Проектирование волоконно-оптической линии связи на участке Хабаровск – Лазарев – Ю.Сахалинск, страница 21

Коэффициент отражения на границе оболочки и воздуха определяется как:

                                                                                       (3.45)

Коэффициент потерь в оболочке определяется как:

  ,                                                                                              (3.46)

где - частота излучения генератора, равная  Гц

  - диэлектрическая проницаемость оболочки;

           - относительная диэлектрическая проницаемость, равная ;

          - диэлектрическая проницаемость воздуха, равная 1;

          - относительная магнитная проницаемость

Показатель преломления оболочки  связан с  и  следующим соотношением:

                                                                                                                          (3.47)

Подставив формулу (3.47) в (3.465) в итоге получаем следующее расчетное соотношение:

            (3.48)

Коэффициент проникновения поля через оболочку волокна при  по формуле (3.41):

 

 Коэффициент проникновения поля через оболочку волокна характеризует долю просачивания энергии, и если он меньше , то их взаимными влияниями можно пренебречь. Величины , ,  на практике должны удовлетворять условию: больше 120 дБ,  больше 90 дБ,  больше 100-120 дБ.

Таким образом, по формулам (3.38), (3.39), (3.40):

Для наименьшего регенерационного участка  

 

 

 

Для наибольшего регенерационного участка

 

 

 

Вывод: полученные параметры полностью удовлетворяют требуемым нормам.

3.9  Расчет помехозащищенности сигнала на выходе фотоприемного устройства.

Защищенность сигнала на выходе приемного устройства в многоканальных телекоммуникационных системах чаще всего определяется по формуле [6]:

 ,                                                                                                                   (3.49)

где - упрощенное соотношение сигнал/помеха.

Вычислим защищенность принимаемого сигнала на наиболее протяженном регенерационном пункте (поскольку уровень принимаемого сигнала здесь наименьший, соответственно здесь наихудшие условия приема по сравнению с остальными) используя методику, изложенную в [6].

При вычислении отношения сигнал/помеха следует учитывать все источники шума. Дробовый шум возникает при детектировании светового потока, появившийся при этом фототок является суммой фототоков от отдельных электронно-дырочных пар, возникающих в случайные моменты времени. Такой шум называется дробовым или квантовым и рассчитывется по следующей формуле:

  ,                                                                                         (3.50)                                                                          

где - заряд электрона, равный ;

          - фототок;

         - коэффициент умножения фотодиода, равный 25;

         - коэффициент шума фотодиода, равный 10;

         - полоса частот, в пределах которой измеряется фоновый шум.

Фоновый шум возникает при попадании на фотодиод светового потока от постороннего источника, создающего некоторый фоновый ток . По своей природе фоновый шум также является дробовым и определяется соотношением:

                                                                                               (3.51)

Темновой ток также создает дробовой шум, мощность которого пропорциональна току :

                                                                                             (3.52)

Тепловой шум вызван случайным тепловым движением электронов в эквивалентной нагрузке фотодиода и определяется выражением:

                                                                                                    (3.53)

Таким образом, при преобразовании фотодиодом оптического сигнала в электрический возникает суммарный шум с мощностью:

                                                     (3.54)

Так как , а , то обычно  и  при проектировании принимают равными нулю, поэтому  определяется как:

                                                                    (3.55)