Файл: 2. 3 Конфигурация оборудования системы dwdm.docx

(3.2)
где А – энергетический потенциал системы передачи или интерфейса (общее затухание секции при максимальной дисперсии):
А = Р_пер – Р_пр;(3.3)
где Э₁ – запас эксплуатации на аппаратуру (значение Э1 заложено в Р_пер);

Э₂ – запас эксплуатации на кабель 0, 2 дБ на 100 км (с учетом, что на 100км случится не более 5 повреждений в год за 20 лет эксплуатации);

α_ст – потери на разъемных и неразъемных соединениях, α_ст=0, 03 дБ/стык;

α_мки + α_мк = 1 дБ/100 км – потери на макро- и микроизгибах;

F(δα) – разброс затухания строительных длин (не учитывается);

α_К – среднее километрическое затухание кабеля, α_К =0, 22 дБ/км;

l_стр – строительная длина кабеля, l_стр = 4 км.

Минимально допустимая L_ру определяется, по этой же формуле, но при уменьшении энергетического потенциала системы на 20–26дБ.

Данные для расчёта:

Интерфейс уровня 10GE или STM-64 (согласно паспортных данных на оборудование).

Р_пер = 3 дБм, Р_пр = - 25 дБм;

А = 3 – (-25) = 28 дБ;

А_min = 28 – 26 = 2 дБ.

Вычисляем:

Э₂ = 0, 20, 934 = 0, 187 дБ;

α_мки + α_мк =10, 934=0, 934 дБ.

L_руmax = = 125, 2 км.

Минимальная длина участка регенерации L_ру определяют также по формуле (3.2), уменьшая в ней энергетический потенциал на величину D = 20 дБ – динамический диапазон регенератора:

L_руmin = = 32, 13 км.

Следовательно, на участках «Караганда – Сарань» и «Сарань – Абай» следует установить аттенюаторы оптического сигнала.

Количество оптических усилителей и аттенюаторов представлено в таблице 3.2.
Таблица 3.2 – Количество оптических усилителей

---

Отрезок	Протяженность, км	Оптические усилители, шт.	Оптические аттенюаторы, шт.
Караганда – Сарань	25, 9	0	1
Сарань – Абай	22, 0	0	1
Абай – Шахтинск	35, 9	0	0
Шахтинск – Темиртау	75, 9	0	0
Темиртау – Караганда	32, 2	0	0

3.3 Расчет диаграммы уровней оптического тракта

Произведем расчёт уровней мощности в точках стыка оптического тракта и на выходе последнего усилителя.

Километрическое затухание на участках сети представлено в таблице 3.3.

Уровень максимально допустимой мощности одного канала в точке MPI-S рассчитывается по формуле
, (3.4)
где –уровень максимальной мощности группового сигнала в интерфейсе MPI-S, определяется параметрами аппаратуры, в данном случае ;

N–количество каналов;

–уменьшение мощности канала, учитывающее нестабильность выходной мощности лазера, изменение величины потерь в неразъёмных соединениях и др., равное 2 дБм.
Таблица 3.3 – Километрическое затухание участков сети

Отрезок	Протяженность, км	Километрическое затухание, дБ
Караганда – Сарань	25, 9	5, 44
Сарань – Абай	22, 0	4, 62
Абай – Шахтинск	35, 9	7, 54
Шахтинск – Темиртау	75, 9	15, 94
Темиртау – Караганда	32, 2	6, 76

---

Вычисляем по (3.4):



Тогда мощность сигнала в точках R_i и S_i равны:

дБ;

дБ;

дБ;

дБ;

дБ;

Из технического описания предварительного усилителя и бустера известно, что:

P_{ch max S} = 36 дБ, а

P_{ch min R} = –36 дБ для .

Таким образом, по критерию допустимой мощности, усилители размещены верно.

Произведем расчёт мощностей помех в точках стыка оптического тракта и на выходе последнего усилителя.

Основным источником помех в рассматриваемом оптическом тракте является оптический усилитель EDFA, характеризующийся помехой на его выходе за счёт, в основном, усиленного спонтанного излучения (ASE).

Рассчитываем мощность помехи вносимой усилителем по формуле
, (3.5)
Где h–постоянная Планка, h=6, 63∙10^-34Дж∙с;

f–частота канала, f=193, 1∙10¹²Гц;

–коэффициент спонтанного излучения, =1;

–внешняя квантовая эффективность, =1;

–коэффициент усиления, g =22 дБ, =158, 49 раз

---

–оптическая полоса канала, Гц.

мкВт.

Перейдём к уровню мощности в этой точке:



Тогда:

;

;

;

;

;



Вычислим мощность шумов нулевых флуктуаций вакуума:

;

.

Определим OSNR:

;

;



Представленные выше расчеты поясняют идею расчета OSNR, который определяется как разность между уровнями полезного сигнала и помехой на выходе усилителя. Результаты расчета сведены в таблицу 3.4. Полученные результаты показывают, что норматив OSNR=20дБ, принятый на территории РФ соблюдается.
Таблица 3.4 – Сводная таблица расчета параметров главного оптического тракта

УС	g, дБ	G	PASE, дБ	A, дБ	PR, дБ	PS, дБ	PASE R, дБ	PASE S, дБ	L, км	OSNR
Караганда	22	158, 49
Сарань	22	158, 49	-30, 9	11, 76	–	11, 97	–	-30, 9	22, 0
Абай	22	158, 49	-30, 9		-0, 21	21, 76	-42, 66	-20, 2		42, 45
				7, 14					35, 9
Шахтинск	22	158, 49	-30, 9		14, 62	32, 62	-27, 34	-5, 29		41, 96
				22, 68					75, 9
Темиртау	22	158, 49			13, 94		-27, 97			41, 91

---

На рисунке 3.1 показана диаграмма уровней.


Рисунок 3.1 – Диаграмма уровней главного оптического тракта

3.4 Расчёт надёжности ВОЛП

Все факторы, влияющие на надежность ВОЛП, можно разделить на две основные группы: внутренние и внешние. Внутренние факторы зависят от процесса производства, проектирования, прокладки, монтажа и эксплуатации. Внешние не зависят от процесса изготовления кабеля, но могут закладываться на стадии проектирования и проявляться при эксплуатации ВОЛП.

Среди всех внутренних факторов доминируют микротрещины на поверхности оптического волокна (ОВ), именно они могут существенно ограничить ресурс ОК, повлечь их растрескивание. К внутренним факторам относится также качество конструкции ОК. Резко уменьшают надежность ВОЛС и дефекты при монтаже соединительных муфт.

Внешние факторы, снижающие надежность ВОЛП, проявляются при эксплуатации.

Надежность ВОЛП зависит не только от качества ОК, но и от качества других устройств и элементов, входящих в состав линий кабельной связи.

Для оценки надежности междугородних кабельных линий используются следующие основные характеристики:

К_Г (коэффициент готовности) – это вероятность того, что объект технической эксплуатации (ОТЭ) окажется работоспособным в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых использование объекта по назначению не предусматривается ;

К_П (коэффициент простоя) – это вероятность того, что в произвольный момент времени система окажется в неработоспособном состоянии, кроме планируемых периодов ;

Т_В (время восстановления) – это математическое ожидание времени восстановления работоспособности состояния ОТЭ после отказа;

_ОК (интенсивность отказов) – это условная плотность вероятности возникновения отказа ОТЭ при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возникал.

В таблице 3.5 приведены требуемые показатели надёжности для внутризоновой первичной сети длиной L_М = 12500 км, в соответствии с РД 45.047-99.
Таблица 3.5 – Показатели надежности для внутризоновой первичной сети

---