Розрахунок параметрів лінійного тракту

2. Розрахунок параметрів лінійного тракту

2.1 Розрахунок первинних параметрів оптичного волокна

Одномодове оптичне волокно (ООВ) є направляючою системою для поширення електромагнітних хвиль. Для їхнього поширення по світловоду використовується відоме явище повного внутрішнього відображення на границі двох діелектричних середовищ n1 і n2 , де n1 − середовище поширення хвилі НЕ₁₁, обмежена середовищем n2, при цьому n1<n2/1/.

Середовищем поширення й обмеження є кварцове скло з різною концентрацією легуючих добавок для одержання різних показників переломлення (ПП) n1 і n2, n1 =1,46 і n2 = 1,457.

Визначимо відносне значення ПП:

По оптоволокну ефективно передаються тільки промені, укладені усередині тілесного кута , величина якого обумовлена кутом повного внутрішнього відображення. Цей тілесний кут характеризується числовою апертурою:

де  - апертурний кут падіння лучачи,

 = arcsin 0,093 = 5,336°

Для ООВ діаметр сердечника вибирається таким, щоб забезпечити умови поширення тільки однієї моди НЕ 11. У цьому випадку, з умови одномодовости, нормована частота:

,

де d = 10 мкм - діаметр серцевини ОВ;

 =1,3 мкм - довжина хвилі оптичного випромінювання.

Одномодова передача реалізується на гібридній хвилі НЕ₁₁ ця хвиля нульове значення кореня функції Бесселя Pnm=0,000, отже, вона не має критичної частоти і може поширюватися при будь-якій частоті. Всі інші хвилі мають кінцеве значення, і вони не поширюються на частотах нижче критичної. Інтервал значень Рnm, при яких поширюється лише один тип хвилі НЕ₁₁ знаходиться в межах 0<Pnm<2,25. Тому при виборі діаметра серцевини ОВ и виборі частоти передачі виходимо з цієї умови Pnm=l,883.

Визначимо критичну частоту, при якій поширюється лише один тип хвилі НЕ 11:

, Гц

де з = 3 ∙ 10⁸ м/с - швидкість світла.

(Гц)

Визначимо також довжину хвилі:

(мкм)

Таким чином, по даній направляючій системі поширюється лише одна хвиля НЕ₁₁ при про = 1,298 мкм.

2.1.1 Розрахунок вторинних параметрів оптичного волокна

В одномодових світловодах відсутній модова дисперсія й у цілому дисперсія виявляється істотно менше. У даному випадку можливий прояв хвилевідної й матеріальної дисперсії, але при довжинах хвиль  = 1,2...1,6 мкм відбувається їхня компенсація, тобто _{мат вв.}

При взаємодії усіх факторів форма сигналу на прийомі не відома. Тому як міру дисперсії використовується среднеквадратична дисперсія в оптоволокні:

н, пс/км,

де = 5нм - ширина смуги довжин хвиль оптичного випромінювання;

н = 3,5 пс/км - номінальне значення среднеквадратичної дисперсії для ОК типу ОКЛ.

=5∙ 3,5 = 17,5 , пс/км.

Отже,  = 17,5 пс/км, що істотно менше модової дисперсії багатомодового ОК.

2.2 Розрахунок швидкодії ВОСП

Вибір типу ОК може бути оцінений розрахунком швидкодії системи і порівнянням його з припустимим значенням.

Швидкодія системи визначається інертністю її елементів і дисперсійних властивостей ОК.

ІІовна припустима швидкодія системи визначається швидкістю передачі В', біт/з, способом модуляції оптичного випромінювання, типом лінійного коду і визначається по формулі:

, нс

де  - коефіцієнт, що враховує характер лінійного сигналу (вид лінійного коду). =0,7 для коду NRZ.

Відповідно до рекомендацій МСЭ-Т лінійним кодом транспортних систем SDH є код NRZ.

(нс)

Загальна очікувана швидкодія ВОСП визначається по формулі:

, нс,

де t_пер - швидкодія передавального оптичного модуля (ПОМ), що залежить від швидкості передачі інформації й типу джерела випромінювання; tпер = 1 не (для швидкості 155 М біт/с);

t_пр - швидкодія прийомного оптичного модуля (ПРОМ), обумовлене швидкістю

передачі інформації і типом фотодетектора (ФД), tnp = 0,8 , нс;

t_ов - розширення імпульсу на довжині РУ.

, нс,

де  - дисперсія, обумовлена в залежності від типу волокна.

t_св=17,5∙ 77=1,45 нс

 (нс),

Тому що =1.69 нс < =4.52 нс те вибір типу кабелю і довжини РУ зроблений вірно.

Величина

, нс

називається запасом по швидкодії.

При < станційне і лінійне устаткування ВОЛП будуть забезпечувати безпомилкову передачу лінійного сигналу.