Министерство РФ по связи и информатизации

Поволжский Государственный Университет

Телекоммуникаций и Информатики

Кафедра ЛС и ИТС

Контрольная работа

«Модернизация волоконно-оптической линии передачи с использованием аппаратуры спектрального уплотнения»

номер студенческого билета 09442

Выполнила:

студентка группы МТС-91

Трофимова С.С

Проверил:

Волков К.А.

Самара 2013

Оглавлени

Министерство РФ по связи и информатизации 1

Поволжский Государственный Университет 1

Телекоммуникаций и Информатики 1

Кафедра ЛС и ИТС 1

Контрольная работа 1

Введение 3

1. Исходные данные 4

2.Структурная схема регенерационного участка ВОЛП 8

3. Расчет модуля компенсации дисперсии 9

4. Выбор и размещение модулей компенсации дисперсии 12

5. Выбор и размещение оптических усилителей 13

6. Расчет отношения сигнал/шум на ВОЛП с оптическими усилителями. 15

7. Расчет накопленной ПМД. 18

Введение 3

1. Исходные данные 4

2.Структурная схема регенерационного участка ВОЛП 8

3. Расчет модуля компенсации дисперсии 9

4. Выбор и размещение модулей компенсации дисперсии 12

5. Выбор и размещение оптических усилителей 13

6. Расчет отношения сигнал/шум на ВОЛП с оптическими усилителями. 14

7. Расчет накопленной ПМД. 16

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.

1. Исходные данные

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

Таблица 1. Расчет протяженности ЭКУ

Номер ЭКУ	1	2	3	4	5
Lэку,км	105-(2*m)+n 99	95+(2*m)-n 101	135-m-n 129	95-m+n 93	115+m-n 117

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

(mn)mod4	Тип ОВ
0	G.652.A
1	G.652.D
2	G.655.A
3	G.655.D

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

Условие	В, Гбит/с	Уровень
m-четное	10	STM-64
m-нечетное	40	STM-256

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	100
m- нечетное	50

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

Номер канала	Длина волны канала (λch), нм
1	1558,17
2	1557,36
3	1556,55
4	1555,75
5	1554,94
6	1554,13
7	1553,33
8	1552,52
9	1551,72
10	1550,92
11	1550,12
12	1549,32
13	1548,51
14	1547,72
15	1546,92
16	1546,12

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/