Расчет дисперсии ВОЛС

1 2

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/км^1/2.

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/км^1/2).

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)