2.2. Бюджет часу наростання

Для забезпечення нормальної роботи ВОСП на заданій швидкості потрібно розрахувати час наростання імпульсу лазера в системі. Згідно зі стандартом ІЕЕЕ «Час наростання – це час, що вимагається для зростання інтенсивності світла від 0,1 до 0,9 номінального значення. Час спаду – це час, що вимагається для спаду інтенсивності світла від 0,9 до 0,1 номінального значення»

Обчислимо час наростання за умови, що задані наступні значення параметрів:

• довжина лінії 200 км, волокно G.653;

• час наростання для передавача з ЛД 0,1 нс;

• спектральна ширина джерела 1 нм;

• смуга частот приймача 4 ГГц.

Використаємо цифровий формат RZ, швидкість пердачі 155 Мбіт/с, волокно G.653. Для даного випадку D=3,5 пс/нм/км

Обчислимо час наростання оптичного кабелю Т_ОК. При цьому слід зауважити, що для одномодового волокна час наростання, викликаний дисперсією групових швидкостей (Т_ГШ) Т_ГС= Т_ОК, а час наростання, викликаний модовою дисперсією Т_МД=0.

Смуга пропускання приймача на рівні -3 дБ дорівнює 6 ГГц, отже час наростання приймача світла можна обрахувати наступним чином:

Час наростання системи з 10% погіршенням:

Визначимо, чи зможе система підтримувати швидкість 622 Мбіт/с.

Швидкість наростання для формату RZ повинна бути , тобто менше величини . Ця умова виконується, оскільки .

Отже, система зможе підтримувати швидкість 622 Мбіт/с.

2.3. Визначення рівнів оптичної потужності

Завдання:

1. Визначення мінімальної потужності каналу.

2. Визначення максимальної потужності каналу.

3. Визначення максимальної повної потужності каналу.

Мінімальна потужність каналу

Визначимо мінімальну потужність у каналі в кінці терміну роботи при збереженні заданого відношення оптичного сигналу до шуму (С/Ш).

Потужність посиленого спонтанного випромінювання, що припадає на одиничний частотний інтервал оптичного підсилювача:

,

де - коефіцієнт спонтанного шуму, для ербієвих оптичних підсилювачів (EDFA), широко вживаних у сучасних ВОСП з , типове значення лежить в межах від 3 дБ до 6дБ;

внутрішнє посилення, EDFA для ербієвих волокон 1-го та 2-го типів

- постійна Планка;

- оптична частота.

Зовнішній коефіцієнт шуму підсилювача в дБ визначається як

,

де - втрати на вході підсилювача за рахунок інтерфейсного стикування.

Вважатимемо, що вихідна потужність всіх підсилювачів однакова і що посилення (це справедливо для більшості систем з підсилювачами), тоді

де - вихідна потужність на канал в дБ;

втрати на довжині прольоту в дБ;

коефіцієнт зовнішнього шуму в дБ;

оптична ширина смуги;

М – число прольотів на лінії;

на рівні 0,1 нм оптичної ширини смуги.

У смузі 1550 нм доданок на рівні 0,1 нм оптичної ширини смуги.

Для багатокаскадного підсилювача з числом каналів і коефіцієнт шуму (або шум-фактор) дорівнює:

.

Система із спектральним ущільненням в діапазонах С (1530-1560нм) і L (1565-1626нм) мають смугу пропускання порядку 35 нм. Максимальне значення середньої оптичної потужності в каналі (згідно Рек. G.696) не повинно перевищувати 17дБм при числі каналів не більше 20. При числі каналів до 160 і більш потужність в каналі зменшується.

Середня оптична потужність групового оптичного сигналу згідно з Рек. G.692 повинна складати від 27дБм (0,5Вт) до 30дБм (1 Вт). Довжина секції регенерації може досягати 1200-1500 км.

Набуте значення С/Ш справедливе для прольотів з різним згасанням (як в системах WDM) і якщо всі канальні потужності більші або рівні мінімальній потужності, то всі значення С/Ш також будуть більші або рівні мінімально необхідним значенням.

Якщо втрати на прольотах однакові і рівні або менші, ніж , то будуть одержані оцінки С/Ш з розрахунку на гірший випадок. При заданому відношенні С/Ш з даного співвідношення можна визначити необхідну мінімальну вихідну оптичну потужність. Це співвідношення встановлює мінімальну потужність в оптичному каналі з розрахунку на гірший випадок.