Расчет длины усилительного участка

Для компенсации затухания оптического сигнала по мере его прохождения по линии связи чаще всего используют оптические усилители построенные на волокне, легированном эрбием EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier). Данный вид усилителей имеет ряд преимуществ, которые обусловили их широкое распространение в последнее время. Во-первых, для работы данного класса усилителей не требуется подстройка под частоту передаваемого сигнала. Во-вторых, усиление ведется в широкой полосе частот. Эти преимущества позволяют легко наращивать емкость сети, не изменяя оборудования линий связи. В-третьих, для усиления сигнала не требуется его преобразования в электрическую форму. Также оптические усилители работают с сигналами любой формы и назначения. Но наряду со своими преимуществами оптические усилители имеют ряд особенностей, которые необходимо обязательно учитывать при проектировании волоконно-оптических линий связи.

Помимо затухания, вносимого оптическим волокном, его также вносят разъемные и неразъемные (сварные) соединения волокна. Поэтому необходимо учесть потери мощности сигнала при его вводе в волокно и обеспечить определенный технологический запас.

Суммарные потери A участка усиления линейного тракта можно определить по формуле

, (6.1)

где n_р – количество разъемных соединений в линейном тракте;

β_р – затухание в разъемных соединениях, дБ;

n_н – количество неразъемных соединений на участке усиления,

(6.2)

L_у – длина участка усиления, км;

L_стр – строительная длина используемого ВОК, км;

β_н – затухание в неразъемном (сварном) соединении, дБ;

А_зап – необходимый энергетический запас мощности сигнала, связанный с потерями из-за старения элементов оптического тракта: источника излучения, волоконно-оптического кабеля, оптоэлектронного преобразователя, изменение параметров электрических схем, дБ;

α_км – километрическое затухание оптического кабеля, дБ/км;

β_вв – потери при вводе оптической энергии в волокно, когда источник оптического излучения непосредственно подсоединяется к станционному кабелю, дБ.

В связи с тем, что

, (6.3)

где р_пер – уровень сигнала на передающей стороне, р_пер = 7 дБ;

р_пр – требуемый уровень сигнала на приемной стороне,
р_пр = –13 дБ.

Тогда окончательная формула для расчета длины участка усиления примет следующий вид:

. (6.4)

Для примера выполним расчет длины участка усиления на направлении ДУ (ОУ1) – ОУ2. Для этого примем следующие числовые значения: n_р = 2; β_р = 0,4 дБ; β_н = 0,05 дБ; β_вв = 2 дБ; А_зап = 3 дБ; α_км = 0,22 дБ/км; L_стр = 6 км.

км.

Рассчитанная таким образом длина усилительного участка справедлива для обоих направлений передачи информации, если используется одинаковое оборудование с одинаковыми уровнями сигнала.