Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Современные линии связи для цифровых систем передачи. Учебное пособие для СПО.pdf
6. Требования к коэффициенту удельной хроматической дисперсии
G.653
A
B
Применение
Поддерживает применения с
С низким коэффициентом PMD, этот
передачи, чем G.653.A.
;7,0)118( мкмd
МП
±−≤
;1450нм
отс
=
λ
;/35.0
1550
кмдБ=
α
;15251460)(5.3)1525(85.0 ≤≤≤−−
λλλ
D
;16251525)()1600(
75
5.3
≤≤≤−⋅
λλλ
D
.15751460)1500(
75
5.3
)( ≤≤−⋅≤
λλλ
D
;162515755.3)1575(085.0)( ≤≤+−⋅≤
λλλ
D
;135,9 мкмd
МП
−=
;13241300
0
нм−=
λ
;/07,0
2
0
кмнмпсS ⋅=
;/22,0
1550
кмдБ=
α
;/20
1550
кмнмпсD ⋅=
.1530нм
отс
≤
λ
./4.0
1625
кмдБ≤
α
В2_b:
Для устранения влияния дисперсионных искажений в длинноволновом
диапазоне в световоде В1.2 смещена длина волны нулевой дисперсии в область
1550 нм, что позволяет осуществлять передачу с более высокой скоростью и на
большие расстояния. Световод называется DSF – т.е. волокно со смещенной
нулевой дисперсией, оптимизирован для диапазона длин волн вблизи 1550 нм.
Но для увеличения дальности передачи необходимо увеличивать мощность
сигнала, что приводит к возникновению нелинейных искажений, в частности
FWM. В таблице 3.15 приведено основное применение на сети световода G.653.
Таблица 3.15 – Рекомендации по применению световода стандарта G.653
высокой скоростью на 1550 нм
на большие расстояния.
сновные характеристики одномодового световода В1.2 (G.654 C/D):
О
етовод В1.2 характеризуется меньшим коэффициентом затухания, но
Св
длина волны отсечки позволяет работать только в длинноволновом диапазоне.
Основные характеристики одномодового световода В4.с (G.655С):
стандарт поддерживает приложения
передачи с более высокой скоростью
81
Требования к коэффициенту удельной хроматической дисперсии:
;0,10)(0,1
maxmin
≤≤≤≤ DDD
λ
;1550146029.3)1460(
90
91.2
)(2.4)1460(
90
7
≤≤+−≤≤−−
λλλλ
D
.1625155020,6)1550(
75
06,5
)(8,2)1550(
90
97.2
≤≤+−≤≤+−
λλλλ
D
;0,5
minmax
≤− DD
.15651530 ≤≤
λ
;6,0)118( мкмd
МП
±−≤
;/35.0
1550
кмдБ=
α
./4.0
1625
кмдБ≤
α
;1450нм
отс
=
λ
П
отери, вызванные макроизгибами на длине волны 1625 нм, 100 витков
при диаметре стержня 30 мм не более 0,5 дБ.
Световод В4.с – это световод со смещенной ненулевой дисперсией
NZDSF, т.е. нулевая дисперсия смещена в длинноволновую область, но
дисперсия равна нулю на длине либо меньше, либо больше 1550 нм. Данный
тип световода позволяет передавать на большие расстояния с высокой
скоростью, так как практически отсутствуют нелинейные эффекты, связанные с
поляризационным откликом. Устранение нелинейных эффектов связано с
наличием хроматической дисперсии на длине волны 1550 нм, которая, в свою
очередь, предотвращает возникновение нелинейных эффектов, но значение
хроматической дисперсии меньше, чем у световода В1, что не ограничивает
существенно скорость передачи. Кроме хроматической дисперсии в световоде
большее значение площади модового поля, что тоже влияет на устранение
нелинейных эффектов. Все остальные световоды В4 NZDSF отличаются только
знаком и величиной дисперсионных искажений в области 1550 нм. Данный
стандарт оптимален для технологии DWDM – плотного спектрального
уплотнения.
Основные характеристики одномодового световода В4.d (G.655D):
П
отери, вызванные макроизгибами на длине волны 1625 нм, 100 витков
при диаметре стержня 30 мм не более 0,1 дБ.
.
.
О
сновные характеристики одномодового световода В4.e (G.655E)
Основные параметры совпадают с оптическим волокном B4.d, кроме
дисперсионных характеристик:
82
таблице 3.16 приведено основное применение на сети световода G.655.
G.655
C D Е
Применение
Для систем DWDM,
Для длин волн менее 1530 нм,
нений
Для длин волн менее
на
;1550146066.4)1460(
90
65.4
)(64.0)1460(
90
2.5
≤≤+−≤≤+−
λλλλ
D
.1625155031.9)1550(
75
12.4
)(06.6)1550(
75
3.3
≤≤+−≤≤+−
λλλλ
D
( )
;7,0117 мкмd
МП
±−=
;/4.0
1460
кмдБ=
α
;/3.0
1550
кмдБ=
α
;155014606.4)1460(
90
68.4
)(0.1)1460(
90
6.2
≤≤+−≤≤+−
λλλλ
D
.1625155028.9)1550(
75
72.4
)(6.3)1550(
75
98.0
≤≤+−≤≤+−
λλλλ
D
;/4,0
1625
кмдБ=
α
;1450нм
отс
=
λ
В
лица 3.16 – Рекомендации по применению световода стандарта G.655
Таб
поддерживаются разносы
каналов, определенные в
G.694.1, в зависимости от
выбранной минимальной
дисперсии
сновные характеристики одномодового световода В5(G.656):
О
волокно может
использоваться для
поддержки приме
CWDM на каналах от 1471 нм
и выше.
1530 нм, волокно
может использоваться
для поддержки
применений CWDM
каналах от 1471 нм и
выше.
отери, вызванные макроизгибами на длине волны 1625 нм, 100 витков
П
при диаметре стержня 30 мм не более 0,5 дБ.
В таблице 3.17 приведено основное применение на сети световода G.656.
83
Таблица 3.17 – Рекомендации по применению световода стандарта G.656
G.656
Применение
Оптическое волокно ITU-T G.656 предназначено для использования в
,
( )
.4,02,96,8 мкмd
МП
±−=
.1260нм
отс
≤
λ
широкополосных системах, использующих как DWDM, так и CWDM
предназначенных для работы в окнах с длиной волны от 1460 нм до 1625 нм.
сновные характеристики одномодового световода В6(G.657)
О
Световод характеризуется допустимым меньшим значением радиуса
изгиба по сравнению с одномодовыми световодами других стандартов.
Минимальный радиус изгиба является критическим параметром, т.к. при
прокладке кабеля под углом, меньшим, чем минимально-допустимый,
увеличиваются потери за счет нарушения условия полного внутреннего
отражения. В силу вышесказанного световод В6 используется для
внутриобъектовой прокладки, где ограничено пространство.
Основные параметры световода совпадают с характеристиками
стандартного одномодового световода В1.3, но необходимо учитывать более
меньший диаметр модового поля, т.к. уменьшение диаметра модового поля
позволяет уменьшить потери на изгибах.
В6.А1/A2 (G.657А1/A2)
1. Длина волны отсечки:
2. Н
оминальный диапазон значений диаметра модового поля на длине
волны 1310 нм:
3. П
отери, вызванные макроизгибами на длине волны 1550 нм, 10 витков
при диаметре стержня 15 мм не более 0,25 дБ для световода А1 и не более 0,03
дБ для световода А2.
4. Потери, вызванные макроизгибами на длине волны 1550 нм, 1 виток
при диаметре стержня 10 мм не более 0,75 дБ для световода А1 и не более 0,1
дБ для световода А2.
5. Потери, вызванные макроизгибами на длине волны 1550 нм, 1 вито
ри диаметре стержня 7,5 мм для световода А2 не более 0,5 дБ.
п
к
6. Потери, вызванные макроизгибами на длине волны 1625 нм, 10 витков
при диаметре стержня 15 мм не более 1,0 дБ для световода А1 и не более 0,1 дБ
для световода А2.
7. Потери, вызванные макроизгибами на длине волны 1625 нм, 1 виток
при диаметре стержня 10 мм не более 1,5 дБ для световода А1 и не более 0,2 дБ
для световода А2.
84
В6.B2/B3 (G.657B2/B3)
G.657
A1
А2
B2
В3
Применение
Оптимизированная установка
Поддержка оптимизированной установки
расстоянии.
Обозначение
Длина
волны, нм
Дальность
передачи
Тип ОВ
Дополнение
LX
1310
10 км
ОМ
трансивер 1000BASE-LX
ЕХ
1310
40 км
ОМ
трансивер 1000BASE-EX
ZX
1550
70 км
ОМ
трансивер 1000BASE-ZX
1. Потери, вызванные макроизгибами на длине волны 1550 нм, 10 витков
при диаметре стержня 15 мм не более 0,03 дБ для световода В2.
2. Потери, вызванные макроизгибами на длине волны 1550 нм, 1 виток
при диаметре стержня 10 мм не более 0,1 дБ для световода В2 и не более 0,03
дБ для световода В3.
3. Потери, вызванные макроизгибами на длине волны 1550 нм, 1 вито
ри диаметре стержня 7,5 мм для световода В2 не более 0,5 дБ для световода
п
к
В3 не более 0,08.
4. Потери, вызванные макроизгибами на длине волны 1550 нм, 1 виток
при диаметре стержня 5 мм не более 0,15 дБ для световода В3.
5. Потери, вызванные макроизгибами на длине волны 1625 нм, 10 витков
при диаметре стержня 15 мм не более 0,1 дБ для световода В2.
6. Потери, вызванные макроизгибами на длине волны 1625 нм, 1 виток
при диаметре стержня 10 мм не более 0,2 дБ для световода В2 и не более 0,2 дБ
для световода В3.
7. Потери, вызванные макроизгибами на длине волны 1625 нм, 1 виток
при диаметре стержня 7,5 мм не более 1,0 дБ для световода В2 и не более 0,25
дБ для световода В3.
8. Потери, вызванные макроизгибами на длине волны 1625 нм, 1 виток
при диаметре стержня 5 мм не более 0,45 дБ для световода В3
таблице 3.18 приведено основное применение на сети световода G.657.
В
лица 3.18 – Рекомендации по применению световода стандарта G.657
Таб
доступа с учетом макроизгиба,
потерь, других параметров,
аналогичных G.652.D.
сети доступа с очень маленькими
радиусами изгиба, применяемыми в
системах управления оптоволокном и
особенно для установок на ограниченном
Модули для работы по одномодовому световоду
Модули для работы с оптическими световодами соответствуют модулям,
которые прописаны в таблице 3.19 т.е. SFP, SFP+, QSFP+. Трансиверы
обозначаются дополнительно латинскими буквами для оценки дальности
передачи.
аблица 3.19 – Обозначений оптических модулей
Т
85
Продолжение таблицы 3.19
EZX
1550
160 км
ОМ
нестандартизованный класс
трансиверов
BX
от 10 до 80 км
ММ/ОМ
двунаправленный модуль bi-
directional, BiDi
3.4. Типы коннекторо
в и полировок в оптической связи
Оптический разъем представляет собой соединение двух оптических
соединителей (коннекторов) посредством адаптера. Адаптер имеет сквозное
отверстие диаметром, соответствующим диаметру ферулы оптического
коннектора, благодаря чему он способен выполнить соединение с высокой
точностью.
Ферула оптического коннектора – керамическая часть коннектора
цилиндрической формы, в центр которой вклеено оптическое волокно.
Наиболее распространенные диаметры ферулы: 2,5 мм (в коннекторах типа FC,
SC, ST) и 1,25 мм (в коннекторах типа LC)
Необходимо учитывать, что при установке оптического коннектора часть
передающегося света отражается обратно в волокно к источнику света
создавшего его. Это обратное отражение или обратные потери (RL) могут
привести к повреждению лазерного источника света, а также нарушить
структуру передаваемого сигнала.
Для уменьшения обратных потерь используются различные типы
полировок в зависимости от типа оптического волокна и приложения. Для
одномодовых приложений концы оптического волокна, как правило,
полируются с небольшой кривизной, так, чтобы обеспечить отсутствие
воздушного зазора между торцами коннекторов, а также чтобы при контакте
разъемов волокна соприкасались только в центре – ядре.
На сегодняшний день существует 4 типа физического контакта –
полировок:
PC (Physical Contact) – «физическое соприкосновение», используемый в
системах, которые работают на небольших расстояниях и не очень
требовательны к приложениям, типовые значения обратных потерь составляет 30 дБ. Коннекторы с данной полировкой имеют ограничения по скорости
передачи до 100 Мб/с за счет наличия инфракрасного слоя;
SPC (Super Physical Contact) – «суперфизический» контакт с типовым
значением обратных потерь составляет -45 дБ. Коннекторы с данной
полировкой имеют ограничения по скорости передачи до 1000 Мб/с;
UPC (Ultra Physical Contact) – «ультрафизический» контакт с типовым
значением обратных потерь составляет -50 дБ;
APC (Angled Physical Contact) – полировка оптических волокон выполнена
с наклоном под углом 8º с типовым значением обратных потерь составляет -60
дБ.
86
Вопросы для самоконтроля по главе 3
1. П
оясните принцип формирования двухслойного световода.
2. Как осуществляется расчет срока службы световода?
3. Как можно определить показатели преломления оболочки и
сердцевины?
4. Дайте понятие фазовой скорости и группового показателя
преломления.
5. Как рассчитывается обобщенный параметр световода и что он
означает?
6. Дайте понятие числовой апертуры и приведите формулу расчета.
7. Приведите зависимость собственного коэффициента затухания о
лины волны. Дайте пояснения.
д
8. Как определяются потери на релеевское рассеяние?
9. Дайте понятие межмодовой дисперсии.
10. Какими выражениями оцениваются дисперсионные искажения
ногомодовых оптических волокнах (ступенчатых и градиентных)?
м
11. Дайте характеристику типам МОВ согласно стандарту ISO/IES 11801.
12. Назовите причины возникновения ПМД.
13. Дайте характеристику многомодовых световодов согласно ITU-T.
14. Какие рекомендации по применению световода приводятся в стандарте
G.652?
15. Какие рекомендации по применению световода приводятся в стандарте
G.653?
16. Какие рекомендации по применению световода приводятся в стандарте
G.655?
17. Какие типы коннекторов и полировок имеют место в оптической связи?
т
в
87
4. Практические задания и вопросы для самопроверки
lа
вн
⋅α=
α
вншнурыконнектораканалвн
ааа +++α⋅= 4
.
внконнекторалинияпоствн
аа +α⋅= 3
..
4.1. Расчет
дание: рассчитать основные параметры кабеля витая пара: полные
За
потери в линии и переходные затухания.
1. Расчет полных потерь
В настоящее время кабель витая пара активно применяется в локальновычислительных сетях, центрах обработки данных. Прокладка кабеля
осуществляется согласно правилам построения структурированных кабельных
систем (СКС). При распространении электромагнитного сигнала по витой паре
он постепенно теряет свою энергию. Для оценки ослабления энергии
передаваемого сигнала рассматриваются две модели: «постоянная линия» и
«канал». В модели «постоянная линия» при расчете полного затухания, кроме
вносимых потерь (а
соединительных шнуров), а в модели «канал» к данной сумме добавляются
потери, вносимые коммутационными и аппаратными шнурами. Вносимые
потери, зависящие от длины трассы, определяются по формуле:
параметров кабеля витая пара
), учитываются потери в коннекторах (разъемный элемент
вн
, дБ, (4.1)
где
– коэффициент затухания, дБ/м (выбирается из характеристик витой
пары для максимальной частоты для длины 1 м);
l – длина кабеля до наиболее удаленного рабочего места, м.
Затухание позволяет определить вносимые потери по формулам (4.2) и
(4.3) для моделей канала и постоянной линии.
(4.2)
;
, (4.3)
Потери в коннекторах принять равными 0,3 дБ. В конфигурациях
тестирования модели канала вносимые потери коммутационных и аппаратных
шнуров д.б. суммарной длиной:
- до 10м в случае UTP/STP калибра 24 AWG;
- до 8м в случае UTP/STP калибра 26 AWG.
Для расчета вносимых потерь необходимо учитывать длину между
аппаратной комнатой, где установлено активное оборудование, и комнатой с
информационными розетками (принять длину линии l равную 90 м).
. Р
2
асчет переходных затуханий
Переходные затухания модели «канал» на ближнем конце линии
(NEXT) рассчитываются по формуле (4.4):
88
⋅+−=
−
−
−
2020
)(
max)
10210lg20(
max
коннектора
NEXT
fNEXT
K
fNEXTNEXT
П
+−=
−
−
−
2020
)(
max)
1010lg20(
max
коннектора
NEXT
fNEXT
K
fNEXTNEXT
Тип витой пары
Параметры
Вносимы потери на F
max
, дБ/100м
NEXT на F
max
, дБ
AWG
Способ экранирования
Категория витой пары
ереходные затухания модели «постоянная линия» на ближнем конце
линии (NEXT) рассчитываются по формуле (4.5).
. (4.4)
, (4.5)
где N
EXT(f
) – переходное затухание на ближнем конце линии, дБ
max
(выбирается из характеристик витой пары для максимальной частоты);
NEXT
NEXT
UTP и 5% от NEXT
кабель
коннектора
– переходное затухание коннектора (принять 10% от
FTP, STP, F/STP) , дБ.
кабель
Для выполнения работы предлагается выполнить расчет для кабеля витая
пара категорий 6а и 7а.
Учесть, что характеристики кабеля витая пара категории 6а:
Кабель витая пара, экранированная (U/FTP), категория 6а (10GBE), 4
пары (23 AWG), одножильный (SOLID), каждая пара в экране, без общего
экрана, для исп. в не экран. системах, PVC, серый, полные потери для кабеля
витая пара категории 6а – 74 дБ/100м; NEXT кабеля витая пара для категории
6а на максимальной частоте 34,3 дБ.
Характеристики кабеля витая пара категории 7а:
Кабель витая пара (SSTP), 4 пары, категория 7а (1000МГц, 10GBE), solid,
FR-LSZH; диаметр проводника (жилы): 0,61 мм (23 AWG); вносимые потери
63,4 дБ: NEXT – 75 дБ. В таблицу 4.1 занести основные параметры кабеля витая
пара.
аблица 4.1
Т
– Основные параметры витой пары
Рассчитать параметры кабеля витая пара для длины кабеля до самого
удаленного рабочего места и занести результаты в таблицу 4.2.
89
Таблица 4.2 – Рассчитанные параметры витой пары
Тип витой пары
Рассчитанные параметры
lгп, м
Длина шнура, м
α
вн, дБ/м (Fmax
)
α
вн ПЛ
, дБ
α
вн К
, дБ
NEXT
кабеля(Fmax
)
NEXT
коннектора
NEXT
NEXT
ПЛ
Тестируемый образец
Стандарт ОВ
образца
Оптический разъем для подключения
волокнам
SC/APC-SC/APC
G.655A
LC/SPC
SC/UPC-SC/UPC
G.655 B
LC/APC
Уровень мощности на входе
тестируемого образца РвхОВ, дБм
Уровень мощности на выходе тестируемого
образца РвыхОВ, дБм
1310 нм
1490нм
1550 нм
1310нм
1490 нм
1550 нм
-1-3-5
-11
-13
-13
0 -2-5
-13
-15
-15
К
Контрольные вопросы
1. Чем отличается модель «канал» от модели «постоянная линия»?
2. Поясните причины переходных влияний в кабеле витая пара.
3. Расшифруйте аббревиатуры NEXT и FEXT. Поясните, чем отличается
NEXT от FEXT.
4. Перечислите виды экранирования кабеля витая пара.
5. Расшифруйте аббревиатуру UTP и STP.
6. Приведите маркировку кабеля витая пара (приведенного в таблице
под названием кабеля категории, выбранной согласно варианта) и представьте
поперечный разрез кабеля с указанием всех элементов.
4.2. Расчет параметров оптического кабеля
Рассчитать общие потери в исследуемых образцах. Основные
характеристики исследуемого образца приведены в таблице 4.3.
Таблица 4.3 – Тестируемые объекты
оптического волокна
исследуемого
оптического тестера к оптическим
Уровни мощности, измеренные оптическим тестером на входе и выходе
тестируемого образца в дБм, приведены в таблице 4.4.
Таблица 4.4 – Результаты измерений исследуемого образца
90