Линия связи

 минимальным уровнем  мощности оптического сигнала , введенного в оптическое волокно, и уровнем мощности , определяющим минимальную чувствительность приемника, при котором коэффициент ошибок регенератора не превышает заданного значения, установленного для данной системы передачи.

 

, дБ

 

 

 

Для регенерационного участка  обязательно должно выполняться  условие:

 

Если исходить из затухания  с учетом всех потерь, имеющих место  в линейном тракте, то длину регенерационного участка  (км) можно найти по формуле:

 

   

 

Определим длину регенерационного участка , считая, что затухание, вносимое неразъемными соединениями, равно нулю. При таком допущении, длина регенерационного участка определится из выражения:

 

 

 

 км (S4.1)

67,3 км (L4.1)

Затухание, вносимое неразъемными соединениями, равно . Следовательно, длина регенерационного участка должна быть уменьшена на величину:

 

 

 

 

 

Определяем длину регенерационного участка:

 

, км

  

 (S4.1)

 

 

(S4.1)

(L4.1)

 

Согласно рекомендации ITU-T G.652, одномодовое волокно, которое используется для передачи оптического сигнала в выбранном линейном кабеле, имеет максимальное значение поляризационной дисперсии 0,5 , при которой возможна передача оптического сигнала на расстояние до 80 км. Также при передаче оптического сигнала на расстояние до 80 км, значение коэффициента затухания не превышает допустимых нормированных значений.

Исходя из вышеизложенного, а также из проведенных расчетов и полученных значений номинальных  длин регенерационных участков, выбирается проектная длина регенерационного участка, равная L_проект = 64 км.

 

7. РАСЧЕТ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ВОЛС

 

 

В общем виде ограничивающим фактором при выборе длины участка  регенерации может быть как затухание  , так и дисперсия . Затухание

приводит к ослаблению сигнала и уменьшению дальности  передачи  ; дисперсия приводит к ограничению пропускной способности световода , которая сказывается тем сильнее, чем длиннее линия .

Дисперсия – это рассеяние  во времени и в пространстве  спектральных или модовых составляющих оптического импульса, что ведет  к увеличению его длительности при  распространении его по оптическому  волокну.

В одномодовых ступенчатых  световодах проявляется хроматическая (частотная) дисперсия. В величину хроматической  дисперсии  основной вклад вносят две составляющие: волноводная дисперсия и материальная дисперсия .

,   пс.

 

Волноводная (внутримодовая) дисперсия  обусловлена процессами внутри моды. Она характеризуется направляющими свойствами сердцевины ОВ, а именно: зависимостью групповой скорости моды от длины волны оптического излучения , что приводит к различию скоростей распространения частотных составляющих излучаемого спектра. Поэтому волноводная дисперсия, в первую очередь, определяется профилем показателя преломления ОВ и пропорциональна ширине спектра излучения источника , т.е.

 

,

 

где    − ширина спектра излучения источника, нм;

 l    − длина линии, км;

− удельная волноводная дисперсия, .

 

Код приложения S4.1:

 

 

 пс

 

Код приложения L4.1:

 

 

 

 

Материальная дисперсия  в ОВ обусловлена зависимостью показателя

преломления от длины волны . Являясь составной частью хроматической дисперсии (так же как и волноводная дисперсия), материальная дисперсия зависит от ширины передаваемого спектра частот.

 

 

 

где   − ширина спектра излучения источника, нм;

 l    − длина линии, км;

 − удельная материальная дисперсия, .

Код приложения S4.1:

 

 

 пс

 

Код приложения L4.1:

 

 

 

 

Значения и , в зависимости от рабочей длины волны, приведены в таблице 7.1.                              

                                                                                                  Таблица 7.1

                                                                                                                                                                                                  

Длина волны , мкм	1,31	1,55
,	8	12
,	-5	-18

 

 

Код приложения S4.1:

= 12 пс

 

Код приложения L4.1:

 

 

Явление дисперсии приводит к тому, что при прохождении  последовательности прямоугольных  импульсов (цифрового сигнала) через 

определенную длину ОВ, импульсы будут уширяться и, в  итоге, станет невозможным разделение двух соседних импульсов, т.е. возникнут  ошибки передачи. Таким образом, дисперсия  является основным фактором, ограничивающим пропускную способность, или ширину полосы пропускания ОВ.

При оценке ширины полосы частот одномодового волокна длиной  необходимо проверить выполнение следующего условия:

ширина полосы частот источника  излучения  должна быть больше ширины полосы частот модулирующего сигнала или , где и − соответственно диапазон длин волн, излучаемый источником излучения, и диапазон длин волн модулирующего сигнала. Для этого случая справедливо соотношение:

 

 

 

где   − коэффициент, зависящий от формы сигнала. При гауссовой форме   сигнала k=1,3;

  − хроматическая дисперсия  одномодового волокна,  пс.

Код приложения S4.1:

 

 

Код приложения L4.1:

 

 

Для проверки условия  рассчитывается диапазон длин волн модулирующего сигнала:

 

 

 

где   − полоса частот волокна длиной  1км,  МГц;

       − рабочая длина волны источника излучения,  мкм;

       − скорость распространения света в вакууме,  м/с.

 

Код приложения S4.1:

 

 

Код приложения L4.1:

 

 

 

 

Код приложения S4.1

 

 

Код приложения L4.1

 

 

 

Дисперсия в оптическом волокне  оказывает влияние также и  на быстродействие системы передачи.

Полное допустимое быстродействие системы определяется скоростью  передачи линейного цифрового сигнала, типом линейного кода и рассчитывается по формуле:

 

  нс

 

где    − коэффициент, учитывающий характер линейного сигнала (вид линейного кода);

   − номинальная скорость передачи цифрового сигнала, Мбит/с.

В соответствии с Рекомендациями  ITU-T линейным кодом транспортных систем SDH является код NRZ. Для кода  NRZ  =0,7.

 

1,099  нс

 

Общее ожидаемое быстродействие ВОСП определяется по формуле:

 

,

 

где     −     быстродействие передающего оптического модуля (ПОМ),                                            зависящее от скорости передачи информации и типа источника излучения, нс.;

           −     быстродействие приемного оптического модуля (ПОМ), 

                       определяемое скоростью передачи  информации и типом

 фотодетектора, нс;

           −   уширение импульса на длине регенерационного участка,  нс.

 

Уширение импульса на длине  регенерационного участка определяется из выражения:

 

                                                        

                            

где     − хроматическая дисперсия одномодового волокна, пс;

 − длина регенерационного участка по затуханию, км.

 

Код приложения S4.1:

 нс

 

Код приложения L4.1:

нс

Быстродействие ПОМ и  ПРОМ:

 

 

Код приложения S4.1:

= 0,865 нс

 

Код приложения L4.1:

= 0,45 нс

 

Станционное и линейное оборудование ВОЛП будут обеспечивать безискаженную  передачу линейного сигнала при  выполнении условия

.

Запас быстродействия ВОЛП составляет:

 

.,  нс.

Код приложения S4.1:

 нс

 

Код приложения L4.1:

нс

 

 

 

8. РАЗБИВКА ТРАССЫ  НА СЕКЦИИ

МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЯ И  РЕГЕНЕРАЦИИ

 

 

Сеть SDH большой протяженности можно представить в виде последовательного соединения ряда секций, специфицированных в Рекомендациях ITU-T G.957 и G.958.

Маршрут ЦСП синхронно-цифровой иерархии состоит из регенерационных и мультиплексных секций.

Принято различать три  типа стандартизированных участков (секций) – оптическая секция (участок  от точки электронно-оптического  до точки опто-электронного преобразователя  сигнала), мультиплексная секция и регенерационная  секция.

Мультиплексные секции организуются между соседними терминальными  мультиплексорами и мультиплексорами ввода/вывода.

Регенерационные секции организуются между соседними мультиплексорами, работающими в режиме регенераторов  или между регенератором и  мультиплексором (терминальным, ввода/вывода).

И регенерационные и мультиплексные секции являются оптическими секциями, поскольку сети SDH строятся, преимущественно, на базе волоконно – оптического кабеля.

Разбивка трассы производится вначале на секции мультиплексирования, а затем на секции регенерации. Мультиплексоры ввода/вывода цифровых потоков устанавливаются  обычно в крупных узловых центрах  на протяжении магистрали. Затем, мультиплексные секции разбиваются на регенерационные  секции длиной “lрс”.

При размещении регенерационных  пунктов на проектируемой магистрали следует руководствоваться следующими требованиями:

• длина регенерационной секции не должна превышать расчетную;
•   длины всех регенерационных секций должны быть приблизительно равны;
• размещать регенерационных пункты желательно в населенных пунктах с гарантированным электроснабжением (в помещениях узлов связи, в помещениях необслуживаемых радиорелейных станций или в технических помещениях электрических подстанций);
• при размещении регенерационных пунктов, необходимо предусмотреть технологический запас длины оптического кабеля (по 10 м с каждого конца строительной длины кабеля), учитывающий возможные обрывы оптического кабеля и необходимость монтажа вставки. Этот запас увеличивает затухание регенерационного участка на 5−6 дБ, поэтому рассчитанную проектную длину регенерационного участка необходимо уменьшить приблизительно на 15%, а оставшийся кабель укладывать в местах монтажа муфт как запас.

 

 

l_рс – длина регенерационной секции, с учётом технологического запаса

кабеля (км);

l_ру – рассчитанная проектная длина регенерационного участка (км).

 

 

 

При разбиении трассы проектируемой  магистрали на регенерационные секции, проектная длина регенерационного участка выбирается  с таким  расчетом, чтобы при использовании  любой из двух длин волн затухание  оставалось в пределах допустимого  значения.

Для определения количества регенераторов, которые необходимо установить на проектируемой магистрали, используют формулу:

 

 L – протяжённость проектируемой магистрали (км);

lрс – длина регенерационной секции, с учётом технологического запаса

кабеля (км).

 

 

Пользуясь результатами расчета  и данными таблицы 1.2, определяется необходимое количество мультиплексоров и регенераторов на участке организуемой транспортной сети соответствующего уровня.

Данные о необходимом  количестве мультиплексоров и регенераторов  приводятся в таблице 8.1.

 

Таблица 8.1.

Необходимое количество MUX и REG на проектируемой магистрали Екатеринбург – Омск

 

Наименование  участка	Протяженность (км)	Количество мультиплексоров  и регенераторов
		TM	ADM	REG
Екатеринбург ОП-1 (TM-1)	0	1	–	–
Екатеринбург - Сысерть НРП-1 (REG-1)	52	–	–	1
Сысерть - Тюбук НРП-2 (REG-2)	52	–	–	1
Тюбук - Башакуль НРП-3 (REG-3)	54	–	–	1
Башакуль - Челябинск ОРП-1 (ADM-1)	50	–	1	–
Челябинск - Щучье НРП-4 (REG-4)	54	–	–	1
Щучье - Шумиха ОРП-2 (ADM-2)	53	–	1	–
Шумиха - Мишкино НРП-5 (REG-5)	51	–	–	1
Мишкино - Юргамыш НРП-6 (REG-6)	52	–	–	1
Юргамыш - Курган ОРП-3 (ADM-3)	54	–	1	–
Курган – трасса (Попово) НРП-7 (REG-7)	54	–	–	1
Трасса (Попово) – трасса (головное) НРП-8 (REG-8)	54	–	–	1
Трасса (Головное) - Суслово НРП-9 (REG-9)	53	–	–	1
Суслово - Чистое НРП-10 (REG-10)	50	–	–	1
Чистое - Петропавловск ОРП-4 (ADM-4)	54	–	1	–
Петропавловск - Булаево НРП-11 (REG-11)	52	–	–	1
Булаево - Исилькуль ОРП-5 (ADM-5)	54	–	1	–
Исилькуль - Москаленки НРП-12 (REG-12)	52	–	–	1
Москаленки - Марьяновка НРП-13 (REG-13)	50	–	–	1
Марьяновка - Омск ОП-2 (TM2)	52	1	–	–
Итого:	997	2	5	13