Министерство РФ по связи и информатизации

Поволжский Государственный Университет

Телекоммуникаций и Информатики

Кафедра ЛС и ИТС

Сдана на проверку Допустить к защите

«_____»___________2012 г. «_____»___________2012 г.

Защищена с оценкой __________

«_____»___________2012 г.

Курсовая работа по дисциплине "Проектирование, строительство и техническая эксплуатация ВОЛП".

Тема работы:

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

номер студенческого билета 08137

Выполнил:

студент группы ОС-81

Сериков С. А.

Проверил : Волков К.А.

Самара 2012

Содержание:

Рецензия 3

Введение 4

Исходные данные 5

Структурная схема регенерационного участка ВОЛП 9

Расчет модуля компенсации дисперсии 10

Выбор и размещение модулей компенсации дисперсии 12

Выбор и размещение оптических усилителей 14

Расчет отношения сигнал/шум на ВОЛП с оптическими усилителями 15

Расчет накопленной ПМД 17

Вывод 18

Список используемой литературы 19

Рецензия 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 106	95+(2*m)-n 94	135-m-n 125	95-m+n 99	115+m-n 111

mn- последние цифры зачетки.

Тип ОВ, используемого на ВОЛП определяется в следующем виде:

(mn)mod4=37/4=9 (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 стандартного ступенчатого одномодового волокна рек. G.652.D.

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=40 Гбит/с.

Далее следует определить количество оптических каналов:

Nch= =8 (2)

Суммарная пропускная способность: C=Nch*B=8*40=320 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 =50 ГГц

fch,1=193100+ 50 = 192950 ГГц

fch,2=193000 ГГц

fch,3=193050 ГГц

fch,4=193100 ГГц

fch,5=193150 ГГц

fch,6=193200 ГГц

fch,7=193250 ГГц

fch,8=193300 ГГц

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

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

- частота оптического канала, Гц

λch,1= 1553,73 нм

λch,2=1553,33 нм

λch,3=1552,93 нм

λch,4=1552,52 нм

λch,5=1552,12 нм

λch,6=1551,72 нм

λch,7=1551,32 нм

λch,8=1550,92 нм

Полученные значения занесем в таблицу.

Таблица 5. Рабочие длины волн оптических каналов

Номер канала	Длина волны канала (λch), нм
1	1553,73
2	1553,33
3	1552,93
4	1552,52
5	1552,12
6	1551,72
7	1551,32
8	1550,92

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) = 0.19 + 0.01* [(mn) mod 4]= 0,20 дБ/км (6)

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

α(λ)=α(1550нм)+ 0,03/400 * (λ-1550 дБ/км (7)

α1(λ1)=0,20+ 0,03/400 * (1553,73 - 1550 =0,20104 дБ/км

α2(λ2)=0,20083 дБ/км

α3(λ3)=0,20064 дБ/км

α4(λ4)=0,20048 дБ/км

α5(λ5)=0,20034 дБ/км

α6(λ6)=0,20022 дБ/км

α7(λ7)=0,20013 дБ/км

α8(λ8)=0,20006 дБ/км

При измерении хроматической дисперсии были получены следующие результаты:

- длина волны нулевой дисперсии:

нм (9)

нм

- наклон дисперсионной кривой в точке нулевой дисперсии:

= 0,081 пс/( *км) (10)

Расчет коэффициента хроматической дисперсии:

пс/(нм*км) (11)

0.081/4 * (1553.73 - / =15.563 пс/(нм*км)

15,543 пс/(нм*км)

15,523 пс/(нм*км)

15,502 пс/(нм*км)

15,481 пс/(нм*км)

15,461 пс/(нм*км)

15,441 пс/(нм*км)

15,420 пс/(нм*км)

Построим графики зависимости α(λ) и D(λ):

График зависимости α(λ)

График зависимости D(λ)

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

При измерении ПМД были получены следующие результаты:

Dpmd1=0,1+0,01*m=0,13 пс/

Dpmd2=0,2-0,01*n=0,13 пс/

Dpmd3=0,05+0,01*n=0,12 пс/

Dpmd4=0,2-0,01*n=0,13 пс/

Dpmd5=0,08+0,01*n=0,15 пс/

Таблица 6. Основные параметры

Номер канала	f, ГГц	λ, нм	α, дБ	D, пс/(нм*км)
1	192950	1553,73	0,20104	15.563
2	193000	1553,33	0,20083	15,543
3	193050	1552,93	0,20064	15,523
4	193100	1552,52	0,20048	15,502
5	193150	1552,12	0,20034	15,481
6	193200	1551,72	0,20022	15,461
7	193250	1551,32	0,20013	15,441
8	193300	1550,92	0,20006	15,420