DATELE INIIALE: 1 Distana dintre staiile terminale: L=307 (km); 2 Sistemul de transmisiune a informaiei prin cablul optic: STM64 ;3 Lungimea de und a purttoarei optice: 1=1,55 i 2=1,3 (m);4 Bugetul energetic al STIFO: Q=34,0 (dBm);5 Tipul fibrei optice: monomod

6 Puterea emitorului optic: P=2,6 (mW);

7 Atenuarea n conectorul emitor-fibr: =4,5 (dBm);

8 Atenuarea jonciunii sudate fibr-fibr: =0,1 (dBm);

9 Atenuarea n conectorul fibr-receptor: =1,2 (dBm);

10 Atenuarea n conectorul demontabil: =0,5 (dBm);

11 Rezerva bugetului energetic al STICO: =4,0 (dBm);

12 Coeficientul de zgomot: =18 (dBm);13 Diametrul miezului optic al fibrei: d=2a=9 (m);

14 Indicele de refracie pentru miezul optic al fibrei: =1,5372 (m);15 Diametrul nveliului optic al fibrei: D=2b=125 (m);

16 Indicele de refracie pentru nveliul optic al fibrei: =1,5261;17 Limea liniei spectrale de emisie pentru emitor: =0,015 (nm);

18 Frecvena maximal de modulaie a emitorului:=14150 (MHz);

19 Frecvena de limit a fotodiodei: =13750 (MHz);

20 Valoarea admisibil a probabilitii erorii de regenerare a semnalului=710-9.

5. Calculul parametrilor fibrei cablului optic monomod i alegereacablului optic;1. Valoarea relativ a indicelui de refracie:

(5.1) 2. Apertura numeric i unghiul aperturic:

(5.2.1)

3. Frecvena normat:

,unde (1=1.3m) (5.3.1)

,unde (2=1.55 m) (5.3.2) 4. Frecvena critic (valoarea parametrului ce caracterizeaz tipul undei

P=2.405):

(5.4) 5. Lungimea de und critic:

(5.5) 6. Coeficientul de atenuare cauzat de polarizarea materialului miezului optic al fibrei:

(5.6.1)

(5.6.2)7. Coeficientul de atenuare cauzat de absorbia ionilor metalelor intermediare:

(5.7.1)

(5.7.2)8. Coeficientul cauzat de absorbia grupei de hidroxid OH:

(5.8)9. Coeficientul de atenuare cauzat de dispersia semnalului:

(5.9.1)

(5.9.2)

unde K=0.630.80 este coeficientul de dispersie pentru SiO2, iar - lungimea de und a purttoarei optice, n . 1. Coeficientul de atenuare sumar:

pentru lungimea de und =1,3.

(5.10.1)

pentru lungimea de und =1,55.

(5.10.2) 11. Dispersia kilometric material:

(5.11.1)

(5.11.2)unde M() este dispersia kilometric material specific pentru fibrele optice din SiO2, valorile creia sunt indicate n tabelul 5.1. Valorile dispersiilor kilometrice materiale specifice M() i ghidul de und specific B() pentru fibrele optice din SiO2:

12. Dispersia kilometric ghid de und:

(5.12)

(5.12)unde B() este dispersia kilometric ghid de und specific pentru fibrele optice din SiO2, valorile crora sunt indicate n tabelul 5.1. 13. Dispersia kilometric sumar:

(5.13.1)

(5.13.2)14. Banda de transfer kilometric pentru fibra optic monomod:

(5.14)

6. Determinarea lungimilor sectorului de regenerare pentru sistemele de transmisiune a informaiei prin cablul optic

La propagarea semnalului prin fibrele cablului optic are loc concomitent atenuarea amplitudinii impulsurilor datorit pierderilor i sporirea duratei impulsurilor cauzat de dispersie. Att atenuarea, ct i dispersia semnalului ce se manifest la propagarea lui prin fibrele cablului optic limiteaz distana de transmisiune a informaiei. Un parametru de baz al STIFO este lungimea sectorului de regenerare (amplificare) care reprezint distana maximal dintre utilajul de recepie i cel de emisie cu condiia asigurri calitii necesare de transmisiune (coeficientul de erori, raportul semnal/zgomot). Valorile coeficientului de erori sau raportul semnal/zgomot depind att de caracteristi-cile echipamentului (bugetul energetic ), ct i de parametri cablului optic (coeficientul de atenuare , dispersia kilometric ).

Bugetul energetic al echipamentului STIFO se determin ca diferena dintre nivelele puterii semnalului optic la emisie i la recepie , pentru care se asigur calitatea necesar de transmisiune a informaiei:

(6.1)n continuare vom analiza dou cazuri de limitare a distanei de transmisiune a informaiei prin cablu optic: n primul caz cnd predomin atenuarea semnalului i n al doilea caz cnd predomin dispersia semnalului care se propag prin cablul optic.

Limitarea distanei de transmisiune a informaiei prin cablul optic cnd predomin atenuarea semnalului.

Lungimile sectorului de regenerare (amplificare) maximal i minimal limitate de atenuare, se determin respectiv conform formulelor:

(6.2)

(6.3)

unde este bugetul energetic al echipamentului STIFO, n dBm; rezerva bugetului energetic prevzut pentru lucrrile de nlturare a deranjamentelor n procesul de exploatare a STIFO, n dBm; - atenurile corespunztoare, n conectoarele emitor-fibr, fibr-fibr i fibr-receptor, n dBm; - numrul de jonciuni sudate fibr-fibr; - coeficientul de atenuare a cablului optic la lungimea de und , n dBm/km; dBm gama dispozitivului de ajustare automat a nivelului puterii semnalului de recepie. Distana minimal de transmisiune a informaiei este condiionat de suprancr-carea modulului optoelectronic de recepie.

Dac pe parcursul sectorului de regenerare (amplificare) toate lungimile de construcie ale cablului optic sunt egale i posed aceeai valoare a coeficientului de atenuare, adic i atunci i formulele (6.2) pot fi transcrise sub forma:

(6.4)

(6.5)

Unde este lungimea de construcie a cablului optic, n km (se indic de productorul cablului optic).

Deseori tamburul cu cablul optic conine diferite lungimi de construcie i, de obicei, 70% din lungimile de construcie ale CO sunt de lungimea i 30% - de lungimea . Astfel, lungimea de construcie adiional al CO pe lungimea sectorului de regenerare va constitui

(6.6)

n practic sunt utilizate dou variante ale lungimilor de construcie a CO: prima variant - i ; a doua - i .

Sporirea lungimii sectorului de regenerare (amplificare) este posibil att prin alegerea echipamentului STIFO cu un buget energetic ct mai mare, ct i prin selectarea unui CO cu coeficientul de atenuare ct mai redus.

Limitarea distanei de transmisiune a informaiei prin fibra optic cnd predomin dispersia semnalului

Durata frontului impulsului dup parcurgerea lungimii sectorului de regenerare, adic la intrarea utilajului de recepie este:

(6.7)

unde - sunt sporirile duratei frontului impulsului corespunztor n MOE, n FO i MOR. Durata frontului impulsului la sfritul lungimii sectorului de regenerare nu trebuie s depeasc valoarea admisibil pentru viteza de transmisiune a informaiei i tipul codului lineic utilizat.

(6.8)

unde este durata intervalului unitar (secund) pentru viteza de transmisiune a simbolurilor n linie. Dac condiia (6.8) nu se ndeplinete, atunci are loc suprapunerea impulsurilor, care se numete zgomot de interferen ntre simboluri. Zgomotul de interferen ntre simboluri aduce la sporirea probabilitii erorii de regenerare.

Durata frontului impulsului la ieirea MOE depinde de rapiditatea de funcionare a EO i de lrgimea benzii amplificatorului de pompaj. n calcule, n calitate de poate fi luat mrimea invers proporional frecvenei maximale de modulaie, valoarea cruia, de obicei, se indic n paaportul EO. Cu condiia c impulsul se descrie conform formei distribuirii Gauss durata frontului impulsului este aproximativ egal cu

(6.9)

unde - frecvena maximal de modulaie a EO, n MHz.

La propagarea semnalului prin fibrele CO cu lungimea v-a spori durata frontului impulsului care poate fi determinat de expresiile

(6.10)

(6.11)

unde: este dispersia kilometric sumar a semnalului ce se propag prin fibrele CO, n

; - sunt corespunztor componentele dispersiilor kilometrice modale,

material i ghid de und, n .Sporirea duratei frontului impulsului n MOR, adic dispersia cauzat de dispozitivul de recepie se determin conform expresiei

(6.12)

unde - este lrgimea benzii de transfer al MOR conform nivelului puterii semnalului 0,5, n MHz (care aproximativ este egal cu valoarea frecvenei de limit a benzii de transfer pentru fotoreceptor ).

Pentru combinaia concret a echipamentului STIFO cablul optic exist o vitez de transmisiune critic (maxim admisibil), a simbolurilor n linie care se determin conform expresiei:

(6.13)

Unde: este coeficientul de atenuare al CO, n ; - este dispersia kilometric sumar a semnalului fibrele CO, n ; , n

Pentru vitezele de transmisiune mai mari dect viteza de transmisiune critic (>) distana de transmisiune a semnalului informaional este limitat de distorsiunile cauzate de dispersie i atunci lungimea maximal a sectorului de regenerare se calculeaz conform relaiei

(6.14)

n cazul cnd viteza de transmisiune a STIFO este mai mic sau egal cu viteza de transmisiune critic () distana de transmisiune semnalului informaional este limitat de atenuarea lui i lungimile sectorului de regenerare maxim i minim corespunztor se determin conform relaiilor (6.4) i (6.5).

Sporirea lungimii sectorului de regenerare este posibil att prin alegerea echipamentului de emisie i recepie al STICO cu rapiditatea de funcionare sporit, ct i prin selectarea CO cu dispersie kilometric ct mai redus.

Amplasarea punctelor de regenerare deservite (PDR) i nedeservite (PRN) este efectuat reieind din datele tehnice ale STIFO, amplasarea localitilor, lungimile maxime i minime ale sectorului de regenerare, necesitile de alimentare cu energie electric a PRD i PDN, iar numrul lor pe traseul traficului lineic se determin conform relaiei

(6.15)

Unde este distana dintre staiile terminale, n ; - lungimea sectorului de regenerare, n unde (). Rezultatul obinut pentru numrul punctelor de regenerare se aproximeaz prin majorare pn la un numr ntreg.

6.1 Calculul lungimilor sectorului de regenerare pentru sistemele de transmisiune a informaiei prin cablul optic

1. Determinarea vitezei de transmisiune critic a simbolurilor n linie:

(6.1.1)

(6.1.2)unde:

(6.1.3)2. Determinarea lungimii maxime i lungimii minime a sectorului de regenerare:Verificm ndeplinirea urmtoarei condiii:

B B (6.2.1) Pentru STM-1 viteza de transmisiune este: B=155.52 (Mbps), deci, rezult c se respect condiia (6.2.1), i avem:9.953(Gbps) 20(Gbps) 70(Gbps) (6.2.2)

Lungimile sectorului de regenerare maximal i minimal , limitate de atenuare se determin respectiv conform formulelor: ,km (6.2.3) ,km (6.2.4)

unde l este lungimea de construcie a CO (se indic de productorul CO).

Deseori tamburul cu CO conine diferite lungimi de construcie i, de obicei, 70% din lungimile de construcie ale CO sunt de lungimea li 30% - de lungimea l. Astfel, lungimea de construcie aducional l a CO pe lungimea sectorului de regenerare o determinm astfel:

(6.2.5)

(6.2.6)

unde l=2 (km) i l=1 (km) sau l=6 (km) i l=4(km).Unde pentru STM 64 avem

Alegem prima variant i obinem:

Pentru 1=1.3m obinem:

(6.2.7)

(6.2.8) Pentru 2=1.55m obinem:

(6.2.9)

(6.2.10)Alegem a doua variant i obinem:

Pentru 1=1.3m obinem:

(6.2.11)

(6.2.12)

Pentru 2=1.55m obinem:

(6.2.13)

(6.2.14)

3. Calculul duratei frontului impulsului la ieirea modulului optoelectronic de emisie:

(6.3)

unde F este frecvena maximal de modulaie a emitorului optic.1. Determinarea duratei frontului impulsului la propagarea semnalului prin fibra optic : Pentru 1=1.3m obinem:

(6.3.1)

(6.3.2) Pentru 1=1.55m obinem:

(6.3.3)

(6.3.4) unde este dispersia kilometric sumar a semnalului.5. Determinarea duratei frontului impulsului n modulul optoelectronic de recepie:

(6.4)

unde F este lrgimea benzii de transfer al MOR conform nivelului puterii semnalului 0.5, i care aproximativ este egal cu valoarea frecvenei de limit a benzii de transfer pentru fotoreceptor F.6.Determinarea duratei frontului impulsului la sfritul sectorului de regenerare:

(6.5)

(pentru 1=1.3m)

(6.6)

(pentru 1=1.55m)

unde - sunt sporirile duratei frontului impulsului corespunztor n modulul optoelectronic de emisie (MOE), n fibra optic (FO) i modulul optoelectronic de recepie (MOR).7. Verificarea condiiei c durata frontului impulsului la sfritul sectorului de regenerare nu trebuie s depeasc valoarea admisibil:

Durata frontului impulsului la sfritul lungimii sectorului de regenerare nu trebuie s depeasc valoarea admisibil pentru viteza de transmisiune a informaiei B i tipul codului lineic utilizat, adic trebuie s se respecte condiia (6.7.1):

(6.7.1)unde T este durata intervalului unitar (secunda) pentru viteza de transmisiune B a simbolurilor n linie, i se determin conform relaiei (6.7.2):

(6.7.2) Verificm respectarea condiiei:

(6.7.3) Observm c att pentru codul lineic RZ, ct i pentru codul NRZ condiia (6.7.1) se respect. Rezult c n sistemul dat de tranmisiune se vor folosi ambele coduri.

7. Determinarea valorii probabilitii erorii de regenerare a semnalului la recepie 1. Determinarea puterii i nivelului puterii zgomotului termic:

(7.1.1)unde:

k= - constanta Boltzman;T=300 (K) temperatura absolut;F lrgimea benzii de frecven.

(7.1.2) 2. Determinarea puterii i nivelului puterii zgomotului de alice: Pentru 1=1.3m obinem:

(7.2.1)unde:

(J/Hz) constanta Plank; frecvena purttoarei optice;

C (m/s) viteza luminii n vid; lungimea de und a purttoarei optice.

(7.2.2) Pentru 2=1.55m obinem:

(7.2.3)

(7.2.4)3. Determinarea nivelului puterii zgomotului sumar:

(7.3)unde: pzg.t-nivelul puterii zgomotului termic;

F - nivelul coeficentului de zgomot.4. Determinarea nivelului puterii semnalului injectat n traficul lineic:

(7.4)2. Determinarea pierderilor n traficul de linie: Pentru 1=1,30m obinem:

(7.5.1) Pentru 2=1.55m obinem:

(7.5.2)3. Determinarea valorii de protecie a semnalului informaional de zgomot:

(7.6)pentru 1=1,3m.

pentru 2=1.55m. unde:

A - valoarea de protecie a semnalului informaional de zgomot;

p - nivelul puterii semnalului injectat n traficul lineic;

p - nivelul puterii zgomotului sumar la recepia semnalului informaional.4. Determinarea valorii probabilitii erorii de regenerare a semnalului:

(7.7.1) Unde x se calculeaz dup relaia:

(7.7.2)

deci (7.7.3) Comparm Per.adm cu Per :Per.adm =710-9 iar Per=10-19,86 astfel Per.adm >Per . Observm c sistemul posed o probabilitate de eroare de regenerare a semnalului la recepie mai mic dect cea admisibil, rezult c sistemul poate sa-i efectueze atribuiile de serviciu.