8. Выбор приемо-передающего оборудования для узлов проектируемой восс

В современной ВОСС с использованием DWDM первичные групповые оптические сигналы с TDM от клиентов поступают на передающий вход транспондера, где преобразуются в оптический сигнал с определенной длиной волны λ_i в соответствии с частотным планом для выбранной WDM. Оптические сигналы от нескольких транспондеров с разными длинами волн поступают на входы MUX и объединяются в многоканальный оптический сигнал в одном линейном ОВ.

Приходящий из линейного ОВ многоканальный оптический сигнал разделяется в DMUX на канальные сигналы, поступающие в отдельные волокна. Канальные сигналы поступают на приемные входы тех же транспондеров, где преобразуются обратно в клиентские оптические сигналы.

На передающей стороне транспондер выполняет следующие функции:

– преобразует клиентский оптический сигнал на одной длине волны в электрический, усиливает и регенерирует его;

– производит преобразование исходного кода в другой линейный код (Forward Error Code, FEC), который за счет избыточности позволяет на приемной стороне исправить возникшие при передаче ошибки;

– модулирует оптическое излучение на другой длине волны закодированным электрическим сигналом, используя многоуровневую амплитудную, фазовую, квадратурно-амплитудную или другие форматы модуляции.

На приемной стороне транспондер выполняет следующие функции:

– преобразует входной оптический сигнал в электрический с помощью фотоприемных устройств (ФПУ), регенерирует его и перекодирует в исходный код, исправляя возникшие ошибки;

– преобразует электрический сигнал в оптический и подает его в ОВ соответствующего клиента.

Разработанные компанией Т8 системы Иртыш-10 и 2.5 [7] позволяют преобразовывать различные клиентские сигналы в многоканальный CWDM сигнал, передаваемый по ОВ (прил. 5).

Для обоснования выбора транспондеров DWDM для проектируемой ВОСС или системы CWDM необходимо рассчитать вносимое затухание на участках между узлами 1, 2; 1, 3 и 2, 3 проектируемой ВОСС, учитывая реальную длину и параметры ОВ, а также потери в разъемных и неразъемных соединениях ОВ.

Потери в разъемных соединениях можно принять равными a_p = 0.2 дБ, а потери в неразъемных сварных соединениях a_n = 0.05 дБ. На участках между узлами 1, 2 и 2, 3 достаточно использовать два разъемных соединения n_p = 2. На транзитном участке 1, 3 необходимо использовать четыре разъемных соединения n_p = 4. Количество неразъемных соединений n_n связано с строительной длиной используемого ОК l_c, которую в данном КП можно принять равной от 3 до 10 км. Причем бóльшие значения используются для ОК, предназначенных для подземной прокладки.

Определите количество неразъемных соединений n_n на участках между узлами 1, 2; 1, 3 и 2, 3 по выражению

(11)

где Int(x) означает целую часть от x, l_ok – общая длина ОК на участке.

Рассчитайте вносимое затухание a_ov на центральной длине волны λ₀, а также на нижней λ_low и верхней λ_upp длинах волн выбранной WDM для всех соединительных линий проектируемой ВОСС, используя выражение:

(12)

Рассчитайте накопленное значение ХД на центральной длине волны λ₀, а также на нижней λ_low и верхней λ_upp длинах волн выбранной WDM, для всех соединительных линий проектируемой ВОСС, используя выражение:

(13)

где D_x – коэффициент ХД, пс/(нм км).

Соединит. линия между узлами	Вносимое затухание аov, дБ на длинах волн, нм			Накопленная хроматическая дисперсия Dov, пс/нм на длинах волн, нм
	λupp =	λ0 =1553	λlow =1537		λupp =	λ0 =1553	λlow =1537
1 и 2	28,094	29,413	26,776		395,64	553,89	659,88
1 и 3	43,240	45,280	41,200		612	856,8	1020
2 и 3	15,545	16,266	14,824		216,3	302,9	360,6

Таблица 12. Параметры соединительных линий между узлами

В прил. 4 и 5 приведены параметры транспондеров и мукспондеров DWDM и параметры систем CWDM производства компании Т8.

При разработке структурной схемы проектируемой сети с технологией DWDM в ряде случаев вместо отдельных транспондеров и пары MUX и DMUX, показанных на рис. 12, а, можно использовать мукспондеры или агрегирующие транспондеры, как показано на рис. 12, б. Для системы CWDM Иртыш (прил. 5) от терминальных MUX и DMUX можно полностью отказаться, как показано на рис. 12, в.

а
б	в

Рис. 10 Возможные технические решения: а – для традиционной схемы передачи сигналов между узлами, б – с использованием мукспондеров DWDM, в – с использованием системы CWDM

Таблица 13.Транспондеры

Марка тра-нспондера, мукспон-дера	Входные скорости, Гбит/c	Выходные скорости, Гбит/c	Уровень передачи p0, дБм	Чувстви-тельность приемника pf, дБм	Перегрузкаприемника, дБм	Электрон-ная ком-пенсация. ХД, нс/нм	FEC	Модуляция	OSNR, дБ
MS-40E	4x10	1x40	1…+5	-20	0	55	Super-FEC G.975 I.7	DP QPSK	9

При выборе типа и параметров транспондеров и мукспондеров DWDM из прил. 4 и параметров систем CWDM из прил. 5 необходимо проверить выполнение условия для каждой соединительной линии на трех длинах волн:

(14)

Условие выполнено для участка 1.3 и 1.2

где p₀, p_f – средний уровень выходной мощности транспондера DWDM или системы CWDM и чувствительность их ФПУ в дБм.

Выполнение условия (14) означает, что затухание в соединительной линии меньше максимально допустимого. При невыполнении условия (14) хотя бы на одной из длин волн для соединительных линий 1, 2 и 2, 3 необходимо заложить в проект использование оптических усилителей (ОУ) – либо усилителей мощности на выходе передатчиков для увеличения p₀, либо предварительных усилителей на входе ФПУ.

Коэффициент усиления ОУ в дБ можно определить по выражению:

𝐺= (15)

При невыполнении условия (14) на одной из длин волн для соединительной линии 1, 3 усилитель целесообразно устанавливать во 2 узле.

Для транспондеров DWDM и систем CWDM с амплитудной модуляцией, не имеющих функции электронной компенсации дисперсии, необходимо определить длину DCF для полной компенсации ХД по выражению:

(15)

где D_xc – коэффициент ХД для компенсирующего ОВ из табл. 6.

Для транспондера DWDM, реализующего функцию электронной компенсации ХД, необходимо проверить выполнение условия:

,

где D_TP – максимальная величина накопленной дисперсии, которая может быть скомпенсирована в транспондере DWDM. В маловероятном случае невыполнения условия (17) необходимо рассчитать длину компенсирующего ОВ для компенсации остаточной ХД в системе DWDM по выражению:

. (17)

Таблица 14. Параметры соединительных линий

Соединитель­ная линия между узлами	Длина теле­коммуника­ционного ОВ lov, км	Длина ком­пенсирую­щего ОВ loc, км	Затуха­ние а, дБ	Накопленная ХД Dov, пс/нм	Коэффи­циент усиления ОУ G, дБ
1 и 2
1 и 3			33,24
2 и 3

Таблица 15. Параметры транспондеров DWDM и систем СWDM

Номер узла	Тип транспон­дера DWDM или системы CWDM	Выходная скорость, Гбит/c	Уровень передачи p0, дБм	Чувствитель-ность прием-ника pf, дБм	Электрон­ная ком­пенсация ХД, нс/нм	Тип мо-дуляции
1	MS-40E	1x40	1…+5	–20	±55	DP QPSK
2	MS-40E	1x40	1…+5	–20	±55	DP QPSK
3	MS-40E	1x40	1…+5	–20	±55	DP QPSK