8.1.6.3. Длина регенерационного участка с использованием каскадного включения линейных дискретных оу

Рассмотрим также возможности использования каскадного включения линейных дискретных ОУ. Подразумеваем использование эрбиевых ОУ. Будем полагать, что все линейные ОУ имеют одинаковые параметры. Примем коэффициент усиления линейного ОУ равным G_y= 30 дБ, коэффициент шума равнымF=6 дБ, максимальную мощность равнойP_m= 100 мВт (20 дБм) и мощность УСИP_ASEy=2.6 мВт (4.1 дБм) в полосе_УСИ. Вначале полагаем, что оптическая фильтрация в линейных ОУ не используется. Это позволяет их использовать для усиления многочастотных сигналовDWDMв полосе_УСИ = 40 нм. Максимальное затухание в пределах усилительного участка выбираем равным усилению в линейном ОУа_y=G_y=30 дБ. Считаем, что на выходе регенераторов также установлены ОУ мощности с коэффициентом усиленияG_b= 20 дБ, коэффициентом шумаF=6 дБ, максимальной выходной мощностьюP_m=100 мВт (20 дБм), мощностью УСИP_ASEb=0.26 мВт (-5.9 дБм) в полосе_УСИ.

Были проведены расчеты максимальных мощностей оптического сигнала и УСИ на входе ФПУ при использовании нескольких линейных ОУ в широкой _УСИ=40 нм и узкой_ф=0.8 нм оптических полосах, а также достижимой длины регенерационного участка. Результаты расчетов помещены в табл. 8.7 и показаны в виде диаграммы уровней на рис. 8.20.

Таблица 8.7

Кол-во ОУ, n	УСИ в полосе =40 нм		УСИ в полосе =0.8 нм		lр, км
	PASE, мкВт	pASE, дБм	PASE, нВт	рASE, дБм
0	0.26	-35.8	5.2	-52.8	112
1	2.8	-25.5	57	-42.5	224
2	5.4	-22.7	108	-39.7	337
3	8.0	-21.0	159	-38.0	449
4	11.0	-19.7	211	-36.8	561
5	13	-18.8	262	-35.8	673
6	16	-18.0	314	-35.0	786
7	18	-17.4	365	-34.4	898

На рис. 8.20 показаны уровни оптического сигнала для одноканальной системы и 10-канальной WDM с суммарной мощностью 100 мВт и уровни УСИ в широкой _УСИ = 40 нм и узкой _ф = 0.8 нм оптических полосах. Видно, что с увеличением количества усилительных каскадов уровень УСИ и шумов растет, но вклад последующих каскадов в общий шум по сравнению с предыдущими ОУ уменьшается. Из табл. 8.7 следует, что длина регенерационного участка в 1000 км вполне достижима и не является пределом.

Рис. 8.20. Диаграммы уровней сигнала и шумов на регенерационном участке с 6-ю линейными ОУ

8.1.6.3. Длина регенерационного участка с использованием каскадного включения распределенных рамановских оу

Диаграммы уровней для ВОЛС с распределенными рамановскими ОУ имеют более сложную форму по сравнению с дискретными ОУ. Для их расчета использовалась разработанная авторами программа, моделирующая работу рамановского ОУ.

На рис. 8.21 показана диаграмма уровней для регенерационного участка, содержащего два рамановских ОУ с попутной накачкой.

Рис. 8.21. Каскадное включение распределенных рамановских ОУ с попутной накачкой

Для обеспечения дуплексной связи и размещения усилительных пунктов обоих направлений передачи в одних и тех же местах для ОУ используют накачку разной мощности. Первый из двух усилителей обеспечивает большее усиление и увеличивает длину участка регенерации на 160 км при мощности накачки 1 Вт. Для второго усилителя достаточно мощности накачки 0.4 Вт. Использование оптических предусилителей в оконечных пунктах не предполагалось.

При конкретном проектировании или реконструкции ВОЛС и размещении по трассе линейных ОУ в одних и тех же точках необходимо иметь в виду, что усилительные участки, прилегающие к оконечным пунктам должны иметь одинаковую протяженность, а остальные участки могут иметь большую протяженность. Протяженность прилегающих к оконечным пунктам усилительных участков не должна превышать протяженность линейных между ОУ.

На рис. 8.22 показана диаграмма уровней для регенерационного участка, содержащего два рамановских ОУ со встречной накачкой. При размещении ОУ на трассе предполагалось, что на входах ФП установлены дискретные предварительные ОУ (полупроводниковые или эрбиевые). Это позволяет увеличить длину крайних секций у оконечных пунктов до 200 км (в соответствии с табл. 8.7). Второй усилитель обеспечивает большее усиление и увеличивает длину участка регенерации на 280 км при мощности накачки 1 Вт. Первый ОУ имеет меньшую мощность накачки и обеспечивает единичный коэффициент передачи на длине 200 км.

Сравнение попутной и встречной накачек показывает преимущества встречной накачки, как по максимальному приросту длины участка регенерации на одном пролете между двумя линейными ОУ, так и по большему отношению сигнала к УСИ.

Рис. 8.22. Каскадное включение распределенных рамановских ОУ со встречной накачкой

Однако необходимо отметить, что всестороннее сравнение 2 способов накачки, а тем более их сочетание (двухсторонняя накачка) еще не проведено и является темой дальнейших исследований.