2. Оптимизация параметров линии |
|
|
|
|
|
||
При |
планировании |
высокоскоростных |
систем |
связи |
необходимо |
||
внимательно относится к установке уровней сигнальной мощности вWDM- |
|||||||
системе. Так, можно |
выделить |
два основных |
фактора |
при поиск |
|||
оптимального уровня мощности [4]. |
|
|
|
|
|
||
Первый |
путь – максимизация |
OSNRm. Оптимизация |
по |
данному |
|||
критерию подразумевает |
увеличения |
максимального |
запаса |
поOSNR. Для |
|||
высокоскоростных систем передачи важным критерием работыявляется наличие запаса по OSNR, т.к. помехи, вызванные нелинейными искажениями
в волокне, будут вносить ослабление в виде штрафа в конечное значение уровня OSNR. Саму величину запаса можно представить в следующем виде
[13]:
osnr = |
osnrL |
, |
(2.1) |
|
|||
m |
osnrT |
|
|
|
|
|
где osnrL – учитывает влияние только линейных шумов;
osnrT – требуемый уровень OSNR, который обеспечивающий уровень
BER равный BERT.
Так в случае использования эквивалентных оптических пролетов и однотипных усилителей, уровень оптимальной мощности вводимой в пролет можно представить в следующем виде:
1
popt1 = , дБм (2.2)
3×(osnrB2 B ) ×h × Nsp
где OSNRB 2B – уровень OSNR, полученный прямым измерением; Nsp – количество оптических пролетов;
h – нелинейный коэффициент волокна.
Второй путь – это оптимизация минимума коэффициента ошибокBER для данной системы. Минимальный коэффициент ошибок подразумевает под собой такую величинуBER, при которой система передач еще способна работать. В этом случае, оптимальная мощность рассчитывается следующим образом:
Popt 2 = 3 |
hvDvFAspan |
, дБм |
(2.3) |
|
h × 2 |
||||
|
|
|
где Aspan – затухание в оптическом пролете; F – шум-фактор оптического усилителя;
23
hvDv – шумовая полоса.
Представим на рис. 2.1, оптимальные уровни мощности. В расчетах предполагается, что длина пролета составляет120 км. Километрическое затухание 0,2 дБ/км, а h = 20 ×10-5 Вт. Полагаем, что OSNRbtb=13 дБ. Кроме этого, необходимо наложить дополнительное ограничение в виде критерия по OSNRm [13].
Рисунок 2.1 – Зависимость оптимальной мощности от количества оптических пролетов
Область, образованная кривыми на рис. 2.1, дает область допустимых оптических мощностей при максимальной дальности системы в3960 км ( Nsp
=33). На графике также указана граница работоспособности, в зависимости от заложенного запаса по OSNR.
24
3. Задания и методические указания к решению задач |
|
||||||
Задача |
№1. Рассчитать |
полную величинуOSNR для |
суперканала, |
||||
согласно варианта. |
|
|
|
|
|
||
Таблица 3.1 – Исходные данные к задаче №1 |
|
|
|||||
Вариант |
1 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
TrueWave |
AllWave® |
|
Corning® |
Vascade ® |
||
|
FLEX ZWP |
TrueWave® |
|||||
Тип волокна |
RS LWP |
LEAF® |
EX2000 |
||||
Ocean |
SRS Fiber |
||||||
|
Fiber |
optical fiber |
Fiber |
||||
|
Fiber |
|
|||||
|
|
|
|
|
|||
L, км |
120 |
|
140 |
105 |
150 |
100 |
|
NF, дБ |
6,5 |
|
5,5 |
6 |
4,8 |
6,7 |
|
|
5 |
|
1 |
3 |
1 |
4 |
|
|
10 |
|
1 |
6 |
1 |
5 |
|
Уровень |
|
|
|
|
|
|
|
мощности |
0 |
|
-3 |
-1 |
-2 |
2 |
|
сигнала, дБм |
|
|
|
|
|
|
|
Формат |
DP- |
DP-QPSK |
DP-8QAM |
DP-QPSK |
DP-32QAM |
||
модуляции |
16QAM |
||||||
|
|
|
|
|
|||
Скорость |
|
|
|
|
|
|
|
канала, |
100 |
|
100 |
200 |
400 |
400 |
|
Гбит/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
Vascade ® |
AllWave® |
Vascade ® |
|
TrueWave® |
||
|
ZWP |
TrueWave® |
|||||
Тип волокна |
LEAF EP |
EX1000 |
REACH |
||||
Ocean |
XL Fiber |
||||||
|
Fiber |
Fiber |
Fiber |
||||
|
Fiber |
|
|||||
|
|
|
|
|
|||
L, км |
120 |
|
140 |
105 |
150 |
100 |
|
NF, дБ |
6,5 |
|
5,5 |
6 |
4,8 |
6,7 |
|
|
5 |
|
1 |
3 |
1 |
4 |
|
|
10 |
|
1 |
6 |
1 |
5 |
|
Уровень |
|
|
|
|
|
|
|
мощности |
-6 |
|
1 |
0 |
-3 |
1,5 |
|
сигнала, дБм |
|
|
|
|
|
|
|
Формат |
DP- |
DP-QPSK |
DP-8QAM |
DP-QPSK |
DP-32QAM |
||
модуляции |
16QAM |
||||||
|
|
|
|
|
|||
Скорость |
|
|
|
|
|
|
|
канала, |
100 |
|
100 |
200 |
400 |
400 |
|
Гбит/с |
|
|
|
|
|
|
|
Указания к выполнению задачи Для решения данной задачи требуется произвести расчет мощности
шумов pASEEDFA и pNLEDFA по формулам, приведенным в пунктах 1.3.1 и 1.3.2. На
25
основе полученных результатов произвести оценкуOSNR в логарифмических единицах (дБ). Полный пример расчета когерентной линии связи представлен в пункте1.5. Справочные данные по характеристикам оптических волокон и характеристикам используемых форматов модуляции приведены в приложениях 1 и 2, соответственно.
|
Задача |
№2. Произвести |
расчет OSNRpenalty для заданного диапазона |
||||
оптических мощностей. Построить график зависимости OSNRpenalty (Pin ) . |
|||||||
|
Таблица 3.2 – Исходные данные к задаче №2 |
|
|
|
|||
|
Вариант |
|
Диапазон |
OSNRpenalty (Pin ) , дБ |
|
|
|
|
|
|
мощностей Pin , |
|
|
||
|
|
|
дБм |
|
|
|
|
|
1 |
|
-8..+0,5 |
OSNR penalty (Pin ) = 0,16 × Pin2 + 0, 5 × Pin + 3 |
|
||
|
2 |
|
-3..+4 |
OSNRpenalty (Pin ) = 0,1× Pin2 + 0, 8 × Pin |
+ 2, 5 |
|
|
|
3 |
|
-5..+5 |
OSNRpenalty ( Pin ) = 0, 2 × Pin2 + 0,1× Pin |
+ 3, 6 |
|
|
|
4 |
|
-6..+2 |
OSNRpenalty ( Pin ) = 0, 2 × Pin2 |
+ 0,1× Pin |
+1, 5 |
|
|
5 |
|
-2..+5 |
OSNRpenalty (Pin ) = 0,19 × Pin2 |
+ 0, 8 × Pin |
+ 2, 3 |
|
|
6 |
|
-0,5..+6 |
OSNRpenalty (Pin ) = 0,13 × Pin2 + 0, 2 × Pin |
+ 4, 5 |
|
|
|
7 |
|
-7..+1 |
OSNRpenalty (Pin ) = 0,19 × Pin2 + 0,1× Pin |
+ 3, 7 |
|
|
|
8 |
|
-3..+4 |
OSNRpenalty (Pin ) = 0,12 × Pin2 + 0,14 × Pin + 3,16 |
|
||
|
9 |
|
-2..+5 |
OSNRpenalty (Pin ) = 0, 41× Pin2 + 0, 352 × Pin +1, 3 |
|
||
|
10 |
|
-8..+0,5 |
OSNRpenalty (Pin ) = 0,19 × Pin2 + 0, 32 × Pin + 2, 5 |
|
||
Указания к выполнению задачи Пример решения данной задачи приведен в пункте1.4. При расчете
OSNRpenalty входную мощность в данном задании не переводить в абсолютные величины.
Задача №3. Используя данные задачи №2 определить конечное значение OSNRtot при прохождении оптического сигнала черезN оптических ROADM
мультиплексоров. Значение OSNR0 |
на выходе |
транспондера |
выбирается |
||||||
согласно |
варианта. |
В |
расчете |
не |
учитывать |
,помехивызванные |
|||
нелинейностью и оптическими усилителями. |
|
|
|
|
|||||
Сравнить |
полученное |
значение OSNRtot |
со значением OSNRT . |
В случае, |
|||||
если |
OSNRT |
³ OSNRtot |
, |
найти |
количество |
оптическихROADM |
|||
мультиплексоров, при |
котором |
выполняется |
неравенство |
и конечное |
|||||
значение OSNRtot превышает не менее, чем на 3 дБ, требуемое значение OSNRT
26
Таблица 3.3 – Исходные данные к задаче №3 |
|
|||
|
Вариант |
N |
OSNR0 , дБ |
OSNRT , дБ |
|
1 |
2 |
20,1 |
15,5 |
|
2 |
3 |
24 |
17,2 |
|
3 |
5 |
28 |
16,1 |
|
4 |
7 |
29,4 |
14,7 |
|
5 |
4 |
34,2 |
18,2 |
|
6 |
3 |
27,6 |
13 |
|
7 |
6 |
26,4 |
16,5 |
|
8 |
4 |
27 |
16,5 |
|
9 |
4 |
30,1 |
18,2 |
|
10 |
3 |
29,2 |
19,1 |
Указания к выполнению задачи |
|
|
|
|
|||
На |
рисунке 3.1 |
приведен |
принцип |
накопления |
штрафов |
при |
|
прохождении ROADM. |
При |
прохождении |
через |
цепочкуROADM |
|
||
мультиплексоров, штрафы будут суммироваться. |
|
|
|
|
|||
Рисунок 3.1 – Принцип накопления штрафов от ROADM
Результат задачи должен удовлетворять условию:
|
OSNRtot + åOSNRpenalty + 3 >OSNRT |
(3.1) |
|||
Полученное значение |
OSNRtot необходимо |
сравнить |
с требуемым |
||
значением OSNRT , т.к. в случае, если OSNRT ³ OSNRtot |
данная система связи с |
||||
цепочкой |
из N-ROADM |
мультиплексоров |
не |
будет |
работать. Для |
обеспечения запаса по OSNR необходимо, чтобы OSNRtot превышал OSNRT в 2 раза, т.е. на 3 дБ.
27