Выбор элементов

Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM) называется волновым мультиплексированием или спектральным уплотнением. Так же существует развитие этой технологии — "плотное" DWDМ. Внедрение технологии WDM и DWDМ опирается на технические реализации, которые основаны на использовании волновых мультиплексоров и демультиплексоров, обеспечивающих возможность уплотнения с шагом до 100 ГГц (0,8 нм), хотя так же возможно уплотнение и с шагом 50 ГГц

(0,4 нм). При шаге в 50 ГГц даже при скорости передачи в 10 Гбит/с спектры перекрываются.

Переход к таким технологиям требует использования широкополосных квантовых оптических усилителей на оптических волокнах, легированных эрбием. Такие усилители выпускаются трех видов: усилители мощности (МУ), линейные усилители (ЛУ) и предварительные усилители (ПУ).

Для эффективного использования технологии WDM предпочтительны оптические световоды с ненулевой смещенной дисперсией.

При проектировании используем полудуплексный канал, при котором передача радиосигналов осуществляется с использованием двух частот: приемной и передающей поочередно.

В одномодовом кабеле используется центральный проводник очень малого диаметра, соизмеримого с длиной волны света — от 5 до 10 мкм. При этом почти все лучи света распространяются вдоль оптической оси световода, не отражаясь от внешнего проводника. В качестве источника света используется полупроводниковый лазер. Это самый дорогой тип кабеля, но с самыми высокими показателями.

Топология в системах спектрального уплотнения - точка-точка, спектральный диапазон уплотнения: 1530…1565 нм.

Необходимо выбирать квантованные усилители, так как они дают возможность усилить сигналы всех оптических несущих без необходимости регенерации сигнала каждой несущей в отдельности.

Оптические мультиплексоры ввода-вывода позволяют осуществить ввод-вывод части оптических каналов на промежуточных пунктах, а основную часть оптических каналов передать дальше в тракт без каких-либо преобразований.

Расчетная часть Рассчет дисперсии для канала с максимальным быстродействием и максимальной спектральной несущей. Определение длины секции

Расчёт поляризационной модовой дисперсии ведётся по формуле:

где:

Т-удельная поляризационная модовая дисперсия, пс/√км;

L-расстояние, км.

По хроматической дисперсии определим максимальное расстояние для данной системы без регенераторов:

где:

В -скорость передачи для канала с максимальным быстродействием

(Приложение Б.);

 -ширина полосы оптического излучения. Все современные полупроводниковые лазеры, используемые в системах плотного волнового уплотнения, имеют 0.1 нм;

Расчет длины усилительного участка

Расстояние между квантовыми усилителями с учётом затухания определяется по формуле:

,

где:

Э_п=р_пер - р_пр - энергетический потенциал, определяемый по разности уровня оптического излучения, вводимого в волокно, и уровнем номинальной принимаемой мощности;

Для расчета энергетического потенциала, используем Приложение Б.

Переводим дБм в Вт:

Рпер = -5 (дБм) - уровень оптического излучения, вводимого в волокно

(Приложение Б.).

Рпр = 34 (дБм) - уровнем номинальной принимаемой мощности (Приложение Б.).

P=10^d/10 ·10^-3

Переводим Вт в дБ: Рпер = 10lоgP = 25 (дБ) Рпр = 4 (дБ)

Э_п = Рпер - Рпр = 25- 4 = 21 (дБ)

 -коэффициент затухания оптического волокна, который равен 0,2;

n_pc-число разъёмных соединителей (они устанавливаются на вводе и выводе оптического волокна, на оконечных станциях при переходе от аппаратуры к оптической линии связи, на стыках с мультиплексорами и демультиплексорами);

а_рс-потери в разъёмном соединителе, а_рс=0.25 дБ;

п_нс-число неразъёмных соединений на участке регенерации;

а_нс-потери в неразъёмном соединении, а_нс=0.05 дБ;

a_t -допуск на затухание, связанный с ухудшением характеристик компонентов участка регенерации (кабель, приёмники и источники излучения) со временем и с учётом температурных изменений.

Величина a_t=6 дБ;

l_cтр –строительная длина кабеля, которая равна 5 км (Приложение Г.)

Число разъемных соединителей на всем участке равно 10, так как между главными центрами Житомиром и Одессой расположены четыре города: Пепельная, Володарка, Умань и Любаневка, через которые проходит магистраль.

Житомир – Пепельная (90 км), Пепельная – Володарка (75 км), Володарка – Умань (115 км), Умань – Любаневка (120 км), Любаневка – Одесса(155 км).

Число неразъемных соединителей. Необходимо расстояние между каждой парой городов делить на выбранную длину кабеля (5км). В конце суммируем, что бы получить общее количество соединителей на всем участке:

n_нс= 18+15+23+24+31=111

Необходимые данные подставим в формулу:

На участках между оконечными станциями и промежуточными квантовыми усилителями, в местах установки мультиплексоров, демультиплексоров, мультиплексоров ввода-вывода необходим учёт затухания этих устройств. В ряде случаев для компенсации их затухания устанавливаются квантовые усилители. Общая формула расчёта при установке этих устройств выглядит следующим образом:

где:

a_wm = 3 (дБ) - затухание мультиплексора (Приложение Е.);

a_wd = 2 (дБ) - затухание демультиплексора (Приложение Е.).