Uzatishning sifat ko‘rsatkichlariga qo‘yiladigan talablar

Uzatishning sifat ko‘rsatkichlariga qo‘yiladigan talablar
Kelgusida optik kanallarni multiservisli tarmoqlarning raqamli signallarni uzatish uchun ishlatilishini hisobga olgan holda, shuningdek
to‘lqin uzunligi bo‘yicha ajratilgan tolali optik uzatish tizimi apparaturasi qabul qilgichining
Кxat = (BER)=10-12
xatolik koeffisientida sezgirlik sathi Psezg = -12 dBq dan oshmasligi kerak. Hisoblashlarni amalga oshirish mo‘ljallanayotgan regeneratsiyalash
uchastkasi uchun talab etiladigan xatolik koeffisientini Kxat deb
olamiz.
5
= 10-12
Тopshiriqni bajarish bo’yicha hisoblashlar.
Sath diagrammasining xarakterli nuqtalarini va Ri nuqtada OSShN ning minimal ruxsat etilgan qiymatini hisoblash
To‘lqin uzunligi bo‘yicha ajratilgan tolali optik uzatish tizimining regeneratsiyalash uchastkasi uzunligi energetik yoki dispersion parametrlar bilan chegaralanishi mumkin. Nisbatan katta bo‘lmagan seksiya uzunligini (390 km) va quyi tezlikli uzatishni (2,5 Gbit/s) qo‘llanilishini hisobga olib, dispersiya parametrini normaga solish, ba’zi kuchaytirish punktlariga dispersiya kompensatorlarini kiritish orqali amalga oshiriladi deb hisoblaymiz. Energetik parametrlar bo‘yicha hisoblashlarni olib boramiz.
Apparaturaning quvvat kuchaytirgichi (QK) chiqishida guruhli signalning maksimal chiqish sathining tipik qiymati 14.2-jadvaldan aniqlanadi.
Рchiq.gr= +20 dBq < +27 dBq
Optik kanallar soni Nok=32 da har bir kanal sathi guruhli signal sathidan 10lg32=15 dB ga kichik bo‘lishi kerak. Shu tarzda kanal bo‘ylab chiqish sathi
pchiq = 20 - 15 = +5 dBq
ni tashkil etadi.
Kuchaytirish uchastkasida optik kanalning kirish sathining ruxsat etilgan qiymati, Ri qabul qiluvchi nuqtada hamma uchastkalardan yig‘ilgan yig‘indi shovqinga i-nchi uchastkaning qo‘shadigan hissasi bilan aniqlanadi. Uchastkalar qo‘shadigan hissani taqsimlash loyihalashtirish jarayonida optik kuchaytirgichilarni joylashtirish joyini tanlash yo‘li bilan bajariladi.
6
To‘lqin uzunligi bo‘yicha ajratilgan TOUT traktida quvvatning me’yorlashtiriladigan sathlari
|
|
|
|
|
|
|
|
14.2 – jadval
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Quvvat
|
|
Traktning
|
|
|
Optik kuchaytirgichlar
|
sathi,
|
me’yorlashtirish nuqtalari
|
|
|
|
|
|
|
dBq
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uzi
|
Guz,
|
Gqq
|
Qq'
|
Uzatishda-
|
Oraliq
|
Qabul
|
|
|
Uz'
|
|
|
gi
|
|
|
qilishdagi
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kir.
|
chiq.
|
kir.
|
chiq.
|
kir.
|
chiq.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Minimal
|
-5
|
≤+27,0
|
≤+1,0
|
≤+10
|
-17,5
|
+3,5
|
-36,0
|
+3,5
|
-36,0
|
-10,0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Maksimal
|
+3
|
|
|
|
+16,6
|
+27
|
+ 10,0
|
+27,0
|
+ 1,0
|
+ 17,0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ri nuqtada pqq optik signal sathi va OSShNdB (yoki Ahim shovqindan himoyalanganlik) ning ruxsat etiladigan qiymatlarini apparaturaning qabul qiluvchi qismining berilgan yoki o‘lchangan sezgirligidan kelib chiqqan holda olinadi.
Qabul qilgich sezgirligi – bu optik signalning minimal, absolyut o‘rtacha quvvat sathi, bunda berilgan xatolik koeffisienti o‘rinli.
Optik kanalning Qqi nuqtada sezgirlik sathi va yuklanish sathining qiymatlari 14.3-jadvalda keltirilgan qiymatdan yomon bo‘lmasligi kerak.
10-12 xatolik koeffitsientida sezgirlik va yuklanish sathlari
14.3-jadval
-
Xarakteristika nomi
|
Raqamli signalni uzatish tezligi
|
|
|
|
|
|
≤0,622
|
2,5 Gbit/s
|
10,0 Gbit/s
|
|
Mbit/s
|
|
|
|
|
|
|
10-12 xatolik koeffitsientida
|
-23
|
-15
|
-12
|
sezgirlik sathi, oshmasligi kerak,
|
|
|
|
dBq
|
|
|
|
|
|
|
|
10-12 xatolik koeffitsientida
|
-8
|
|
0
|
yuklanish sathi, kam bo‘lmasligi
|
|
|
|
kerak, dBq
|
|
|
|
|
7
|
|
|
=10-12
Kxat da sezgirlik sathi psezg 14.3-jadvalga muvofiq, 2,5 Gbit/s
tezlikli oqim uchun minus 15 dBq dan oshmasligi kerak.
= 1550 nm, Δλ = 0,1 nm = 0,1·10-9 m uchun
c
=
310
|
8
|
м / с
|
1,5510
|
6
|
м
|
= 193,4 · 1012 Hz;
ΔνK = С · Δλ / λ2 = 3·108 m/s · 0,1·10-9 m /(1,55·10-6 m)2 =12,5·109 Hz.
Ri nuqtada qabul qilish sathi qanchalik kichik bo‘lsa, umumiy shovqindan himoyalanganlikka fotoqabulqilgichning xususiy shovqinlari shunchalik katta ta’sir ko‘rsatadi. -3 < pq.q < -8 dBq uchun OSShNdB ning minimal ruxsat etiladigan qiymatini 20 dB ga teng deb qabul qilish mumkin. Agar Ri nuqtada optik signal sathi -8 dBq dan kichik etib o‘rnatilsa, unda minimal ruxsat etiladigan OSShN ni sezilarli tarzda oshirish kerak.
pқ.қ qiymati dastlabki kuchaytirgichning chiqish sathi va demultipleksor so‘nishining farqi hisoblanadi. Agar oxirgi qurilma OQ kirishida signal sathini +5 dB ga oshiruvchi optik kuchaytirgich o‘rnatilsa, u holda oxirgi multipleksorning 12 dB gacha so‘nishida, pq.q = +5 - 12= -7 dBq (yoki katta).
Kuchaytirish uchastkalari uzunligini hisoblash
Optik kanalga kiritiladigan so‘nish bo‘yicha kuchaytirgichlar orasidagi
masofaning maksimal uzunligini baholaymiz. Kuchaytirish uchastkasida har biri
αaj = 0,5 dB so‘nishli naj = 2 ta ajraladigan ulagich mavjud deb taxmin qilamiz.
Standart bir modali optik tolali kabelning o‘rtacha so‘nish koeffisienti
αк=0,22 dB/km. Tolali optik kabelning qurilish uzunligi lqur=2 km,
ajralmaydigan ulagichlardagi o‘rtacha so‘nish αaj.y=0,03 dB ga teng deb qabul
qilamiz. So‘nish koeffisientining ekvivalent qiymati
ekv.k = к + αaj.y/lqur = 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:
8
Lkuch.max=
(25...30) 2
|
0,5
|
0,22
|
0,03
|
2
|
|
|
|
= 102…123 km.
Topshiriq bo‘yicha uzatish liniyasining umumiy uzunligi 390 km ni tashkil etadi, shu tarzda kuchaytirish uchastkalarining soni Nku = 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:
Psh.4 = рq.q – рchiq + а4 + рsh.kir = -7 - (+5) + (100 · 0,235 + 1) + (-52) = - 39,5 dBq,
bu yerda psh.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:
psh.3 = рq.q – рchiq + а3 + рsh.kir = -7 - (+5) + (100 · 0,235 + 1) + (-52) = - 39,5 dBq.
Ri nuqtada 3 - kuchaytirish uchastkasining shovqin quvvati
Psh.3 = dec (0,1· рsh.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 Ri nuqtada shovqin sathi va quvvatlarini hisoblashda kirish/chiqish multipleksorining filtridagi qiymati 16 dB gacha bo‘lgan so‘nishni e’tiborga olish kerak:
9
psh.2 = рq.q - рchiq+ а2+ рsh.kir = -7- (+5) + (60 · 0,235 + 1 + 16 ) + (-52) = - 30,9 dBq,
Psh.2 = 10 0,1· (- 30,9) = 813 nVt.
1-kuchaytirish uchastkasining uzunligi 130 km ga teng, bu Lkuch.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.
psh.1 = рq.q - рchiq+ а1+ рsh.kir = -7- (+5) + (130 · 0,235 + 1 – 5,9) + (-52) = - 38,35 dBq,
Psh.1 = 10 0,1· (-38,35) = 0,146 ·10-5 mVt= 146 nVt.
Shu tarzda, Ri nuqtada barcha kuchaytirish uchatkalaridan yuzaga keladigan umumiy shovqin quvvati:
Рsh. Σ = Рsh.1 + Рsh.2 + Рsh.3 + Рsh.4 = 146 + 813 + 112 + 112 = 1183 nVt.
Bu nuqtada ruxsat etiladigan shovqin quvvati quyidagicha aniqlanadi:
Рsh. Σ.max = dec [0,1· (рq.q - Аhim)] = 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 ΔTmax - maksimal ruxsat etilgan qiymati ΔTmax ≤ 0,7/B munosabatdan aniqlanadi.
B = 2,5 Gbit/s uchun
ΔTmax ≤ 0,7/2,5·109 = 0,28 ns.
10
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:
Li
|
|
ln( M | L
|
i
|
|)
|
|
|
|
|
|
Li
|
|
ln( M | L
|
j
|
|)
|
|
|
|
,
bu yerda М = 0,1·ln10
0,23.
Li = -3 dB, Lj ega bo‘lamiz:
= -20 dB,
|
Li
|
=
|
20
|
,
|
Lj
|
=3
|
deb hisoblab, quyidagiga
|
-
3
|
= 20 /2,58 = 0,16/2,58 = 0,062 nm;
|
|
Δ
|
|
-3 = 125 · 0,062 = 7,75 GHz.
|
|
|
|
Berilgan Lreg. uch =390 km uzunlikda umumiy dispersiya
ΔT = Dtola·Lreg. uch· = 18·390·0,062 = 435 ps = 0,435 ns > ΔTmax = 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 =
D23
=
= 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.
11
Loyihalashtirilayotgan regeneratsiya uchastkasida ikkita dispersiyani kompensasiyalovchi modulni o‘rnatish (masalan 2 inchi va 4 inchi kuchaytirish uchastkalarida) maqsadga muvofiq.
|