МИНИСТЕРСТВО 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

Кафедра МТС

Практическая работа

по дисциплине «Специализированные ЦСП и ОСП»

на тему «РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ СВЯЗИ

СО СПЕКТРАЛЬНЫМ МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЕМ»

Выполнил: студент группы БЗС2002

Поляков Н.С.

Проверил: доц., к.т.н. Лихачев Н.И.

Москва 2024

Исходные данные

Вариант 15

Количество каналов Nок = номер варианта * 8 = 15 * 8 = 120

Расстояние центров каналов должно быть больше ширины канала . Потому был выбран лазер по характеристикам имеющий узкую ширину спектральной линии и высокую точность по длине волны. Лазер изображен на рисунке 1:

Рисунок 1. Лазер LSM-TL50-C

LSM-TL50-C – это настольный модуль перестраиваемого в диапазоне 1530-1565 источника.

Характеристики LSM-TL50-C, а также опт. лин. усил. FG-WDM-F-inline-C видны в таблицах 1-2.:

Таблицы 1-2. Характеристики лазера LSM-TL50-C и опт. лин. усил. FG-WDM-F-inline-C

Длина волны		Коэффициент усиления
1530-1565 нм		17 дБм
Ширина спектральной линии		Коэффициент шума
< 0.5 нм		6 дБ
Мощность лазера
40 мВт

Из рекомендаций МСЭ-Т G.655, прилогаемые в таблице 2, крайние значения 3 окна (1530нм-1565нм) это значения максимального затухания 0,35 дБ/км и минимального затухания 0.275 дБ/км.

Таблица 2. Значения затухания в линии

Рекомендации МСЭ – Т G.655 по некоторым характеристикам в таблице 3.

Таблица 3. Рекомендация МСЭ – Т G.655

Характеристика	Коэффициент затухания, дБ/км; По краям/ в центре1	длина волны, нм;	Удельная хроматическая дисперсия, пс/нм∙км в интервале длин волн,нм:	Максимальный коэффициент PMD, пс/км0,5;
G.655.С	0.35/0.275	1550	0.1 … 6	0.5

Выполнение

Расчет частотных и спектральных планов

Исходными данными для расчетов частотных и спектральных планов DWDM систем являются количество оптических каналов Nок системы, частотный интервал между каналами ∆f и спектральный диапазон мультиплексируемых каналов от нижней длины до верхней длины .

Уже определены Nок = 120, = 1530 нм, = 1565 нм . Определим остальное.

Будет взята скорость света с большой точностью м/c

Ширина спектра оптического сигнала

Частотные границы оптического излучения:

Частотный интервал между каналами ∆f:

или второй способ решения

По рекомендациям МСЭ-Т G.655 средняя волна , хоть по расчетам выходит

нм

Волновой интервал:

Рисунок 2 – Распределение Nок в стандартном диапазоне (С = 1530..1565 нм)

Расчет длины оптических секций передачи

На рисунке 3 изображена оптическая секция передачи:

Рисунок 3. Оптическая секция передачи

Для затухания оптической секции справедливо равенство , отсюда из усилителя FG-WDM-F-inline-C берется значение . Тогда длина оптической секции:

Расчет длины регенерационной секции

График зависимости р = f (L) построенный для одного из оптических каналов системы изображен на рисунке 4:

Рисунок 4. Зависимость p=f(L) для одного оптического канала

Уровень мощности на передаче, приняв зв суммарную мощность передачи 40 мВт:

Уровень мощности на приеме (на входе линейного усилителя):

По рассчитанным и наблюдается, что лазер отдает недостаточно мощный для усиления сигнал в линию, из-за чего требуется применение усилителя мощности сразу после передатчика.

Уровень шума на входе:

,

Помехозащищенность на (передаче) ОСП равна разности уровня сигнала на входе линейного оптического усилителя и уровня шума, приведенного ко входу усилителя .

Требуемый уровень защищенности на приеме:

= 15 дБ (т.к. с коррекцией ошибок)

Количество оптических секций:

N_осп = (А_{з пер} - А_{з треб}) / р _ш. + 1 = ( – 15) / 6 + 1 = 4 оптических секций.

Расчет дисперсии регенерационной секции

Ожидаемая (накапливаемая) дисперсия содержит две составляющие: хроматическую дисперсию и поляризационную модовую дисперсию. Расчет :

– удельная 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 учитывать 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 требуется, так как .

Разница .

Будет применино волокно с компенсацией дисперсии компании Fiber Logix с параметром дисперсии -30 пс/нм*км. Отсюда нужная длина оптоволокна с компенсацией дисперсии будет .

А условие примет вид: , что показывает компенсируемость.

Вывод

Проделана объемная инженерная работа по расчету параметров 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 120, были определены:

• длина оптической секции ;

• уровень шума на входе ;

• помехозащищенность

• Длина регенерационных секций ;

• ожидаемая (накапливаемая) дисперсия

;

• допустия дисперсия

Сравнение допустимой и ожидаемой дисперсии показало, что компенсация дисперсии требуется. Потому было задействовано оптоволокно с компенсацией дисперсии. Длина данного оптоволокна составила 7,563 км.

Ко всему, Лазер LSM-TL50-C функционален при требовании 120 каналов.