Как видно из графиков с увеличением длины волны растет и затухание и коэффициент хроматической дисперсии

Рецензия

 

 

Введение.

В настоящее время для увеличения пропускной способности волоконно-оптических линий передачи широко используется технология спектрального уплотнения. Принцип работы данной технологии основан на передаче по оптическому волокну нескольких потоков данных на различных длинах волн - оптических каналов. На сегодняшний день спектральное уплотнение является наиболее доступной и коммерчески эффективной технологией как при модернизации существующих, так и при строительстве новых ВОЛП. Одновременно с этим увеличение пропускной способности обеспечивается за счет внедрения высокоскоростных волоконно- оптических систем передачи. Для магистральных ВОЛП сетей связи РФ на текущий момент типовая скорость в оптическом канале составляет 10 Гбит/с и на отдельных участках имеется тенденция перехода на уровень 40 Гбит/с.

В отличие от стандартных одноканальных систем внедрение высокоскоростных систем ВОСП со спектральным разделением каналов требует особого подхода и рассмотрения таких вопросов как выбор формата представления передаваемой двоичной информации, выбор и размещение компенсаторов хроматической дисперсии, выбор параметров и расстановка оптических усилителей, учет влияния поляризационной модовой дисперсии и нелинейных эффектов, а также выбор кодера упреждающей коррекции ошибок.

Целью данной работы является разработка технических предложений по модернизации волоконно- оптической линии передачи с использованием аппаратуры спектрального уплотнения.

 

Исходные данные.

Участок ВОЛП, подлежащий модернизации, состоит из 5 элементарных кабельных участков(ЭКУ). Протяженность ЭКУ определяется из таблицы 1.

 

Таблица 1. Расчет протяженности ЭКУ

Номер ЭКУ
Lэку,км	105-(2*m)+n	95+(2*m)-n	135-m-n	95-m+n	115+m-n

mn- последние цифры зачетки.

 

Тип ОВ, используемого на ВОЛП определяется в следующем виде:

(mn)mod4=37/4=9 (1)

(mn)mod4 - обозначает остаток от деления нацело mn на 4.

 

Таблица 2. Выбор типа ОВ

(mn)mod4	Тип ОВ
	G.652.A
	G.652.D
	G.655.A
	G.655.D

 

Отсюда следует что дальнейший расчет будет проводиться для стандартного ступенчатого одномодового волокна рек. G.652.D.

 

Согласно техническому заданию требуется повысить пропускную способность существующей ВОЛП за счет увеличения скорости передачи в оптическом канале и использования технологии спектрального уплотнения.

Скорость передачи (В, Гбит/с) в оптическом канале определяется согласно таблице 3.

 

Таблица 3. Выбор скорости передачи

Условие	В, Гбит/с	Уровень
m-четное		STM-64
m-нечетное		STM-256

 

Выбираем скорость передачи B=40 Гбит/с.

 

Далее следует определить количество оптических каналов:

 

Nch= =8 (2)

 

Суммарная пропускная способность: C=Nch*B=8*40=320 Гбит/с (3)

 

Выбор рабочей частоты оптического канала в данной работе производится согласно сетке частот МСЭ-Т по следующему правилу:

 

f_ch,i=193,10(ТГц) + (4)

где: fch,i - рабочая частота i-го оптического канала;

i- номер канала;

- интервал между каналами (определяется из таблицы 4).

 

Таблица 4.Интервал между каналами

Условие	, ГГц
m- четное
m- нечетное

 

Так как m=3 отсюда следует =50 ГГц

fch,1=193100+ 50 = 192950 ГГц

fch,2=193000 ГГц

fch,3=193050 ГГц

fch,4=193100 ГГц

fch,5=193150 ГГц

fch,6=193200 ГГц

fch,7=193250 ГГц

fch,8=193300 ГГц

 

Переведем fch в λch по формуле: λch= , нм (5)

с- скорость света в вакууме (299792458 м/с)

- частота оптического канала, Гц

 

λch,1= 1553,73 нм

λch,2=1553,33 нм

λch,3=1552,93 нм

λch,4=1552,52 нм

λch,5=1552,12 нм

λch,6=1551,72 нм

λch,7=1551,32 нм

λch,8=1550,92 нм

Полученные значения занесем в таблицу.

 

Таблица 5.Рабочие длины волн оптических каналов

Номер канала	Длина волны канала (λch), нм
	1553,73
	1553,33
	1552,93
	1552,52
	1552,12
	1551,72
	1551,32
	1550,92

 

При внедрении технологии спектрального уплотнения с использованием высокоскоростных ВОСП производится обязательное обследование линейно-кабельных сооружений, заключающееся в измерении ряда параметров оптического тракта.

При измерении спектральной зависимости коэффициента затухания были получены следующие результаты:

- на длине волны 1550 нм коэффициент затухания (α) составил:

 

α(1550 нм) = 0.19 + 0.01* [(mn) mod 4]= 0,20 дБ/км (6)

 

 

- зависимость коэффициента затухания от длины волны в С-диапазоне (1530-1565) была представлена в виде:

α(λ)=α(1550нм)+ 0,03/400 * (λ-1550 дБ/км (7)

α1(λ1)=0,20+ 0,03/400 * (1553,73 - 1550 =0,20104 дБ/км

α2(λ2)=0,20083 дБ/км

α3(λ3)=0,20064 дБ/км

α4(λ4)=0,20048 дБ/км

α5(λ5)=0,20034 дБ/км

α6(λ6)=0,20022 дБ/км

α7(λ7)=0,20013 дБ/км

α8(λ8)=0,20006 дБ/км

 

При измерении хроматической дисперсии были получены следующие результаты:

- длина волны нулевой дисперсии:

нм (9)

нм

- наклон дисперсионной кривой в точке нулевой дисперсии:

= 0,081 пс/( *км) (10)

 

Расчет коэффициента хроматической дисперсии:

пс/(нм*км) (11)

0.081/4 * (1553.73 - / =15.563 пс/(нм*км)

15,543 пс/(нм*км)

15,523 пс/(нм*км)

15,502 пс/(нм*км)

15,481 пс/(нм*км)

15,461 пс/(нм*км)

15,441 пс/(нм*км)

15,420 пс/(нм*км)

 

Построим графики зависимости α(λ) и D(λ):

График зависимости α(λ)

График зависимости D(λ)

Как видно из графиков с увеличением длины волны растет и затухание и коэффициент хроматической дисперсии.

 

При измерении ПМД были получены следующие результаты:

Dpmd1=0,1+0,01*m=0,13 пс/

Dpmd2=0,2-0,01*n=0,13 пс/

Dpmd3=0,05+0,01*n=0,12 пс/

Dpmd4=0,2-0,01*n=0,13 пс/

Dpmd5=0,08+0,01*n=0,15 пс/

 

Таблица 6. Основные параметры

Номер канала	f, ГГц	λ, нм	α, дБ	D, пс/(нм*км)
		1553,73	0,20104	15.563
		1553,33	0,20083	15,543
		1552,93	0,20064	15,523
		1552,52	0,20048	15,502
		1552,12	0,20034	15,481
		1551,72	0,20022	15,461
		1551,32	0,20013	15,441
		1550,92	0,20006	15,420