2.15. Determinarea lungimii sectorului de regenerare (amplificare) pentru (STIFO)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 STICO este lungimea sectorului de regenerare (amplificare) care reprezint distana maximal dintre utilajul de recepie i cel de emisie cu condiia asigurrii calitii necesare de transmisiune (coeficientul de erori, raportul semnal/zgomot). Valorile coeficientului de erori sau raportul semnal/zgomot depind att de caracteristicile echipamentului (bugetul energetic Q), ct i de parametrii cablului optic (coeficientul de atenuare a, dispersia kilometric t).Bugetul energetic Q al echipamentului STICO se determin ca diferena dintre nivelele puterii semnalului optic !a emisie pe i la recepie pr , penru care se asigur calitateanecesar de transmisiune a informaiei:

(4.1)n continuare vom analiza dou cazuri de limitare a distanei de transmisiune a informaiei prin cablul optic: primu) caz - cnd predomin atenuarea semnalului i al doilea - cnd predomin dispersia semnalului care se propag prin CO.Limitarea distanei de transmisiune a Informaiei prin cablul optic cnd predomin atenuarea semnaluluiLungimile sectorului de regenerare (amplificare) maximal Lrimax i minimal Lrimin limitate de atenuare,se determin respectiv conform formulelorLrimax=(Q-ar-aef-Naff-afr)/, km; (4.2)Lrimin=(Q-A-ar-aef-Naff-afr)/,km, (4.3)unde Q este bugetul energetic al echipamentului STICO, n dBm; ar- rezerva bugetului energetic prevzut pentru lucrrile de nlturare a deranjamentelor n procesul de exploatare a STICO, n dBm; aef, aff, afr- atenurile, corespunztor, n conectoarele emitor-fibr, fibr-fibr i fibr-receptor, n dBm; N - numrul jonciunilor sudate fibr-fibr; a - coeficientul de atenuare al cablului optic la . lungimea de und , n dBm/km; A=20 dBm - gama dispozitivului de ajustare automat a nivelului puterii semnalului la recepie.Distana minimal de transmisiune a informaiei este condiionat de suprancrcarea 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 formulele (4.2) pot fi transcrise sub forma:Lrimax =(Q-ar-aef-aff-afr)/[+(aff/lc)], km; (4.4)Lrimin =(Q-A-ar-aef-aff-afr)/[+(aff/lc)], km; (4.5), unde lc este lungimea de construcie a CO, n km (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 lc1, i 30 % - de lungimea lc2 . Astfel, lungimea de construcie aducionat lc a CO pe lungimea sectorului de regenerare va constitui

lc= 0,71c1 + 0,31c2 , km; (4,6)n practic sunt utilizate dou variante ale lungimilor de construcie a CO: prima variant - lc1 = 2,0 km i lc2 = 1,0 km; a doua - lc1 =6,0 km 1 lc2 4,0 km.Sporirea lungimii sectorului de regenerare (amplificare) Lrimax este posibil att prin alegerea echipamentului STICO cu un buget energetic Q ct mai mare, ct i prin selectarea unui CO cu coeficientul de atenuare a ct mai redus.

Limitarea distanei de transmisiune a informaiei prin cablu! optic cnd predomrn dispersia semnaluluiDurata frontului impulsului t, dup parcurgerea lungimii sectorului de regenerare, adic la intrarea utilajului de recepie, este

unde e, f, r - sunt sporirile duratei frontului impulsului corespunztor n modutul optoelectronic de emisie (MOE), n fibra optic (FO) i modulul optoelectronic de recepie(MOR). Durata frontului impulsului 1, la sfritul lungimii sectorului de regenerare nu trebuie s depeasc valoarea admisibil adm pentru viteza de transmisiune a informaiei B t tipul codului tineic utilizat

Unde T=1/B este durata intervalului unitar (secunda) pentru viteza de transmisiune B a simbolurilor n linie. Dac condiia (4.8) 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 e la ieirea depinde de rapiditatea de funcionare a emitorului optic i de lrgimea benzii amplificatorului de pompaj. n calcule, n calitate de e poate fi luat mrimea invers proporional frecvenei maximale de modulaie, valoarea creia, de obicei, se indic n paaportul emitorului optic. Cu condiia c impulsul se descrie conform formei distribuirii Gauss durata frontului impulsului e este aproximativ egal cu:

, unde Fmax este frecvena de modulaie a emitorului optic, n MHz.

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

unde: este dispersia kilometric sumar a semnalului ce se propag prin fibrele , n km/s; mod,m,g sunt corespunztor componentele dispersiilor kilometrice modale, material i ghid de und, n s/km.

Sporirea duratei frontului impulsului n MOR, adic dispersia cauzat de dispozitivul de recepie se determin conform expresiei r = 350/F0,5ns, (4.12)unde F0,5 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 Flim ).

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

unde: este coeficientul de atenuare al , n dBm/km; -dispersia kilometric sumar a semnalului n fibrele , n s/km; W=Q-aef-afr, n dBm. Pentru vitezele de transmisiune mai mari dect viteza de transmisiune critic (B > Ber) 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

n cazul cnd viteza de transmisiune a STICO este mai mic sau egal cu viteza de transmisiune critic (B Bcr) distana de transmisiune a semnalului informaional este limitat de atenuarea lui si lungimile sectorului de regenerare maxim si minim corespunztor se determina conform relaiilor (4.4) i (4.5). Sporirea lungimii sectorului: de regenerare Lr2 este posibila att prin alegerea echipamentului de emisie i recepie al STICO cu rapiditatea de funcionare sporit, ct i prin selectarea cu dispersie kilometric ct mai redus. Amplasarea punctelor de regenerare deservite (PRD) i nedeservite (PRN) este efectuata reieind din datele tehnice ale STICO, amplasarea localitilor, lungimile maxime i minime ale sectorului de regenerare, necesitile de alimentare cu energie electric a PRD i PRN, iar numrul lor n pe traseul traficului lineic se determin conform relaiein = (L/Lr) -1 (4.15)unde: L este distana dintre staiile terminale, n km; Lr-lungimea sectorului de regenerare, n km. Rezultatul obinut pentru numrul punctelor de regenerare n se aproximeaz prin majorare pn la un numr ntreg.8. FIABILITATEA SISTEMELOR DE TRANSMISIUNE A INFORMAIEI PRIN FIBRE OPTICE (STIFO)

Problema fiabilitii este una dintre cela mai de baz pentru tehnica de telecomunicaii. Fiabilitatea se definete ca o proprietate complex, care n dependen de condiiile de construie i exploatare poate s includ durata de bun funcionare, bun pentru reparaii i stabilitatea de pstrare a parametrilor n timp sau o anumit combinaie a acestor parametri.

n reelele de comunicaii digitale moderne echipamentul terminal (ET) i traficul lineic optic(TLO) poate s se extind pn la mii de kilometri. Ieirea de funcie a bazei de elemente din componena echipamentului terminal i a celui intermediar i la fel, mcar a unei fibre optice din componena cablului optic cauzeaz ntreruperea transmisiunii a mii de canale de telecomunicaii. Deaceea ntrebrile de fiabilitate a STIFO sunt necesare de a fi luate n considerare i amnunit analizate la etapele de planificare i proiectare.

Indicii de fiabilitate se divizeaz n indicii de calcul experimentali, de exploatare i de extrapolare. Indicii de calcul sunt obinui n baza modelelor teoretice i ipotezelor, experimentale sunt obinui n rezultatul experimentelor promovate cu anumit scop, de exploatare sunt obinui n rezultatul prelucrrii statistice a datelor despre deranjamente i timpul de restabilire n procesul de exploatare i indicii de extrapolare sunt obinui prin extrapolarea lor la o alt durat i alte condiii de exploatare.Indicii de fiabilitate a STIFO pot fi determinai calitativ [1, 2]. Deranjamentele se caracterizeaz prin densitatea deranjamentelor m ce revin la 100km ntr-un an i care se determin conform expresiei:m=100N/BL (1)unde N este numrul de deranjamente n magistrala de telecomunicaii cu lungimea L n decurs de ani. Numrul mediu de ore de bun funcionare a liniei n dou deranjamente vecine luate n decurs de un anumit termen calendaristic de exploatare a STIFO, caracterizeaz timpul mediu Tmed dintre deranjamente, care se determin prin formula:

(2) , unde n este numrul de deranjamente n decursul termenului calendaric de observaie; ti este timpul de bun funcionare ntre i = k i i = k + l deranjamente (kn),n ore. Pentru toat lungimea traseului TLO se determin timpul mediu de restabilire tr :

(3), unde tri este timpul de restabilire a comunicaiilor pentru deranjamentul i, n ore.Intensitatea deranjamentelor la un 1 km de traseu a TLO ntr-o or este legat cu densitatea deranjamentelor m prin relaia:

= m / ( Ta - L100 ), (4) unde Ta =8760 este numrul de ore ntr-un an; L100=100 km.Pentru toat lungimea traseului TLO L fluxul deranjamentelor M se determin conform formulei: M = -L (5) Probabilitatea funcionrii TLO fara deranjamente n intervalul de timp t este egal [3,4]: P(t) = exp( -Mt ). (6)Coeficientul de disponibilitate Cd se determin de fracia de timp n decursul creia TLO (reeaua, obiectul reelei) poate fi utilizat conform destinaiei. Astfel coeficientul de disponibilitate Cd este egal cu raportul dintre media timpului de bun funcionare Tmed i media timpului total de utilizare a TLO, inclusiv timpul de restabilire tr pentru una i aceeai perioad de exploatare:Cd=Tmed(Tmed+tr) = (T-ts)/T, (7)unde T este timpul de observaie, iar ts etse timpul de staionare.n corespundere cu teoria fiabilitii [3, 4] fiabilitatea general se determin conform formulei:H = P(t)*Cd (8)Pentru calculul coeficientului de disponibilitate a STIFO de diferite extinderi pot fi utilizate urmtoarele formule [5]: - coeficientul de disponibilitate a sectorului omogen de linie cu lungimea de 100 km Cd100=[1-(tr-m/Ta)], . (9)- coeficientul de disponibilitate a TLO ce const din conectarea consecutiv a n sectoare omogene de linie

(10) norma pentru coeficientul de disponibilitate a liniei n ntregime de lungimea L

(11)

unde l este lungimea sectorului de linie relativ scurt (1