Требований к оптическим линиям связи

При конструировании оптического кабеля необходимо учитывать общие требования, предъявляемые к оптической кабельной линии связи в целом с точки зрения обеспечения заданного качества связи. При выборе параметров кабеля следует стремиться к тому, чтобы кабель, предназначенный для использования на линиях до определенной длины, имел затухание, обеспечивающее длину регенерационного участка, равного данной длине, и одновременно давал дисперсию сигнала на данном расстоянии, соответствующую максимально допустимому уширению импульсов в работающей по нему системе передачи.

По мере распространения оптического сигнала по линии происходит снижение уровня мощности и увеличение дисперсии во времени его составляющих.

Для нормальной работы ВОСП необходимо обеспечить на входе приемно-оптического модуля (ПРОМ) мощность сигнала большую, чем мощность заданного порога чувствительности этого модуля (P₀), при которой обеспечивается коэффициент ошибок Р_ош=10^-9. Из этого следует, что мощность на входе ПРОМ

(4.1)

где — мощность излучения оптического источника; — величина, учитывающая суммарные потери в линейном тракте.

В общем виде можно представить следующим образом:

, (4.2)

где η— эффективность ввода излучения источника в ОВ; α — коэффициент затухания в ОК; L — длина регенерационного участка; k_Н и k_p — количество соответственно неразъемных и разъемных соединений на регенерационном участке линии; α_Н и α_р — затухание в неразъемных и разъемных соединениях; — потери при выводе излучения из ОВ.

Тогда из (4.2) получим требуемую величину коэффициента затухания оптического кабеля:

(4.3)

Для иллюстрации зависимости между длиной регенерационного участка ВОЛП и коэффициентом затухания ОК на рис. 4.1 представлена диаграмма энергетического потенциала ВОСП на одном участке регенерации.

На этом рисунке учитывает допуск на изменение потерь в системе за счет температурной дестабилизации, а — энергетический запас по мощности сигнала в расчете на возможное ухудшение параметров компонентов ВОСП (источников и приемников излучения, ОВ и др.).

Как известно, уширение импульсов в ОВ кабеля возникает за счет дисперсии.

Рис. 4.1. Диаграмма энергетического потенциала ВОСП

Таким образом, уширение импульсов на участке регенирации Δτ с учетом уширения в излучателе Δτ_и и в фотоприемнике Δτ_ф составляет:

, (4.4)

и не должно превышать значения Δτ_доп, определяемого ВОСП. Например, в градиентных МОВ происходит выравнивание времени распространения различных мод и определяющей является материальная дисперсия, так как волноводная дисперсия мала. Тогда требование к кабелю по дисперсии будет составлять:

. (4.5)

Исходя из этого выражения и выражения (2.96), удельная материальная дисперсия МОВ с градиентным профилем показателя преломления составит:

. (4.6)

В ступенчатом ООВ отсутствует Δτ_мод поэтому

. (4.7)

Тогда по аналогии из (4.7) и выражений (2.94) и (2.97) удельная хроматическая диспер-

сия будет равна:

. (4.8)

Соотношение между вкладом модовой и хроматической дисперсий в общее уширение импульсов зависит от типа параметров волокна, ширины спектра излучателя и скорости передачи. Типовые значения величин: (Δt_и, ΔЛt_ф)=0,1 – 10 нс; τ=(1 – 5) и (20 – 30) нс/км соответственно для существующих оптических кабелей с градиентными и ступенчатыми многомодовыми волокнами [3].

Число каналов, передаваемых по оптическому кабелю, определяется соотношением:

, (4.9)

где п_ов — общее число оптических волокон; п_рез– число резервных оптических волокон; N_c— число каналов в системе передачи.

Пропускная способность оптических кабелей зависит от уширения импульсов в волокне, так как величина уширения связана с канальностью системы передачи следующим соотношением:

, (4.10)

где k₁ — коэффициент порядка единицы ( ); ; V_с — скорость работы системы передачи, бит/с; N_с — 30; 120; 480; 1920; 7680.