2020-07-12
372
Расчет технических характеристик ВОЛС
Исходные данные для расчета
Рабочая длина волны: λ = 1,55 мкм;
Количество муфт (количество сростков): 
= 0;
Погонное затухание ОВ: 
= 0,25 дБ/км;
Количество разъемных соединений: 
= 2;
Потери на неразъемных соединениях (сростках): 
= 0,05 дБ;
Потери на разъемных соединениях: 
= 0,2 дБ;
Эксплуатационный запас для аппаратуры: 
= 3 дБ;
Эксплуатационный запас для кабеля: 
= 3 дБ;
Мощность источника оптического излучения: 
= - 15 дБм;
Чувствительность приемника: 
= - 25 дБм;
Длина волны нулевой дисперсии: l 0 = 1310 нм;
Максимальная величина крутизны нулевой дисперсии: S0 = = 0,092 пс/(нм2·км);
Максимальная ширина спектра излучения источника: Δλ = 0,1 нм;
Коэффициент поляризационной модовой дисперсии: 
= = 0,5 пс/км1/2.
Расчет дисперсии ВОЛС
При передаче сигналов по ВОЛС используются методы ИКМ, в результате чего передаваемая информация представляется в виде двоичных кодов - битов 1 и 0, причем 1 соответствует высокому уровню мощности, а 0 - низкому. Модулированный сигнал передается по ОВ импульсами с длительностью 
и скоростью передачи 
бит/с. В процессе распространения вследствие дисперсии происходит «размывание» импульсов, т.е. увеличение их длительности.
|
|
|
Если длительность 
полученных приемником импульсов превысит битовый интервал, то произойдет наложение соседних импульсов друг на друга, что вызовет межсимвольную интерференцию. Следовательно, приемник не сможет распознать отдельные импульсы, и в результате этого увеличится коэффициент битовых ошибок BER. Битовый интервал 
связан со скоростью передачи сигналов соотношением:
. (1)
Таким образом, для нормального функционирования ВОЛС необходимо:
- обеспечить длительность полученного импульса 
, не превышающую исходный битовый интервал;
- обеспечить полученную мощность равную чувствительности приемника 
или ввести запас, превышающий .
Вот почему при проектировании ВОЛС с большей скоростью передачи важнейшими техническими характеристиками являются дисперсия и затухание ОВ.
2.1. Расчет поляризационной модовой дисперсии
Поляризационная модовая дисперсия рассчитывается из выражения:
, (2)
где L - протяженность оптической линии связи (км),
- коэффициент PMD оптического волокна (пс/км1/2).
5.2.2. Расчет хроматической дисперсии
Предельное значение коэффициента хроматической дисперсии с учетом диапазона длин волн нулевой дисперсии определяется из выражения:
|
|
|
(3)
где: 
- длина волны несущей, нм; 
- наклон дисперсионной кривой, пс/нм2/км; 
- длина волны нулевой дисперсии, нм.
Отсюда можно рассчитать значение хроматической дисперсии:
,
где 
- ширина спектра источника, нм.
С учетом поляризационной модовой дисперсией результирующая дисперсия будет определяться из выражения:
пс.
Начальная длительность импульсов определяется из выражения:
. (4)
Конечная длительность импульса выражается через его начальную длительность соотношением:
. (5)
Критерием реализуемости ВОЛС является выполнение условия, что максимальная величина уширения импульсов не должна превосходит половины ширины битового интервала, т.е.:
. (6)
