- •На заседании кафедры
- •Протокол №
- •Содержание
- •Часть 1 Исходные данные для выполнения комплексного задания ……
- •Часть 2 Методические указания по выполнения кз……………………….
- •Часть 1
- •1.3 Требования к оформлению материалов кз
- •Часть 2
- •2.1 Требования к проектированию
- •2.2 Оптическая магистраль «точка-точка»
- •2.3 Проектирование звездообразной сети
- •2.3 Проектирование т-образной сети
- •2.4 Проектирование древовидной сети
- •2.6 Диаграмма уровней мощности
- •2.7 Передача данных по гибридной сети
- •2.7.1 Организация кабельной модемной связи [11-14]
- •2.7.2 Станционное оборудование кабельной модемной связи
- •2.7.3 Абонентское оборудование кабельной модемной связи
- •2.8 Полная структурная схема сети
- •2.9 Перечень оборудования, необходимого для построения сети
- •Приложение
2.3 Проектирование т-образной сети
П усть в Т-образной оптической сети с топологией шина имеется один передающий оптический узел и четыре приемных оптических узла, рис. 2.4. В помещении головной станции находится оптическое передающее устройство (ПУ). Волокно (кабель) А соединяет головную станцию с оптическим узлом 1. В нем установлен оптический ответвитель Y-типа, распределяющий мощность света на две части (в два волокна). Обычно большая часть света поступает в волокно B, которое проложено к следующему оптическому узлу 2, а меньшая часть ответвляется и поступает на вход локального ПрУ. Такая ситуация повторяется для узла 3. В последнем узле 4 ответвитель не нужен.
Исходные данные для сети типа шина приведены в табл. 2.3. Поскольку сегменты оптического волокна (lA = 4 км, lВ = 6 км, lC = 2 км, lD = 4 км) имеют небольшую длину (до 10 км), выбираем рабочую длину волны 1310 нм на которой коэффициент затухания одномодового ОВ = 0,5 дБ/км.
Шаг 1. Определим требуемые уровни оптической мощности (p1…p4) дБм на входах приемных устройств узлов 1…4, при которых обеспечивается желаемое значение ОНШ1,2,3,4. Для этого используем соответствующую кривую на рис. 1 для загрузки тракта 79 каналами:
Таблица 2.3 – Исходные данные для расчета оптической сети с топологией шина на длине волны 1310 нм
№ |
Данные |
Еди-ница |
Количество единиц |
Примечания |
1 |
Загрузка каналами |
шт. |
79 |
59 ТВ каналов с ОБП/AM + 20 QAM каналов передачи данных |
2 |
Затухание аА в волокне А длиной 4 км |
дБ |
4 км х 0,5 дБ/км = 2,0 |
Полные потери в волокне А от головной станции до узла 1, включая сварки и соединители, но исключая потери в ответвителе ОО-1 |
3 |
Затухание аВ в волокне В длиной 6 км |
дБ |
6 км х 0,5 дБ/км = 3,0 |
Полные потери в волокне В от узла 1 до узла 2, включая сварки и соединители, но исключая потери в ответвителе ОО-2 |
4 |
Затухание аС в волокне С длиной 2 км |
дБ |
2 км х 0,5 дБ/км = 1,0 |
Полные потери в волокне С от узла 2 до узла 3, включая сварки и соединители, но исключая потери в ответвителе ОО-3 |
5 |
Затухание аD в волокне D длиной 4 км |
дБ |
4 км х 0,5 дБ/км = 2,0 |
Полные потери в волокне D от узла 3 до узла 4, включая сварки и соединители |
6 |
Значение ОНШ1 в узле 1 |
дБ |
49 |
У абонента любого узла необходимо обеспечить заданное минимальное значение ОНШ. При этом, например, на выходе приемника узла 3 может потребоваться разветвление РЧ сигнала на большее число ветвей, чем в узле 4, так что в узле 3 требуется большее значение ОНШ |
7 |
Значение ОНШ2 в узле 2 |
дБ |
48 |
|
8 |
Значение ОНШ3 в узле 3 |
дБ |
49 |
|
9 |
Значение ОНШ4 в узле 4 |
дБ |
46 |
- для обеспечения ОНШ2 = 48 дБ требуется оптическая мощность с уровнем p2 = –3,2 дБм, округляем значение до p2 = –3,0 дБм;
- для обеспечения ОНШ3 = 49 дБ требуется оптическая мощность с уровнем p3 = –2,5 дБм, округляем значение до p3 = –2,0 дБм;
- для обеспечения ОНШ4 = 46 дБ требуется оптическая мощность с уровнем p4 = –4,8 дБм, округляем значение до p4 = –5,0 дБм.
Шаг 2. Пересчитаем уровни мощности p1…p4 (в дБм) в мощности P1…P4 (в мВт) используя формулу Pi = +10[рi(дБм)/10]:
P1 = +10[р1(дБм)/10] = +10(–2/10) = 0,63 мВт;
P2 = +10[р2(дБм)/10] = +10(–3/10) = 0,5 мВт;
P3 = +10(р3(дБм)/10) = +10(–2/10) = 0,63 мВт;
P4 = +10(р4(дБм)/10) = +10 (–5/10) = 0,32 мВт.
Шаг 3. Определим уровень оптической мощности p5 в оптическом узле 3 путем суммирования уровня оптической мощности p4 на входе ПрУ узла 4 и потерь аD в волокне D
p5 = p4 + аD = –5 дБм + 2 дБ = –3 дБм.
Пересчитаем p5 в единицы мВт – P5 = +10(–3/10) = 0,50 мВт.
Шаг 4. Определим мощность P6, увеличив ее на 20%, чтобы учесть дополнительные потери в реальном ответвителе узла 3
P6 = 1,2(P5 + P3) = 1,2(0,50 + 0,63) = 1,36 мВт.
Пересчитаем P6 в единицы дБм – p6 = 10lg1,36 = +1,34 дБм.
Шаг 5. Определим уровень оптической мощности p7 путем суммирования уровня оптической мощности p6 на входе узла 3 и потерь аС в волокне С
p7 = p6 + аС = +1,34 дБм + 1 дБ = +2,34 дБм.
Пересчитаем p7 в единицы мВт – P7 = +10(+2,34/10) = 1,71 мВт.
Шаг 6. Определим мощность P8, увеличив ее на 20%, чтобы учесть дополнительные потери в реальном ответвителе узла 2
P8 = 1,2(P7 + P2) = 1,2(1,71 + 0,5) = 2,7 мВт.
Пересчитаем P8 в единицы дБм – p8 = 10lg2,7 = +4,32 дБм.
Шаг 7. Определим уровень оптической мощности p9 путем суммирования уровня оптической мощности p8 на входе узла 2 и потерь аВ в волокне В
p9 = p8 + ав = +4,32 дБм + 3 дБ = +7,32 дБм.
Пересчитаем p9 в единицы мВт – P9 = +10(+7,32/10) = 5,4 мВт.
Шаг 8. Определим мощность P10, увеличив ее на 20%, чтобы учесть дополнительные потери в реальном ответвителе узла 1
P10 = 1,2(P9 + P1) = 1,2(5,4 + 0,63) = 6,03 мВт.
Пересчитаем P10 в единицы дБм – p10 = 10lg6,03 = +8,0 дБм.
Шаг 9. Определим уровень оптической мощности p11 путем суммирования уровня оптической мощности на входе узла 2 p10 и потерь аА в волокне А
P11 = p10 + аА = +8,0 дБм + 2 дБ = +10,0 дБм.
Пересчитаем p11 в единицы мВт – P11 = +10(+10,0/10) =10,0 мВт.
При расчетах не был учтен эксплуатационный запас, который для аналоговых ВОСП составляет азап = 1…2 дБ [4]. С учетом запаса следует выбрать оптическое передающее устройство с уровнем мощности pпу 10 дБм. Можно выбрать модель PWL 4713Р компании Harmonic Lightwaves [10] с pпу = (11,5 1) дБм на = 1310 нм.
Шаг 11. Рассчитаем коэффициенты разветвления ответвителей.
ОО-3:
От полюса 1 (к оптическому узлу 4) требуется передача 100P5/(P3 + P5) = 1000,50/(0,63+0,50) = 44% мощности. От полюса 2 к ПрУ3 требуется передача 100% – 44% = 56% мощности. Следовательно, ОО-3 должен иметь коэффициент разветвления 44/56%.
ОО-2:
От полюса 1 (к оптическому узлу 3) требуется передача 100P7/(P2 + P7) = 1001,71/(0,5 + 1,71) = 77% мощности. От полюса 2 к ПрУ2 требуется передача 100% – 77% = 23% мощности. Следовательно, ОО-2 должен иметь коэффициент разветвления 77/23%.
ОО-1:
От полюса 1 (к оптическому узлу 2) требуется передача 100P9/(P1 + P9) = 1005,4/(0,63 + 5,4) = 90% мощности. От полюса 2 к ПрУ1 требуется передача 100% – 90% = 10% мощности. Следовательно, ОО-1 должен иметь коэффициент разветвления 90/10%.
Результаты расчетов коэффициентов ответвления оптических ответвителей сведены в табл. 2.4.
Таблица 2.4 – Значения коэффициентов ответвления ОО для сети типа шина
-
Номер ОО в сети
Процент ответвления мощности
Полюс 1
Полюс 2
1
90
10
2
70
23
3
44
56