To‘lqin uzunligi bo‘yicha ajratilgan tout apparaturasi bilan jihozlangan regeneratsiyalash seksiyasi uzunligini hisoblash va aloqani tashkil etish

Kuchaytirish uchastkalari uzunligini hisoblash


Optik kanalga kiritiladigan so‘nish bo‘yicha kuchaytirgichlar orasidagi masofaning maksimal uzunligini baholaymiz. Kuchaytirish uchastkasida har biri α_aj = 0,5 dB so‘nishli n_aj = 2 ta ajraladigan ulagich mavjud deb taxmin qilamiz. Standart bir modali optik tolali kabelning o‘rtacha so‘nish koeffisienti
α_к=0,22 dB/km. Tolali optik kabelning qurilish uzunligi l_qur=2 km, ajralmaydigan ulagichlardagi o‘rtacha so‘nish α_aj.y=0,03 dB ga teng deb qabul qilamiz. So‘nish koeffisientining ekvivalent qiymati


_ekv.k = _к + α_aj.y/l_qur = 0,22 + 0,03/2 = 0,235 dB/km

ni tashkil etadi.

Tolali optik kabeldagi so‘nishning kompensasiyasi nuqtai nazaridan kuchaytirgichlar orasidagi masofaning maksimal uzunligini formuladan kuchaytirgichning g = (25…30) dB kuchaytirishida baholaymiz:

L_kuch.max= = 102…123 km.

Topshiriq bo‘yicha uzatish liniyasining umumiy uzunligi 390 km ni tashkil etadi, shu tarzda kuchaytirish uchastkalarining soni N_ku = 4 bo‘lishi kerak. KChOP va OQ-B orasidagi oxirgi uchastka uzunligi topshiriq bo‘yicha 390 - 190 = 200 km (optik tola turi bo‘yicha kuchaytirgichlar orasidagi nominal uzunlik 80, 120 va 160 km larni, regeneratorlarsiz umumiy uzunligi esa 360 km va 640 km ni tashkil etadi). Shuning uchun oxirgi uchastka uzunligini 100 km dan ikki uchastkaga bo‘lib, optik kuchaytirgich joylashtiramiz.
Ri nuqtada 4-uchastkaning shovqin quvvatini hisoblaymiz.
Shovqin sathi quyidagini tashkil etadi:


P_sh.4 = р_q.q – р_chiq + а₄ + р_sh.kir = -7 - (+5) + (100 · 0,235 + 1) + (-52) = -39,5 dBq,


bu yerda p_sh.kir = -58 + nf = -58 + 6 = -52 dBq - koeffisientining tipli qiymatli nf 6 dB kirishga joylashtirilgan optik kuchaytirgichning shovqin sathi.
Ri nuqtada 4 - kuchaytirish uchastkasining shovqin quvvati


Ri nuqtada 3-uchastkaning shovqin quvvatini hisoblaymiz.
Shovqin sathi quyidagini tashkil etadi:


p_sh.3 = р_q.q – р_chiq + а₃ + р_sh.kir = -7 - (+5) + (100 · 0,235 + 1) + (-52) = -39,5 dBq.


Ri nuqtada 3 - kuchaytirish uchastkasining shovqin quvvati


P_sh.3 = dec (0,1· р_sh.3) = 10 ^{0,1· (-39,5)} = 1,12 · 10^-4 mVt = 112 nVt.


OQ-A va KChOP orasidagi 190 km uzunlikli trassada optik kuchaytirgichlarni joylashtirish uchun mos keladigan aholi yashaydigan punktlarni aniqlaymiz. Mos ravishda 1inchi, 2-chi kuchaytirish uchastkalarining uzunligi 130, 60 km larni tashkil etadi.
2-kuchaytirish uchastkasining R_i nuqtada shovqin sathi va quvvatlarini hisoblashda kirish/chiqish multipleksorining filtridagi qiymati 16 dB gacha bo‘lgan so‘nishni e’tiborga olish kerak:


p_sh.2 = р_q.q - р_chiq+ а₂+ р_sh.kir = -7- (+5) + (60 · 0,235 + 1 + 16 ) + (-52) = -30,9 dBq,


P_sh.2 = 10 ^{0,1· (- 30,9)} = 813 nVt.


1-kuchaytirish uchastkasining uzunligi 130 km ga teng, bu L_kuch.max= 123 km ruxsat etilgan maksimal qiymatdan katta. Shuning uchun ikkinchi uchastkaning EDFA oraliq kuchaytirgich kirishida dastlabki kuchaytirgich sifatida raman kuchaytirgichini joylashtirish zarur, u shovqindan himoyalanganlikni amaliy kamaytirmay kirish signallarining sathini oshirish xususiyatiga ega.
1-kuchaytirish uchastkasining so‘nishi 130 · 0,235 + 1 = 31,55 dB ni tashkil etadi. Raman kuchaytirgichining kuchaytirishini 5,9 dB ga teng deb belgilaymiz, u holda g₁ = 31,55 – 5,9 = 25,65 dB < 30 dB.


p_sh.1 = р_q.q - р_chiq+ а₁+ р_sh.kir = -7- (+5) + (130 · 0,235 + 1 – 5,9) + (-52) = - 38,35 dBq,


P_sh.1 = 10 ^{0,1· (-38,35)} = 0,146 ·10^-5 mVt= 146 nVt.


Shu tarzda, R_i nuqtada barcha kuchaytirish uchatkalaridan yuzaga keladigan umumiy shovqin quvvati:


Р_{sh. Σ} = Р_sh.1 + Р_sh.2 + Р_sh.3 + Р_sh.4 = 146 + 813 + 112 + 112 = 1183 nVt.


Bu nuqtada ruxsat etiladigan shovqin quvvati quyidagicha aniqlanadi:


Р_{sh. Σ.max} = dec [0,1· (р_q.q - А_him)] = 10 ^{0,1· (-7- 20)} = 1,995 · 10^-3 mVt = 1995 nVt.


Shu tarzda, berilgan OSShN 10 lg (1995/1183) = 2,27 dBq zahira bilan bajariladi.
Liniyada NRZ kodi qo‘llanilganda regeneratsiyalash uchastkasidagi umumiy dispersiyaning ΔT_max - maksimal ruxsat etilgan qiymati ΔT_max ≤ 0,7/B munosabatdan aniqlanadi.


B = 2,5 Gbit/s uchun


ΔT_max ≤ 0,7/2,5·10⁹ = 0,28 ns.


Standart tolaning 1550 nm diapazonda dispersiya parametri 18 ps/nm·km ni tashkil etadi.
To‘lqin uzunligi bo‘yicha ajratilgan tolali optik uzatish tizimi apparaturalarida qo‘llaniladigan lazer diodlarning -20 dB Δ -20 sath bo‘yicha nurlanish spektrining kengligi 20 GHz dan katta bo‘lmasligi kerak (Δ -20 = 20/125=0,16 nm).
L_-3 = -3 dB sath bo‘yicha L nurlanish spektrining kengligini aniqlaymiz. Adabiyotlarda lazer diod nurlanish spektrining approksimasiya formasi Gauss egriligi y(x) = exp [-x2 /(2 σ2 )] bilan qabul qilingan. Ko‘rsatish mumkin:


,

bu yerda М = 0,1·ln10 0,23.

L_i = -3 dB, L_j = -20 dB, = , = deb hisoblab, quyidagiga ega bo‘lamiz:
= /2,58 = 0,16/2,58 = 0,062 nm;
Δ _-3 = 125 · 0,062 = 7,75 GHz.


Berilgan L_{reg. uch} =390 km uzunlikda umumiy dispersiya
ΔT = D_tola·L_{reg. uch}· = 18·390·0,062 = 435 ps = 0,435 ns > ΔT_max = 0,28 ns ni tashkil etadi.
Dispersiyani kompensasiyalovchi DCF tolaning dispersiya parametrining tipik qiymatiga DDCF=-340 ps/nm·km va so‘nish koeffisienti DCF =1,56 dB/km ga ega.
EDFA kaskadlari orasida joylashgan, dispersiyani kompensasiyalovchi modullardagi DCF tolaning umumiy uzunligi

L₂ = = = 20,63 km

ga teng bo‘lishi kerak

DCF tolaning so‘nishi 20,63 · 1,56 = 32,18 dBq ni tashkil etadi.
Bunday so‘nish qiymati butun kuchaytirish uchastkasining so‘nishi bilan taqqoslanadigan darajada bo‘lgani uchun, so‘nishni bir necha kuchaytirish uchastkalari o‘rtasida taqsimlash kerak. Loyihalashtirilayotgan regeneratsiya uchastkasida ikkita dispersiyani kompensasiyalovchi modulni o‘rnatish (masalan 2 inchi va 4 inchi kuchaytirish uchastkalarida) maqsadga muvofiq.