Задание 4

1. Оцените величины коэффициентов затухания и хроматической дисперсии стандартного OB (SF) на заданной волне оптического диапазона:

2. Рассчитайте максимальную протяженность регенерационного участка оптической системы передачи, работающей на заданной волне по этому волокну.

Исходные данные:

- Суммарные потери в разъемных соединениях: 1дБ;

- Потери в одном сварном соединении: 0,1 дБ;

- Строительная длина кабеля: 5 км;

- Линейный код: скремблированный БВН;

- Передаваемый цифровой сигнал: STM-16;

- Энергетический потенциал оборудования: 30 дБ;

- Среднеквадратическая ширина спектра оптической несущей: 16 ГГц.

Решение

Величину потерь оценивают при помощи коэффициента затухания  дБ/км, характеризующего ослабление оптической мощности в волокне длиной 1 км.

Ослабление света в оптоволокне обычно вызвано причиной деформации кабеля,т.е. сильные скрутки, изгибы, петли и т.д. Итак, результирующий коэффициент затухания составляет:

где - потери на релеевское рассеяние;

- поглощение в стекле и инфракрасной части спектра;

- потери поглощения в стекле в ультрафиолетовой части спектра;

- потери поглощения в атомах примесей, этой величиной пренебрегаем;

- кабельные потери, которые составляют не более 20% от общих потерь.

Величины составляющих потерь зависят от длины волны. Для определения составляющих коэффициента затухания можно воспользоваться графиком на рисунке ниже или соответствующими формулами, приведенными ниже:

=

=

Рисунок 4 – Определение составляющих коэффициента затухания

Таким образом, величина коэффициента затухания составит:

.

Дисперсия - рассеивание энергии импульсов света в процессе их распространения по волокну. Причины рассеяния энергии световых импульсов в ОВ именуют видами дисперсии:

1. Материальная дисперсия – причина её появления состоит в зависимости коэффициента преломления материала сердцевины от длины волны;

2. Внутримодовая дисперсия – причина её состоит в зависимости фазовой скорости любой конкретной моды от частоты (длины волны);

3. Хроматическая (частотная дисперсия).

По следующей формуле рассчитывается коэффициент хроматической для одномодового волокна на произвольной волне оптического диапазона:

– длина волны нулевой хроматической дисперсии

– наклон нулевой дисперсии;

Тогда коэффициент хроматической дисперсии будет равен:

Максимальная длина регенерационного участка, ограниченная затуханием, рассчитывается по формуле:

,

где

– количество разъемных соединений;

– затухание, вносимое одним разъемным соединением;

- коэффициент затухания ОВ;

- затухание, вносимое одним неразъемным соединением;

- строительная длина кабеля.

Таким образом, длину участка регенерации можно вычислить, как:

Максимальная длина регенерационного участка может быть еще найдена из ее зависимости от коэффициента хроматической дисперсии и среднеквадратической ширины спектра оптического сигнала:

,

где , согласно рекомендации МСЭ-Т;

D - удельная хроматическая дисперсия ОВ пс/(нм*км);

f_Т = 155,52*16 МГц – тактовая частота потока STM-16;

- ширина спектральной линии источника излучения, нм, ее можно найти следующим образом:

Таким образом длина участка регенерации, ограниченная хроматической дисперсией, в конкретном случае будет равна:

Чтобы определить максимальную длину участка регенерации, выбирается минимальная длина из рассчитанных по формулам ранее:

Ответ: