Таблица 7. Параметры волокон компенсации дисперсии
Марка
DCF
|
|
|
,
|
,
|
,
|
,
|
St.-DCF
|
-100
|
0.0023
|
- 0.23
|
0.43
|
0.24
|
20
|
EWB-DCF
|
-120
|
0.0036
|
- 0.44
|
0.45
|
0.25
|
21
|
HS-DCF
|
-95
|
0.0036
|
- 0.65
|
0.42
|
0.27
|
15
|
EHS-DCF
|
-120
|
0.01
|
- 1.2
|
0.45
|
0.29
|
14
|
UHS-DCF
|
-130
|
0.016
|
- 2.1
|
0.48
|
0.31
|
14
|
LL-DCF
|
-170
|
0.0041
|
- 0.7
|
0.46
|
0.35
|
18
|
Можно сделать вывод, что наиболее походящая марка DCF-это LL-DCF
Расчет параметров модуля компенсации дисперсии
Требуемая длина DCF определяется по формуле:
, (13)
где = - коэффициент хроматической дисперсии телекоммуникационного волокна, (выбирали по таблице) - коэффициент хроматической дисперсии компенсирующего волокна, - длина телекоммуникационного волокна, км.
Расчет производите для средней длины волны.
Для ОВ рек. G.652
Для каждого модуля DCM рассчитаем величину дисперсии по формуле:
, (14)
Расчет коэффициента дисперсии DCF в зависимости от длины волны производится по формуле:
, (15)
где - рабочая длина волны оптического канала, нм; коэффициент хроматической дисперсии на длине волны 1550 нм , - – наклон дисперсионной характеристики, .
Для расчета суммарного затухания модуля компенсации:
(16)
где - коэффициент затухания DCF, дБ/км, - длина DCF, км, - затухание на сварном соединении DCF и пигтейла, дБ, - затухание на разъемном соединении, дБ.
В расчетах следует принимать и .
Поскольку DCF обладает повышенным уровнем поляризационной модовой дисперсии, необходимо оценить величину накопленной ПМД по формуле:
(17)
Таблица 8. Параметры модулей компенсации дисперсии
|
DCM-A
|
DCM-B
|
DCM-C
|
DCM-D
|
LDCF, км
|
5,9
|
7.9
|
9.9
|
11.99
|
,
пс/нм
|
-
|
-1015,1
|
-1359,2
|
-1703,3
|
-2062,89
|
-171,764
|
-1013,74
|
-1357,38
|
-1701,02
|
-2060,12
|
-
|
-995,89
|
-1333,49
|
-1671,08
|
-2023,86
|
, дБ
|
4.31
|
5.23
|
6.15
|
7.12
|
, пс
|
0.85
|
0.98
|
1.1
|
1.2
|
Выбор и размещение модулей компенсации дисперсии
Модули компенсации дисперсии могут размещаться на промежуточных усилительных пунктах, а также на передающей и принимающей стороне.
Как правило, модуль компенсации размещается между двумя каскадами оптического усилителя, что позволяет скомпенсировать собственное затухание модуля и в тоже время не вызвать увеличения нелинейных эффектов.
Как правило, в промежуточных усилительных пунктах размещаются DCM с номиналами, наиболее близкими к длине ЭКУ.
Выбор наиболее подходящих модулей компенсации дисперсии для данных ЭКУ (на средней частоте диапазона):
Для LЭКУ1=97, наиболее подходящих модулей компенсации дисперсии DMC - C.
Для LЭКУ2=103, наиболее подходящих модулей компенсации дисперсии DMC - C.
Для, LЭКУ3=128, наиболее подходящих модулей компенсации дисперсии DMC - D.
Для LЭКУ4=92, наиболее подходящих модулей компенсации дисперсии DMC - C.
Для LЭКУ5=118, наиболее подходящих модулей компенсации дисперсии DMC - D.
Рассчитайте как изменяется накопленная хроматическая дисперсия на регенерационном участке по формуле:
(19)
где j – номер ЭКУ
|-66,54| >62.5 Остаточная дисперсия превышает максимально-допустимые значения. Добавлением специального DCF в этом случае проблемы не решить. Значит, нужно убрать один из модулей DCM.
Получим
|-14,78|<62.5 Условие выполняется.
|-82,68| >62.5 Остаточная дисперсия превышает максимально-допустимые значения. Добавлением специального DCF в этом случае проблемы не решить. Значит, нужно убрать один из модулей DCM.
Получим
|-27,38|<62.5 Условие выполняется.
|-104,2| >62.5 Остаточная дисперсия превышает максимально-допустимые значения. Добавлением специального DCF в этом случае проблемы не решить. Значит, нужно убрать один из модулей DCM.
Получим
|-44,18|<62.5 Условие выполняется
Таблица 9. Размещение модулей компенсации дисперсии
Пункт
|
Тип DCM
|
ОП-1
|
DCM-C
|
НУП-1
|
DCM-A
|
НУП-2
|
DCM-D
|
ОП-2
|
DCM-C
|
Таблица 10. Изменение дисперсии на регенерационном участке
Участок
|
|
1552,93
|
|
1551,72
|
ЭКУ 1
|
-50,08
|
-52,99
|
-56,87
|
ЭКУ 2
|
1,96
|
-4,04
|
-12,04
|
ЭКУ 3
|
120,4
|
110,56
|
97,44
|
ЭКУ 4
|
-14,78
|
-27,38
|
-44,18
|
ЭКУ5
|
-14,78
|
-27,38
|
-44,18
|
Выбор и размещение оптических усилителей
Расчет затухания на элементарном кабельном участке.
Произведите расчет суммарного затухания для всех ЭКУ по формуле:
(20)
где - коэффициент затухания оптического волокна на длине волны , дБ/км, - протяженность ЭКУ, км, – затухание на сварных соединениях, дБ, – количество оптических муфт, – затухание на оптических разъемных соединениях, дБ; – количество оптических разъемных соединений, – затухание, вносимое блоком интерфейса оптических волокон (FIU), дБ.
Затухание сварных соединений в оптических муфтах на магистральных сетях связи РФ нормируется следующим образом:
Таблица 11 Нормы на затухание сварных соединений
Длина волны, нм
|
Затухание, дБ
|
Примечание
|
1550
|
< 0.1
|
в 100 % случаев
|
< 0.05
|
в 50 % случаев
|
В расчетах будем использовать максимально допустимое значение для всех длин волн.
Расчет количества оптических муфт на ЭКУ производится по формуле:
, (21)
где - строительная длина кабеля, км, int(…) округление до большего целого числа. В качестве типовой протяженности строительной длины можно принимать длины 4-6 км.Норма затухания разъемных соединителей составляет дБ. Количество разъемных соединителей можно полагать равным 4 на каждом ЭКУ, что соответствует точкам подключения ВОСП-СР или оптического усилителя к кроссовому оборудованию.
Максимальное затухание, вносимое блоком интерфейса оптического волокна, в С-диапазоне составляет 1.5 дБ.
Таблица 12 Затухание ЭКУ
Участок
|
, дБ
|
ЭКУ 1
|
24,7
|
26,02
|
26
|
ЭКУ 2
|
26,22
|
24,68
|
24,66
|
ЭКУ 3
|
31,44
|
29,89
|
29,86
|
ЭКУ4
|
23,47
|
24,98
|
24,95
|
ЭКУ 5
|
29,35
|
27,8
|
27,78
|
Выбор параметров оптического усилителя
Коэффициент усиления оптического усилителя должен быть выбран таким образом, чтобы скомпенсировать затухание на ЭКУ, и в тоже время, чтобы соблюдались требования к максимальному уровню на выходе усилителя и минимальному и максимальному уровню на входе следующего усилителя.
В данной работе будем полагать значения коэффициента усиления приблизительно равными затуханию на ЭКУ.
Расчет отношения сигнал/шум на ВОЛП с оптическими усилителями
Важным фактором деградации оптического сигнала ВОЛП является шум, вносимый оптическими усилителями. Таким образом, необходимым этапом при реконструкции ВОЛП является оценка качества передачи путем контроля отношения оптический сигнал/помеха (OSNR). Необходимо определить OSNR в точках главного оптического тракта MPI- S, MPI-R и в контрольных точках оптических усилителей R‘ и S’ (см. рисунок 1). Если шумом бустера можно пренебречь (затухание на усилительном участке намного больше коэффициента усиления бустера) для расчета можно использовать выражение:
(22)
где - уровень выходной мощности одного канала в точке MPI-S, дБм; - число усилительных участков (ЭКУ); - постоянная Планка; - частота, соответствующая расчетному оптическому каналу; - оптическая полоса канала; - суммарное затухание на усилительном участке (ЭКУ) - шум-фактор усилителя.
Величина выбирается таким образом, чтобы для заданной скорости передачи не происходило искажений вследствие наложения оптических спектров соседних каналов или вследствие ограничения спектра модулированного оптического сигнала. При частотном плане с шагом 100 ГГц,согласно рекомендации, канал с длиной волны 1550 нм должен характеризоваться полосой 0,1 нм, что соответствует полосе , ГГц. В этом случае:
10lg(h*f*Δfch)= - 58 дБ
В расчетах в качестве Aэку выбирайте максимальные значения для соответствующих длин волн из таблицы 12, а шум-фактор усилителя NF = 5.5 дБ. Мощность оптического канала для расчетов определите в виде:
(23)
где n – последняя цифра зачетки.
Отношения оптических сигнал/шум в каждом оптическом канале в точках MPI-S и MPI-R для различных кодов применения в зависимости от максимального числа ЭКУ (х) должны быть не менее, дБ:
– в точке MPI-S, (24)
- в точке MPI-R. (25)
Вывод: Отношения оптических сигнал/шум в каждом оптическом канале в точках MPI-S и MPI-R немного меньше, чем нормы для точки MPI-R. Следовательно, качество сигнала невысокое.
Выбор формата представления передаваемой двоичной информации
Основными форматами представления двоичных данных в ВОЛП являются амплитудная манипуляция – ASK (Amplitude Shift Keying), фазовая манипуляция – PSK (Phase Shift Keying), манипуляция по состоянию поляризации – DP (Dual Polarization state phase modulation), а также их комбинации. Сравнительная характеристика некоторых форматов манипуляции представлена в таблице 13.
Таблица 13. Сравнение форматов манипуляции
|
NRZ-DPSK
|
RZ-DPSK
|
DP-QPSK
|
DQPSK
|
OSNR (в
сравнении с NRZ)
|
+ 3 дБ
|
+ 4 дБ
|
+ 3 дБ
|
+ 3,5 дБ
|
Поддержка сетки
50 ГГц
|
-
|
-
|
+
|
+
|
Порог влияния
ПМД
|
2,5 пс
|
3 пс
|
12 пс
|
8 пс
|
Выбор кодера упреждающей коррекции ошибок
Увеличить OSNR возможно за счет расширения оптического диапазона ВОСП, в частности применением упреждающей коррекции ошибок (FEC - Forward Error Correction), для которой применяются коды, исправляющие ошибки (ECC - Error-Correcting Code).
В качестве стандартного корректирующего кода в рекомендации G.709 используется код Рида-Соломона (RS(255, 239)) c избыточностью 7%.
Таблица 14. Коды исправляющие ошибки
|
RS (255,239)
|
RSxRS
|
LDPC (G.975.1 I.6)
|
BCHxBCH (G.975.1 I.7)
|
BCHxBCH (G.975.1 I.3)
|
SD RS
Hamm’g (G.975.1 I.5)
|
NCG, дБ
|
6.2
|
7.1
|
8.1
|
8.2
|
9
|
9.5
|
В результате сравнения нормативного и расчетного значений OSNR выберем такой формат манипуляции как DQPSK и код, исправляющий ошибки - SD RS Hamm’g (каскадный код Рида-Соломона и Хемминга)
Расчет накопленной поляризационной модовой дисперсии
Рассчитайте вклад в суммарное ПМД, которое вносит телекоммуникационное оптическое волокно:
(26)
Рассчитайте вклад в суммарное ПМД, которое вносят модули компенсации:
(27)
где – поляризационная модовая дисперсия модуля компенсации дисперсии, определяемая из таблицы 8; – количество установленных модулей компенсации дисперсии.
Расчет суммарной накопленной поляризационной модовой дисперсии на регенерационном участке производится по формуле:
(28)
Допустимое значение ПМД, накоплено на регенерационном участке составляет 10% от длительности битового интервала. Рассчитайте максимально-допустимое значения для своей скорости передачи по формуле:
где B – скорость передачи, Гбит/c.
Суммарная накопленная ПМД на регенерационном участке выше максимально допустимого значения для скорости 40 Гбит/с. Система, построенная по исходным данным для моего варианта, является неработоспособной.
Список литературы
1. Жирар А. Руководство по технологии и тестированию систем WDM. – М.: EXFO, 2001. – 251c.
2. Волоконно-оптическая техника: история, достижения, перспективы: Сб. статей под ред. С.А.Дмитриева, Н.Н.Слепова. – М.: Connect, 2000.
3. Бурдин В.А. Основы моделирования кусочно-регулярных волоконнооптических линий передачи сетей связи. – М.: Р и С, 2002. – 312 с.
4. Андреев В.А., Дашков М.В. Рамановские усилители на волоконно-оптических линиях передачи. ─ М.: Ириас, 2008.
5. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети, Москва, Экотрендз, 1998
6. Косткин И.В., уч. Пособие Проектирование волоконно-оптических линии передачи с использованием аппаратуры спектрального уплотнения. - РГРТУ
Достарыңызбен бөлісу: |