РАСЧЕТ ДЛИНЫ УЧАСТКОВ РЕГЕНЕРАЦИИ ПО ЗАТУХАНИЮ - Проектирование волоконно-оптической линии связи между городами Соликамск и Екатеринбург
К основным характеристикам ВОЛС относятся: заданное качество передачи информации, характеризуемое вероятностью (коэффициентом) ошибки, длина регенерационного участка и скорость передачи информации. Именно эти показатели, в значительной мере, определяют технико-экономические характеристики оптических линейных трактов.
Наиболее существенной особенностью оптических линейных трактов является большая длина участков регенерации.
Максимальная длина регенерационного участка - расстояние, на которое можно передать оптический сигнал без восстановления, обеспечивая заданную вероятность ошибки и заданное отношение сигнал/шум.
Длина регенерационного участка ВОЛС зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются:
- - коэффициент затухания оптического волокна; - энергетический потенциал цифровой ВОСП; - дисперсия оптического волокна.
Затухание оптического волокна является главным фактором при проектировании оптических линейных трактов и определении длины регенерационного участка, т. е. эти потери при прохождении по волоконному световоду должны быть минимальными для того, чтобы можно было передавать информацию на большие расстояния без установки ретрансляторов. Степень ослабления света определяется коэффициентом затухания (дБ/км), который в общем виде равен:
Где и - коэффициенты затухания, обусловленные потерями на поглощение и рассеивание световой энергии соответственно, дБ/км;
? дополнительные или кабельные потери, возникающие
При изготовлении и прокладке кабеля, дБ/км.
Коэффициент затухания (дБ/км), связанный с потерями на диэлектрическую поляризацию, зависит от свойств материала ОВ ( и ) и рассчитывается по формуле:
Где ? показатель преломления материала сердцевины ОВ;
? тангенс угла диэлектрических потерь в материале сердцевины ОВ;
? рабочая длина волны, мкм.
= 0,032 , ДБ/км
Коэффициент затухания обусловлен неоднородностями материала волоконного световода, расстояние между которыми меньше длины волны, и тепловой флуктуацией показателя преломления. Потери на рассеяние называются рэлеевскими, и они определяют нижний предел потерь, который с увеличением длины волны уменьшается пропорционально длине волны в четвертой степени.
Составляющую коэффициента затухания ОВ (дБ/км) за счет рэлеевского рассеивания можно определить из выражения:
Где ? показатель преломления материала сердцевины ОВ;
= 1,38 - 10-23Дж/К ? постоянная Больцмана;
= 1500 К - температура затвердевания стекла при вытяжке;
= 8,1 - 10-11 М2/Н - коэффициент сжимаемости (для кварца).
0,24 , дБ/км
Коэффициент затухания определяется деформацией оптических волокон в процессе изготовления кабеля, вызванной скруткой, изгибом, отклонениями от прямолинейного расположения и термомеханическими воздействиями на волокно при наложении оболочек и покрытий на сердечник кабеля, а также дефектами, возникающими при транспортировке кабеля к месту прокладки и механическими напряжениями при прокладке ОК. Эти дополнительные потери определяются в основном процессами рассеяния энергии на неоднородностях (микротрещины, микро - и макроизгибы) в местах деформации волокна.
Составляющую коэффициента затухания ОВ (дБ/км), связанную
С дополнительными потерями на рассеяние, можно определить из выражения:
= 0,33 , дБ/км
Согласно Рекомендации G.651 ITU-T смонтированный регенерационный участок по своему составу является неоднородным, т. к. состоит из монтажных шнуров и станционных кабелей, прокладываемых в помещениях телефонных станций, а за пределами - линейного кабеля, включающего множество соединенных строительных длин.
Параметры регенерационного участка определяются не только характеристиками отдельно взятых строительных длин, но и качеством монтажных работ (потерями на стыках строительных длин), а также потерями на разъемных соединителях.
Расчетная схема регенерационного участка волоконно-оптической линии связи по затуханию приведена на рис. 6.1.
Рис. 6.1. Схема регенерационного участка по затуханию
Как следует из рис.6.1., затухание регенерационного участка (дБ) равно:
Где ? коэффициенты затухания ОВ, оптического шнура и станционного кабеля, соответственно, дБ/км;
? длина оптического шнура, км. Стандартные оптические шнуры имеют длины 1; 3; 5 метров или по требованию заказчика;
? длина станционного кабеля, км. Длина станционного кабеля может варьироваться от нескольких метров до нескольких километров. В расчетах можно принять = (30...100 м);
? затухание ОВ линейного кабеля, дБ/км;
, ? затухание, вносимое одним разъемным соединителем или одним неразъемным (сварным) соединением, соответственно, дБ;
? количество разъемных соединений;
? количество неразъемных (сварных) соединений оптического волокна;
? допуски на температурные изменения параметров элементов линейного тракта ВОЛС (0,5...1,5 ), дБ;
? аппаратурный запас, дБ.
= 5 м
= 100 м
= 10 (S4.1); 15 (L4.1)
= 2
Количество разъемных соединений на одном регенерационном участке обычно принимается равной 2 - в местах подключения к аппаратуре.
Число неразъемных соединений определяется из выражения:
Где ? длина линейного кабеля на регенерационном участке, км;
- ? строительная длина кабеля, км; 1 - число неразъемных соединений на линейном участке кабеля на единицу меньше числа строительных длин; 4 - число неразъемных соединений на обоих концах регенерационного участка, в местах перехода с линейного кабеля на станционный, а затем на оптический шнур;
Ц - символ, означает округление в сторону большего числа.
Аппаратурный запас (запас для системы) учитывает возможные изменения характеристик аппаратуры (деградация лазера, нестабильность синхросигнала и порога в схеме принятия решения, накопление джиттера и др.) и оптического кабеля со временем, а также возможные ремонтно-восстановительные работы на ОК в процессе эксплуатации ВОЛС, приводящие к дополнительным сросткам волокон (потери на неразъемных соединениях).
Длина регенерационного участка, определяется не только параметрами волоконно-оптического кабеля, но и параметрами оконечной аппаратуры линейного тракта. Максимальное допустимое затухание оптического сигнала в оптическом кабеле, в разъемных и неразъемных соединениях на участке регенерации, а также другие потери в узлах аппаратуры определяются энергетическим потенциалом ВОСП. Энергетический потенциал зависит от скорости передачи оптического сигнала в линейном тракте, технического уровня элементов электрооптических и оптоэлектронных преобразователей длины волны и типа используемого источника излучения. Энергетический потенциал Э (дБ), величина, характеризующая необходимый перепад уровней для нормальной работы аппаратуры, определяется как разность между минимальным уровнем мощности оптического сигнала, введенного в оптическое волокно, и уровнем мощности, определяющим минимальную чувствительность приемника, при котором коэффициент ошибок регенератора не превышает заданного значения, установленного для данной системы передачи.
, ДБ
Для регенерационного участка обязательно должно выполняться условие:
Если исходить из затухания с учетом всех потерь, имеющих место в линейном тракте, то длину регенерационного участка (км) можно найти по формуле:
Определим длину регенерационного участка, считая, что затухание, вносимое неразъемными соединениями, равно нулю. При таком допущении, длина регенерационного участка определится из выражения:
Км (S4.1)
67,3 Км (L4.1)
Затухание, вносимое неразъемными соединениями, равно. Следовательно, длина регенерационного участка должна быть уменьшена на величину:
Определяем длину регенерационного участка:
, Км
(S4.1)
(S4.1)
(L4.1)
Согласно рекомендации ITU-T G.652, одномодовое волокно, которое используется для передачи оптического сигнала в выбранном линейном кабеле, имеет максимальное значение поляризационной дисперсии 0,5 , при которой возможна передача оптического сигнала на расстояние до 80 км. Также при передаче оптического сигнала на расстояние до 80 км, значение коэффициента затухания не превышает допустимых нормированных значений.
Исходя из вышеизложенного, а также из проведенных расчетов и полученных значений номинальных длин регенерационных участков, выбирается проектная длина регенерационного участка, равная LПроект = 64 км.
Похожие статьи
-
В общем виде ограничивающим фактором при выборе длины участка регенерации может быть как затухание, так и дисперсия. Затухание Приводит к ослаблению...
-
Сеть SDH большой протяженности можно представить в виде последовательного соединения ряда секций, специфицированных в Рекомендациях ITU-T G.957 и G.958....
-
При проектировании волоконно-оптических линий связи предполагается использование цифровых систем передачи синхронной цифровой иерархии SDH. Передача...
-
Расчет технико-экономических показателей позволяет определить эффективность строительства волоконно-оптической линии связи между двумя населенными...
-
Принцип спектрального уплотнения (WDM) Потенциальные ресурсы волокна. До настоящего времени на многих коммерческих линиях использовалась скорость...
-
Как было установлено ранее, на проектируемой ВОЛС Соликамск-Екатеринбург, исходя из подсчитанного необходимого количества ОЦК, а также резервного...
-
Оптический кабель представляет собой совокупность ОВ, уложенных в оптические модули, объединенные в общий кабельный сердечник, заключенный во...
-
Расчет коэффициента затухания выполняется на центральной длине волны оптического канала. Предварительно необходимо определить спектральный диапазон, в...
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ - Проектирование волоконно-оптической линии связи между городами Соликамск и Екатеринбург
В данной курсовой работе был разработан технический проект по строительству ВОЛС между г. Екатеринбург и г. Омск. Исходя из рассчитанного количества ОЦК...
-
Определение энергетического потенциала системы. Энергетический потенциал - определяется как допустимые оптические потери оптического тракта или ЭКУ между...
-
Исходя из рисунка 1.2 видно, что данная транспортная сеть обладает национальным (магистральным) уровнем значимости, так как она обеспечивает связь между...
-
При проектировании трассы прокладки оптических кабельных линий связи, учитывая высокую стоимость оптического кабеля и возможность передачи по нему...
-
Расчет коэффициента затухания оптического волокна. Расчет коэффициента затухания выполняется на л центральной оптического канала, предварительно...
-
Оптические кабели ВОСП - Волоконно-оптические линии связи
Оптический кабель (ОК) предназначен для передачи информации, содержащейся в модулированных электромагнитных колебаниях оптического диапазона. В настоящее...
-
В ЦВОСП можно выделить линейный оптический тракт, который может работать на одной длине волны оптического излучения (рис. 3.11, а) или на нескольких...
-
ВВЕДЕНИЕ - Проектирование волоконно-оптической линии связи между городами Соликамск и Екатеринбург
Технология синхронной цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) позволяет создавать надежные транспортные сети различной топологии и гибко...
-
Оценка оптических несущих. Целью данного пункта является определения промежуточных частот и расстояния между соседними каналами. Рассмотрим подробно 3-е...
-
Состав и назначение квантово-электронного модуля (КЭМ). Для повышения надежности и снижения требований к условиям эксплуатации и монтажа источники и...
-
Источники света ВОСП - Волоконно-оптические линии связи
Источники света волоконно-оптических систем передачи должны обладать большой выходной мощностью, допускать возможность разнообразных типов модуляции...
-
Свет как средство передачи информации, например, в виде сигнальных костров, использовался уже в древних цивилизациях. Подобные примеры существуют и в...
-
Выбор рабочей длины волны Форма и длительность оптических импульсов. Оптические импульсы характеризуются зависимостью: P(t)=P0F(t) Длительность импульсов...
-
Выбор типа источника излучения и фотоприемника, их параметры Выбор типа источника излучения. Общие требования к источникам излучения ВОСП следующие: л...
-
Требования к проектированию ВОЛС Проектирование систем волоконно-оптической связи следует начинать с определения предъявляемых к системе требований, что...
-
Важнейшим этапом проектирования является выбор волоконно-оптической системы передачи и типа оптического кабеля, а также системы электропитания ВОЛС....
-
Устройства защиты предназначены для защиты устройств МПЦ от опасного перенапряжения, способного повредить оборудование и (или) нарушить нормальную работу...
-
Заключение - Волоконно-оптические линии связи
В качестве заключения, будет целесообразно рассмотреть достоинства и недостатки волоконно-оптических линий связи. Достоинства Широкая полоса пропускания...
-
На рис. 3.3 приведены общие схемы систем, разработанных для повышения точности измерений. Кольцевой лазерный гироскоп (рис. 3.3, а) отличается высокой...
-
Современные волоконно-оптические датчики позволяют измерять почти все. Например, давление, температуру, расстояние, положение в пространстве, скорость...
-
Классы приложений, категорий кабелей и разъемов Действующая редакция стандарта ISO/IEC 11801 подразделяет все виды приложений, которые могут обмениваться...
-
Анализируя исходные данные технического задания: скорость передачи 10 Гбит/с и л=1550 нм, можно сделать вывод, что система передачи подходит под уровень...
-
Принципы построения и основные особенности ВОСП на ГТС Особенностью соединительных линий (С. Л) является относительно небольшая их длина за счет...
-
Основы линейного кодирования. Полученный в результате квантования и двоичного кодирования цифровой поток оптимален с точки зрения ошибок квантования, но...
-
Цифровым оптическим линейным трактом (ЦОЛТ) называется тракт, где передается световой поток, интенсивность которого модулируется цифровым электрическим...
-
Анализ путей решения поставленной задачи Постановка задачи следующая: необходимо в несколько раз повысить пропускную способность магистральной ВОЛС...
-
Расчет весовых нагрузок судна - Проектирование оптимального типа судна для заданной линии
Для определения основных технических характеристик судна необходимо, прежде всего, установить состав весовых нагрузок судов по вариантам. Расчет весовых...
-
Номенклатура и количество технологического оборудования определяется по Табелю технологического оборудования и справочным данным в зависимости от размера...
-
Коэффициент отражения в конце линии: В случае согласования линии связи R Н = Z и стало быть K R = 0! В зависимости от значения R Н и Z меняется знак...
-
Параметры передачи оптических волокон - Параметры оптических волокон
К параметрам передачи ОВ относятся: * коэффициент затухания; * дисперсия ООВ; * ширина полосы пропускания МОВ. Коэффициент затухании оптического сигнала....
-
На современном этапе развития земельно-имущественных отношений важным является вопрос поддержания данных ГКН на должном уровне, так как при изменении...
-
Определяем общее число пролетов на магистрали: ; (5.1[3]), Где Lмаг - общая длина ЦРРЛ; Lпрол - длина пролета. Подставляя числовые значения в (5.1[3]),...
РАСЧЕТ ДЛИНЫ УЧАСТКОВ РЕГЕНЕРАЦИИ ПО ЗАТУХАНИЮ - Проектирование волоконно-оптической линии связи между городами Соликамск и Екатеринбург