперсия измеряется в пс/(нм×км). Хроматическая дисперсия, с/км, связана с удельной хроматической дисперсией соотношением:

(5.2)

где D(l) – удельная хроматическая дисперсия, пс/(нм×км); Dl - ширина спектра излучения источника, нм.

Значение удельной хроматической дисперсии D(l) для расчета хроматической дисперсии t_хр по формуле (5.2) берем из табл. 3.2 и табл. 3.3.

D(l) = 3,5 пс/(нм×км);

Dl = 2 нм.

Подставляя все необходимые значения в выражения (5.1) и (5.2), получаем следующие результаты:

Полученное значение W является удельной полосой пропускания, чтобы получить пропускную способность кабеля разделим её на длину кабельной трассы (L).

L_ОРП=43 км

2. . Расчет проектной длины регенерационного участка, полной длины оптического линейного тракта и определение его структуры

Длина регенерационного участка определяется суммарным зату­ханием регенерационного участка и дисперсией оптического кабеля. Суммарное затухание состоит из потерь мощности непосредственно в оптическом волокне и из потерь в разъемных и неразъемных соеди­нениях.

Суммарные потери регенерационного участка, дБ, можно рассчи­тать по формуле:

, дБ (5.3)

где n_p.c. - количество разъемных соединителей;

а_р.с. - потери в разъ­емных соединениях (0,6дБ);

n_H.C. - количество неразъемных соединений;

a_H.C - потери в неразъемных соединениях (0,02дБ);

a_t - допуск на температурные изменения затухания ОВ (1 дБ);

a_B - допуск на изменение характеристик компонентов РУ со временем (5 дБ);

Количество неразъемных соединений рассчитывают по формуле:

(5.4)

где L_ОРП - расстояние между ОРП, км; l_С.Д. – строительная длина кабеля (выбираем 4 км);

Подставляя все необходимые значения в выражения (5.3) и (5.4), получаем следующие результаты:

L_ОРП = 43 км

где 2 – это количество неразъемных соединений при переходе из городской кабельной канализации на воздушную подвеску.

Длину регенерационного участка, с учетом потерь мощности можно определить по формуле:

(5.5)

где a - коэффициент затухания ОВ (0,34дБ);

Э_п - энергетический потенциал волоконно-оптичес­кой системы передачи, который рассчитывается по формуле:

дБм (5.6)

где Р_ПЕР - уровень мощности оптического излуча­теля, дБм;

Р_ПРmin - чувствительность приемника.

Определение уровня передачи мощности оптического излучения на выходе передающего оптического модуля (ПОМ), т. е. Р_ПЕР, осуществляют по формуле:

дБм (5.7)

где Р_С - уровень средней мощности оптического сигнала на выходе источника излучения (см. табл.3.1);

ΔР - снижение уровня средней мощности, зави­сящее от характера сигнала (для кода NRZ -3 дБ).

Подставляя все необходимые значения в выражения (5.5), (5.6) и (5.7), получаем следующие результаты:

Значения берутся для IC-1.2

дБм;

дБм;

На длину регенерационного участка накладывают ограничения дисперсионные характеристики волокна. С учетом дисперсии оптического волокна длина регенерационного участка составит:

(5.8)

где В - требуемая скорость передачи информации, 155Мбит/с; t - значение хроматической дисперсии одномодового оптического волокна, с/км (5.2).

Подставляем известные значения:

Таким образом, длина регенерационного участка, рассчитанная по формуле (5.8), должна удовлетворять требованию:

(5.9)

Проверим соответствие полученной длины регенерационного участка выражению (5.9):

23087,05;

В результате расчета и уточнения длин регенерационных участков по секциям между обслуживаемыми регенерационными пунктами (ОРП), определим число необслуживаемых регенерационных пунк­тов (НРП) на каждой секции:

(5.10)

N_НРП=

Таким образом, установки дополнительного НРП на секциях между обслуживаемыми регенерационными пунктами не требуется.