Курсовой проект по дисциплине «Оптические системы передачи» по теме «проектирование волоконно-оптической линии передачи с использованием аппаратуры спектрального уплотнения»


Таблица 7. Параметры волокон компенсации дисперсии



жүктеу 280,49 Kb.
бет7/7
Дата26.01.2022
өлшемі280,49 Kb.
#34986
түріКурсовой проект
1   2   3   4   5   6   7
Курсовая работа «ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АППАРАТУРЫ СПЕКТРАЛЬНОГО УПЛОТНЕНИЯ»

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


  1. Выбор и размещение модулей компенсации дисперсии


    1. 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.



    1. 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


  1. Выбор и размещение оптических усилителей


    1.  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



    1. 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.


  1. 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.
  1. 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



  1. 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)
  1. 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
жүктеу 280,49 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7




©g.engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет
рсетілетін қызмет
халықаралық қаржы
Астана халықаралық
қызмет регламенті
бекіту туралы
туралы ережені
орталығы туралы
субсидиялау мемлекеттік
кеңес туралы
ніндегі кеңес
орталығын басқару
қаржы орталығын
қаржы орталығы
құрамын бекіту
неркәсіптік кешен
міндетті құпия
болуына ерікті
тексерілу мемлекеттік
медициналық тексерілу
құпия медициналық
ерікті анонимді
Бастауыш тәлім
қатысуға жолдамалар
қызметшілері арасындағы
академиялық демалыс
алушыларға академиялық
білім алушыларға
ұйымдарында білім
туралы хабарландыру
конкурс туралы
мемлекеттік қызметшілері
мемлекеттік әкімшілік
органдардың мемлекеттік
мемлекеттік органдардың
барлық мемлекеттік
арналған барлық
орналасуға арналған
лауазымына орналасуға
әкімшілік лауазымына
инфекцияның болуына
жәрдемдесудің белсенді
шараларына қатысуға
саласындағы дайындаушы
ленген қосылған
шегінде бюджетке
салығы шегінде
есептелген қосылған
ұйымдарға есептелген
дайындаушы ұйымдарға
кешен саласындағы
сомасын субсидиялау