151795 (621949), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

2 Расчет параметров ВОЛП

2.1 Расчет быстродействия ВОЛП

Выбор типа ОК может быть оценен расчетом быстродействия системы и сравнением его с допустимым значением.

Быстродействие системы определяется инертностью ее элементов и дисперсионными свойствами ОВ.

Полное допустимое время запаздывания в системе определяется скоростью передачи В`, Мбит/с, способом модуляции оптического излучения, типом линейного кода и определяется по формуле [11]:

t_доп. = , нс ,

где – коэффициент, учитывающий характер линейного сигнала (вид используемого линейного кода) и равный 0,7 для кода NRZ и 0,35 для всех других кодов.

0,7

622,080

t доп. = =1,13 нс

В соответствии с рекомендациями МСЭ-Т линейным кодом транспортных систем SDH является код NRZ.

Общее ожидаемое быстродействие ВОСП определяется по формуле

t_ож. = 1,111 , нс,

где t_пер - быстродействие передающего оптического модуля (ПОМ), зависящее от скорости передачи информации и типа источника излучения;

t_пр - быстродействие приемного оптического модуля (ПРОМ), определяемого скоростью передачи информации и типом фотодетектора (ФД),;

t_ов - уширение импульса на длине РУ

t_ов = l_ру , нс

где - дисперсия, определяемая по формуле (1.1) для одномодового волокна.

Быстродействие ПОМ и ПРОМ СП синхронной иерархии приведено в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Быстродействие ПОМ и ПРОМ

Таким образом,

t_ов = 0,03 10^-9 13,39 = 0,402 10^-9 нс,

t _ож = 1,111 √ 0,1² + 0,08² + 0,402² = 0,42 нс

Так как t_ож. t_доп. , то выбор типа кабеля и длины РУ сделан верно. Величина

t = t_доп. - t_{ож. ,} нс

называется запасом по быстродействию. При достаточно большом его значении можно ослабить требования к компонентам ВОСП.

t = 1,13 – 0,42 = 0,71 нс

При t_ож. t_доп. станционное и линейное оборудование проектируемой ВОСП будут обеспечивать безыскаженную передачу линейного сигнала.

1. Расчет вероятности ошибок ПРОМ

Вероятность ошибок зависит от отношения сигнал/шум на входе решающего устройства регенератора. Вероятность ошибок, приходящихся на один регенерационный участок, зависит от типа сети (местная, внутризоновая, магистральная) и определяется по формуле [9]:

Р _ош.1 = Р_ош.км l_ру ,

где Р_ош.км - вероятность ошибок, приходящихся на 1 километр линейного тракта;

l_ру - длина регенерационного участка, км.

Вероятность ошибок, приходящуюся на 1 км линейного тракта, можно принять равной для внутризоновой сети 1,67 10^-10

Рош.1 = 1,67 10^-10 13,39 = 2,24 10^-9

Если длина проектируемой ВОЛП составит 60,2 км, а длина регенерационного участка 13,39 км, то общее число РУ можно рассчитать по формуле

n

13,39

_ру =

n

60,2

_ру = = 4,5,

Тогда суммарная вероятность ошибок на проектируемой линии передачи будет равна

Р_ош. = n_ру Р_{ош. 1,}

P_ош = 4,5 2,24 10^-9 = 1,01 10^-8

Допустимая вероятность ошибок в канале ВОСП на внутризоновой линии обычно задается равной [11]

Р_ош.доп. 1,67 10^-10 L,

где L - длина проектируемой линии, км.

Р_ош.доп. 1,67 10^-10 60,2 = 1,01 10^-8

При правильном выборе проектных решений соблюдается условие

Р_ош. Р_ош.доп. ,

следовательно, на проектируемой ВОЛП обеспечивается достаточно высокое качество каналов.

Для рассчитанного значения Р_ош. защищенность Аз сигнала от помех на выходе канала ВОСП составит 20,7 дБ.

Таким образом, можно найти отношение сигнал/шум

(Р_ош. ) = 10^0,05Аз ,

(Р_ош. ) = 10^{0,05 20,7} = 2,24 10¹⁰

2. Расчет порога чувствительности ПРОМ

Одной из основных характеристик приемника оптического излучения является его чувствительность, т.е. минимальное значение обнаруживаемой (детектируемой) мощности оптического сигнала, при которой обеспечиваются заданные значения отношения сигнал/шум или вероятности ошибок.

Из теории [12] следует, что в условиях идеального приема, то есть при отсутствии шума и искажений для обеспечения вероятности ошибок не хуже 10^-9 требуется генерация 21 фотона на каждый принятый импульс. Это является фундаментальным пределом, который присущ любому физически реализуемому фотоприемнику и называется квантовым пределом детектирования. Соответствующая указанному пределу минимальная средняя мощность оптического сигнала длительностью

=

называется минимальной детектируемой мощностью (МДМ).

Минимальная средняя мощность оптического сигнала на входе ПРОМ, при которой обеспечиваются заданные отношения сигнал/шум или вероятность ошибок, называется порогом чувствительности.

МДМ можно рассчитать по формуле (5.84) [8], однако существуют приближенные формулы расчета абсолютного уровня МДМ при вероятности ошибок не хуже 10^-8 в зависимости от скорости передачи В` в линейном тракте:

- 70 + 10,5 lg B` при B` 50 Мбит/с,

P min = для ЛФД

-70 + 10 lg B` при B` 50 Мбит/с.

Рmin = - 70 + 10 lg 622,080 = - 42,06 дБ

Точность расчетов по приведенным формулам достаточная для оценки порога чувствительности ПРОМ.

Зная абсолютный уровень МДМ и максимальный уровень передачи ПОМ, можно получить приближенную оценку энергетического потенциала ВОСП:

Э = Р_пер. – Р_пр., дБ,

где Р_пр. Р_min – уровень приема ПРОМ.

Э = - 4 – ( - 34) = 30 дБ

1. Расчет затухания соединителей ОВ

Уровень оптической мощности, поступающей на вход ПРОМ, зависит от энергетического потенциала системы, потерь мощности в ОВ, потерь мощности в разъемных и неразъемных соединителях.

Потери мощности в ОВ нормируются и составляют, например, во втором окне прозрачности 0,7 дБ, а в третьем окне прозрачности 0,1 дБ/км (берутся из паспортных данных ОК) [5].

Потери мощности в неразъемном соединителе нормируются и составляют 0,1 дБм.

Потери в разъемном соединителе нормируются и составляют 0,5 дБм. Потери в разъемном соединителе нормируются определяются суммой /10/.

А_р = , i = 1, 2, 3, 4,

где а₁ – потери вследствие радиального смещения на стыке ОВ (рисунок 2.1.);

а₂ – потери на угловое рассогласование ОВ (рисунок 2.2);

а₃ – потери на осевое рассогласование ОВ (рисунок 2.3);

а₄ – неучтенные потери.

Рисунок 2.1 – Радиальное смещение ОВ

Рисунок 2.2 - Угловое рассогласование ОВ

Рисунок 2.3 - Осевое рассогласование ОВ

Потери вследствие радиального смещения в одномодовых ОВ рассчитываются по формуле [7]:

а₁ = 10 lg [exp(-² / ²)] , дБ,

где - величина максимального радиального смещения двух ОВ на стыке , = 1,52 мкм;

- параметр, определяющий диаметр луча, = 10 мкм.

- 1,52²

а

10²

₁ = 10 lg [exp( )] = 0,1

По результатам расчетов можно заметить, что для ОВ с градиентным профилем показателя преломления оптические потери вследствие радиального смещения выше. Это связано с тем, что их числовая апертура, максимальная по оси, убывает до нуля к периферии сердцевины.

Угловое рассогласование ОВ также приводит к существенным оптическим потерям. В формулы для расчетов указанных потерь, кроме угла рассогласования , входят еще и показатели преломления ОВ и воздуха. Из-за того, что в паспортных данных ОВ не приводятся величины показателей преломления, расчет потерь из–за углового рассогласования вызывает определенные трудности. Поэтому для одномодовых ОВ можно принять а₂ = 0,35 дБ. Следует заметить, что одномодовые ОВ более чувствительны к угловому рассогласованию и при одинаковом угле потери в них примерно в два раза выше, чем в многомодовых ОВ.

Оптические потери в разъемных соединителях увеличиваются также в результате осевого рассогласования.

Для расчета потерь из–за осевого рассогласования в одномодовых ОВ можно воспользоваться следующей формулой [1]

а₃ = -10 lg (1 – Z tg ) , дБ,

где Z - максимальное расстояние между торцами ОВ;

d - диаметр ОВ;

a - апертурный угол.

Для достижения малых величин потерь для одномодовых ОВ можно принять максимальные значения Z = 2,95 мкм, a = 3,96

а

3,36

2 10 ^-5

₃ = -10 lg (1 – 2,95 tg ) = 0,04 дБ

Неучтенные потери в разъемном соединители можно принять равными а₄ = 0,01 дБ.

При существующих технологиях потери в разъемном соединителе не превышают величины

А_р = а₁ + а₂ + а₃ + а₄ 0,5 дБ,

Ар = 0,1 + 0,35 + 0,04 + 0,01 = 0,5

а в неразъемных соединениях – не более А_р 0,1 дБ.

1. Расчёт распределения энергетического потенциала

Уровень оптической мощности сигнала, поступающего на вход ПРОМ, зависит от энергетического потенциала ВОСП, потерь мощности в ОВ, потерь мощности в разъемных соединителях, потерь мощности в неразъемных соединениях.

Составим таблицу (таблица 2.2) с исходными данными для расчета распределения энергетического потенциала по длине ВОЛП. Для транспортных систем SDH в технических данных приводятся обычно два уровня передачи: Р_пер.mах и Р_пер.min. При малых длинах РУ, при проектировании городских сетей рекомендуется выбирать уровень Р_пер.min. и работу на длине волны 1,3 мкм, что исключает перегрузку приемных усилителей.

В случае, когда нет необходимости использовать промежуточные регенерационные пункты, рекомендуется выбирать режим работы ПОМ с оптическим усилителем и ПРОМ – с оптическим предусилителем.

Исходные данные для расчета распределения энергетического потенциала

Кольцевая внутризоновая сеть Волгоградской области охватывает Волгоград – Городище – Иловлю – Фролово – Михайловку – Даниловку – Котово – Камышин – Дубовку - Волгоград. Расчет приводится для участка Камышин - Котово.

Характеристики

Список файлов курсовой работы