2.1 Розрахунок параметрів ов

Оптичне волокно є напрямною системою для розповсюдження електромагнітних хвиль. Для їх розповсюдження по волокну використовується відоме явище повного внутрішнього відбиття на межах двох діелектричних середовищ осердя з показником заломлення n1 та оболонки з показником заломлення n2, при

цьому n1 > n2.

Згідно значення відносної різниці показників заломлення ОВ із східчастим профілем показника заломлення (ППЗ) знаходиться з виразу[2]:

(2.1.1)

0,00357=(1,465-n2)/1,465

n2=1,459

Для цих ОВ числова апертура визначається співвідношенням:

(2.1.2)

NA= 1,465

Для визначення режиму роботи ОВ нормована частота виражається:

(2.1.3)

V = 0,123=2,28

Де -робоча довжина хвилі, мкм;

d – діаметр осердя ОВ, мкм (для стандартного ОВ d = (8,6…9,5) мкм).

V < 2,405, то режим роботи ОВ одномодовий.

Критична частота ОВ, при якій розповсюджується тільки один тип хвилі НЕ₁₁ визначвється за виразом:

(2.1.4)

Де - власне значення моди НЕ₁₁ – 2,405

с – швидкість світла (с=3 м/с).

Критична довжина хвилі в ОВ визначається за виразом:

(2.1.5)

2.2 Визначення втрат у оптичному волокні

Коефіцієнт загасання сигналу в ОВ обумовлений власними і додатковими втратами , що виникають в результаті виробництва оптичного волокна, збирання і прокладання ОК:

(2.2.1)

Де сумарні власні втрати в ОВ, дБ/км;

додаткові втрати в ОВ, дБ/км.

Сумарні власні втрати в ОВ визначаються у вигляді :

(2.2.2)

Де втрати на релеєвське розсіяння в ОВ, дБ/км;

втрати в матеріалі, пов'язані з втратами на поляризацію, дБ/км;

втрати сигналів, пов'язані з поглинанням в інфрачервоній області

спектра, дБ/км;

втрати в ОВ на гідроксильному залишку води ОН, дБ/км.

Релеєвські втрати можуть бути визначені за формулою[3]:

(2.2.3)

= 0,203 дБ/км

Втрати в матеріалі, пов'язані з втратами на поляризацію, лінійно

зростають зі зростанням частоти згідно виразу:

(2.2.4)

дБ/км

(2.2.5)

дБ/км

Втрати в ОВ на гідросильному залишку води ОН рівні:

дБ/км

дБ/км

Експериментально встановлено, що додаткові втрати в ОК приблизно

складають (20 – 40) % від власних втрат і розраховуються за формулою:

(2.2.6)

дБ/км

дБ/км

2.3 Розрахунок дисперсії

Коефіцієнт хроматичної дисперсії ОВ

(2.3.1)

–нахил дисперсійної кривої

λ₀ – довжина хвилі нульової дисперсії

пс/нмкм

Середньоквадратичне значення погонної дисперсії

σ_П = (2.3.2)

σ_П = пс/км

3. РОЗРАХУНОК ДОВЖИНИ ДІЛЬНИЦІ РЕГЕНЕРАЦІЇ ВОЛОКОННО-ОПТИЧНОЇ ЛІНІЇ ПЕРЕДАВАННЯ. ПОБУДОВА ДІАГРАМИ ЕНЕРГЕТИЧНИХ РІВНІВ ДЛЯ ОДНІЄЇ ДІЛЯНКИ РЕГЕНЕРАЦІЇ

3.1 Розрахунок довжини дільниці регенерації за загасанням

Обмеження довжини регенераційної ділянки (РУ) по тимчасових характеристиках визначається наявністю дисперсії у ВР. При збільшенні швидкості передачі в оптичному лінійному тракті при фіксованій дисперсії настає момент, коли передані імпульси в оптичному лінійному тракті можуть перекриватися, тобто швидкість передачі обмежена.

При проходженні імпульсів світла по оптичному світловодному тракті змінюється не тільки його амплітуда, але і форма, тобто імпульс підширюється. Це означає, що тривалість його за рівнем половинної амплітуди на виході тракту t_вх більше, ніж на вході – t_вих.

Енергетичний потенціал апаратури ВОСП дорівнює різниці рівнів потужності оптичного сигналу на передачі та мінімальній чутливості за потужністю сигналу на прийомі, при якому забезпечується задана якість передачі інформації.

(3.1.1)

ЕП-енергетичний потенціал

Р_пер-рівень потужності сигналу на виході джерела випромінюваннч

Р_пр- рівень потужності сигналу на вході приймального оптичного модуля

Згідно з вибраною системою передачі STM-16:

ЕП=2-(-27)=29 дБ

Таблиця 3.1.1- Баланс потужностей на ділянці регенерації

Параметр	Позначення	Кількість
Рівень потужності на виході передаваючого модуля	Pдж	2 дБ
Чутливість приймача	P0мін	-27 дБ
Втрати з’єднання «джерело-ОВ»		0.5 дБ
Втрати в зварному з’єднанні ОВ-ОВ		0.1 дБ
Кількість з’єднань ОВ-ОВ	N	1
Загальні втрати на з’єднаннях ОВ-ОВ	N	0.1 дБ
Втрати в з’єднанні «ОВ-приймач»		0.5 дБ
Апаратурний запас	Pз	6 дБм

Максимальна довжина ділянки регенерації по загасанню визначається за формулою

(3.1.2)

Мінімальна довжина ділянки регенерації по загасанню визначається за формулою

-діапазон АРП приймальної частини апаратури(ПРОМ)

-запас системи за потужністю

- втрати потужності у роз’ємному з’єднанні джерела випромінювання в волокно

-втрати у роз’ємному з’єднанні волокна з приймачем

-коефіцієнт загасання ОК

-втрати в місцях зварювання волокон між собою

-будівельна довжина кабелю

Максимальна довжина ділянки регенерації по загасанню визначається за формулою

Мінімальна довжина ділянки регенерації по загасанню визначається за формулою