Расчет бюджета потерь оптических цифровых телекоммуникационных систем

9.11. Расчет бюджета потерь ОЦТС

Расчет бюджета оптической сети проводится с целью определения энергетического потенциала линий связи. Энергетический потенциал линии определяет максимально допустимые расстояния между узлами сети, соединяемыми этой линией.

Передача информационного сигнала по оптическому волокну (ОВ) сопровождается его затуханием, вызываемым потерями мощности, и искажением формы импульса вследствие дисперсии. В оптическом волокне возникают модовая, материальная и волноводная дисперсия. Модовая дисперсия проявляется только в многомодовых оптических волокнах и обусловлена различной скоростью распространения различных мод в волокне. Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления материала ОВ от длины волны излучения,   в   результате   чего   оптическое   излучение   с   различной   длинной   волны

распространяется в нем с разной фазовой скоростью. Возникновение материальной дисперсии вызвано тем, что источники излучения в аппаратуре передачи данных имеют конечную ширину спектра оптического импульса. Волноводная дисперсия обусловлена волноводным характером распространения оптического излучения в волокне.

Использование многомодовых оптических кабелей для построения ЦТС сводит задачу расчета бюджета сети к определению суммарных затуханий и влияния модовой дисперсии.

Для выполнения такого расчета необходимо знать технические параметры активного сетевого оборудования, а также характеристики оптоволоконных кабелей и пассивных элементов сети.

Оптоволоконные кабели, применяемые для построения ЦТС должны соответствовать спецификации ISO/IEC 11801.

Энергетический потенциал линии определяет максимально допустимые расстояния между узлами сети, соединяемыми этой линией.

Сети выполняются оптическими патч-кордами со стеклянным волокном, которое имеет гарантированное расстояние передачи до 1000 м, что вполне достаточно для прокладки линий связи в пределах любого автоматизируемого объекта.

Таблица 9.11.1. Оптические интерфейсы

Энергетический потенциал линии определяется по формуле:

Pb = Pt-Sr     (1),

где Pt - мощность передатчика, дБ

Sr - чувствительность приемника, дБ

Суммарные потери в линии определяются по формуле:

А ~ (Aflber     -LfiberJ ~"~ (ASp|jce     ^splice) + (AconnectOr     Nconnector) + Asafety

Где:

 величина затухания в кабеле на километр длины, дБ/м

 длина кабеля, м

 - величина затухания в splice-модуле, дБ

 - количество splice-модулей в линии (обычно 2)

 - величина затухания в разъеме, дБ

 - количество разъемов в линии (обычно 4)

 - резервный запас (2 дБ)

Максимальная длина линии по условию ограничения модовой дисперсией:

Lmax = B/F        (3),

Где:

В - полоса пропускания, МГц/км F - частота изменения информационного параметра, МГц.

Поскольку  расстояния   между   узлами   сети   являются   величинами   известными   и определяются    территориальным    распределением    объектов    автоматизации    и    схемой

расстановки оборудования, проводимый расчет бюджета сети необходим для подтверждения работоспособности выбранного коммутационного оборудования ОЦТС.

Очевидно, что линия связи способна обеспечить гарантированную передачу сигнала в том случае, если ее энергетический потенциал больше либо равен величине суммарных потерь, а длина не превышает максимального значения, накладываемого влиянием модовой дисперсии.

Результаты расчета для всех проектируемых линий приведены в таблице 9.11.3.