Лабораторно-практическая работа №15.
Тема: Расчет затухания сигнала на линиях проводного
вещания
Цель
лабораторно-практической работы: определить
уровень затухания электрического сигнала при различных структурах сети
проводного вещания
Задача
лабораторно-практической работы: Участок
имеет протяженность 140 км.
Строительная длина кабеля 4 км. Число разъемных соединителей на ст.Василевичи- Жидковичи-4, на ст.
Калинковичи 2 соединителя;
Определить
расчет затухания на протяжении всего
участка и рассчитать затухание сигнала при прохождении сигнала через
весь участок регенерации.
1.Краткое
теоретическое описание
Оптический сигнал по мере распространения в
оптоволокне затухает. Потери светового излучения в оптическом волокне можно
разделить на:
-Потери на поглощение в инфракрасной области
спектра, обусловленные хвостами резонансов атомов в кристаллической решетке;
-Потери на поляризацию оптического сигнала
материалом световода;
-Потери на рассеяние Релея, определяющееся главным
образом неоднородностями показателя преломления, которые возникают в процессе
варки стекла, а также изменении размеров поперечного сечения ОВ, образованием
неровностей на границе сердцевина-оболочка;
-Потери за счет наличия примесей возникают за счет
поглощения энергии на резонансных частотах ионами примесей (в большей степени
ионами гидроксильной группы ОН- и ионами металлов Fe2+, Cu2+, Cr3+). При этом в
области резонансов собственных колебаний ионов примесей имеют место всплески
поглощения.
-Дополнительные потери на микроизгибах оптоволокна;
-Потери в защитной оболочке возникают за счет того,
что при полном внутреннем отражении часть энергии просачивается во внешнее
пространство, окружающее ОВ и затухает по экспоненциальному закону;
-Потери термомеханического характера, обусловленные
различием в температурных коэффициентах удлинения стекла и материала защитной
оболочки, в силу чего в ОВ появляются внутренние механические напряжения,
приводящие к увеличению затухания оптических сигналов.
-Потери в местах сварки строительных длин кабеля
(неразъёмных соединений, сростках) и в разъёмных соединениях.
Необходимо также учитывать ухудшение характеристик
компонентов участка трассы со временем.
Исходя из вышеприведенных положений, для инженерных
расчетов применяют следующую формулу, которая с достаточной точностью позволяет
определить затухание кабельной магистрали:
где L
- длина кабеля, км;
a -
коэффициент затухания в световодах, дБ/км;
nср - число сростков (неразъёмных соединителей);
αср -
затухание в сростках (равно 0,02 дБ), дБ;
nрс - число разъёмных соединителей;
αрс -
затухание в разъёмных соединителях, дБ;
αt -
допуск на температурные изменения затухания оптического волокна, дБ (для
территорий СНГ данным параметром пренебрегают);
αз - эксплуатационный
запас (принимается равным от 6 до 10 дБ), дБ.
Минимальное количество сростков на регенерационном
участке определяется как:
где
Lстр - строительная длина кабеля, км.- длина участка, км.
2.Порядок
выполнения лабораторно-практической работы:
Расчет затухания будем производить для заданного
участка. Этот участок Василевичи - Калинковичи - Жидковичи. Данный участок
имеет протяженность 140 км.
Примем строительную длину кабеля равной 4 км.
Произведем расчет количества сростков
Максимально допустимая длина регенерационного
участка определяется чувствительностью системы передачи и рассчитывается по
формуле
где
Эmax - максимальная энергетический потенциал ВОЛС, определяется
характеристиками аппаратуры, примем данную характеристику равной 33 дБ, для
выбранной аппаратуры.
αз -
эксплуатационный запас в ВОЛС, необходимый для компенсации потери мощности
сигнала, связанной с проведением ремонтных и дополнительных работ на кабеле,
ухудшением параметров оптического волокна и аппаратуры приема-передачи, а также
других отклонений параметров участка в процессе эксплуатации;рс - число
разъёмных соединителей, применим 4 разъемных соединителя, на каждой станции, на
ст. Калинковичи 2 соединителя;
αрс -
затухание в разъёмных соединителях, αрс = 0,3 дБ;
αсв -
коэффициент затухания в световодах.
В
качестве оптоволоконного кабеля будем использовать ОКБ - М. Он имеет затухание:
на
длине волны 1,31 мкм - < 0,35 дБ/км
на
длине волны 1,55 мкм - < 0,22 дБ/км;
Произведем
расчет для длины волны 1,31 мкм
αср -
затухание в сварных соединениях (сростках);
αt -
допуск на температурные изменения затухания оптического волокна, дБ. Допуском
на температурные изменения в расчетах для климатической зоны Республики
Беларусь будем пренебрегать. Таким образом, получим
км
Произведем
расчет количества оптических усилителей по формуле:
Таким образом, как видно из расчетов, необходимое
число регенераторов равно 2.
Произведем
расчет затухания на протяжении всего участка:
Рассчитаем
затухание сигнала при прохождении сигнала через весь участок регенерации:
Нарисуем
структурную схему участка с изображенными на ней регенераторами и сростками
кабеля. Схема участка приведена на рисунке 11.
Рисунок 11 - Схема участка
3.Контрольные
вопросы
1.По какой
формуле определить
затухание кабельной магистрали?
2.Потери
светового излучения в оптическом волокне как разделится?
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.