Файл: Курсовой проект по дисциплине Многоканальные телекоммуникационные системы.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт – Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича»

Санкт-Петербургский колледж телекоммуникаций

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Многоканальные телекоммуникационные системы»

среднего профессионального образования»

(базовый уровень)
На тему: Проектирование ВОЛС по технологии DWDM транспортной сети на участке
Санкт-Петербург – Великий Новгород

Студент группы 380 ______________________________ Бояринов А.Е.

(подпись)

Проверил ___________________________ Циринский С.Д.

(оценка и подпись)

Санкт-Петербург

2020 г.

Содержание

1. Исходные данные.

2.Введение.

3. Выбор технологии передачи информации по ВОЛС.

4. Выбор топологии.

5. Выбор оборудования ВОСП DWDM:

5.1 Выбор ОМП/ОДМ.

5.2 Выбор Транспондера.

5.3 Выбор ОУ: Бустера, линейного усилителя, предусилителя.

5.4 Выбор Модуля компенсатора дисперсии.

5.5 Выбор Аттенюатора.

5.6 Выбор Коннектора.

5.7 Выбор ВОК.

6. Способ прокладки ВОК.

7. Электрический расчёт линейного тракта:

7.1 Расчёт длины регенерационного участка по дисперсии.

7.2. Расчёт модуля компенсатора дисперсии DCM.

7.3 Расчёт элементарного кабельного участка ЭКУ по затуханию.

8. Структурная схема участка магистральной сети ВОСП.

9. Диаграмма уровней линейного тракта.

10. Техника безопасности

11. Заключение.

12. Использованная литература

Исходные данные

1. 
   Скорость передачи каждого оптического канала: 10 Гбит/с
   
2. 
   Количество оптических каналов: 4
   
3. 
   Расстояние: 197(вдоль трассы), 167(по прямой)
   
4. 
   Города: Санкт-Петербург – Великий Новгород
   

Введение

WDM – это технология, которая позволяет передавать различные оптические сигналы по одному волокну. Его принцип, по сути, такой же, как мультиплексирование с частотным разделением (FDM). То есть несколько сигналов передаются с использованием разных несущих, занимающих неперекрывающиеся части частотного спектра. В случае WDM используемая полоса спектра находится в области 1300 или 1550 нм, которые представляют собой окна с двумя длинами волн, в которых оптические волокна имеют очень низкую потерю сигнала.

---

Современные системы WDM на основе стандартного частотного плана (рекомендация G.692 ITU-T) можно подразделить на три группы:

• 
  грубые WDM (англ. сoarseWDM, сокр. CWDM) — системы с частотным разносом каналов более 2500ГГц, позволяющие мультиплексировать не более 18 каналов. Используемые в настоящее время CWDM работают в полосе от 1271нм до 1611нм, промежуток между каналами 20нм (2500 ГГц), можно мультиплексировать 16 спектральных каналов^[5];
  
• 
  плотные WDM (англ. denseWDM, сокр. DWDM) — системы с разносом каналов около 100 ГГц, позволяющие мультиплексировать до 40 каналов;
  
• 
  высокоплотные WDM (англ. highdenseWDM, сокр. HDWDM) — системы с разносом каналов 50 ГГц и менее, позволяющие мультиплексировать более 64 каналов.
  

Частотный план для систем CWDM определяется стандартом ITU G.694.2. Область применения технологии — городские сети с расстоянием до 50 км. Достоинством этого вида WDM систем является^[6] низкая (по сравнению с остальными типами) стоимость оборудования вследствие меньших требований к компонентам.

Частотный план для систем DWDM определяется стандартом ITU G.694.1. Область применения — магистральные сети. Этот вид систем WDM предъявляет более высокие требования к компонентам, чем CWDM (ширина спектра источника излучения, температурная стабилизация источника и т. д.). Толчок к бурному развитию сетей DWDM дало появление недорогих и эффективных волоконных эрбиевых усилителей (EDFA), работающих в промежутке от 1525 до 1565 нм (третье окно прозрачности кварцевого волокна).

Выбор технологии передачи информации по ВОЛС.

Выбирал для проектирования из 2-х систем: CWDM и DWDM

Разнос каналов между отдельными длинами волн, передаваемый в одинаковом волокном, является основой для определения CWDM и DWDM. Как правило, разнос в системах CWDM составляет 20 nm, а в настоящее время большинство систем DWDM обеспечивает разнос длины волны 0,8 nm (100 GHz) в соответствии со стандартом ITU. Из-за более широкого разноса между каналами CWDM, количество каналов (lambdas), доступных на одинаковой линии, значительно уменьшается. Компоненты оптического интерфейса не должны быть такими точными, как компоненты DWDM. Таким образом, оборудование CWDM значительно дешевле, чем оборудование DWDM.

Как правило, передача CWDM может достигать 160 км. Если нам нужно передавать данные на большие расстояния, решение системы DWDM является лучшим выбором. DWDM использует 1550 полосу длины волны

---

, которая может быть усилена, увеличивая расстояние передачи до сотен километров.

Одним словом, DWDM чаще используется для того, кто требует увеличения длины волны. И CWDM имеет ценовое преимущество при коротком соединении и скорости передачи ниже 10G. С низкой скоростью передачи данных CWDM является наиболее приемлемой технологией в настоящее время. Таким образом, DWDM и CWDM обеспечивают уникальную ''пригодность'' в сети OTN и будут дополнять, а не заменять друг друга.

Для проектирования выбрал систему DWDM

При проектировании была использована система DWDM.

Преимущества DWDM:

• 
  Надежность и отказоустойчивость;
  
• 
  Высокая пропускная способность;
  
• 
  Возможность значительного расширения ёмкости, масштабирования сети;
  
• 
  Совмещена гибкость управления относительно низкоскоростными каналами со скоростной передачей гигабитных потоков в основных магистралях;
  
• 
  Возможность передачи больших объемов данных на дальние расстояния;
  
• 
  Передача трафика широкого спектра решений, от систем IP до оборудования SDH и других;
  
• 
  DWDM позволяет организовывать до 24 дуплексных каналов (а некоторые изготавливаемые на заказ системы уплотнения и до 80 каналов) в одном оптическом волокне. По сравнению с 9 каналами CWDM – это существенное преимущество.
  
• 
  Плотное спектральное уплотнение работает в диапазоне наибольшей прозрачности 1525-1565 нанометров - по сравнению, с «верхними» длинами волн CWDM 1270-1390 нанометров это дает выигрыш в затухании в 1,5-1,9 раз.
  

Выбор Топологии

Проект я выполнял по топологии “точка - точка”.




1Топология "точка-точка", реализованная с использованием ТМ

Сегмент сети, связывающий два узла A и B, или топология "точка - точка", является наиболее простым примером базовой топологии SDH сети (рис.3.6.). Она может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров ТМ, как по схеме без резирвирования канала приёма/передачи, так и по схеме со стопроцентным резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный электрические или оптические агрегатные выходы (каналы приёма/передачи).

---

Основное преимущество – наиболее простое взаимодействие узлов

Выбороборудования ВОСП DWDM

Выбор ОМП/ОДМ.

Мой выбор пал на DWDM MD-1F-4X



Оптический пассивный мультиплексор/демультиплексор спектрального уплотнения DWDM (далее – мультиплексор) предназначен для объединения/разделения четырех оптических каналов передачи данных по одному одномодовому волокну.

Мультиплексор применяется в сетях связи общего пользования для объединения нескольких несущих длин волн из С-диапазона DWDM (1528,77-1577,03 нм с шагом 0,8 нм) в групповой оптический сигнал и передачи по оптоволоконной линии связи.

Демультиплексор на принимающей стороне выделяет несущие длины волн.

Все мультиплексоры являются пассивными устройствами и не требуют питания от электросети.

Технические характеристики оптического пассивного мультиплексора/демультиплексора DWDM MD-1F-4X:

• 
  Длины волн – (1528,77-1577,03)нм
  
• 
  Вносимые потери, дБ – (0,8 – 2,6)
  
• 
  Максимальная оптическая мощность, мВт – (<500)
  
• 
  Тип оптических разъемов - LC, SC, FC; полировка UPC/APC
  
• 
  Рабочая температура – (-5...+70)°C.
  
  
  
  

Выбор транспондера

Серия DWDM-транспондеров предназначена для преобразования оптическихсигналов 10G. Данные устройства при получении сигналов 10 Гбит/с с длиной волны в спектре 1270 … 1600 нм автоматически конвертируют до длин волн спектрального уплотнения или усиливают их (длины волн DWDM). Транспондеры заметно снижают потери при передаче и позволяют увеличить дальность до 80 км при использовании одномодовых волоконных кабелей (стандарт G.652).

ТРАНСПОНДЕР TD-10E

• 
  Передача 1 или 2 клиентских сигналов 10GE, STM-64, OTU2, 4/8 GFC
  
• 
  Линейный интерфейс OTN OTU2
  
• 
  SuperFEC G.975 I.7 с избыточностью до 25% либо FEC G.709
  
• 
  Возможность 1+1 резервирования для линейных и кольцевых DWDM-сетей
  
• 
  Перестраиваемый в C-диапазоне лазер
  
• 
  До 88 каналов с шагом 50 ГГц
  
• 
  OSNRτ = 9,0 дБ (0,1 нм, BER = 10–¹²)
  

Сдвоенный  транспондер TD-10 производит 3R-регенерацию клиентского оптического сигнала 10 Гбит/с и передает в оптический DWDM-канал. Перестраиваемый по длине волны лазер позволяет организовывать в C-диапазоне до 88 каналов с шагом 50 ГГц. Транспондер TD-10F использует алгоритм коррекции ошибок стандарта FEC G.709.

---

Линейный интерфейс, скорость передачи	Выходная мощность	Диапазон рабочих длин волн	Чувствительность	Перегрузка	Потребляемая мощность
OTU-2 до 11,10 Гбит/c	<+4 дБм	1528,7– 1567,1 нм	-18..-24 дБм	-5 … -3 дБм	45 Вт

Выбор ОУ: Бустера, линейного усилителя, предусилителя.

Я выбрал оптический усилитель EDFA



Оптические усилители на основе волокна легированного эрбием EDFA (ErbiumDopedFiberAmplifier) – это незаменимый инструмент при создании протяжённых оптических линий в рамках систем спектрального уплотнения DWDM. Эрбиевые волоконные усилители предназначены для усиления оптического сигнала без преобразования его в электрическую форму, рассчитаны на одновременное усиление до 48 каналов DWDM.
Данный оптический усилитель обеспечивает одноканальное усиление С-диапазоне с выходной мощностью насыщения до 23 дБм. Усилитель работает с входными оптическими сигналами невысокой мощности, менее - 20 дБм. Усилитель имеет низкое значение оптического шума и высокое оптическое отношение сигнал-шум на выходе.
Диапазон рабочих волн: от 1528.5 нм до 1562 нм.

Режимы работы: APC и AGC.

Диапазон входной мощности: - 6 дБ.

Коэффициент усиления: от 14 дБ до 23 дБ.

Выходная мощность: от 10 дБм до 17 дБм.

ВыборМодулякомпенсаторадисперсии.


TeraXionClearSpectrum-DCML – статический компенсатор хроматической дисперсии, имеющий самый низкий показатель задержки на рынке высокоскоростных DWDM-сетей. Данный модуль теперь имеет на 80% меньшую площадь основания, обеспечивает высокий уровень компенсации и отличается крайне низким уровнем вносимых потерь.

TeraXionClearSpectrum-DCML – наиболее эффективная и надежная альтернатива волокну с компенсацией дисперсии, обладающая шириной полосы пропускания 50 ГГц, высоким уровнем компенсации и на 80% меньшими размерами. Этот plug-and-play модуль – идеальный выбор для тех, кто хочет снизить издержки на усиление в сетях, чувствительных к затратам

---