УДК 621.391.6

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ ОПТИЧЕСКОГО ЗАТУХАНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ОПТИЧЕСКОЙ МАГИСТРАЛИ ПРОТЯЖЕННОСТЬЮ 150 КМ

Толмачева Алина Ивановна1, Яхункина Анна Александровна1
1Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций имени проф. М. А. Бонч-Бруевича, студент 4 курса Института военного образования

Аннотация
В последнее время в жизни человека особую роль занимают современные информационные технологии.
Большая часть населения не представляет, как можно обойтись без сотового телефона, компьютера или ноутбука, без факса, принтера и сканера. Мы всем этим пользуемся ежедневно, не вникая, каким образом происходит передача звука и изображения. Мы не задумываемся, как сигнал преобразовывается, усиливается и затухает…
Автор в статье подробно производит расчет оптического затухания на примере проектирования оптической магистрали протяженностью 150 км, что поможет студентам и всем кто связан с данной областью телекоммуникации разобраться с затуханием в оптическом кабеле.

Ключевые слова: затухание оптического волокна, коэффициент оптического волокна, оптическая магистраль, оптические коннекторы, оптические муфты, оптический кабель, Оптическое волокно, телекоммуникации


RECOMMENDATIONS FOR THE CALCULATION OF THE OPTICAL ATTENUATION IN THE DESIGN OF FIBER OPTIC BACKBONES WITH A LENGTH OF 150 KM

Tolmacheva Alina Ivanovna1, Yakhunkina Anna Alexandrovna1
1Saint-Petersburg state University of telecommunications them. Professor M. A. Bonch-Bruevich, student 4 courses of Institute of military education

Abstract
Lately in human life a special role in a modern information technology.
A large part of the population is how you can do without a cell phone or laptop computer, no Fax machine, printer and scanner. We all use it daily without understanding how the transmission of sound and image. We don't think about how the signal is converted, amplified and attenuated...
The author of the article calculates the optical attenuation on the example of optical design for the pipeline length of 150 km, which will help students and all those involved with this area of telecommunications to deal with attenuation in an optical cable.

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Толмачева А.И., Яхункина А.А. Рекомендации по расчету оптического затухания при проектировании оптической магистрали протяженностью 150 км // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 11 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/11/74890 (дата обращения: 07.06.2017).

В последнее время в жизни человека особую роль занимают современные информационные технологии. Еще совсем недавно, в конце 80-х – начале 90-х годов прошлого века люди становились в очередь, чтобы получить домашний телефон в квартиру и годами ждали исполнения своей заветной мечты… 
Сейчас все изменилось коренным образом. Практически у каждого человека есть свой мобильный телефон и не один. Большая часть населения не представляют, как можно обойтись без компьютера или ноутбука, без факса, принтера и сканера. Мы всем этим пользуемся ежедневно, не вникая, каким образом происходит передача звука и изображения (фото-видео информации). Мы не задумываемся, как сигнал преобразовывается, усиливается и затухает…
Авторы статьи сами являются студентами университета телекоммуникаций и связи и хотят в данной статье помочь своим сокурсникам и всем кто связан с данной областью, разобраться с затуханием в оптическом кабеле, а также подробно произвести расчет оптического затухания на примере проектирования оптической магистрали протяженностью 150 км. 
И так, давайте разбираться. Мы знаем, что оптический сигнал по мере распространения в оптическом волокне (ОВ) затухает. Соответственно, происходят потери светового излучения в ОВ, которые можно разделить на потери, а если быть точнее, то на поглощение в инфракрасной области спектра, что обусловлено хвостами резонансов атомов в кристаллической решетке. Кроме того потери происходят во время поляризации оптического сигнала из-за материала световода и из-за неоднородности показателя преломления, которые возникают в процессе варки стекла. Потери также возникают за счет наличия примесей и на микроизгибах ОВ. Еще потери возникают в защитной оболочке и имеются потери термомеханического характера. А также потери возникают в местах сварки строительных длин кабеля в неразъёмных и в разъёмных соединениях. Кроме этого необходимо учитывать фактор времени, т.е. ухудшение характеристик компонентов участка трассы со временем, условиями его эксплуатации и обслуживания.
А теперь непосредственно приступим к расчетам оптического затухания для 150-километровой оптической магистрали. В нашем случае для расчета затухания применим стандарт TIA/EIA-568-B.1 [1]. У нас получается, что суммарное предельно допустимое затухание рассчитывается как сумма затухания в собственно кабеле, в коннекторах и оптических муфтах:


А затухание в кабеле рассчитывается как произведение коэффициента затухания на длину.

Чтобы определить коэффициент затухания для ОВ обратимся к рекомендациям «Международного союза электросвязи». Из данных рекомендаций мы выбираем показатель G.654 – это характеристика одномодового оптического волокна и кабеля со смещенной дисперсией и отсечкой [2].
Данный показатель описывает одномодовые волокна со смещенной дисперсией и отсечкой при длине волны около 1550 нм. Эти волны предназначены для передачи сигнала на большие расстояния, например наземные системы дальней связи и магистральные подводные кабели с оптическими усилителями. Применим этот показатель для наших расчетов, т.е. коэффициент затухания на длине волны 1550 нм = 0,22 дБ/км.

Мы знаем, что потери в коннекторах определяется по формуле:

,
где ncon – количество коннекторов.

А потери в оптических муфтах определим по формуле:

,
где nopt coupling – количество оптических муфт.

Теперь, для того чтобы определить потери в коннекторах, которые используются в нашей 150-километровой магистрали, нам необходимо знать количество самих коннекторов. Чтобы рассчитать минимальное количество коннекторов для магистрали, мы применим формулу:

,

где Lopt cab  – это строительная длина оптического кабеля, а L – это общая длина магистрали.
И вот, зная количество коннекторов, рассчитаем потери:

Теперь приступим к расчету затухания в оптических муфтах. На рассчитываемый нами 150-километровый участок потребуется 150 оптических муфт, из расчета одна оптическая муфта на 1 км. И вот результат, потери в оптических муфтах составляют:

Таким образом, зная количество коннекторов, количество оптических муфт, тип и длину кабеля, можно самостоятельно рассчитать максимально допустимое затухание в оптической магистрали:

Нам кажется, что данные знания помогут студентам и всем, кто связан с расчетами в области коммуникационных систем в учебной и повседневной рабочей деятельности, поможет правильно и грамотно производить необходимые расчеты.


Библиографический список
  1. Cтандарт TIA/EIA-568-B.1.
  2. Рекомендации Международного союза электросвязи  [МСЭ-Т] (International Telecommunication Union [ITU-T]).


Все статьи автора «Толмачева Алина Ивановна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: