Курсовая работа: Моделі і методика побудови волоконно-оптичної системи передачі даних

При проектуванні цифрових ВОСП виникає потреба у розрахунках таких параметрів як довжина регенераційної дільниці та швидкодія системи. При проектуванні систем синхронізації мереж синхронної цифрової ієрархії також виникає необхідність визначення часу розповсюдження сигналів.

У волоконо-оптичних ЦСП довжина регенераційної дільниці обмежується двома чинниками: втратами в оптичному лінійному тракті та поширенням оптичних імпульсів, що викликається дисперсією світловодів. В загальному випадку виконуються два розрахунки довжини регенераційної дільниці, що обмежується цими чинниками та вибирається менше з одержаних значень.

Розрахунок довжини регенераційної дільниці, обмеженої загасанням оптичного сигналу

Довжина регенераційної дільниці, обмеженої втратами в оптичному лінійному тракті L_рвт, обмежується такими чинниками:

- середньою потужністю випромінювача Р_в ;

- порогом чутливості ПРОМ Р_оmin ;

- втратами введення-виведення оптичного випромінювання a_вв , a_вив ;

- втратами у роз`ємних з`єднувачах a_рз ;

- втратами у нероз’ємних з’єднувачах a_нз ;

- загасанням оптичного кабелю a_к .

На рис. 1 наведена модель волоконно-оптичного каналу, що відображає розподіл втрат на дільниці регенерації.

Рисунок 1 – Модель волоконно-оптичного каналу

Перш за все визначається енергетичний потенціал системи – різниця між ефективною потужністю оптичного випромінювання Р_еф ПОМ та порогом чутливості ПРОМ Р_0min

.

Поріг чутливості ПРОМ Р_0min

,

де е – заряд електрона; h – постійна планка; с – швидкість світла; η – квантова ефективність детектора; λ – довжина хвилі.

Ефективна потужність оптичного випромінювання визначається середньою потужністю джерела випромінювання, засобом кодування, температурною та часовою деградацією. Поріг чутливості ПрОМ – мінімальна середня потужність оптичного сигналу на вхідному оптичному полюсі ПрОМ, за якої забезпечується заданий коефіцієнт помилок. Середня потужність випромінювання ПОМ – середнє значення потужності оптичного випромінювання на вихідному оптичному полюсі ПОМ за заданий інтервал часу, у заданому куті та заданим струмом накачування. Ефективна потужність випромінювача повинна перевищувати всі втрати в оптичному лінійному тракті, рівень оптичної потужності на вході фотодетектора повинен бути більшим, ніж поріг чутливості Р_0min на деяке значення, що зветься експлуатаційним (або енергетичним) запасом. Цей запас необхідний для врахування часової деградації компонентів ВОСП, а також підвищення втрат в ОК при проведенні ремонтно-відновлювальних робіт при пошкодженнях (обривах) кабелю. Звичайно експлуатаційний запас дорівнює 6 дБ.

Визначимо ефективну потужність випромінювача

,

де Р_в – середня потужність оптичного випромінювача, дБп; Р_Т – втрати внаслідок температурної деградації; Р_к – втрати внаслідок кодування. При використанні кодів з поверненням до нуля Р_к = 6 дБ, без повернення до нуля Р_к = 3 дБ.

Допущення на температурну деградацію випромінювачів наведені в табл. 1.

Таблиця 1 – Допущення на температурну деградацію випромінювачів

Втрати під час з’єднання волоконних світловодів

Ефективність введення випромінювання у ВС визначається

,

де Р_ВС – потужність, яка надійшла до ВС; Р_ВП – потужність випромінювача.

Втрати при введенні випромінювання дорівнюють, дБ

.