Что называют оптическими физическими средствами сопряжения?

Контрольная работа

по дисциплине: “Оптические средства сопряжения”

Вариант: 19

Работу выполнил:

студент 3 курса

группы: M-41

Батраченко К.А.

 

Работу проверил:

Фокин В.Г.

 

Новосибирск 2017

Задание 1

Оценить возможность приведенного оптического модуля на ВОЛС заданной протяженности. Оценку подтвердить расчетами энергетических параметров дисперсионных искажений. Значения затухания и дисперсии выбрать из графика.

Тип модуля	SFP 100 ZX
Тип коннектор	дуплекс LC
Скорость передачи, Мбит/с
Рабочая волна, нм
Мощность передатчика, дБм Pmax, Pmin	-2	-3
Чувствительность приемника, дБМ PR	-30
Макс. Вх. Уровень на приеме, дБм PS	-5
Штраф за дисперсию, дБ PD
Энергетический потенциал A, дБм
Тип световода	С
Длина световода Lc, км
Число строительных длин кабеля N
Потери на стыке, дБ ls	0,07
Затухание, дБ/км ac	0,22	По рис. 3.1
Дисперсия, пс/нм*км
запас на повреждения am,дБ	0,05
Число разъемных соединений Nc
Потери энергии на разъемном соединений lc, дБ	0.5

 

Решение:

Длина участка регенерации рассчитывается по формуле:

 

где: Ps=-2 дБ и P_R=-30 дБ уровни мощности SFP 100 ZX;

М_е=P_max-P_min= -2-(-3) =1 дБм

αc = 0,22 дБ/км – затухание волокна G.652В на длине волны 1550 км

a m = 0,05 дБ запас на повреждения

Nc= 4 - число разъемных соединений

lc= 0,4 дБ - потери энергии на разъемном соединений

 

Подставим данные в формулу:

 

 

По расчету максимальной длины регенерации можно сделать вывод, что этот интерфейс не поддерживает передачу данных на 100 км.

Произведем оценку по дисперсионных искажений. На скорости 100 Мбит/с Dпмд не учитываем. Согласно техническим данным (http://used.spirecom.ru/upload/iblock/f00/sfp-1.25g-t-nrt.pdf. The part number for this model is AA1419084-E5) данный интерфейс ограничен дисперсией 1440 пс/нм. Определим значение дисперсии для длины участка регенерации Lc=100 км:

Dхр=17*100 = 1700 пс/нм

По расчету максимальной дисперсии можно сделать вывод, что этот интерфейс не поддерживает передачу данных на 100 км.

 

Необходимо произвести оценку перегрузки приёмника.

 

P_R = P _max - L_ру x α_c = -2 – 100*0.22 = - 24 дБ

 

P_R должна быть меньше максимального входного уровня на приеме P_{R max}=

= -5 дБ.По расчету уровня приема можно сделать вывод, что этот интерфейс не перегружен входящей мощностью сигнала.

 

Вывод: данный модуль при заданных условиях использовать не возможно.

 

Задание 2

Определить число оптических каналов на каждой из оптических секций мультиплексирования в цепочке, состоящей из 2-х терминальных WDM мультиплексоров и Х (число по варианту табл.2.1) промежуточных оптических мультиплексоров типа ROADM. Внутри каждой пары оптических мультиплексоров организовано Y (число по варианту табл.2.2) оптических каналов.

Число мультиплексоров ROADM – 4

Интерфейс DN100S-1D3(L) – условный номер 1.

N_{каналов}=2

Решение:

При решении учитываем, что мультиплексоры ROADM соединены «каждый с каждым»

Вывод: Согласно заданным параметрам, к ОМ1, ОМ2 будет подключено по 10 оптических каналов; к ROADM0-ROADM1, ROADM3-ROADM2 - по 18 оптических каналов; к ROADM1-ROADM2 20 оптических каналов.

Задание 3

Определить возможность совместимости по скорости передачи и производительности технологий 1 и 2 уровней при размещении ячеек АТМ или кадров Ethernet в циклические структуры PDH, SDH, OTH.

 

Число информационных кадров Ethernet – 4000

Число служебных кадров Ethernet – 40

Емкость кадра, байт – 1200

Технология и цикл – ОТН, OTU3

 

Решение:

Определим количество байт, которые передаются в кадрах Ethernet: N_∑=(4000+40)*1200= 4 848 000 байт

 

Цикл ОТН, OTU3 представляет собой структуру длительностью 3.035 мкс:

Число информационных байт в цикле составляет (3824-16)*4=15232 байта

 

За 1 секунду в буфере памяти накапливается 1/3,035*10^-6=329 489 циклов или 329489*15232 = 5 018 776 448 байт

 

Вывод: за 1 секунду есть возможность передать заданное количество кадровEthernet одним циклом OTU3.

 

Задание 4

Представить подробное описание оптического интерфейса в соответствии с заданным вариантом. Указать технологию, число спектральных каналов, дистанцию применения, типы волоконных световодов и т.д.

Задан оптический интерфейс – С4S1-1D5

 

C – индикатор применения в CWDM

4 – максимальное число волновых каналов

S – короткие расстояния (затухание до 11дБ)

1 – число участков усиления

1 – сигнал в коде NRZ – 2.5 Гбит/с

D – отсутствие оптических усилителей

5 – тип волокна G.655

Задание 5

Для построенной в задаче 2 схемы организации связи оптических каналов рассчитать и построить для самого протяженного канала диаграмму уровней и оптическое отношение сигнал\шум (OSNR) на основе заданных параметров.

Число мультиплексоров ROADM – 4 = Mус

N_∑ каналов - 10

 

Тип оптического интерфейса – 1

Рабочая волна λ₀ – 1531,12 нм

Величина затухания ОК с учетом сварных стыков – 0,24 дБ

Хроматическая дисперсия Dхр – 16 пс/нм*км

Коэффициент шума ROADM, NF– 5,8 дБ

 

Расстояние между ROADM – 57 км

 

Интерфейс DN100S-1D3(L) его параметры:

Максимальный уровень сигнала на выходе канала – 4дБм

Максимальный уровень сигнала на входе канала – 0дБм

 

Решение:

 

А = a*L = 0.24*57= 13,68 дБ – затухание секции.

G = A, дБ – усиление усилителя.

, дБ;

тогда мощность сигнала в точке R1:

, дБ;

дБ;

Для расчетов принимаем Pchmin = Pchmax

OSNR = Pchmin – as - NF - 10lgM + 58, дБ

OSNR = -6 – 13,68 – 5,8 - 10lg4 + 58 = 26,5 дБ

 

 

Вывод:

Для заданного ROADM отношение сигнал/шум составит 26,5 дБ.

Контрольные вопросы к разделу 1

Состав цикла PDH Е1.

Что представляет собой SDH?

Что объединяет OTMn.m?

Как определяется OSNR?

Контрольная работа

по дисциплине: “Оптические средства сопряжения”

Вариант: 19

Работу выполнил:

студент 3 курса

группы: M-41

Батраченко К.А.

 

Работу проверил:

Фокин В.Г.

 

Новосибирск 2017

Задание 1

Оценить возможность приведенного оптического модуля на ВОЛС заданной протяженности. Оценку подтвердить расчетами энергетических параметров дисперсионных искажений. Значения затухания и дисперсии выбрать из графика.

Тип модуля	SFP 100 ZX
Тип коннектор	дуплекс LC
Скорость передачи, Мбит/с
Рабочая волна, нм
Мощность передатчика, дБм Pmax, Pmin	-2	-3
Чувствительность приемника, дБМ PR	-30
Макс. Вх. Уровень на приеме, дБм PS	-5
Штраф за дисперсию, дБ PD
Энергетический потенциал A, дБм
Тип световода	С
Длина световода Lc, км
Число строительных длин кабеля N
Потери на стыке, дБ ls	0,07
Затухание, дБ/км ac	0,22	По рис. 3.1
Дисперсия, пс/нм*км
запас на повреждения am,дБ	0,05
Число разъемных соединений Nc
Потери энергии на разъемном соединений lc, дБ	0.5

 

Решение:

Длина участка регенерации рассчитывается по формуле:

 

где: Ps=-2 дБ и P_R=-30 дБ уровни мощности SFP 100 ZX;

М_е=P_max-P_min= -2-(-3) =1 дБм

αc = 0,22 дБ/км – затухание волокна G.652В на длине волны 1550 км

a m = 0,05 дБ запас на повреждения

Nc= 4 - число разъемных соединений

lc= 0,4 дБ - потери энергии на разъемном соединений

 

Подставим данные в формулу:

 

 

По расчету максимальной длины регенерации можно сделать вывод, что этот интерфейс не поддерживает передачу данных на 100 км.

Произведем оценку по дисперсионных искажений. На скорости 100 Мбит/с Dпмд не учитываем. Согласно техническим данным (http://used.spirecom.ru/upload/iblock/f00/sfp-1.25g-t-nrt.pdf. The part number for this model is AA1419084-E5) данный интерфейс ограничен дисперсией 1440 пс/нм. Определим значение дисперсии для длины участка регенерации Lc=100 км:

Dхр=17*100 = 1700 пс/нм

По расчету максимальной дисперсии можно сделать вывод, что этот интерфейс не поддерживает передачу данных на 100 км.

 

Необходимо произвести оценку перегрузки приёмника.

 

P_R = P _max - L_ру x α_c = -2 – 100*0.22 = - 24 дБ

 

P_R должна быть меньше максимального входного уровня на приеме P_{R max}=

= -5 дБ.По расчету уровня приема можно сделать вывод, что этот интерфейс не перегружен входящей мощностью сигнала.

 

Вывод: данный модуль при заданных условиях использовать не возможно.

 

Задание 2

Определить число оптических каналов на каждой из оптических секций мультиплексирования в цепочке, состоящей из 2-х терминальных WDM мультиплексоров и Х (число по варианту табл.2.1) промежуточных оптических мультиплексоров типа ROADM. Внутри каждой пары оптических мультиплексоров организовано Y (число по варианту табл.2.2) оптических каналов.

Число мультиплексоров ROADM – 4

Интерфейс DN100S-1D3(L) – условный номер 1.

N_{каналов}=2

Решение:

При решении учитываем, что мультиплексоры ROADM соединены «каждый с каждым»

Вывод: Согласно заданным параметрам, к ОМ1, ОМ2 будет подключено по 10 оптических каналов; к ROADM0-ROADM1, ROADM3-ROADM2 - по 18 оптических каналов; к ROADM1-ROADM2 20 оптических каналов.

Задание 3

Определить возможность совместимости по скорости передачи и производительности технологий 1 и 2 уровней при размещении ячеек АТМ или кадров Ethernet в циклические структуры PDH, SDH, OTH.

 

Число информационных кадров Ethernet – 4000

Число служебных кадров Ethernet – 40

Емкость кадра, байт – 1200

Технология и цикл – ОТН, OTU3

 

Решение:

Определим количество байт, которые передаются в кадрах Ethernet: N_∑=(4000+40)*1200= 4 848 000 байт

 

Цикл ОТН, OTU3 представляет собой структуру длительностью 3.035 мкс:

Число информационных байт в цикле составляет (3824-16)*4=15232 байта

 

За 1 секунду в буфере памяти накапливается 1/3,035*10^-6=329 489 циклов или 329489*15232 = 5 018 776 448 байт

 

Вывод: за 1 секунду есть возможность передать заданное количество кадровEthernet одним циклом OTU3.

 

Задание 4

Представить подробное описание оптического интерфейса в соответствии с заданным вариантом. Указать технологию, число спектральных каналов, дистанцию применения, типы волоконных световодов и т.д.

Задан оптический интерфейс – С4S1-1D5

 

C – индикатор применения в CWDM

4 – максимальное число волновых каналов

S – короткие расстояния (затухание до 11дБ)

1 – число участков усиления

1 – сигнал в коде NRZ – 2.5 Гбит/с

D – отсутствие оптических усилителей

5 – тип волокна G.655

Задание 5

Для построенной в задаче 2 схемы организации связи оптических каналов рассчитать и построить для самого протяженного канала диаграмму уровней и оптическое отношение сигнал\шум (OSNR) на основе заданных параметров.

Число мультиплексоров ROADM – 4 = Mус

N_∑ каналов - 10

 

Тип оптического интерфейса – 1

Рабочая волна λ₀ – 1531,12 нм

Величина затухания ОК с учетом сварных стыков – 0,24 дБ

Хроматическая дисперсия Dхр – 16 пс/нм*км

Коэффициент шума ROADM, NF– 5,8 дБ

 

Расстояние между ROADM – 57 км

 

Интерфейс DN100S-1D3(L) его параметры:

Максимальный уровень сигнала на выходе канала – 4дБм

Максимальный уровень сигнала на входе канала – 0дБм

 

Решение:

 

А = a*L = 0.24*57= 13,68 дБ – затухание секции.

G = A, дБ – усиление усилителя.

, дБ;

тогда мощность сигнала в точке R1:

, дБ;

дБ;

Для расчетов принимаем Pchmin = Pchmax

OSNR = Pchmin – as - NF - 10lgM + 58, дБ

OSNR = -6 – 13,68 – 5,8 - 10lg4 + 58 = 26,5 дБ

 

 

Вывод:

Для заданного ROADM отношение сигнал/шум составит 26,5 дБ.

Контрольные вопросы к разделу 1

Что называют оптическими физическими средствами сопряжения?

Оптические физические средства сопряжения - Механические и оптические свойства среды передачи определяются на физическом уровне и включают:

тип кабелей и разъемов;

разводку контактов в разъемах;

схему кодирования сигналов для значений 0 и 1.