Курсовая работа (т): Розрахунок параметрів передачі оптичного волокна

У RSOH розташовуються наступні байти заголовка:

А1 - байт лінійного синхросигналу: 11110110;

А2 - байт лінійного синхросигналу: 00101000;

Кожен STM-1 в ущільненому сигналі STM-N включає цей сигнал синхронізації. У STM-16 таких байтів синхронізації міститься 166 = 96.

В1 - байт контрольної суми, підрахованої по всьому попереднього кадру STM-16;, D2, D3 - байти, використовувані як канали передачі даних для передачі керуючої інформації між регенераторами зі швидкістю 643 = 192 кбіт / с. Цей канал організується тільки в першому STM-1 у складі STM-16;

Е1 - байт для організації мовного службового каналу;- байт для організації каналу управління;- байт ідентифікатора ID модуля STM. Чисельне значення присвоюється кожному модулю STM-1 перед подальшим ущільненням в STM-N. Це число використовується для визначення і перевірки положення окремого STM-1 в STM-N в процесі разуплотнения. Значення ID записується в байт С1 заголовка кожного STM-1;- запасні байти. Ці байти резервуються для майбутньої міжнародної стандартизації. У більш ранніх версіях рекомендацій МСЕ-Т (Міжнародного союзу електрозв'язку, сектор телекомунікацій) і в обладнанні, яке було виконано відповідно до них, цей байт був визначений як ідентифікатор, що включає в двійковому вигляді номер STM-1 в STM-N (N> 1).

* - Резервний байт для майбутніх стандартів;

Х - байт для національного використання;

У MSOH розташовані наступні байти заголовка:

В2 - байти контрольної суми, підрахованої за попереднього кадру STM-16 за винятком байтів, що відносяться до SOH;-D12 - байти для організації каналів передачі даних для передачі керуючої інформації між мультиплексорами зі швидкістю 649 кбіт / с. Цей канал організується тільки в першому STM-1 у складі STM-16;- байт для організації мовного службового каналу;

К1, К2 - канали передачі даних для автоматичного обміну;, Z2 - канали передачі даних для майбутніх застосувань;

*-Резервні байти для майбутніх стандартів;

Х - байти для національного використання.

У системах передачі SDH існують різні заголовки:

Секційні (розділ накладні витрати), що складаються з регенераційних (RSOH) і мультиплексних (MSOH) заголовків;

Тема маршруту високого рівня (високого порядку РОН - НО-РОН), використовуваний для контейнерів VC-4/VC-3.

Тема маршруту низького рівня (Low-порядку РОН - LO-РОН), використовуваний для контейнерів VC-2/VC-1.

Тема маршруту РОН виконує функції контролю параметрів якості передачі контейнера. Він супроводжує контейнер за маршрутом прямування від точки формування до точки розформування. Структура і розмір заголовка РОН визначаються типом відповідного контейнера.

Заголовки використовуються для:

Кадрової (циклової) ідентифікації кадру STM-1;

Моніторингу помилки через генерування кодів паритету. Для того, щоб здійснювати моніторинг сигналу STM-N здійснюється процедура "паритету вставлених бітів" (БІП);

Місцезнаходження помилок на тракті, секції мультиплексування та секції регенерації;

Організації ліній службового зв'язку і ліній передачі даних;

Передачі інформації між TMN (передача керування мережею) - мережею управління і різними елементами мережі.

4. ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ОВ

Визначення показника заломлення оболонки ОВ використовуємо формулу:

Де - показник заломлення серцевини;

-показник заломлення оболонки;

- відносна різниця показників заломлення серцевини і оболонки;

Після перетворення отримуємо:

                                     (4,2)

Де - показник заломлення серцевини;

-показник заломлення оболонки;

- відносна різниця показників заломлення серцевини і оболонки;

=1,472-0,008*1,472=1,46

Числова апертура в волоконних оптичних системах - максимальний кут між віссю і променем, для якого виконуються умови повного внутрішнього відбиття при поширенні оптичного випромінювання по волокну. Вона характеризує ефективність введення світлових променів в оптичне волокно і залежить від конструкції волокна. Числова апертура дорівнює добутку показника заломлення середовища між предметом і об'єктивом на синус апертурного кута.

Саме ця величина найбільш повно визначає одночасно світлосилу, роздільну здатність об'єктива мікроскопа. Для збільшення числової апертури об'єктивів в мікроскопії простір між об'єктивом і покривним склом заповнюють імерсійною рідиною. Числова апертура визначається за формулою

= 0,19

Нормована частота визначається виразом:

Де - довжина хвилі, мкм.

Цей параметр визначає число мод, що поширюються по ОВ. Якщо 0<V<2495, то режим роботи волокна одномодовий, якщо V> 2405 - багатомодовий.

≤(2,405*1,55)/(2π*0,19)=3,124 мкм

Отримане значення округляємо до мікрометрів, так як виготовити ОВ з вищою точністю неможливо (a = 3 мкм).

Чим менше діаметр серцевини ОВ, тим менше число мод може розповсюджуватися по ньому і тим менша розширення отримують оптичні імпульси. Відповідно збільшується коефіцієнт широкополосности ОВ.Таким чином, ООВ можуть передавати більш широкополосні сигнали, ніж МОВ.

Число мод у багатомодовим оптичному волокні.Загальне число мод в МОВ з діаметром серцевини 2α, заданої числовий апертурою на робочій довжині хвилі λ визначаються через нормовану частоту виразом вигляду

У розрахунках М може виявитися дробовим числом. в той час як число мод в волокні буває тільки цілим. При цьому це число мод може становити від однієї до тисячі мод.

Звертає на себе увагу той факт, що в волокні з градієнтним ППП з тими ж значеннями діаметра серцевини, показників заломлення и , исло мод приблизно 2 рази менше, ніж в ОВ із ступінчастим ППП.

Радіус модового поля визначається за формулою

ω=3/=2,62 мкм

Критична частота ОВ, при якій поширюється тільки один тип волокна, визначається за формулою:

Де С - швидкість світла.

Розрізняють довжину хвилі відсічення в волокні і довжину хвилі відсічення в продовженні кабелі . Перша  відповідає слабо напруженого волокну, і для східчастого ООВ вона визначається виразом вигляду

Друга-відповідає напруженому ОВ. На практиці ОВ в прокладеному або підвішеному на опорах кабелі має велике число вигинів. Крім того, сильні викривлення маються на ОВ, покладених в касети муфт і проміжних з'єднувачі на об'єктах зв'язку. Все це веде до придушення побічних мод і зрушенню  в бік коротких довжин хвиль в порівнянні . Різниця між  і  можна оцінити лише експериментальним шляхом.

5. ВИЗНАЧЕННЯ ВТРАТИ ОВ

Коєфіціент загасання λ обумовлена власними і додатковими втратами виникають в процесі виробництва ОВ, збірки і прокладки ОК

Власні втрати, у свою чергу, складаються з наступних складових:

Втрат на релєєвське розсівання ;

Втрат у матеріалі (на поляризацію матеріалу) ;

втрата за рахунок поглинання в інфрачервоних області ;

втрати на іонах ОН .

Релєєвські втрати визначаються за формулою:

Втрати по поляризації матеріалу визначаються відношенням:

Втрати в інфрачервоній області визначаються за формулою:

=

=

Втрати іонах ОН визначені і становлять на довжині хвилі 1550 нм 0,03

Експериментально встановлений, що додаткові втрати в ОВ приблизно составлют третину від власних:

6. РОЗРАХУНОК ДИСПЕРСІЇ СИГНАЛУ

Дана дисперсія викликана наявністю спектру частот у джерела випромінювання, характером діаграми спрямованості і його некогерентного. Хроматична дисперсія, у свою чергу, ділиться на матеріальну, хвилеводних і профільну (для реальних волокон).

Матеріальна дисперсія, або дисперсія матеріалу, залежить (для прозорого матеріалу) від частоти (або довжини хвилі) і матеріалу ОВ, в якості якого, як правило, використовується кварцове скло. Дисперсія визначається електромагнітним взаємодією хвилі з пов'язаними електронами матеріалу середовища, яке носить, як правило, нелінійний (резонансний) характер і лише далеко від резонансів може бути описано з прийнятною точністю, наприклад, рівнянням Селлмейера.

Даний вид дисперсії проявляється в реальних оптичних волокнах, які можуть бути регулярними (наприклад, з регулярною, спіральної структурою), нерегулярними (наприклад, нерегулярне зміну кордону розділу ППП), неоднорідними (наприклад, наявність сторонніх часток).

До основних причин виникнення профільної дисперсії відносяться поперечні і поздовжні малі відхилення (флуктуація) геометричних розмірів і форми волокна, наприклад: невеликий еліптичності поперечного перерізу волокна; зміну кордону профілю показника заломлення (ППП); осьові і внеосевой провали ППП, викликані особливостями технології виготовлення ОВ.

Поздовжні флуктуації можуть виникати в процесі виготовлення ОВ і ОК, будівництва та експлуатації ВОЛЗ. У ряді випадків профільна дисперсія може зробити істотний вплив на загальну дисперсію. Профільна дисперсія може з'являтися як в багатомодових, так і в одномодових ОВ.

Фірма Corning використовує наступний метод визначення питомої хроматичної дисперсії. Вимірюються затримки за часом при поширенні коротких імпульсів світла у волокні довжиною не менше 1 км. Після отримання вибірки даних для декількох довжин хвиль з діапазону інтерполяції (800-1600 нм для MMF, 1200-1600 нм для SF і DSF), робиться повторна вибірка виміру затримок на тих же довжинах хвиль, але тільки на короткому еталонному волокні (довжина 2м). Часи затримок, отриманих на ньому, віднімаються з відповідних часів, отриманих на довгому волокні, щоб усунути систематичну складову помилки. Хроматична дисперсія пов'язані з удільної хроматичної дисперсією простим співвідношенням tchr (l) = D (l) · Dl, де Dl - ширина спектру випромінювання джерела. До зменшення хроматичної дисперсії веде використання більш когерентних джерел випромінювання, наприклад лазерних передавачів (Dl ~ 2 нм), і використання робочої довжини хвилі ближчою до довжини хвилі нульової дисперсії

Коефіцієнт хроматичної дисперсії для східчастих волокон і волокон зі змішаною дисперсією розраховується за формулою:

Де  коєффіціент потоку дісперсіооной кривої;

;

- довжина хвилі нульової дисперсії;

=1,301 мкм.

7. РОЗРАХУНОК ДОВЖИНИ РЕГЕНЕРАЦІЙНОЇ ДІЛЯНКИ

Довжина ОК, на якій можна передавати промодулірованний оптичний сигнал, обмежена загасанням. Загасання характерно як для аналогових, так і для цифрових сигналів. Існує кінцеве значення для відстані, яке може пройти сигнал без підсилення або відновлення. Загасання зростає із збільшенням частоти сигналу і подовженням кабелю передавальної середовища. Тип кабелю в даному випадку також має значення. Наприклад, якщо частота сигналу залишається незмінною, в відгалужувальними кабелі (drop cable) з діаметром перетину 22 загасання буде меншим, ніж у відгалужувальними кабелі тієї ж довжини з діаметром перетину 26. Чим менше діаметр перетину кабелю, тим надійніше кабель.