Қазіргі байланысты ұйымдастыруды талдау

Жолдық арнажол схемасын ОҚ-ны қосу варианттары: ОҚ-сыз схема; ІІ – ОҚ бар схема таратуға (ОҚ1); ІІІ екі ОҚ бар схема тарату мен қабылдауға (ОҚ1, ОҚ2); IV – ІІІ схема + n аралық күшейткіштер (ОҚ3).

Кестеден көрініп тұр, ең арзан SMF оптикалық кабельді қолдануға тарату жылдамдығы өсуімен регенерация учаскесінің ұзындығы шұғыл кішіреюін аламыз. Осы тәуелділікті төмендету үшін DLF компенсациялық дисперсиясы бар талшықтарды немесе PDC пассивті компенсаторларды пайдалану мүмкіндігі бар.

Перспективада 10 Гб/с өткізгіштік қабілеті бар ТОТЖ жобалағанда бірарналы ТОТЖ үшін және 40 Гб/с дейін көпарналы ТОТЖ үшін SMF ііндегі талшықтар негізінде ОК қолдану тіптен тиімді болуы мүмкін, өйткені ол NZDSSMF типті талшықтарға қарағанда әлдеқайда арзан. Бірарналы ТОТЖ үшін PDC орнына DSSMF талшықтары негізіндегі кабель пайдаланылуы мүмкін, бірақ көпарналы ТОТЖ үшін SMF типті талшықтарды пайдаланған тиімді.

Жолдық (жиілік) жабдық тарату ортасы ретінде бірмодалы талшықтар пайдаланылады. Сатылы сыну коэффициенті бар оптикалық талшық көрсеткіштері есебін жүргізейік.

Сатылы профилді сану көрсеткіші бар талшықтық сәулежолда бірмодалық режимі болуы үшін, нормаланған жиілік V 2,405-тен кіші немесе оған тең болуы қажет. V шамасы келесі формуладан анықталады:

(3.1)

мұнда а - әулежол зекшесі диаметрі;

λ - сәулелену толқын ұзындығы;

NA – талшықтық сәулежол сандық апертурасы;  = 3,14.

Сандық аператураның физикалық түсінігі мынада, ол өсі сәулежол өсінде жататын сәулелер конусын көрсетеді. Осы конуста жатқан сәулежол қырына түскен барлық сәулелер, сәулежолмен бағытталатын болады. Сандық апература сәулежолдың маңызды сипаттамасы. Оны келесі формуладан табады:

(3.2)

мұнда nо – сәулежолға қарағанда сыртқы ортаның сыну коэффициенті;

Бірмодалық сәулежолдар үшін ITU-T нұсқауларына сәйкес, оның шамасы = 0,0036, ал NA мәні 0,1-ден 0,12 аралығында жатуы тиіс.

Бірмодалы талшықтарды дайындап жасағанда өзекшенің ең көп тараған сыну көрсеткіші мәні n1=1,468 деп алынады.

Сандық апертураны анықтаймыз:

ITU-T нұсқауы бойынша бірмодалы талшықтың өзекшесі диаметрі 10-нан 12 мкм аралығында жатады, ал жабылғы диаметрі 125 мкм-ге тең.

Ең жиі кездесетін диаметр 10 мкм-ге тең. Нормалайтын жиілік мәнін .=1,55 мкм-де келесі формуладан анықтаймыз:

.

Сонымен сатылы профилді сынау көрсеткіші бар және параметрлері n1=1,468, =0,0036, NА=0,12, а =10 мкм, в = 125 мкм, жұмыс толқын ұзындығы =1,55 мкм талшықты оптикалық сәулежолда бірмодалы режим болады.

3.3 – сурет. ТОТЖ арнажолы схемасы

Материалдық дисперсия мына формуладан анықталады:

МАТ = М, (3.4)

мұнда М - бал қойылған кварц үшін үлестік материалдық дисперсия коэффициенті (М = 0,3098);

 - лазердің спектралдық ені ( = 0,5 нм);

.

Сатылы сәулежол үшін толқынжолдық дисперсия мына формуладан анықталады:

мұнда С – вакуумдегі жарық жылдамдығы (3-1 05 км/с).

Бір модалы талшықты - оптикалық сәулежолдың қосынды дисперсиясы материалдық және толқынжолдық дисперсиялары қосындысы болады:

, (3.6)

.

Жалпы дисперсия көмегімен сәулежолдың өткізу жолағын F анықтауға болады:

Регенерация учаскесі ұзындығы екі фактордан анықталады: сәулежол дисперсиясымен және регенерация учаскесі өшуімен.

Сәулежол дисперсиялық сипаттамасы бойынша регенерация учаскесі ұзындығын анықтайық:

мұнда F - 1 км сәулежолдың өткізу жолағы ені;

l - құрылыстық ұзындық (l= 6 км);

lx - регенерация учаскесі ұзындығы.

Әрі қарайғы есептеулер үшін Fx=155 МГц деп аламыз.

Регенерация учаскесі ұзындығын анықтайық:

. (3.8)

Сәулежолының сатылы профильды сынуы бар ТО кабельді пайдаланғанда регенерация учаскесі ұзындығы дисперсиямен шектеледі.

sinc = n2/n1, (3.9)

sinc = 1,4410/1,4675 = 0,98

c = arcsinc = arcsin0,98 = 78,50

«Өзекше – жабылғы» бөлінісіндегі шекарада толық ішкі шағылысу (ТІШ) мына бұрыштарда болады:

с    /2. (3.10)

Бұл жағдайда, (3.6) – шартын қанағаттандыратын сәуле өзекше бойымен қиғашты траекториямен таралады. ТІШ құбылысында ілеспе шығындар туындамайтындықтан, (3.6) шартын қанағаттандыратын сәулелер жиынтығы, жарықты сигналды алыс қашықтыққа таратуды қамтамасыз ете алатыны анық болады.

Талшықта көптеген меридионалдық қималар болады, олардың әрқайсысында, (3.6) шартын қанағаттандыратын көптеген меридионал сәулелер таралуы мүмкін және де сәйкесті түрде келесі шекте бағыттаушы бұрыштары 1 (яғни толқындық вектор мен талшық өсі арасында):

0  1  /2-с. (3.11)

Сонымен егер сыну көрсеткіші n0 мөлдір ортамен қоршалған талшық ұшына, кез келген меридионалдық жазықтықтардан өске 0 бұрышымен сәулелер түссе, онда талшықтағы олардың толқындық таралу шартына түсу бұрышы 0-ге келесідей шектеулік бар:

0  arcsin(n12-n22/n0)1/2. (3.12)

Кіріс үш шекарасындағы сыну үшін (3.12) өрнегін Снеллиус заңынан шығару қиын емес:

sin0c/sin1c = n1/n0  n0 = n1sin1/ sin0. (3.13)

Сондай-ақ (3.5) шартынан және 1c+с = /2 қатынасын:

sin1c = 90-78,5 = 11,50,

1c = 0,199,

n0 = 1,4675х0,199/0,27 = 1,082,

0  arcsin(1,46752-1,44102/1,082)1/2 = 290.

Егер, көп кездесетін жағдай, жарық кіріс ұщқа ауа ортасынан түссе (бұл үшін жылдалатын талшықтар арасында немесе жарық көзі мен талшық арасында тіптен минималды аралық болса жеткілікті), онда n0 = 1 және:

sin0c = (n12-n22)1/2 = Nа = 0,27, (3.14)

0c = 15,70.

(3.10) өрнегі бұрыннан белгілі шаманы – талшықтың сандық апертурасын анықтайды.

Бірмодалы талшық үшін жүргізілген есептеулер нәтижесінде ЖАО (ЗАО) «Москабель-Фуджикура» шығаратын кабель типін таңдап алдық. Бұл тегістелген сәулежол дисперсиясы бар бірмодалық талшықтардан тұратын оптикалық кабель, оның көмегімен кез келген толқын ұзындығында материалдық және толқындық дисперсияның толық өтемделуін алуға болады. Осы кабельдің негізгі оптикалық сипаттамалары 3.4 – кестеде келтірілген.
3.4 – кесте. ОМЗКГМ-10-01-0,22–(20,0) кабелі көрсеткіштері

Көрсеткіштері	Шамалары
1 Модалық аймақ дағы диаметрі	10,5 мкм ± 1 мкм
2 Жабылғысы бар талшық диаметрі	125 мкм ± 2 мкм
3 Тиімділігі топтық коэффициент nl	1,4675
4 Сандық апертура	0,13
Критикалық толқын ұзындығы	<1250нм
6 Өшуі	0,22 дБ/км
7 Дисперсия	<18 пс/нм –км
8 Толқын ұзындығы	1550 нм