Специализированные ЦСП и ОСП / Практика
.docxМИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Московский технический университет связи и информатики
Практическое задание
по дисциплине
“Специализированные ЦСП и ОСП”
на тему
“РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ СВЯЗИ СО СПЕКТРАЛЬНЫМ МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЕМ”
Выполнил: студент гр. БЗС2002
Ломакин А. А.
Проверил: Лихачёв Н. И.
Москва 2024
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ВЫБРАННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Вариант
№11 – количество оптических
каналов
:
11*8 = 88
Лазер: TFL-C - перестраиваемый волоконный лазер, 1528 - 1563 нм
Характеристики: https://sphotonics.ru/catalog/uzkopolosnyeperestraivaemyeecllazery/tfl-c/
Параметр |
Значение |
Ед. измерения |
Диапазон перестройки длины волны |
1528.77 - 1563.86 (ITU C61~ C17) |
нм |
Диапазон перестройки частоты |
191.7 - 196.1 |
ТГц |
Разнесение каналов |
50 |
ГГц |
Коэффициент подавления побочных мод |
> 50 |
дБ |
Количество каналов длин волн |
88 |
|
Выходная мощность |
10/20 |
мВт |
Стабильность (15 мин) |
≤ ±0,02 |
дБ |
Стабильность (8 ч) |
≤ ±0,05 |
дБ |
Выбранный диапазон длин волн:
Обозначение диапазона длин волн
|
Наименование |
Спектр, нм |
С – диапазон
|
Стандартный (C - Conventional) |
1530 … 1565 |
2. РАСЧЕТ ЧАСТОТНЫХ И СПЕКТРАЛЬНЫХ ПЛАНОВ
Из
характеристик лазера известно, что
,
чему соответствует длина волны
Это легко проверить по следующему
соотношению:
Из
характеристик лазера известно, что
,
чему соответствует длина волны
Это легко проверить по следующему
соотношению:
Все
значения соответствуют заявленным
характеристикам. Убедимся, что частотный
интервал между каналами
равен
50 ГГц:
Определим, чему в таком случае равна ширина спектра оптического сигнала:
В таком случае ширина спектра неперекрывающихся спектральных участков (волновой интервал):
3. РАСЧЕТ ДЛИНЫ ОПТИЧЕСКИХ СЕКЦИЙ ПЕРЕДАЧИ
Расчет длины оптических секций передачи производится по критерию перекрываемого затухания Аосп, которое в промежуточных пунктах систем DWDM компенсируется усилением линейного усилителя ЛУ, т.е. Аосп численно равно усилению ЛУ. Расчетная схема для нахождения длины произвольной i-й оптической секции передачи Lосп i показана на рисунке 1:
Рисунок 1 - схема оптической секции передачи
Затухание оптической секции передачи:
Отсюда длина оптической секции передачи:
Lосп
=
Для того, чтобы найти длину оптической секции передачи (между усилителями), необходимо знать затухание неразъемного соединения, строительную длину оптического кабеля, коэффициент затухания ОК и затухание оптической секции передачи (численно равно усилению ЛУ). Были выбраны следующие значения этих параметров из рекомендации МСЭ-Т G652.С:
Коэффициент
затухания
= 0.4 дБ/км;
Строительная
длина
= 4 км;
Затухание
неразъемного соединения
= 0.1 дБ;
Перекрываемое
затухание
= 17 дБ (усиление ЛУ);
Итак, длина ОСП:
Lосп
=
Тогда
количество строительных длин на
оптической секции передачи =
Получаем следующую схему:
4. РАСЧЕТ ДЛИНЫ РЕГЕНИРАЦИОННОЙ СЕКЦИИ
При
заданном уровне суммарной мощности
агрегатного сигнала
с количеством каналов
уровень
в одном канале в этой же точке находится
по формуле:
где
– выходная мощность лазера,
– количество оптических каналов
Уровень мощности на приеме (на входе первого линейного усилителя):
Отсюда следует, что лазер неспособен дать достаточной мощности сигнала для его передачи до первого линейного усилителя, следовательно необходимо применить усилитель мощности.
В расчетах результирующей помехозащищенности оптических каналов на протяженных волоконно-оптических линиях связи удобно использовать, как и в каналах аналоговых многоканальных систем связи, понятие приведенного к входу уровня шума усилителя. Уровень квантового шума в оптических системах связи со спектральным мультиплексированием принимают равным –58 дБм:
,
Помехозащищенность
на (передаче) ОСП равна разности уровня
сигнала на входе линейного оптического
усилителя
и уровня шума, приведенного ко входу
усилителя
.
При
регенерации цифрового сигнала в
транспондерах оптических каналов
значение коэффициента ошибок не более
обеспечивается помехозащищенностью в
точке нормирования ГПр (Пр ') равной 13
дБ. Для компенсации возможных дополнительных
потерь, связанных с влиянием ухудшающих
факторов, вводится запас в 5…7 дБ. Поэтому
нормирование помехозащищенности
осуществляется исходя из того, что
вносимые на регенерационной секции
шумы всех оптических усилителей не
уменьшали её ниже 18 дБ. Значит требуемый
уровень защищенности на приеме
= 18 дБ.
Количество оптических секций:
Nосп
= (
- Аз треб) / р ш. + 1 = (
– 18) / 6 + 1 = 2 оптические секции.
р ш. - коэффициент шума усилителя (из его параметров) = 6 дБ
Длина регенерационной секции:
5. РАСЧЕТ ДИСПЕРСИИ РЕГЕНЕРАЦИОННОЙ СЕКЦИИ
Ожидаемая
(накапливаемая) дисперсия содержит две
составляющие: хроматическую дисперсию
и поляризационную модовую дисперсию.
Расчет
:
– идельная
хроматическая дисперсия ОВ на длине
волны λ спектрального
плана DWDM системы, пс/(нм·км);
– результирующая
ширина спектра оптического сигнала,
распространяющегося по ОВ, нм;
– коэффициент
поляризационной модовой дисперсии,
пс/км 0,5.
При расчетах дисперсий учтено применение линейного кода типа NRZ.
Формула для расчета представлена ниже:
– ширина
оптического спектра источника излучения
по уровню 0.01(или -20 дБ), нм;
– ширина
спектра модулирующего ЦС.
Формула для расчета :
λ – центральная длина волны модулируемого источника излучения, нм
В – скорость передачи, Гбит/с;
ξ – коэффициент, равный 1 для сигнала в коде NRZ.
Отсюда рассчитаем :
Теперь получим ожидаемую дисперсию :
Далее
определим допустимую дисперсию
:
где β – коэффициент, зависящий от типа кода линейного цифрового сигнала (для кода NRZ β = 0,7);
В – скорость передачи, Гбит/с
При
сравнении допустимой и ожидаемой
дисперсии можно сделать вывод, что в
данном случае компенсация дисперсии
не требуется, так как
.
6. ВЫВОД
В ходе работы были исследованы и рассчитаны параметры оптических систем связи со спектральным мультиплексированием.
При расчёте параметров волоконно-оптической системы передачи с плотным волновым мультиплексированием (DWDM) в стандартном диапазоне длин волн (С = 1530…1565 нм) с количеством каналов Nок, равным 88, были определены:
длина оптической секции передачи
;
Длина секции зависит от многих параметров – затухания неразъемного соединения, строительной длины ОК, коэффициента затухания ОК и затухания ОСП (что зависит от усиления усилителя). Чем больше будет выбрана длина оптической секции, тем сильнее в нём будет перекрываемое затухание, соответственно, придётся выбрать линейные оптические усилители с более высоким усилением для компенсации этого затухания.
уровень шума на входе
;
От данного параметра зависит помехозащищенность (как и от мощности передачи).
помехозащищенность
;
От данного параметра зависит количество оптических секций передачи.
Длина регенерационных секций
;
Зависит от количества оптических секций передачи, а количество ОСП зависит от помехозащищенности и коэффициента шума усилителя.
ожидаемая (накапливаемая) дисперсия
;
Зависит от длины регенерационной секции и ширины спектра оптического сигнала, которая, в свою очередь, зависит от скорости передачи и центральной длины волны модулируемого источника излучения
допустимая дисперсия
Зависит от скорости передачи