Розрахункова контрольна робота з дисципліни (РКР) "РОЗРАХУНОК ДОВЖИНИ ПІДСИЛЮВАЛЬНОЇ ДІЛЬНИЦІ ФОТОННОГО

Розрахункова контрольна робота з дисципліни "Планування та проектування
(РКР)
телекомунікаційних транспортних мереж"
"РОЗРАХУНОК ДОВЖИНИ ПІДСИЛЮВАЛЬНОЇ ДІЛЬНИЦІ ФОТОННОГО
ЛІНІЙНОГО ТРАКТУ"
Цель работы:
1. Получить практические навыки по применению рабочих мер передачи при решении
различных задач для определения уровней передачи, вычисления напряжения и
мощности по заданным уровням передачи, расчета рабочего затухания по результатам
измерений.
2. Изучить тракты прохождения сигналов по фотонным линейным трактам.
3. Получить практические навыки по расчету длины участка ретрансляции волоконнооптического линейного тракта.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
1.
2.
Учебно – методическое обеспечение
литература
Иоргачев Д.В., Бондаренко О.В. Волоконно-оптические кабели и линии связи. – М.:
"Эко-Трендз", 2003. – 282 с.
Берлин Б.З., Брискер А.С., Иванов В.С. Волоконно-оптические системы связи на ГТС.
Справочник. – М.: Радио и связь, 1994. – 264с.
Волоконно-оптические кабели. Одескабель, 2001. – 44 с.
Портнов Э.Л. Оптические кабели связи и пассивные компоненты волоконно-оптических
линий связи: Учебное пособие для вузов. – М.: Горячая линия-Телеком, 2007. – 464с.
Портнов Э.Л. Оптические кабели связи. – М.: Горячая линия – Телеком, 2002. – 230 с.
Хмелев К.Ф. Основы SDH: Монография. – Киев: ІВЦ “Видавництво “Політехніка”. 2003.
– 584 с.
Хмелев К.Ф. Основы фотонного транспорта. – Киев: Техніка. 2008. – 680 с.
Цифровые и аналоговые системы передачи: Учебник для вузов / В.И.Иванов,
В.Н.Гордиенко, Г.Н.Попов и др.; Под ред. В.И.Иванова. – 2-е изд. – М.: Горячая линия –
Телеком, 2003. – 232с.
вычислительные средства
Персональные компьютеры с инсталлированной программой MATHCAD.
Микрокалькуляторы.
Условия для выполнения работы
Рассчитайте длину усилительного участка (lУУ)) (участка ретрансляции (lУР))
ВОЛТ, если известны (данные таблицы):
 тип оптического кабеля (ОК) компании производителя;
 величины строительных длин (lСД, км) ОК и способ их соединения;
 оптическая мощность ПОМ, мВт;
 чувствительность ПРОМ, дБ;
 энергетический запас для участка ретрансляции (аЭЗ);
 на участке ретрансляции использованы два оптических разъема с
затуханием (аОР) по 0,2 дБ для подключения передающего и приемного
оптических модулей (ПОМ и ПРОМ).
Расшифруйте маркировку предложенного ОК и укажите область его
использования на сетях связи.
Порядок оформления РГР
1. Работа должна быть оформлена на одной стороне пронумерованных белых листов
бумаги формата А4, вложенных в стандартные файлы или скрепленных сверху
скрепкой, но не с т е п л е р о м.
2. Титульный лист оформляется в соответствии с приведенным образцом
3. Для отчета по работе необходимо представить письменные решения предложенных
задач согласно индивидуальных вариантов, номера которых соответствуют номеру
фамилии в списке группы.
4. Каждый пункт задания работы, начиная с его названия, оформляется отдельно, с
указанием используемых формул, выражений и соотношений, переменные которых
подробно поясняются.
5. В приложенных расчетах должны быть указаны используемые величины и исходные
данные, показан ход расчета, включающий и промежуточные результаты.
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ "КПІ"
ІНСТИТУТ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМ
КАФЕДРА ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМ
Розрахункова графічна робота з дисципліни "Планування та проектування телекомунікаційних
транспортних мереж"
" РОЗРАХУНОК ДОВЖИНИ ПІДСИЛЮВАЛЬНОЇ ДІЛЬНИЦІ ФОТОННОГО ЛІНІЙНОГО ТРАКТУ "
Студента групи: ____________
ПІБ: ______________________
Дата: _____________________
Підпис: ___________________
Зараховано: _____________________
Зауваження:_____________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
Варіант: ________
Основні вихідні дані:___________________
______________________________________
______________________________________
КИЇВ – 201__
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Подготовиться к ответам на контрольные вопросы
Дайте определение абсолютным уровням мощности, напряжения и тока.
Поясните выбор величин 0,775 В и 1,29 мА для определения абсолютных уровней
напряжения и тока.
Каким образом находят действующие (мгновенные) значения мощности, напряжения и
тока по известным абсолютным уровням?
Докажите, что 1 Нп = 8,69 дБ, а 1 дБ = 0,115 Нп.
Как соотносятся между собой абсолютные уровни напряжения и мощности?
Дайте определение относительным уровням.
Поясните смысл введения измерительных уровней.
8. Три способа (схемы) измерения абсолютных уровней напряжения.
9. Каким образом рассчитывается рабочее затухание согласованно нагруженного
четырехполюсника?
10. Поясните основные отличия одно- и многомодовых ОК.
11. Сравните характеристики ОК на ООВ и MOB.
12. Перечислите состав основного оборудования ВОСП.
13. Модуляция по интенсивности (МИ) оптической несущей информационным сигналом что это такое?
14. В какой части ВОСП расположены светоизлучающие диоды и принцип их действия?
15. Принцип действия полупроводникового фотодиода.
16. Принцип действия PIN-фотодиода.
17. Принцип действия лавинного фотодиода.
18. Принцип действия полупроводниковых лазерных диодов.
19. Принцип работы и составные части регенераторов современных ВОСП.
20. Особенности необслуживаемых ретрансляционных пунктов ВОСП.
21. Сравнение возможностей, правил формирования и области применения кодов NRZ (RZ),
CMI, MCMI, BIF, 2ВЗВ и других разновидностей блочных кодов.
Успешное выполнение РКР и положительное решение по ее отчету является
одним из обязательных условий допуска к экзамену по учебной дисциплине "
Планування та проектування телекомунікаційних транспортних мереж "
Таблица (начало)
Первая
Группа
Вариант
Тип
ОК
(компания)
lcд
Соединение
строительных
длин
ОК
pпер,
мВт
(ПОМ)
pпр,
дБ
(ПРОМ)
1
2
3
Группа
5
6
7
ОКЛБг-Н-3-ДА1334Е-0,40Ф3,5-12/0
(Одескабель)
A-DSF2YB2Y 26
E9…10/125 0,4FLg
(HELUKABEL)
1
2
4
2
2
4
2
4
8
9
10
Сварка: FITEL S175
(Furukava)
Сварка: FITEL
S148
(Furukava)
Сварка: СОВА-12
1
1,5
5,5
-47
-46
5,0
-45
-33
-34
-35
2
3
8
1
2
3
4
5
6
11
12
7
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
5,0
-36
-37
-38
11
Z-XXOTKtsFo 812J
(Tele-Fonika Kable A.O.)
3
-43
10
15
2,5
4,0
-42
9
14
LT 096 SM-30
(Draka Denmark)
для раб= 1310 нм
O-074-LA-8H-M12NS
(CommScope)
для раб= 1550 нм
4
8
8
4
4,5
-44
4
7
8
13
ОМЗКГм-10-03-0,32-48
(«МоскабельФуджикура»)
ОКЛК-Н-1-М2А13-48ЕОКЛБг-Н-3-ДА13-46Е0,7А6,0-24/0
0,3H 19-24/0
(Одескабель)
(Одескабель)
1
lmin
lmax
2
4
1
2
2
1
2
1
2
2
4
Механ. cоединитель
Сварка: FSM-05SVH
CORELINK SPLICE
Сварка: СОВА-20
II (Fujikura)
(компания AMP)
Механ. cоединитель
Сварка: FSM-15SСварка: FSM-40S
FibrlokTM II 2529
A(B)
(Fujikura)
(компания 3M)
(Fujikura)
A-DSF(L)(ZN)2Y610
E9…10/125 0,3HLg
(HELUKABEL)
ОКСТ-10-02-0,22-32
(«МоскабельФуджикура»)
4
8
2
4
Сварка: FSM-30S
(Fujikura)
аэз,
дБ
Вариант
4
12
3,5
3,5
-41
-40
-39
-40
5
6
13
14
4
3
15
-39
-37
-41
-42
-43
16 17
Вторая
19
20
Сварка: FSM-16S
(Fujikura)
4,5
2,5
-38
6
5
18
Сварка: СОВА-11
21
22
2,0
-36
-44
7
4
23
5,5
1,5
-35
1
-34
-45
-46
-33
-47
8
3
24
25
26
27
28
29
30
Таблица (окончание)
Третья
Группа
Вариант
Тип
ОК
(компания)
lcд
Соединение
строительных
длин
ОК
pпер,
мВт
(ПОМ)
pпр,
дБ
(ПРОМ)
1
2
3
Группа
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
ОМЗКГм-10-03-0,32-48
A-DSF(L)(ZN)2Y610
ОКЛБг-Н-3-ДА13-34ЕZ-XXOTKtsFo 812J
(«МоскабельE9…10/125 0,3HLg
0,40Ф3,5-12/0
(Tele-Fonika Kable A.O.)
Фуджикура»)
(HELUKABEL)
(Одескабель)
ОКСТ-10-02-0,22-32
A-DSF2YB2Y 26
ОКЛБг-Н-3-ДА13-46ЕОКЛК-Н-1-М2А13-48Е(«МоскабельE9…10/125 0,4FLg
0,3H 19-24/0
0,7А6,0-24/0
Фуджикура»)
(HELUKABEL)
(Одескабель)
(Одескабель)
2
1
4
4
2
8
1
lmin
lmax
2
4
1
2
4
2
2
4
2
4
2
1
2
1
2
2
4
Сварка: FITEL
Механ. cоединитель
Сварка: FSM-30S
Сварка: FSM-05SVH
S175
CORELINK SPLICE
Сварка: СОВА-20
(Fujikura)
II (Fujikura)
(Furukava)
(компания AMP)
Сварка: FITEL
Сварка: FSM-15SМехан. cоединитель
Сварка: FSM-40S
S148
Сварка: СОВА-12
A(B)
FibrlokTM II 2529
(Fujikura)
(Furukava)
(Fujikura)
(компания 3M)
2
1,5
5,5
-46
-47
5,0
-44
-33
-34
-35
аэз,
дБ
Вариант
4
1
3
7
1
2
3
4
5
6
7
3
2,5
4,5
-45
-42
4,0
-43
-36
-37
-38
4
8
8
9
10
11
12
3,5
3,5
-40
-41
-39
-40
5
5
13
14
4
3
15
-39
-37
-41
-42
-43
-44
16 17
Четвертая
19
20
21
22
28
29
30
Сварка: СОВА-11
Сварка: FSM-16S
(Fujikura)
5,0
2,0
-36
7
4
23
27
LT 096 SM-30
(Draka Denmark)
для раб= 1310 нм
O-074-LA-8H-M12NS
(CommScope)
для раб= 1550 нм
4
8
8
4
4,5
2,5
-38
6
6
18
26
5,5
1,5
-35
1
-34
-33
-45
-46
-47
8
3
24
25
26
27
28
29
30
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РКР
1. СТАЦИОНАРНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ СВЯЗИ
1.1. Классификация оптических кабелей связи
Оптический кабель (ОК) представляет собой совокупность оптических волокон (ОВ),
заключенных в общую влагозащитную оболочку, поверх которой в зависимости от назначения
и условий эксплуатации могут быть наложены защитные покровы.
По своему назначению ОК, как и электрические кабели связи, подразделяются на
междугородние, зоновые, городские, сельские, объектовые и монтажные.
Междугородние и зоновые ОК предназначаются для передачи информации на большие
расстояния и организации большого числа каналов. Они обладают малым затуханием,
дисперсией и большой широкополосностью.
Городские и сельские ОК применяются для организации городской и сельской связи. Они
соединяют между собой городские и сельские АТС и узлы связи. Длина соединительных линий
сравнительно небольшая и рассчитаны они на относительно небольшое число каналов.
Объектовые ОК служат для передачи информации внутри объекта. Сюда относятся
учережденческая и видеотелефонная связь, сеть кабельного телевидения, а также бортовые
информационные системы подвижных объектов (самолётов, кораблей и др.).
Подводные кабели предназначаются для организации связи через большие водные
преграды.
Монтажные ОК предназначены для монтажа аппаратуры.
Междугородние, зоновые, городские и сельские ОК относятся к числу линейных.
Согласно классификации Международного союза электросвязи (МСЭ–Т) линейные ОК
являются кабелями внешней прокладки.
1.2. Конструкция оптических волокон
Конструктивные параметры ОВ выбираются на основе комплексного учёта ряда факторов
и закономерностей. Для многомодовых ОВ (МОВ) отношение диаметров отражающей
оболочки и сердцевины выбирают равными 2,5. Согласно рекомендациям МСЭ – Т диаметры
сердцевины и оболочки соответственно равны
50  3 и 125  12 мкм, некруглость
соответственно 6% и 1%. Для одномодовых ОВ (ООВ) диаметр сердцевины от 56 до 1011
мкм. Диаметр оболочки с целью унификации также равен 125 мкм и предполагает такие же
допуски.
С целью обеспечения необходимой стабильности передаточных параметров и
механической прочности используют различные покрытия (рис. 2.1.). Сразу же после вытяжки
ОВ на него наносится первичное защитное покрытие (ПЗП) толщиной 5…10 мкм из материала
с большим коэффициентом преломления и большими потерями на поглощение, чем у
отражающей оболочки. Таким путём подавляются нежелательные моды. Материалом для ПЗП
служат различные лаки из эпоксидной и силиконовой смолы, ацетата, целлюлозы и др.
Рис. 1. Оптические волокна с различными покрытиями:
1 – ОВ; 2 – ПЗП; 3 – ВЗП; 4 – армирующее покрытие; 5 – трубка
Для защиты от механических воздействий на ОВ может наноситься вторичное защитное
покрытие (ВЗП) толщиной 200…300 мкм из материала с высокими механическими
характеристиками и влагостойкостью (рис. 1, а). Иногда в конструкцию ОВ вводится
дополнительное амортизирующее покрытие, обеспечивающее лучшую стабильность его
характеристик (рис. 1, б). Применяется также упрочняющая трубка, в которой ОВ с ПЗП лежит
свободно (рис. 1, в). Трубка обеспечивает максимальную механическую развязку ОВ от других
элементов конструкции кабеля. Изготовляется трубка из фторопласта или других пластических
материалов с толщиной стенки 0,5 мм и наружным диаметром 2…2,5 мм. Рекомендованные
МСЭ – Т характеристики ОВ приведены в табл. 1.
Таблица 1
многомодоодномодовые ОВ
вые ОВ
с двумя окнами
со
Параметры
прозрачности
смещенной
дисперсией
Затухание, дБ/км, на длине волны:
0,85 мкм
<
 3,0
1,31 мкм
 0,36
 0,7
1,55 мкм
 0,18
 0,22
Изменение затухания, дБ/км, в диапазоне
длин волн:
1,285-1,33
макс 0,05нс
нс
1,525-1,575
макс 0,05
макс 0,05
нс
Локальные ступеньки затухания, дБ
 0,1
 0,1
 0,1
Хроматическая дисперсия, пс/(нм  км ) :
1,285-1,33 мкм
1,55 мкм
1,53-1,565 мкм
нс
1,525-1,575 мкм
(1,31 и 1,55) мкм
( 1,55) мкм
 3,5 нс
 18
но
нс
( 1,3) мкм
нс
но
но
но
нс
 3,5
1,525-1,575
мкм
Диапазон длин волн при нулевом 1,3-1,325 мкм
значении дисперсии
Чувствительность к микроизгибу. дБ
0,85 мкм и 1,3 мкм
нс
нс
1,31 мкм
нс
 0,05
(100
витков d 60 мм)
1,55 мкм
нс
 0,5 (1 виток d
32 мм)
1,55 мкм
 1,0 (100
 0,1
(100
витков d 60 мм) витков d 75
мм)
Числовая апертура (NA)
нс
нс
Зависимость
затухания, дБ/км при
 0,05
 0,05
изменении температуры в интервале – 60
…+850С
но
 0,05 (100
витков d 75
мм)
нс
нс
0,21  0,02
 0,2
Примечание: нс – не специфируется, но – не определяется.
1.3. Конструкции сердечников оптических кабелей
Наиболее характерные типовые конструкции сердечников ОК представлены на рис. 2.2. В
этих конструкциях обеспечивается неплотное сцепление оптических волокон с элементами
кабеля. Этим обеспечивается минимальное натяжение ОВ при воздействии механических
нагрузок на ОК.
Рис. 2. Конструкции сердечника ОК:
1 – ОВ; 2 – пластмассовая трубка; 3 – сердечник
В трубчатой конструкции (рис. 2, а) ОВ помещаются в пластиковую трубку. Трубку с ОВ
называют модулем. В конструкции с профилирующим сердечником (рис. 2, б) ОВ свободно
укладывается по спирали в пазах на периферии сердечника. В закрытой конструкции (рис..2, в)
каждое волокно помещается в закрытые полости сплошного сердечника ОК. На рис. 3, в
приведена конструкция кабеля, у которого сердечник состоит из стопки лент с оптическими
волокнами. Стопка лент окружена пластмассовой оболочкой.
В конструкцию сердечника ОК кроме ОВ также могут входить такие элементы, как
заполнитель в виде сплошных пластмассовых стержней и металлический трос.
1.4. Конструкции оптических кабелей связи
Типовые конструкции оптических кабелей связи приведены на рис. 3. В состав ОК входят:
сердечник, внутренняя оболочка, силовые элементы.
Рис. 3 Типовые конструкции оптических кабелей:
а – повивной скрутки; б – с профилированным сердечником;
в – ленточного типа; г – пучковой скрутки; 1 – оптическое волокно;
2 – силовой элемент; 3 – внутренняя оболочка; 4 – внешняя
полиэтиленовая оболочка; 5 – профилированный сердечник; 6 – лента с
оптическими волокнами
У кабелей наружного применения поверх внешней оболочки накладывается броня
следующих видов:
 спирально намотанные стальные ленты;
 продольно наложенная стальная гофрированная ламинированная лента;
 спирально намотанные в виде одного слоя оцинкованные стальные проволки;
 два слоя спирально намотанных стальных оцинкованных проволок.
Вся конструкция кабеля покрывается наружным полиэтиленовым защитным шлангом.
1.5. Маркировка оптических кабелей связи
С тем, чтобы любой специалист мог быстро распознать аббревиатурную запись
маркировки кабеля необходимо, чтобы обозначения одних и тех же параметров было
унифицировано и каждое обозначение параметра занимало бы определённую позицию в
аббревиатуре кабеля. К настоящему времени такой унификации не произведено. Сегодня почти
каждый производитель ОК использует свои обозначения. Например, в [5] приведены шесть
производителей одинаковых по конструкции и назначению ОК. Только у двух производителей
совпадают обозначения первого параметра, все остальные разные. Практически же невозможно
понять о каком кабеле идёт речь и каковы его характеристики.
Кратко рассмотрим маркировку ОК отечественного производителя "Одескабель".
Маркировка имеет 9 позиций. Пример маркировки ОК.
ОК Л Бг – Н – 3 – ДА13 – 3х4Е – 0,40 Ф 3, 5/0, 30 Н 19 –
12/0
1
2 3
4 5 номер
6
7
8
9
позиции
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Вид кабеля – Оптический Кабель – ОК.
Область использования – Линейный – Л.
Тип брони – Бг (гофрированная лента, наложенная продольно).
Шланг выполнен из материала Нераспостраняющего горения – Н.
Номер разработки – 3.
Тип силовых элементов и защитных покровов. Силовые элементы – центральный силовой
элемент (ЦСЭ) – Диэлектрический (стеклопластиковый) стержень и высокомодульные
Арамидные нити – ДА. Тип защитных покровов – 13 (см. табл. 2.2).
Структура построения сердечника ОК. [количество оптических модулей в ОК]х[количество
ОВ в модуле] – 3х4. Тип оптического волокна: E – одномодовые, соответствующие
рекомендации МСЭ – Т (ITU – T) G. 652.
Оптические характеристики ОВ. [Максимальный индивидуальный коэффициент затухания
(МИКЗ) на длине волны 1,31 мкм (Ф) – 0,40 дБ/км и коэффициент
хроматической
дисперсии на этой длине волны –
3,5 пс/(нмкм)] / [МИКЗ на длине волны 1,55
мкм (Н) – 0,30 дБ/км и коэффициент хроматической дисперсией на этой длине волны
–
19 пс/(нмкм)].
[Общее количество ОВ в кабеле – 12] / [Количество ТПЖ дистанционного питания в кабеле
– 0 ].
Возможные индексы на каждой из 9 позиций в маркировке кабеля приведены в табл. 2.2.
Таблица 2
Ном.
поз.
1
1
Название индекса Условное
или признака в обозначен.
индексе
индексов
2
вид кабеля
3
ОК
Расшифровка условного обозначения индексов
4
оптический кабель
2
3
4
5
1
Область
использования
Л
ОК
тип брони*
Б
(у
Бг
небронированн
К
ых кабелей типа
КК
ОКЛ
этот
индекс может
С
отсутствовать)
негорючие
оболочка
и
Н
шланг ОК *
номер
1,2 или 3
разработки
2
3
тип
Д
центрального
силового
М
элемента
тип
А, 2А, 3А
усиливающего
или 4А
элемента
1.
2
3
4
5
6
тип и материал
защитных
покровов
6
9
10
11
12
13
7
8
исполнение
шланга *
Структура
построения
сердечника ОК
Обозначение
рабочей длины
волны 
П
3х4 **
Е
М
В
А
Ф
линейный
броня из плоских стальных лент
броня из гофрированной стальной ленты
броня из одного слоя круглых стальных проволок
броня из двух слоев круглых стальных проволок
броня из одного слоя диэлектрических стержней
оболочка и шланг ОК
распространяющего горение
из
материала
не
Номинальный внешний диаметр ОМ: 2,7 мм; 3,0 мм
или 2,5 мм, соответственно
4
диэлектрический (стеклопластиковый) стержень
металлический трос, покрытый ПЭ или ПВХ
арамидные высокомодульные нити, увеличивающие
стойкость кабеля к растягивающим усилиям
ПЭ шланг
шланг из ПВХ не распространяющего горение
шланг из алюмополиэтилена
ПЭ оболочка, стальная броня и ПЭ шланг
оболочка и шланг из ПВХ не распространяющего
горение, стальная броня
ПЭ оболочка, стальная оцинкованная броня и ПЭ
шланг
оболочка
из
алюмополиэтилена,
стальная
оцинкованная броня и ПЭ шланг.
ПЭ оболочка, стеклопластиковая броня и ПЭ шланг
оболочка из алюмополиэтилена, стеклопластиковая
броня и ПЭ шланг
ПЭ оболочка, броня из ламинированной стали с
электролитическим хромовым покрытием и ПЭ шланг
броня из стали, оболочка и шланг из пластмасс не
распространяющих горение
облегченная конструкция шланга ОК
[количество оптических модулей в ОК]x[количество
ОВ в оптическом модуле]
одномодовое оптическое волокно (ООВ)
многомодовое оптическое волокно (МОВ)
  0,85 мкм - многомодовый режим
  1,3 мкм - многомодовый или одномодовый режим
  1,31 мкм - одномодовый режим
  1,55 мкм - одномодовый режим
Н
Пояснение: оптическими характеристиками волокон являются МИКЗ (максимальный
индивидуальный коэффициент затухания) и дисперсия (или полоса) на
соответствующей длине волны
одномодовые
МИКЗ 0,40 дБ/км, коэффициент хроматической
по
G. 652
дисперсии не более 3,5 пс/(нмкм) на рабочей длине
0,40 Ф
(работают
в
волны 1,31 мкм;
3,5
двух
окнах
МИКЗ 0,30 дБ/км, коэффициент хроматической
0,30 Н 19 дисперсии не более 19 пс/(нмкм.) на рабочей длине
прозрачности:
**
1,31 мкм и 1,55
волны 1,55 мкм.]
мкм)
одномодовые
МИКЗ 0,7 дБ/км, коэффициент хроматической
0,7 А 6,0
(работают
на
дисперсии не более 6,0 пс/(нм.км.) на рабочей длине
**
длине волны 1,3
волны 1,3 мкм.
мкм)
МИКЗ 5 дБ/км, ширина полосы пропускания не менее
многомодовые
250 МГцкм на рабочей длине волны 0,85 мкм.
по
G. 651
5В 250 **
(работают
на
длине
волны
0,85 мкм)
многомодовые
МИКЗ 1,0 дБ/км, ширина полосы пропускания не
по
G.
651
1,0 А 800 менее 800 МГцкм. на рабочей длине волны 1,3 мкм.
(работают
на
**
длине волны 1,3
мкм)
общее
[общее количество ОВ в кабеле 12 шт] / [количество
количество ОВ
жил дистанционного питания (ДП) в кабеле 0 шт.]
9
12 / 0 **
и жил ДП в
кабеле ***
* Индекс или признак в индексе может отсутствовать в маркоразмере
** Значение взято для примера
*** Количество ОВ в кабеле всегда четное и может быть от 2 до 144 шт., а количество жил
ДП может быть от 2 до 4 шт.
2. РАСЧЕТ ДЛИНЫ УЧАСТКА РЕТРАНСЛЯЦИИ
Длина участка ретрансляции ( lу р ) зависит от целого ряда факторов. При
заданных ограничениях на Pош , скорость передачи и общую дальность связи,
длина участка ретрансляции ( lу р ) определяется характеристиками источника
излучения, ОК, фотоприемника, зависит от формы импульса в ВОЛТ и типа
линейного кода. При ориентированных расчетах считают, что lу р ограничивается
двумя основными факторами.
Первый фактор связан с потерями энергии передаваемых оптических
импульсов на участке ретрансляции, которые определяются, прежде всего,
величиной затухания ОВ оптического кабеля.
Второй фактор отражает дисперсионные искажения формы импульсов в
ОВ. Дисперсия приводит к расширению импульсов, передаваемых на участке
ретрансляции, в результате чего импульсы на входе решающего устройства
получаются «размытыми», как бы «уширяются», что ведет к возникновению
межсимвольных помех.
С увеличением lу р увеличиваются как потери энергии сигнала, так и
величина уширения импульсов.
На первом этапе lу р рассчитывается, исходя из энергетических потерь в
ВОЛТ.
На втором этапе также определяется lу р , но уже при условии обеспечения
допустимой величины уширения передаваемых импульсов.
На третьем этапе из рассчитанных значений lу р выбирают наименьшее.
Тогда при выбранной длине lу р будут удовлетворены требования с одной
стороны по потерям, с другой – по допустимому значению уширения импульсов.
При этом должны быть соблюдены ограничения на Pош и скорости передачи
импульсов.
Модель участка регенерации, по которой осуществляется учет потерь
энергии сигнала (первый этап) представлена на рис. 2.1.
В основе расчета лежит утверждение, что мощность сигнала на входе
приемного устройства регенератора должна быть не менее минимально
допустимой мощности Pп р.min (порог чувствительности при которой
обеспечивается требуемое качество связи, т. е. заданная Pош ). В соответствии с
обозначениями на рис. 2.1 математически можно записать
p•ПЕР  a  p•ПР. min ,
(4)
где:
pпер  10 lg
Pпер
1мВт
-
абсолютный
уровень
мощности
на
выходе
формирователя оптического сигнала (излучателя) – ПОМ;
pп р.min  10 lg
Pп р.min
1мВт
– абсолютный уровень мощности на входе
приемного устройства регенератора (фотоприемника) – ПРОМ;
a – суммарное затухание всех элементов участка ретрансляции от излучателя до
фотоприемника (от ПОМ до ПРОМ).
Рис. 2.1
Для учета реальных условий эксплуатации ВОЛТ в выражение (4)
необходимо ввести так называемый энергетический запас ( aЭЗ или аЭ), который
обычно берется от нескольких дБ до 12…15дБ.
Тогда :
рПЕР – а – аЭЗ = рПР.min, дБ.
(5)
Рассмотрим для участка ретрансляции (УР) диаграмму уровней (ДУ),
которая аналогична рефлектограмме, образуемой при диагностике качества ВОЛТ
(рис. 2.2).
С удалением от начала участка уровень оптического сигнала плавно падает
на отрезках строительных длин кабеля и скачками в местах соединения таких
длин. В соответствии с ДУ определяется величина суммарного затухания
a  aвв  aвс  aрс  aвыв , дБ
(6)
где: aвв – затухание при вводе оптического излучения от ПОМ в ОВ, дБ;
aвс – затухание в волокне ОК, дБ;
aрс – суммарное затухание за счет потерь оптического сигнала при
соединении строительных длин ОК, дБ;
aвыв – затухание при выводе оптического сигнала из ОВ в ПРОМ
(фотоприемник), дБ.
Рис. 2.2
В свою очередь, величины aвс и aрс могут быть определены как
aвс  вс  lу р ;
l

aрс  рс  N  1  рс  у р  1 ,
 lсд

(7)
где:  вс – коэффициент затухания ОВ кабеля, дБ/км;
N – число строительных длин на участке ретрансляции;
рс – затухание при соединении двух ОВ из смежных строительных длин
ОК, дБ;
lсд – строительная длина ОК, км.
Учитывая (6) и (7) выражение (5) представим в виде:
рПЕР – аВВ – ВС  lУР - РС  (lУР / lCД – 1) - аВЫВ - аЭЗ
(8)
Для расчета lу р выражение (8) преобразуем к виду:
lу р 
p
пе р
 pп р.min   aвв  aвыв   рс  aэ
вс 
 рс
(9)
lсд
Разность  pпе р  pп р.min  обычно называют энергетическим потенциалом
участка ретрансляции, который является основным параметром, определяющим
его длину.
На втором этапе длину участка регенерации ( lу р ) определяют исходя из
дисперсионных свойств оптического волокна ОК.
Поскольку импульсы занимают, как правило, половину тактового
интервала, а длительность импульса на входе решающего устройства (РУ) не
должна превышать длину тактового интервала Т, то уширение импульса
допускается не более чем на T 2 .
Величина уширения импульса в ОВ длиной lу р характеризуется его
среднеквадратическим отклонением (   ). Поскольку импульс на входе РУ
растягивается с обеих сторон, то величина   с точки зрения минимума
межсимвольных помех не должна превышать    
4 . Тогда с учетом
T  1f и B  fт , можно записать
т
.
   0.25 B или B  025
 .
(10)
Среднеквадратическое уширение импульса в ОВ длиной lу р определяется
как
    0  lу р ,
(11)
где:  0 – значение уширения импульса для ОВ длиной 1км.
Тогда из (10) с учетом (11) следует следующее:
lУР  0,25 / (0  В)
(12)
Целью третьего этапа расчета является определение длины участка
ретрансляции при условии одновременного выполнения соотношений (9) и (12),
которые есть не что иное, как уравнения связи внешних и внутренних параметров
 
ВОЛТ F x, y  .
Пример расчета.
Рассчитать lу р ВОЛТ при следующих исходных данных:
 скорость передачи импульсов B  2048
.
Мбит с ;
 коэффициент затухания кабеля вс  2 дБ км ;
 затухание ввода и вывода оптического сигнала из ПОМ и в ПРОМ
соответственно aвв  aвыв  3дБ ;
 энергетический запас аЭЗ = 15 дБ;
 уровень мощности на выходе ПОМ (лазера) pпер  10дБм ;
 порог чувствительности p  i  n фотодиода (ПРОМ) pпр.min  60дБ ;
 строительная длина кабеля lсд  1км ;
 затухание на соединении ОВ между смежными строительными длинами
ОК  рс  1дБ ;
 среднеквадратическое уширение импульсов в ОК на основе градиентных
оптических волокон  0  3...5 пс/км.
Решение:
1. Исходя из допустимых энергетических потерь:
lу р 
p
пе р
 pп р.min   aвв  aвыв   рс  aэ
вс 
 рс
 17км
lсд
2. Исходя из допустимой величины уширения импульсов:
lУР  0.25
0.25
  0  B   5  1012  2.048  106
 24414 км .
3. Из двух рассчитанных длин выбираем lу р  17км , при этом второе
требование будет выполнено с большим запасом.