На рис.2 изображен оптический кабель типа ОКЛ.

Магистральный кабель ОКЛ изготавливается из одномодовых волокон с сердцевиной диаметром 10 мкм, имеет две модификации: с медными проводниками диаметром 1,2 мм для дистанционного питания регенераторов и без медных проводников с питанием от местной сети или автономных источников теплоэлектрогенераторов (ТЭГ). Центральный силовой элемент выполнен из стеклопластиковых стержней. Наружный покров кабеля имеет несколько разновидностей: для прокладки в канализации -- это полиэтиленовый шланг (марка ОКЛ), для подземной прокладки--броневой покров из стеклопластиковых стержней (ОКЛС), стальных лент (марка ОКЛБ), круглой проволоки (ОКЛК).

1. оптическое волокно фирмы "Корнинг"

2. гидрофобный заполнитель

3. центральный силовой элемент (стеклопластиковый стержень или стальной трос в ПЭ оболочке)

4. водоблокирующая лента (по требованию)

5. полимерная трубка

6. скрепляющая лента

7. вспарывающий корд(по требованию)

8. кордель

9. полимерная защитная оболочка

10. маркировка

где - тактовая частота исходной цифровой последовательности.

Наиболее простыми кодами, сравнительно легко реализуемыми, являются коды класса 1B2B, для которых согласно (1) fл = 2fT. Однако, в условиях ограничения полосы частот применение кодов класса 1B2B нецелесообразно и обычно они используются в системах, где скорость передачи не превышает нескольких десятков мегабит в секунду.

В некоторых системах применяется код класса 2В4В, получивший название кода с позиционно-импульсной модуляцией (ПИМ). В этом коде используются разрешённые комбинации с единственным импульсом, временное положение которого зависит от блочной комбинации двух исходных импульсов. Четырём таким возможным комбинациям 00, 01, 10, 11 соответствуют в коде с ПИМ комбинации 1000, 0100, 0010, 0001 (рис.3).

Достоинством ПИМ комбинаций является выигрыш по мощности передаваемых сигналов. В то же время этому коду присущ ряд недостатков: удвоение передаваемой полосы, сложность кодопреобразователей, проблемы контроля ошибок, возрастание трудности синхронизации. В высокоскоростных системах используют блочные коды, для которых m > 2, n > m, причем чем выше скорость передачи, тем ближе m к n, с целью сокращения передаваемой полосы.

Одним из решений, применяемых в этих кодах, является проверка на четность с целью обнаружения ошибок. К блоку из m символов исходной двоичной последовательности добавляется еще один контрольный символ "1" или "0" для того, чтобы сумма по модулю 2 новой комбинации m + 1 символов равнялась 0. Появление в сумме m + 1 символов "1" означает наличие ошибки. Введённый дополнительный символ обозначают буквой Р. Также в этих кодах вводят ещё один дополнительный символ для определения границы кодовой комбинации. Чаще всего по отношению к последнему символу данной комбинации вводится инверсный символ. Этот символ обычно обозначают буквой С. Возможно также использование символа С для сигналов служебной связи и синхронизации. Тогда этот символ обозначают буквой R .

В выбранной нами аппаратуре ВОСП «Сопка-3М» используем код 2В4В. И для данного кода и определяем скорость передачи сигналов в линии. Энергетический спектр этого кода представлен на рис. 5. Наличие 2-х дополнительных символов приводит к частоте передачи.

, (2)

При сохранении такого же соотношения скоростей передачи в линии и исходного кода можно за счет увеличения ёмкости блока символов расширить возможности наборов R и PДостоинства кода 2В4В - отсутствие низкочастотной составляющей.

На основе формулы (2) по известному коду и скорости передачи ЦСП может быть определена скорость передачи сигнала в линейном тракте. Все дальнейшие расчеты в курсовом проекте ведутся на основе значения частоты ?л [МГц], что соответствует численно величине В - скорости передачи в линии в МБит/с.

fЛ = 1,2 fT.= 1,2 34,368=41,2416 (МГц)

В=41,2416Мбит/с.

Одним из наиболее важных параметров приёмника оптического излучения является минимальная обнаруживаемая мощность оптического сигнала, при которой обеспечивается заданное значение отношения сигнал-шум или вероятности ошибки. Это значение получило название минимальной детектируемой мощности (МДМ). Для внутризоновых первичных сетей вероятность ошибки в расчете на 1 км длины линейного тракта не должна превышать p' 1,6710-10 , для магистральных сетей p' 1,6710-11, для местных сетей p' 1,6710-9. Исходя из этих значений вероятности ошибки, можно определить вероятность ошибки для полученной длины регенерационного участка.

, (11)

рош=1,6710-1055=91,8510-10

Используя это значение вероятности ошибки на участке регенерации, можно определить с помощью зависимости вероятности ошибки pош от защищенности А3 (рис. 7) численное значение защищенности на входе регенератора: A3=22 дБ.

Защищённость A3 определяется отношением сигнал-шум применительно к приёмному оптическому модулю (ПРОМ):

, (12)

В этой формуле: - среднеквадратичное значение полезного тока сигнала; - среднеквадратичное значение тока тепловых шумов на эквивалентном сопротивлении нагрузки; - среднеквадратичное значение тока дробовых шумов фотодиода; - среднеквадратичное значение собственных шумов усилителя, приведенных к его входу.

P - мощность падающего светового сигнала на фотодиод;

Iс - фототок полезного сигнала на выходе фотодиода;

Rф - динамическое сопротивление фотодиода;

Сф - ёмкость р-n перехода фотодиода;

Iд - ток дробовых шумов фотодиода;

IТ - ток тепловых шумов нагрузки Rн цепи фотодиода (входным сопротивлением усилителя K пренебрегаем).

S - чувствительность фотодиода:

( 13)

где - квантовая эффективность фотодиода, q - заряд электрона, - длина волны излучения, мкм, h - постоянная Планка.

С учетом значения q и h формула (13) трансформируется в формулу

(14)

S = 0,80,751,55=0,93 А/Вт

Величина R может быть определена из условия обеспечения необходимой широкополосности ПРОМ:

(15)

где С =10 пф, В - скорость передачи, бит/с.

R=1/(21010-1241,2416106)=386,1 Ом

Приближенная формула мощности излучения на входе лавинного фотодиода P, удовлетворяющая условию реализации МДМ оптического сигнала имеет вид:

, (16)

М= 25

k =1,38•10-23- постоянная Больцмана;

Т=273+10=283- температура по Кельвину.

Fш =8 - коэффициент шума усилителя;

Вт

мВт

По значению мощности P можно определить уровень оптического МДМ-сигнала

где P0 = 1 мВт, и значение P также должно быть в мВт.

(17)

дб

Однако, порог чувствительности приемного оптического модуля (ПРОМ) рекомендуется дополнительно повысить с учетом составляющих шума линейного тракта на 15 дБ. Обозначим это значение p'пр.min:

Р'пр.min = -40,535 +30=-10,535 дБ.

По окончательно выбранному значению p'пр.min определяем минимальную мощность на входе ПРОМ:

(18)

Pпр.min = 10 0,1(-10,535)=0,088 мВт

и минимальный уровень излучения передающего оптического модуля (ПОМ):

(19)

pпер.min = -10,535 +70 = 59,465 дБ

По величине pпер.min определим минимальную мощность модуля ПОМ:

(20)

Pпер= 100,159,465 = 0,841мВт

10. ОЦЕНКА БЫСТРОДЕЙСТВИЯ ВОСП В ЦЕЛОМ

Возможности выбранной ВОСП можно оценить в целом, учитывая быстродействие модулей ПОМ и ПРОМ, а также уширение импульсов, передаваемых по волоконно-оптической линии передачи. Общее ожидаемое быстродействие определяется как:

(21)

где: tпер = 4 нс - быстродействие различных передающих оптических модулей;

tпр = 1 нс - быстродействие приёмных оптических модулей;

Страницы: 1, 2, 3