Технологии оптической связи / 3 задача / 3практика

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Московский технический университет связи и информатики

Задание № 3

по дисциплине

“Технологии оптической связи”

на тему

«Протяженность кабельного участка»

Выполнил: студент гр. БЗС2002

Ломакин А. А.

Проверил: Лихачёв Н. И.

Москва 2023

1. Цель работы

Задача упражнения подразделяется на три части:

- определение влияния различных параметров на максимальную протяжённость кабельного участка (КУ), исходя из потерь в оптическом тракте;

- определение влияния различных параметров на максимальную протяжённость КУ, исходя из допустимой дисперсии;

- компенсация хроматической дисперсии ОСП;

Вариант 11

Исходные данные:

ΔА_д = 1 дБ – снижение помехозащищенности

k­_зап = 0.67 – коэффициент заполнения

B = 10 Гбит/с – скорость передачи

λ = 1490 нм – средняя длина волны

_изл = 0.03 нм – ширина спектра источника излучения

p_{пер мин} = -3 дБ – минимальный уровень сигнала на передаче

p_{пер макс} = 1 дБ – максимальный уровень сигнала на передаче

p_{пр мин} = -27 дБ – минимальный уровень сигнала на приеме

p_{пр макс} = -9 дБ - максимальный уровень сигнала на приеме (или уровень перегрузки приема)

А_св = 0.05 дБ – затухание на сварочном соединении

α = 0.27 дБ/км – затухание ОВ кабеля

L_стр = 2,9 км – строительная длина

2. Ход работы

Рисунок 1 - Расчет L_КУмакс исходя из потерь в тракте

Рисунок 2 - Расчет L_макс исходя из дисперсии в тракте

Рисунок 3 - Компенсация дисперсии

Рисунок 4 - Диаграмма дисперсии КУ

3. Вывод

В ходе работы были изучены влияния различных параметров на максимальную протяженность КУ.

В первом эксперименте исследовалось влияние на минимальную и максимальную протяженность КУ таких величин как: минимальный (р_{пер мин}) и максимальный (р_{пер макс}) уровни передачи оптического передатчика, уровень перегрузки оптического приемника (р_{пр макс}), минимальный уровень приема, при котором обеспечивается необходимое качество передачи (р_{пр мин}), строительной длины ОВ (L_стр), величины затухания ОВ кабеля (α).

Влияние данных величин хорошо показывает следующий рисунок (диаграмма уровней оптической секции):

Минимальная протяженность КУ зависит от уровня перегрузки оптического приемника (р_{пр макс}), и, соответственно, от минимально допустимого затухания оптического тракта А_мин. Если длина КУ слишком мала, то уровень сигнала, пришедшего на оптический приемник, будет выше уровня перегрузки приемника, что приведет к искажению сигнала. При этом максимальный уровень на передаче не должен быть сильно выше уровня перегрузки приемника (это приведет к тем же последствиям). Следует обеспечить такую длину кабельного участка, чтобы уровень оптического сигнала упал ниже уровня перегрузки приемника.

Максимальная протяженность КУ ограничена также и минимальным уровнем приема (р_{пр мин}), и, соответственно, максимальным допустимым затуханием оптического тракта А_макс. Если уровень пришедшего сигнала будет ниже минимального уровня приемника, то он не сможет обеспечить необходимое качество сигнала для его последующего усиления или регенерации. При этом минимальный уровень на передаче (р_{пер мин}) должен обеспечить достаточную мощность оптического сигнала, иначе придется сократить длину КУ.

Отдельно следует отметить величину А_дп (штраф оптического тракта) – дополнительные потери в тракте за счёт дисперсии, отражений на неоднородностях и т.д., т.к. данная величина уменьшает энергетический потенциал системы передачи, что приводит к уменьшению длин КУ.

Во втором эксперименте исследовалась максимальная протяженность КУ исходя из дисперсии в тракте. В данном эксперименте рассчитывались величины максимально допустимой хроматической дисперсии (DL_макс) и максимальной протяжённости кабельного участка (L_макс) в зависимости от следующих параметров: k_зап – коэффициент заполнения, B – скорость передачи в Гбит/с, λ_ср – средняя длина волны источника излучения в нм, Δλ_изл – ширина спектра излучения в нм.

Вычисленные значения хорошо объясняются этой формулой:

Увеличение скорости передачи ведет к уменьшению максимально допустимой дисперсии, т.к. оптические импульсы становятся ближе друг к другу (скорость передачи прямо пропорциональна частоте передачи) и межсимвольная интерференция растёт, что снижает протяженность КУ. При увеличении ширины оптических импульсов ( ) при заданной скорости передачи максимально допустимая дисперсия также падает, т.к. уменьшаются расстояния между импульсами, следовательно максимальная протяженность КУ также падает.

В третьем эксперименте исследовалось применение оптического волокна, компенсирующего дисперсию. У ОВКД величина отрицательной хроматической дисперсии в несколько раз выше величины обычного ОВ. Благодаря этому свойству можно уменьшить дисперсию, подключив небольшое по длине ОВКД после протяженного участка обычного ОВ, таким образом компенсируя накопившуюся в ОВ положительную хроматическую дисперсию.