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 позволяют преобразовывать различные клиентские сигналы в многоканальный CWDM сигнал, передаваемый по ОВ.

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

(8)

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:

(9)

Линия 1-2 (при ; ):

Линия 1-3 (при ; )

Линия 2-3 (при ; )

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:

(10)

где

D_x – коэффициент ХД, пс/(нм км).

Линия 1-2:

(при )

Линия 1-3:

(при )

Линия 2-3:

(при )

В таблице 12 приведены параметры соединительных линий между узлами:

Таблица 14

Соединит. линия между узлами	Вносимое затухание аov, дБ на длинах волн, нм			Накопленная хроматическая дисперсия Dov, пс/нм на длинах волн, нм
	λlow = 1550,12	λ0 = 1551,32	λupp = 1552,52	λlow = 1550,12	λ0 = 1551,32	λupp = 1552,52
1 и 2	12,254	12,795	13,335	243,59	246,51	249,43
1 и 3	44,007	45,976	47,946	873,02	876,56	880,20
2 и 3	31,753	33,182	34,610	633,34	646,26	659,12

Параметры соединительных линий между узлами

Мы выбрали структурную схему типа 6б (с использованием мукспондеров DWDM), поскольку она соответствует выбранному оборудованию и архитектуре проектируемой ВОСС. В отличие от схемы 6а, где для каждого клиентского канала требуется отдельный транспондер и последующее спектральное объединение в MUX, схема 6б предполагает применение мукспондера, который выполняет агрегацию нескольких клиентских потоков в одном устройстве.

В проекте используется оборудование MS-100E, являющееся мукспондером фирмы T8, поддерживающим передачу до 100 Гбит/с в один DWDM-канал.

Схема 6б позволяет:

• уменьшить количество активных модулей в узле (нет необходимости в отдельных транспондерах для каждого канала);

• упростить структуру оконечного оборудования;

• сократить суммарные потери на интерфейсах за счёт отсутствия внешнего мультиплексора при агрегации внутри устройства;

Со схемой можно ознакомится на рисунке 15:

Рис. 15. Схема с использованием мукспондеров DWDM

В таблице 15 представлены параметры выбранного мукспондера технологии DWDM.

Таблица 15

Параметры мукспондера MS-100E

Марка мукс-пон-дера	Вхо-дные ско-рости, Гбит/c	Выхо-дные ско-рости, Гбит/c	Уровень пере-дачи p0, дБм	Чувств-ть прием-ника pf, дБм	Перег-рузка приемника, дБм	Эл. ком-пенса-ция. ХД, нс/нм	FEC	Мо-дуля-ция	OS-NR, дБ
MS-100E	10 × 10	1 × 100	+1…+5	-18	0	±55	Soft-FEC 15 %	DP QPSK	11

Полное затухание линии (с учетом MUX/DMUX):

(11)

При выборе типа и параметров транспондеров и мукспондеров DWDM и параметров систем CWDM необходимо проверить выполнение условия для каждой соединительной линии на трех длинах волн. В узлах системы применён мукспондер MS-100E компании T8, обеспечивающий передачу 100 Гбит/с по DWDM-каналу, с +5 дБм, −18 дБм:

(12)

Для проверки посчитаем

,

uде

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

Таким образом,

.

При невыполнении условия 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

(13)

Принятие BA/PA у входов/выходов узлов соответствует методичке; распределение суммарного GGG между BA/PA (и, при необходимости, промежуточным ОУ на длинной 1–3) выполняется при трассировке. MS-100E имеет электронную компенсацию ХД ± 55 нс/нм = ± 55 000 пс/нм. на нашей линии , следовательно DCF не требуется.

Результаты расчетов, проведенные в этом разделе, располагаются в таблице 16, а параметры выбранных мукспондеров в таблице 17:

Таблица 16

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			57,976
2 и 3

Таблица 17

Параметры транспондеров DWDM и систем СWDM

Но-мер узла	Тип мукспон­дера DWDM	Выход-ная скоро-сть, Гбит/c	Уровень переда-чи p0, дБм	Чувститель-ность приемника pf, дБм	Элек-трон­ная ком­пенсация ХД, нс/нм	Тип мо-дуля-ции
1	MS-100E	100	+5	-18	± 55 000	DP-QPSK
2	MS-100E	100	+5	-18	± 55 000	DP-QPSK
3	MS-100E	100	+5	-18	± 55 000	DP-QPSK