Как видно из графиков с увеличением длины волны растет и затухание и коэффициент хроматической дисперсии.

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 2Следующая ⇒

▷ Похожие статьи

Введение

В настоящее время для увеличения пропускной способности волоконно-оптических линий передачи широко используется технология спектрального уплотнения. Принцип работы данной технологии основан на передаче по оптическому волокну нескольких потоков данных на различных длинах волн - оптических каналов. На сегодняшний день спектральное уплотнение является наиболее доступной и коммерчески эффективной технологией как при модернизации существующих, так и при строительстве новых ВОЛП. Одновременно с этим увеличение пропускной способности обеспечивается за счет внедрения высокоскоростных волоконно- оптических систем передачи. Для магистральных ВОЛП сетей связи РФ на текущий момент типовая скорость в оптическом канале составляет 10 Гбит/с и на отдельных участках имеется тенденция перехода на уровень 40 Гбит/с.

В отличие от стандартных одноканальных систем внедрение высокоскоростных систем ВОСП со спектральным разделением каналов требует особого подхода и рассмотрения таких вопросов как выбор формата представления передаваемой двоичной информации, выбор и размещение компенсаторов хроматической дисперсии, выбор параметров и расстановка оптических усилителей, учет влияния поляризационной модовой дисперсии и нелинейных эффектов, а также выбор кодера упреждающей коррекции ошибок.

Целью данной работы является разработка технических предложений по модернизации волоконно- оптической линии передачи с использованием аппаратуры спектрального уплотнения.

Исходные данные

Участок ВОЛП, подлежащий модернизации, состоит из 5 элементарных кабельных участков(ЭКУ). Протяженность ЭКУ определяется из таблицы 1.

Таблица 1. Расчет протяженности ЭКУ

mn- последние цифры зачетки.

Тип ОВ, используемого на ВОЛП определяется в следующем виде:

(mn)mod4=42/4=2 (1)

(mn)mod4 - обозначает остаток от деления нацело mn на 4.

Таблица 2. Выбор типа ОВ

Отсюда следует что дальнейший расчет будет проводиться для одномодового волокна с ненулевой смещенной дисперсией рек. G.655.А

Согласно техническому заданию требуется повысить пропускную способность существующей ВОЛП за счет увеличения скорости передачи в оптическом канале и использования технологии спектрального уплотнения.

Скорость передачи (В, Гбит/с) в оптическом канале определяется согласно таблице 3.

Таблица 3. Выбор скорости передачи

Выбираем скорость передачи B=10 Гбит/с.

Далее следует определить количество оптических каналов:

Nch= =16 (2)

Суммарная пропускная способность: C=Nch*B=16*10=160 Гбит/с (3)

Выбор рабочей частоты оптического канала в данной работе производится согласно сетке частот МСЭ-Т по следующему правилу:

f_ch,i=193,10(ТГц) + (4)

где: fch,i - рабочая частота i-го оптического канала;

i- номер канала;

- интервал между каналами (определяется из таблицы 4).

Таблица 4. Интервал между каналами

Условие	, ГГц
m- четное
m- нечетное

Так как m=3 отсюда следует =100 ГГц

fch,1=193100+ 100 = 192400 ГГц

fch,2=192500 ГГц

fch,3=192600 ГГц

fch,4=192700 ГГц

fch,5=192800 ГГц

fch,6=192900 ГГц

fch,7=193000 ГГц

fch,8=193100 ГГц

fch,9=193200 ГГц

fch,10=193300 ГГц

fch,11=193400 ГГц

fch,12=193500 ГГц

fch,13=193600 ГГц

fch,14=193700 ГГц

fch,15=193800 ГГц

fch,16=193900 ГГц

Переведем fch в λch по формуле: λch= , нм (5)

с- скорость света в вакууме (299792458 м/с)

- частота оптического канала, Гц

λch,1= 1558,17 нм

λch,2=1557,36 нм

λch,3=1556,55 нм

λch,4=1555,75 нм

λch,5=1554,94 нм

λch,6=1554,13 нм

λch,7=1553,33 нм

λch,8=1552,52 нм

λch,9=1551,72 нм

λch,10=1550,92 нм

λch,11=1550,12 нм

λch,12=1549,32 нм

λch,13=1548,51 нм

λch,14=1547,72 нм

λch,15=1546,92 нм

λch,16=1546,12 нм

Полученные значения занесем в таблицу

Таблица 5. Рабочие длины волн оптических каналов

При внедрении технологии спектрального уплотнения с использованием высокоскоростных ВОСП производится обязательное обследование линейно-кабельных сооружений, заключающееся в измерении ряда параметров оптического тракта.

При измерении спектральной зависимости коэффициента затухания были получены следующие результаты:

- на длине волны 1550 нм коэффициент затухания (α) составил:

α(1550 нм) = 0.20 + 0.01* [(mn) mod 4]= 0,22 дБ/км (6)

зависимость коэффициента затухания от длины волны в С-диапазоне (1530-1565) была представлена в виде:

α(λ)=α(1550нм)+ 0,025/400 * (λ-1550 дБ/км (7)

α1(λ1)=0,20+ 0,025/400 * (1558,17 - 1550 =0,22417 дБ/км

α8(λ8)=0,20006 дБ/км

α16(λ16)=0,20006 дБ/км

Рис. 1 график зависимости коэффициента затухания от длины волны

При измерении хроматической дисперсии были получены следующие результаты:

- длина волны нулевой дисперсии:

нм (9)

нм

- наклон дисперсионной кривой в точке нулевой дисперсии:

= 0,087 пс/( *км) (10)

Для ОВ рек.G.655.А параметры дисперсионной характеристики определяется по таблице 6

Таблица 6 Дисперсионные параметры ОВ рек.G.655.А

Условие	Диапазон длин волн	D, пс/(нм км)	S (1550 нм), пс/(нм2 км)
n - четное	(1530-1565) нм (1565-1625) нм	2.0 – 4.5 4.5 – 8.5	0.07

(12)

Расчет коэффициента хроматической дисперсии:

4.012 пс/(нм*км)

3,494 пс/(нм*км)

3,151 пс/(нм*км)

Рис.2 график зависимости коэффициента хроматической дисперсииот длины волны

Расчет накопленной ПМД.

На ВОЛП с компенсацией хроматической дисперсии при скорости передачи 10 Гбит/с и выше ограничивающим фактором может оказаться ПМД.

Явление ПМД обусловлено тем фактом, что вследствие двулучепреломления, вызванного внутренними неоднородностями и внешними воздействиями, основную моду распространения HE11 можно представить в виде двух линейно поляризованных мод с перпендикулярными друг другу поляризациями. Вследствие различия показателей преломления для каждого состояния поляризации линейно поляризованные моды будут распространяться в ОВ с различными групповыми скоростями. Это приводит к тому, что импульсы с двумя ортогональными поляризациями приходят к приемнику с некоторой задержкой, далее на фотоприемнике выводится мощность, соответствующая сумме двух поляризаций. В итоге длительность импульса уширяется и наблюдается явление межсимвольной интерференции и увеличение коэффициента ошибок BER.

На регенерационном участке основной вклад в ПМД будут вносить телекоммуникационное волокно и модули компенсации дисперсии.

Рассчитаем вклад в суммарное ПМД, которое вносит телекоммуникационное ОВ:

(29)

пс

Рассчитаем вклад в суммарное ПМД, которое вносят модули компенсации дисперсии:

(30)

пс

Теперь перейдем к расчету суммарной накопленной ПМД:

(31)

пс

Допустимое значение ПМД, накопленное на регенерационном участке составляет 10% от длительности битового интервала. Рассчитаем максимально допустимое значение для своей скорости передачи:

(32)

=10 пс - для NRZ

Сравнивая рассчитанное значение накопленной ПМД с ее максимально допустимым значением приходим к выводу что система передачи будет работать корректно.

Вывод: В ходе модернизации ВОЛП была проделана колоссальная работа, заключающаяся в выборе формата представления передаваемой двоичной информации, размещении компенсаторов хроматической дисперсии, также было учтено влияние поляризационной модовой дисперсии, и произведен выбор кодера упреждающей коррекции ошибок.

Основная задача инженера - учет всех факторов влияющих на работу ВОСП и грамотная борьба с ними. Конкретно в данной работе основные трудности были в низком уровне OSNR и большом значении суммарной накопленной ПМД. В связи с чем был выбран кодер RSxRS и формат манипуляции DQPSK. В итоге "запас прочности" для ЭКУ где OSNR проседает наиболее сильно (ЭКУ3) составит 1,666 дБ, а порог влияния ПМД вырос до 8 пс.

Введение

В настоящее время для увеличения пропускной способности волоконно-оптических линий передачи широко используется технология спектрального уплотнения. Принцип работы данной технологии основан на передаче по оптическому волокну нескольких потоков данных на различных длинах волн - оптических каналов. На сегодняшний день спектральное уплотнение является наиболее доступной и коммерчески эффективной технологией как при модернизации существующих, так и при строительстве новых ВОЛП. Одновременно с этим увеличение пропускной способности обеспечивается за счет внедрения высокоскоростных волоконно- оптических систем передачи. Для магистральных ВОЛП сетей связи РФ на текущий момент типовая скорость в оптическом канале составляет 10 Гбит/с и на отдельных участках имеется тенденция перехода на уровень 40 Гбит/с.

В отличие от стандартных одноканальных систем внедрение высокоскоростных систем ВОСП со спектральным разделением каналов требует особого подхода и рассмотрения таких вопросов как выбор формата представления передаваемой двоичной информации, выбор и размещение компенсаторов хроматической дисперсии, выбор параметров и расстановка оптических усилителей, учет влияния поляризационной модовой дисперсии и нелинейных эффектов, а также выбор кодера упреждающей коррекции ошибок.

Целью данной работы является разработка технических предложений по модернизации волоконно- оптической линии передачи с использованием аппаратуры спектрального уплотнения.

Исходные данные

Участок ВОЛП, подлежащий модернизации, состоит из 5 элементарных кабельных участков(ЭКУ). Протяженность ЭКУ определяется из таблицы 1.

Таблица 1. Расчет протяженности ЭКУ

mn- последние цифры зачетки.

Тип ОВ, используемого на ВОЛП определяется в следующем виде:

(mn)mod4=42/4=2 (1)

(mn)mod4 - обозначает остаток от деления нацело mn на 4.

Таблица 2. Выбор типа ОВ

Отсюда следует что дальнейший расчет будет проводиться для одномодового волокна с ненулевой смещенной дисперсией рек. G.655.А

Согласно техническому заданию требуется повысить пропускную способность существующей ВОЛП за счет увеличения скорости передачи в оптическом канале и использования технологии спектрального уплотнения.

Скорость передачи (В, Гбит/с) в оптическом канале определяется согласно таблице 3.

Таблица 3. Выбор скорости передачи

Выбираем скорость передачи B=10 Гбит/с.

Далее следует определить количество оптических каналов:

Nch= =16 (2)

Суммарная пропускная способность: C=Nch*B=16*10=160 Гбит/с (3)

Выбор рабочей частоты оптического канала в данной работе производится согласно сетке частот МСЭ-Т по следующему правилу:

f_ch,i=193,10(ТГц) + (4)

где: fch,i - рабочая частота i-го оптического канала;

i- номер канала;

- интервал между каналами (определяется из таблицы 4).

Таблица 4. Интервал между каналами

Условие	, ГГц
m- четное
m- нечетное

Так как m=3 отсюда следует =100 ГГц

fch,1=193100+ 100 = 192400 ГГц

fch,2=192500 ГГц

fch,3=192600 ГГц

fch,4=192700 ГГц

fch,5=192800 ГГц

fch,6=192900 ГГц

fch,7=193000 ГГц

fch,8=193100 ГГц

fch,9=193200 ГГц

fch,10=193300 ГГц

fch,11=193400 ГГц

fch,12=193500 ГГц

fch,13=193600 ГГц

fch,14=193700 ГГц

fch,15=193800 ГГц

fch,16=193900 ГГц

Переведем fch в λch по формуле: λch= , нм (5)

с- скорость света в вакууме (299792458 м/с)

- частота оптического канала, Гц

λch,1= 1558,17 нм

λch,2=1557,36 нм

λch,3=1556,55 нм

λch,4=1555,75 нм

λch,5=1554,94 нм

λch,6=1554,13 нм

λch,7=1553,33 нм

λch,8=1552,52 нм

λch,9=1551,72 нм

λch,10=1550,92 нм

λch,11=1550,12 нм

λch,12=1549,32 нм

λch,13=1548,51 нм

λch,14=1547,72 нм

λch,15=1546,92 нм

λch,16=1546,12 нм

Полученные значения занесем в таблицу

Таблица 5. Рабочие длины волн оптических каналов

При внедрении технологии спектрального уплотнения с использованием высокоскоростных ВОСП производится обязательное обследование линейно-кабельных сооружений, заключающееся в измерении ряда параметров оптического тракта.

При измерении спектральной зависимости коэффициента затухания были получены следующие результаты:

- на длине волны 1550 нм коэффициент затухания (α) составил:

α(1550 нм) = 0.20 + 0.01* [(mn) mod 4]= 0,22 дБ/км (6)

зависимость коэффициента затухания от длины волны в С-диапазоне (1530-1565) была представлена в виде:

α(λ)=α(1550нм)+ 0,025/400 * (λ-1550 дБ/км (7)

α1(λ1)=0,20+ 0,025/400 * (1558,17 - 1550 =0,22417 дБ/км

α8(λ8)=0,20006 дБ/км

α16(λ16)=0,20006 дБ/км

Рис. 1 график зависимости коэффициента затухания от длины волны

При измерении хроматической дисперсии были получены следующие результаты:

- длина волны нулевой дисперсии:

нм (9)

нм

- наклон дисперсионной кривой в точке нулевой дисперсии:

= 0,087 пс/( *км) (10)

Для ОВ рек.G.655.А параметры дисперсионной характеристики определяется по таблице 6

Таблица 6 Дисперсионные параметры ОВ рек.G.655.А

Условие	Диапазон длин волн	D, пс/(нм км)	S (1550 нм), пс/(нм2 км)
n - четное	(1530-1565) нм (1565-1625) нм	2.0 – 4.5 4.5 – 8.5	0.07

(12)

Расчет коэффициента хроматической дисперсии:

4.012 пс/(нм*км)

3,494 пс/(нм*км)

3,151 пс/(нм*км)

Рис.2 график зависимости коэффициента хроматической дисперсииот длины волны

Как видно из графиков с увеличением длины волны растет и затухание и коэффициент хроматической дисперсии.

При измерении ПМД были получены следующие результаты:

Dpmd1=0,3+0,03*m=0,42 пс/

Dpmd2=0,2+0,02*n=0,24 пс/

Dpmd3=0,3+0,02* m =0,38 пс/

Dpmd4=0,5-0,01*m=0,42 пс/

Dpmd5=0,5-0,01*n=0,46 пс/

Познавательные статьи:



Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Рынок недвижимости. Сущность недвижимости

Решение задач с использованием генеалогического метода

История происхождения и развития детской игры