Расчет эксплуатационного запаса по затуханию

По принятым нормам эксплуатационный запас на деградацию системы а_з ≥ 6дб. 3дб – на станционный запас и 3дб – линейный запас.

На выходе источника излучения имеем мощность сигнала – 1мВт (0дбм). Затухание сигнала в модуляторе составляет б_мод = 5дб, в мультиплексоре б_mux = 6дб. Стандартные данные взяты из промышленного оборудования.

При расчете эксплуатационного запаса системы будем исходить из того, что уровень сигнала на выходе усилителя должен примерно равняться переданной мощности, т.е. усилитель должен компенсировать потерянную мощность в элементах ВОЛС, в волокне, в разьемных и неразьемных соединителях, иметь б_ст = 3дб станционный запас на всю систему и б_лин = 3дб линейный запас на каждом пролете.

Исходя из этого определим минимальный коэффициент усиления усилителя мощности – УМ.

Затухание сигнала в модуляторе составляет – 5дб, в мультиплексоре – 6дб. Включим сюда 3дб станционный запас и учтем, что довольно большая мощность теряется при вводе излучения в волокно – б_и-в = 0.5-1 дб. Отсюда определим, что минимальный коэффициент усиления УМ – G должен быть:

G = б_мод + б_mux + б_и-в + б_ст,

 

G = 5дб + 6дб + 3дб +1дб = 15дб.

 Получили – 15дб. Для уверенной передачи берем – 16 дб.

Произведем расчет коэффициента усиления линейного усилителя – ЛУ. Затухание в волокне длиной в L = 110 км (при б_в = 0,20дб/км, берем из таблицы 2.2) составляет:

 

б_в110 = L * б_в,

 

б_в = 110км * 0,20дб/км = 22дб.

Рассчитаем число нераземных соединений по формуле:

 

 n_н = L/l_c –1,

 

где l_c – строительная длина (l_c = 6),

n_н = L/l_c –1 = 18

Затухание на неразьемных соедининиях определим по формуле:

 

б_н = n_н * б _1н,

 

где б _1н = 0,05дб – затухание на одном нераземном соединении,

б_н = 18*0.05 = 0.9дб.

Число разьемных соединений – 2. б _1р = 0,5 – потери на одном разьемном соединении. б _р = 1дб.

Таким образом затухание на 1 пролете (б _пр) составляет:

 

б _пр = б _в + б _р + б _н,

 

б _пр = 22+0,9+0,1= 23дб, приплюсуем сюда3дб на линейный запас, отсюда имеем коэффициент усиления ЛУ должен быть:

 

G = б_в + б_п + б_н + б_лин,

 

G = 23дб + 3дб = 26дб.

Для обеспечения необходимой мощности сигнала на входе в приемник коэффициент усиления предусилителя – ПУ, берем порядка 30дб, т. к. мощность сигнала на выходе волокна очень низкая и необходимо учесть, что в демультиплексоре затухание сигнала составляет ~ 6дб. Тем самым мы обеспечиваем необходимую мощность для детектирования сигнала, которая для интерфейса STM-16 составляет -10 - -20дбм.

Из полученных данных при моделировании ВОЛС на САПРе LinkSim для максимального приближения к реальной линии б – коэффициент затухания в волокне берем равным 0,25дб/км.

Расчет длины волокна компенсации дисперсии

При использовании стандартного одномодового волокна ограничением для системы длиной в 550км является дисперсия. Эту проблему решают используя волокно компенсирующее дисперсию – ВКД. ВКД будем устанавливать после каждого пролета между 1 и 2-м каскадом усилителя.

Произведем расчет необходимой длины – ВКД.

При прохождении сигналом пролета набег хроматической дисперсии составляет:

 

ф = D * L,

 

ф = 20 пс*нм/км * 110км = 2200пс*нм.

Для компенсации накопленной дисперсии будем использовать модуль компенсации дисперсии – МДК – DCM-95(см. таблицу 2.4).

Дисперсионный параметр МКД D = - 1564±15пс*нм/км.

После прохождения сигналом МКД дисперсия будет составлять

D¢= 2200-1564 = 636 пс*нм, что сравнимо с дисперсией накопленной в NZDSF в волокне (дисперсия составляет ~ 7 пс*нм/км). Таким образом, при использовании 1 км ВКД после каждого линейного усилителя обеспечивается необходимый уровень накопленной хроматической дисперсии.

Проведенный расчет показал возможность использования стандартного одномодового волокна (SF) в проектируемой ВОЛС длиной регенерационного участка 550км. Ограничение длины в следствии хроматической дисперсии решается используя волокно компенсирующее дисперсию.