Исходя из экономичности оптической магистрали и качества передачи информации, желательно, чтобы длина участка регенерации была максимальной.
Длина регенерационного участка для выбранной аппаратуры передачи и заданном качестве связи определяется характеристиками оптического кабеля: затуханием и дисперсией. Затухание лимитирует длину участка по потерям в тракте передачи. Дисперсия приводит к расширению импульсов, которое возрастает с увеличением длины линии, что приводит к повышению вероятности ошибки передаваемой информации.
5.1. Определение длины регенерационного участка
по затуханию оптического кабеля.
Уровень оптического сигнала с увеличением расстояния от начала регенерационного участка уменьшается в соответствии с графиком, представленным на рис. 1, из которого следует:
,
где 
. - минимально допустимая мощность на входе фотоприемника, дБ м; 
- уровень мощности генератора излучения, дБ м; 
- потери в разъемном соединении используются для подключения приемника и передатчика к оптическому кабелю, дБ; 
- потери при вводе и выводе излучения из волокна, дБ; 
- потери в неразъемных соединениях, дБ; 
- коэффициент ослабления оптического волокна, дБ/км; 
- строительная длина оптического кабеля, км.
Величина 
носит название энергетического потенциала аппаратуры и определяется типом источника излучения и фотоприемника.
Из последнего выражения можно определить длину регенерационного участка, определяемого затуханием линии:
, км (1)
Современные способы сращивания оптических волокон, посредством сварки автоматическими устройствами, обеспечивают величину потерь на одном сростке в пределах 0,01-0,03 дБ.
Потери в лучших образцах разъемных соединителей (оптических коннекторах) составляют 0,35-0,5 дБ на одно соединение.
|
|
Расчет энергетического потенциала производится следующим образом.
Учитывая, что в аппаратуре STM в качестве источника излучения используется полупроводниковый инжекционный лазер, выходная мощность последнего составляет Pпер.
При использовании способа кодирования с невозвращением в нуль из выходной мощности источника излучения вычитается 3 дБм, а при коде с возвращением в нуль - 6 дБм, что обусловлено уменьшением средней излучаемой мощности кодированного сигнала по сравнению с непрерывным режимом.
Потери при вводе света в волокно для полупроводникового лазера составляют 
=3-5 дБ, при выводе света на фотоприемник - 
=2-3 дБ.
Требуемую чувствительность приемника выбирают исходя из принятой скорости передачи информации (В) и величины коэффициента ошибок (рош). На рис. 2 приведены зависимости чувствительности наиболее распространенных фотоприемников от скорости передачи информации (Рпр.мин.=f(В)) при рош=10-9.
Рис. 2. Зависимость чувствительных фотоприемников от
скорости передачи информации: 1 - ЛФД (Ge); 2 - ЛФД (GaJnAs)
5.2. Определение длины регенерационного участка
по пропускной способности оптического кабеля
Дисперсионные явления в волоконном световоде приводят к появлению межсимвольной интерференции, для уменьшения которой необходимо, чтобы выполнялось следующее условие:
,
где В - скорость передачи информации; 
- уширение импульса в кабеле длиной 1 км.
Тогда длина регенерационного участка определится:
, км (2)
|
|
где В - скорость передачи информации, Мбит/с; 
- уширение импульса, пс/км.
Целью расчета является определение максимальной длины регенерационного участка 
при условии одновременного выполнения неравенств (1) и (2).
Порядок выполнения
1. Произвести выбор материалов для сердечника и оболочки световода, рассчитать n1 и n2 при условии n1> n2 и обеспечении одномодового режима работы.
2. Определить числовую апертуру световода.
3. Определить коэффициент затухания световода.
4. Определить дисперсию световода и максимальную ширину полосы пропускания на 1 км.
5. Определить длину регенерационного участка.
6. Сделать выводы.
Варианты заданий
Общие данные для всех вариантов:
· Диаметр сердечника световода 2a=8,3 мкм;
· Диаметр оболочки световода b=125 мкм;
· Диаметр скрутки d=160 мм;
· Шаг скрутки S=80 мм;
· Коэффициент для расчета затухания на микроизгибах k=15;
· Строительная длина оптического кабеля lсд =2 км;
· Коэффициент ошибок pош=10-9;
· Скорость передачи информации B= 622 Мбит/с.
| № вари-анта | λ, нм | Δ λ, нм | Pпер, мВт | αвх, дБ | αвых, дБ | αнс, дБ | αрс, дБ | Способ кодирования | |
| 0,1 | 0,02 | 0,4 | С невозвращением в нуль | ||||||
| 0,1 | 0,02 | 0,4 | С возвращением в нуль | ||||||
| 0,2 | 0,02 | 0,4 | С невозвращением в нуль | ||||||
| 0,2 | 0,02 | 0,4 | С возвращением в нуль | ||||||
| 0,3 | 0,02 | 0,4 | С возвращением в нуль | ||||||
| 0,3 | 0,02 | 0,4 | С невозвращением в нуль | ||||||
| 0,2 | 0,02 | 0,4 | С возвращением в нуль | ||||||
| 0,1 | 0,02 | 0,4 | С невозвращением в нуль | ||||||
| 0,1 | 0,02 | 0,4 | С невозвращением в нуль | ||||||
| 0,1 | 0,02 | 0,4 | С возвращением в нуль |
|
|
| № вари-анта | λ, нм | Δ λ, нм | Pпер, мВт | αвх, дБ | αвых, дБ | αнс, дБ | αрс, дБ | Способ кодирования | |
| 0,2 | 0,02 | 0,4 | С невозвращением в нуль | ||||||
| 0,3 | 0,02 | 0,4 | С невозвращением в нуль | ||||||
| 0,2 | 0,02 | 0,4 | С возвращением в нуль | ||||||
| 0,2 | 0,02 | 0,4 | С невозвращением в нуль | ||||||
| 0,2 | 0,02 | 0,4 | С возвращением в нуль | ||||||
| 0,1 | 0,02 | 0,4 | С возвращением в нуль | ||||||
| 0,2 | 0,02 | 0,4 | С невозвращением в нуль | ||||||
| 0,2 | 0,02 | 0,4 | С возвращением в нуль | ||||||
| 0,3 | 0,02 | 0,3 | С возвращением в нуль | ||||||
| 0,35 | 0,02 | 0,4 | С возвращением в нуль | ||||||
| 0,25 | 0,02 | 0,4 | С невозвращением в нуль | ||||||
| 0,4 | 0,02 | 0,4 | С возвращением в нуль | ||||||
| 0,4 | 0,02 | 0,4 | С невозвращением в нуль | ||||||
| 0,3 | 0,02 | 0,4 | С возвращением в нуль | ||||||
| 0,35 | 0,02 | 0,4 | С невозвращением в нуль |