Визначення довжини регенераційної ділянки

Виходячи з економічності оптичної магістралі і якості передачі інформації, бажано, щоб довжина ділянки регенерації була максимальною.

Довжина регенераційної ділянки для обраної апаратури передачі і заданому якості зв'язку визначається характеристиками оптичного кабелю: загасанням і дисперсією. Загасання лімітує довжину ділянки по втратах в тракті передачі. Дисперсія призводить до розширення імпульсів, яке зростає зі збільшенням довжини лінії, що призводить до підвищення ймовірності помилки переданої інформації.

5.1. Визначення довжини регенераційної ділянки
по загасання оптичного кабелю.

Рівень оптичного сигналу зі збільшенням відстані від початку регенераційної ділянки зменшується відповідно до розкладу, представленого на рис. 1, з якого випливає:

де. - мінімально допустима потужність на вході фотоприймача, дБ м; - рівень потужності генератора випромінювання, дБ м; - втрати в роз'ємному з'єднанні використовуються для підключення приймача і передавача до оптичного кабелю, дБ; - втрати при введенні і виведенні випромінювання з волокна, дБ; - втрати в нероз'ємних з'єднаннях, дБ; - коефіцієнт ослаблення оптичного волокна, дБ / км; - будівельна довжина оптичного кабелю, км.

Величина носить назву енергетичного потенціалу апаратури і визначається типом джерела випромінювання і фотоприймача.

З останнього виразу можна визначити довжину регенераційної ділянки, що визначається загасанням лінії:

Сучасні способи зрощування оптичних волокон, за допомогою зварювання автоматичними пристроями, забезпечують величину втрат на одному зростку в межах 0,01-0,03 дБ.

Втрати в кращих зразках рознімних з'єднувачів (оптичних коннекторах) складають 0,35-0,5 дБ на одне з'єднання.

Розрахунок енергетичного потенціалу проводиться таким чином.

З огляду на, що в апаратурі STM в якості джерела випромінювання використовується напівпровідниковий інжекційні лазер, вихідна потужність останнього становить Pпер.

З використанням методу кодування з неповерненням в нуль з вихідної потужності джерела випромінювання віднімається 3 дБм, а при коді з поверненням в нуль - 6 дБм, що обумовлено зменшенням середньої випромінюваної потужності кодованого сигналу в порівнянні з безперервним режимом.

Втрати при введенні світла в волокно для напівпровідникового лазера становлять = 3-5 дБ, при виведенні світла на фотоприймач - = 2-3 дБ.

Необхідну чутливість приймача вибирають виходячи з прийнятої швидкості передачі інформації (В) і величини коефіцієнта помилок (рош). На рис. 2 наведено залежності чутливості найбільш поширених фотоприймачів від швидкості передачі інформації (Рпр.мін. = F (В)) при рош = 10 -9.

Мал. 2. Залежність чутливих фотоприймачів від
швидкості передачі інформації: 1 - ЛФД (Ge); 2 - ЛФД (GaJnAs)

5.2. Визначення довжини регенераційної ділянки
по пропускній здатності оптичного кабелю

Дисперсійні явища в волоконному световоде призводять до появи межсимвольной інтерференції, для зменшення якої необхідно, щоб виконувалося така умова:

де В - швидкість передачі інформації; - розширення імпульсу в кабелі довжиною 1 км.

Тоді довжина регенераційної ділянки визначиться:

де В - швидкість передачі інформації, Мбіт / с; - розширення імпульсу, пс / км.

Метою розрахунку є визначення максимальної довжини регенераційної ділянки за умови одночасного виконання нерівностей (1) і (2).

1. Провести вибір матеріалів для сердечника і оболонки світловоду, розрахувати n1 і n2 за умови n1> n2 і забезпеченні одномодового режиму роботи.

2. Визначити числову апертуру світловода.

3. Визначити коефіцієнт загасання світловода.

4. Визначити дисперсію світловода і максимальну ширину смуги пропускання на 1 км.

5. Визначити довжину регенераційної ділянки.

6. Зробити висновки.

Загальні дані для всіх варіантів:

· Діаметр сердечника світловода 2a = 8,3 мкм;

· Діаметр оболонки світловоду b = 125 мкм;

· Діаметр скрутки d = 160 мм;

· Крок скрутки S = ​​80 мм;

· Коефіцієнт для розрахунку загасання на микроизгибах k = 15;

· Будівельна довжина оптичного кабелю lсд = 2 км;

· Коефіцієнт помилок Pош = 10 -9;

· Швидкість передачі інформації B = 622 Мбіт / с.