Проект волоконно-оптичної системи передачі (стр. 3 из 4)
∆λ - ширина смуги випромінювача, м.
σ/τ = σ0 · Fт · l = σ0 · В · l = l · σ1 · ∆λ = к' · l ( 20 )
де
к' = σ0 · Fт = σ1 · ∆λ · В ( 21 )
звідси отримаємо для ∆Адисп вираз у вигляді функції від довжини регенераційної ділянки
( 22 )Підстановка значення ∆Адисп в формулу для визначення довжини дільниці приводить до рівняння третього степеню від l
, ( 23 )Де
, ( 24 ) 
. ( 25 )Отриманий вираз легше всього вирішується ітераціональним методом. Для цього, задавшись початковим значенням довжини регенераційної ділянки l0, підставляємо його в праву частину рівняння і вираховуємо величину першого приближення l1. Потім аналогічним способом вираховуємо друге приближення, третє і т. д.
Довжину регенераційної ділянки за дисперсією розраховуємо за допомогою електронної таблиці Excel пакету Microsoft Office XP розробки компанії Microsoft.
Розрахунок довжини регенераційної ділянки за дисперсією
2.4.3 Розміщення НРП
Після розрахунку довжини ділянки регенерації за дисперсією і згасанням, вибирається менше значення і приймається за максимальну довжину ділянки регенерації.
Число регенераційних ділянок в середині секції ДЖ визначається за формулою
n р.д. = Е(Lc/lр.д.)+1,
де Lc – довжина секції Дж,км
lр.д. – довжина ділянки регенерації,км
Е – функція цілої частини.
n р.д.(КП1-ОРП2) = (75/84,7094)+1=2шт
n р.д.(ОРП2-КП3) = (110/84,7094)+1=1,29+1≈2шт
Скорочені ділянки відносно номіналу в межах секції ДЖ при проектуванні лінійних трактів слід розміщувати перед ОРП,КП або пунктами переприйому по ТЧ так як блоки лінійних регенераторів не мають штучних ліній. Довжини скороченої ділянки не може бути меншою за повну номінальну довжину.
Для ВОСП призначених для магістрального зв’язку збільшення ділянки регенерації не припустиме. Це пов’язано с тим, що ймовірність помилки значно збільшується з ростом згасання регенерації ділянки. При цьому для всього лінійного тракта вона визначається в основному ймовірністю помилки на гіршій ділянці якого є сама довга ділянка.
Необхідне число НРП на секції :
n р.д. = n р.д.-1 ;
n р.д.(КП1-ОРП2) = 2-1=1 шт;
n р.д.(ОРП2-КП3) = 2-1=1шт;
Розміщення НРП представлено на рисунках 7.
Рисунок 7 – Розміщення НРП
2.5 Побудова діаграми енергетичного потенціалу
Енергетичний потенціал (ЕП) ВОСП визначає можливості використовуваної апаратури по перекриттю втрат в лінійному тракті. Чим вище значення енергетичного потенціалу, тим на більшу відстань можна передавати інформацію, або при тій же відстані використовувати ОК з більшим значенням коефіцієнту (згасання з меншою вартістю). Величина ЕП залежить, перш за все, від потужності випромінювання ПОМ та чутливості ПРОМ. Збільшити значення ЕП можна наступними засобами:
- Використовувати в ПОМ лазерний діод (ЛД) замість світло випромінюючого діоду;
- Використовувати ПРОМ з більшою чутливістю;
- Зменшити втрати енергії при вводі її в ОВ (використання мікролінз);
- Зменшити втрати використовуючи температурну компенсацію.
Значення ЕП можна виразити наступним співвідношенням:
ЕП = Ри – Ро, дБ
ЕП повинен перекривати все витрати на дільниці регенерації
ЕП ≥ Рз + αlp + Aив + Авп + αвв * N
де ЕП – енергетичний потенціал, заданий в технічних даних вибраної СП;
Рз – втрати, обумовлені з погіршенням в часі параметрів елементів ВОСП,
Рзап = 6 дБ;
α – коефіцієнт згасання кабелю;
lp - довжина ділянки регенерації;
Aив, Авп – втрати на роз’ємних з’єднувачах, Aив = Авп = 1,0÷1,5 дБ;
αвв – втрати в зварних з’єднувачах, αвв = 0,5÷0,15 дБ
N – кількість зварних з’єднувачів, N = lp/lбуд
Наглядне представлення про ЕП та розподіл витрат потужності випромінювання в лінійному тракті дає діаграма енергетичного потенціалу ВОСП. Діаграма будується для регенераційної ділянки максимальної довжини в координатах: оптична потужність Р(дБ/м), відстань lp(км).
Діаграма енергетичного потенціалу представлена на рисунку 8.
2.6 Розрахунок чекаємої ймовірності помилок регенерації
Мал. Діаграма енергетичного потенціалу
Ймовірність помилки регенерації визначається захищеністю сигналу від завад. Завади на вході вирішувального пристрою регенератора в більшості випадків підкорюються нормальному закону розподілення миттєвих значень 
, ( 26 )де Un і σn - миттєве і середньоквадратичне значення величини завад.
Для практичних розрахунків найбільш зручно використовувати емпіричну формулу.
( 27 )Розрахунок чекаємого значення захищеності для дільниц максимальної довжини, з урахуванням запасу на збільшення запасу на згасання, внаслідок появи нових стиків ОВ при ремонтах
Азож = рпер - Авв - Ал - Авыв - ∆рзап - рпом ( 28 )
В цьому виразі
Ал = lр (a + Аст/lстр) + 2 Ар = lрa/ + 2 Ар ( 29 )
Де lp – довжина ділянки регенерації, lр =26,7 км
- кіло метричне згасання кабелю, =1 дБ/кмавв – згасання зварного стику, авв = 0,15 дБ
lстр – приведена будівельна довжина кабелю, lстр = 1,7 км
Авв – згасання стику передавач – волокно, Авв= 0,15 дБ
Авыв – згасання стику волокно – приймач, Авыв=1,5 дБ
- енергетичний запас =6дБ;Рівень передачі, дБ визначається як
рпер = 10lg(Ризл/4) ( 30 )
Тут Ризл - потужність випромінювача в мВт, Ризл= 1 мВт.
Рівень завад
Рпом= 10lg
пом , ( 31 )де
пом - потужність завад, мВт.Завади в приймачі випромінювання мають 3 основних джерела: тепловий шум, дробовий ефект і завади підсилювача.
Потужність теплових завад виражається в мВт
пт = 103 К Т ∆F, ( 32 )де К - постійна Больцману, К = 1.38 · 10 -23 Дж/Кельвін;
Т - температура в Кельвінах, Т = 300º;
F - ширина смуги частот, F=6,87*107 Гц.
Потужність завад підсилювача залежить від типу транзисторів, частоти, схеми підсилювача. За своїм характером шуми транзисторів схожі на шуми теплові та дробові, тому доцільно, як це прийнято робити в техниці провідного зв'язку, загальну потужність завад виражати через потужність теплових шумів
Рпом∑ = Рпт + Рпд + Рптр = Рпт + D, ( 33 )
де D - коефіцієнт шуму.
Рівень загальних завад
рп∑ = рпт + 10lg D = рпт + Fш, ( 34 )
де Fш - коефіцієнт шуму, Fш = 15 дБ.
Визначення ймовірності помилок розраховуємо за допомогою електронної таблиці Excel пакету Microsoft Office XP розробки компанії Microsoft.
2.7 Схема організації зв’язку
2.7.1 Організація передачі інформаційних сигналів
В стійці АЦО формується 4 цифрових потоки зі швидкістю передачі 2048 кбіт/с. Потім 4 первинних цифрових потоків об’єднуються в 1 вторинний потік зі швидкістю передачі 8448 кбіт/с. Потім 4 вторинних потоки в стійці третинного часового групо утворення об’єднуються в один третинний потік, який має швидкість передачі 34,368 Мбіт/с. Ці сигнали поступають на СОЛТ-О, який забезпечує формування, передачу і прийом лінійного сигналу.
2.7.2 Організація передачі службового зв’язку
На стійці СОЛТ О протилежної кінцевого пункту відбувається зворотне перетворення. Стійки телемеханіки та службового зв'язку призначена для збору та відображення інформації про положення датчиків на контрольованих ВП, ОРП, НРП за двома ОВ в цифровому вигляді в низькочастотній частині спектру спільно з інформаційним сигналом, з також для організації оперативного телефонного зв'язку між ВП, ОРП і НРП по двом ОВ спільно з інформаційним сигналом. Одна стійка обслуговує два лінійних тракту при установці на ВП і чотири при установці на ОРП. Інформаційний сигнал надходить на відеорегенератор, де відновлюється по амплітуді і тимчасового положення і об'єднується з сервісними сигналами ТМ і СС. Об'єднаний сигнал перетвориться в оптичний за допомогою ЛД і випромінюється у ВВ ОК.
2.7.3 Організація телеконтролю
Комплект блоків НРП забезпечує передачу по кожній парі ОВ цифрових сигналів спільно з сигналами СС і ТМ. Оптичний сигнал надходить на оптичний лінійний регенератор (РЛ-О), в якому проводиться оптоелектронні перетворення, після чого сигнал посилюється, з нього виділяються низькочастотні сигнали ТМ і СС, який подаються відповідно в блоки телемеханіки та сервісного обслуговування (БТМ-О і БССС-О ).