Файл: Возможности и ограничения волоконнооптических систем передачи.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.11.2023
Просмотров: 116
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
нелинейные ограничения в волоконных световодах, т.к. поддержание заданного OSNR при увеличении спектральной эффективности требует увеличения оптической мощности многопозиционного оптического сигнала, что неминуемо приводит к известным нелинейным эффектам стекловолокна. Такой предел спектральной эффективности получил название «Нелинейный предел Шеннона». Для достижения скоростей передачи до 1 Тбит/с в спектральном канале c полосой частот до 100 ГГц необходимо иметь спектральную эффективность не менее 10 бит/с/Гц.
31. Почему необходимо использовать суперканальные решения по передаче информационных сигналов?
Ответ: использование когерентного формата 100 Гбит/с DP QOSK со сверхплотным расположением каналов (6.5, 12.5, 25, 50 ГГц) позволяет увеличить пропускную способность одного волоконного соединения до 12-16 Тбит/с при использовании стандартного С-диапазона (1530-1565 нм). Использование расширенного С-диапазона или одновременное использование С и L диапазонов позволяют довести суммарную емкость до 20-30 Тбит/с. Однако возрастание числа WDM каналов до нескольких сотен существенно усложняют управление сетью. Увеличение канальной скорости позволит уменьшить число каналов. Кроме того, канальные скорости 400 Гбит/с и 1 Тбит/с могут потребоваться в сетях с новым поколением TerabitEthernet. Увеличение канальной скорости при сохранении одной несущей наталкивается на проблему резкого уменьшения дальности передачи без регенерации.
32. В чём преимущество использования волокон MCF и FMF?
Ответ: для исключения наращивания волоконной ёмкости оптического кабеля принципиально использовать новые типы волокон, в частности, как с одной SCF так и с множеством сердцевин MCF. Внешне габариты этих волокон практически совпадают с геометрическими размерами стандартных волокон и имеют характеристики передачи близкие стандартным волокнам, что позволяет использовать их в стандартных кабельных конструкциях (от 4 волокон до 48 и более).
33. Какие проблемы передачи сигналов в волокнах MCF и FMF ограничивают дистанции передачи?
Ответ: потери оптической мощности при коммутации сердцевин, большие потери оптической мощности мод, необходимость установки оптических усилителей (а применение каскадного подключения усилителей приведёт к дополнительным неравномерностям уровней оптических сигналов и дифференту по OSNR).
34. Сколько мод в FMF можно использовать для организации DWDM каналов?
Ответ: как правило от 2 до 16.
35. Какие предельные скорости передачи информации можно реализовать в системах на основе волокон MCF и FMF?
Ответ: от 0.5 до (70-100) Тбит/с.
2.2. Задача. Определить предельную скорость передачи всех каналов и спектральную эффективность ВОСП на основе SMF, NZDSF, MCF, FMF, MCF-FMF (по варианту) для заданного по ширине спектра канала в оптических диапазонах S, C, L, C+L, S+C+L и скорости передачи в формате кодирования (модуляции).
2.2.1. Задание. Используя данные таблицы рассчитать по своему варианту число спектральных каналов в заданных диапазонах волн.
Решение.В диапазонах полос пропускания: «С» (1530-1565 нм) 35 нм или 4390 ГГц, «L» (1565-1625 нм) 60 нм или 7080 ГГц.
При ширине спектра сигнала в 75 ГГц возможно организовать следующие число каналов: в диапазоне «С» 4390/75=58 каналов;
в диапазоне «L» 7080/75=94 канала.
2.2.2. Задание. Рассчитать предельные скорости передачи всех каналов на основе индивидуальных данных по таблице задания. Учесть число спектральных каналов на каждой моде и каждой сердцевине по варианту.
Решение. В используемом ВОК 1 сердцевина и 4 моды. Максимальную скорость передачи рассчитаем следующим образом: количество каналов умножим на количество мод, количество сердцевин и скорость передачи каждого канала:
в диапазоне «С»: 58х4х1х400=92800 Гбит/с= 90,63Тбит/с;
в диапазоне «L»: 94х4х1х400=150400 Гбит/с= 146,88 Тбит/с.
Предельная скорость составляет 237,51 Тбит/с.
2.2.3. Задание. Рассчитать спектральную эффективность используемых волокон на основе определения слайда.
Решение.Произведем расчёт спектральной эффективности:
в диапазоне «С»: (90,63Тбит/с)/(4,39 ТГц)=18,3 бит/с/Гц;
в диапазоне «L»: (146,88 Тбит/с)/(7,08ТГц)=20.75 бит/с/Гц.
3. Отчёт. Изучил современные и перспективные решения
для волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) с одноканальной
и многоканальной организацией передачи сигналов DWDM в одномодовых стандартных волокнах SMF многосердцевинных MCF и маломодовых FMF волокнах.
31. Почему необходимо использовать суперканальные решения по передаче информационных сигналов?
Ответ: использование когерентного формата 100 Гбит/с DP QOSK со сверхплотным расположением каналов (6.5, 12.5, 25, 50 ГГц) позволяет увеличить пропускную способность одного волоконного соединения до 12-16 Тбит/с при использовании стандартного С-диапазона (1530-1565 нм). Использование расширенного С-диапазона или одновременное использование С и L диапазонов позволяют довести суммарную емкость до 20-30 Тбит/с. Однако возрастание числа WDM каналов до нескольких сотен существенно усложняют управление сетью. Увеличение канальной скорости позволит уменьшить число каналов. Кроме того, канальные скорости 400 Гбит/с и 1 Тбит/с могут потребоваться в сетях с новым поколением TerabitEthernet. Увеличение канальной скорости при сохранении одной несущей наталкивается на проблему резкого уменьшения дальности передачи без регенерации.
32. В чём преимущество использования волокон MCF и FMF?
Ответ: для исключения наращивания волоконной ёмкости оптического кабеля принципиально использовать новые типы волокон, в частности, как с одной SCF так и с множеством сердцевин MCF. Внешне габариты этих волокон практически совпадают с геометрическими размерами стандартных волокон и имеют характеристики передачи близкие стандартным волокнам, что позволяет использовать их в стандартных кабельных конструкциях (от 4 волокон до 48 и более).
33. Какие проблемы передачи сигналов в волокнах MCF и FMF ограничивают дистанции передачи?
Ответ: потери оптической мощности при коммутации сердцевин, большие потери оптической мощности мод, необходимость установки оптических усилителей (а применение каскадного подключения усилителей приведёт к дополнительным неравномерностям уровней оптических сигналов и дифференту по OSNR).
34. Сколько мод в FMF можно использовать для организации DWDM каналов?
Ответ: как правило от 2 до 16.
35. Какие предельные скорости передачи информации можно реализовать в системах на основе волокон MCF и FMF?
Ответ: от 0.5 до (70-100) Тбит/с.
2.2. Задача. Определить предельную скорость передачи всех каналов и спектральную эффективность ВОСП на основе SMF, NZDSF, MCF, FMF, MCF-FMF (по варианту) для заданного по ширине спектра канала в оптических диапазонах S, C, L, C+L, S+C+L и скорости передачи в формате кодирования (модуляции).
| № вар. | 8 |
| Тип ОВ | FMF |
| Число сердцевин/мод | 1/4 |
| Диапазон ОВ | C+L |
| Формат кода | PM-16QAM |
| Скорость в канале, Гбит/с | 400 |
| Ширина спектра канала, ГГц | 75,0 |
2.2.1. Задание. Используя данные таблицы рассчитать по своему варианту число спектральных каналов в заданных диапазонах волн.
Решение.В диапазонах полос пропускания: «С» (1530-1565 нм) 35 нм или 4390 ГГц, «L» (1565-1625 нм) 60 нм или 7080 ГГц.
При ширине спектра сигнала в 75 ГГц возможно организовать следующие число каналов: в диапазоне «С» 4390/75=58 каналов;
в диапазоне «L» 7080/75=94 канала.
2.2.2. Задание. Рассчитать предельные скорости передачи всех каналов на основе индивидуальных данных по таблице задания. Учесть число спектральных каналов на каждой моде и каждой сердцевине по варианту.
Решение. В используемом ВОК 1 сердцевина и 4 моды. Максимальную скорость передачи рассчитаем следующим образом: количество каналов умножим на количество мод, количество сердцевин и скорость передачи каждого канала:
в диапазоне «С»: 58х4х1х400=92800 Гбит/с= 90,63Тбит/с;
в диапазоне «L»: 94х4х1х400=150400 Гбит/с= 146,88 Тбит/с.
Предельная скорость составляет 237,51 Тбит/с.
2.2.3. Задание. Рассчитать спектральную эффективность используемых волокон на основе определения слайда.
Решение.Произведем расчёт спектральной эффективности:
в диапазоне «С»: (90,63Тбит/с)/(4,39 ТГц)=18,3 бит/с/Гц;
в диапазоне «L»: (146,88 Тбит/с)/(7,08ТГц)=20.75 бит/с/Гц.
3. Отчёт. Изучил современные и перспективные решения
для волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) с одноканальной
и многоканальной организацией передачи сигналов DWDM в одномодовых стандартных волокнах SMF многосердцевинных MCF и маломодовых FMF волокнах.