Варианты заданий для решения задачи 4

Необходимо определить уровень оптической мощности группового сигнала n-канальной волоконно-оптической системы передачи со спектральным уплотнением при условии того, что уровень мощности одного канала составляет p₁. Исходные данные с разбивкой по вариантам заданий приведены в табл. 4.

Таблица 4 – Варианты заданий

N	28
n	20
p1, дБ	+3

Решение задачи

Требуется определить уровень оптической мощности группового сигнала на выходе оптического передатчика 20-канальной волоконно-оптической системы передачи со спектральным уплотнением при условии того, что уровень мощности одного канала составляет p₁ = +5 дБ:

Воспользуемся (8). После подстановки в нее численных значений имеем

Задача 5. Определение дисперсии волоконно-оптического кабеля Краткие теоретические сведения

Под дисперсией оптического волокна понимают рассеяние во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. Основная причина дисперсии – разные скорости распространения тех отдельных (модовых и/или спектральных) составляющих, полная совокупность которых образует оптический сигнал. Дисперсия проявляется как уширение, увеличение длительности распространяющихся по волокну оптических импульсов.

В общем случае оптический импульс, передаваемый по волоконному световоду как в начале, так и в конце оптического тракта, имеет конечную крутизну своих фронтов. Это определяется как конечным быстродействием оптоэлектронных компонентов, работающих в составе оптических приемопередатчиков, так и ограниченной шириной полосы пропускания самого волоконного световода. В процессе теоретического анализа форма импульса может быть описана кривой Гаусса, которая, как известно, характеризуется единственным параметром – дисперсией. В этом случае величина уширения импульса определяется непосредственно значениями среднеквадратической длительности импульсного сигнала на передающем и приемном концах, т.е. s_in и s_out, соответственно. В графической форме это положение демонстрирует рис. 5.

Рисунок 5 – К определению дисперсии волоконно-оптического тракта

Дисперсия носит преимущественно линейный характер, т.е., строго говоря, это понятие относится к дисперсионному коэффициенту. Кроме того, с точки зрения математики дисперсия представляет собой среднеквадратичное отклонение. Этот факт нужно учитывать при выполнении расчетов.

Наличие дисперсии приводит как к уменьшению амплитуды импульса на входе решающего устройства приемника, так и к межсимвольной интерференции. При нарушении норм на эти параметры начинает значимо расти вероятность ошибки, т.е. падает качество функционирования системы связи.

Дисперсия в общем случае содержит ряд составляющих. Не все из них учитываются в конкретной системе. Так, в частности, в одномодовых линиях волоконно-оптической связи, которые эксплуатируются телекоммуникационными операторами, учитывается только хроматическая дисперсия. При больших длинах участков (свыше 100 км) приходится учитывать также поляризационную модовую дисперсию, которая приводит к дополнительному уширению передаваемого импульса.

На сегодняшний день, благодаря усовершенствованию технологии производства оптических волокон для целей оптической связи стала доступна вся область низких потерь от 1260 нм до 1675 нм. При этом, однако, производители оптического волокна указывают параметры дисперсии только на двух длинах волн: 1310 и 1550 нм. Для устранения возникающей неопределенности значение коэффициента хроматической дисперсии D волокон на конкретной рабочей длине волны, принадлежащей указанному спектральному диапазону, в общем случае можно оценить с точностью, достаточной для выполнения инженерных расчетов, по следующей сравнительно простой аппроксимационной формуле Селлмейера. Для наиболее распространенного на практике стандартного одномодового волокна по рекомендации G.652 UTU она принимает следующий вид

. (11)

Здесь - дисперсия [пс/(нм*км)], - остаточная дисперсия на центральной длине волны , - крутизна дисперсионной характеристики на длине волны нулевой дисперсии.

Необходимость учета члена в выражении (11) связана с тем, что длина волны нулевой дисперсии имеет определенный разброс по полосе частот. Фактически указывается максимально возможная гарантируемая производителем волокна величина в этом спектральном диапазоне.