Файл: MR Kursovaya rabota OTS 2018.pdf

6 

позволяющие повысить качество передачи информации и снизить ограничения 
по оптическим характеристикам сигнала (в частности, OSNR). 

На  рис.  1.3  изображен  внешний  вид  плат  транспондеров  коммерческих 

систем. 

Рис. 1.3 – Платы транспондеров 

 
Параметры  линейных  интерфейсов  транспондеров  различных  уровней 

приведены в таблицах 1.4 – 1.6  

При  дальнейшем  выполнении  работы  предусмотрите  возможность 

совместной  работы  транспондеров  с  различной  скоростью  передачи  на  одном 
участке.  

Таблица  1.4  -    Параметры  линейного  интерфейса 
транспондеров уровня 40G (OTU3 / OTU3e)   

Параметр 

Значение 

Передатчик 

Тип модуляции 

NRZ - DPSK 

Диапазон рабочих длин волн 
(перестраиваемый лазер) 

191.7  196.1 ТГц 

(C-диапазон) 

Точность длины волны 

2.5 ТГц 

Интервал между каналами 

50 ГГц 

Время настройки лазера 

30 с 

OSNR на передаче 

45 дБ/0.1 нм 

Уровень мощности на передаче 

+8  +13 дБм 

Стабильность выходной мощности 

0.5 дБ 

Точность контроля выходной мощности 

1 дБ 

Коэффициент гашения 

13 дБ 

Приемник 

Диапазон уровня мощности на приеме 

от -20 до - 7 дБм 

Максимально-допустимое значение ПМД 

10 пс 

Диапазон перестройки компенсатора дисперсии 

1200 пс/нм 

NRZ-DPSK –дифференциальный фазовый формат модуляции (без возвращения к нулю) 
ПМД – поляризационная модовая задержка 
OSNR – оптические отношения сигнал-шум  

7 

Таблица 1.5 - Параметры линейного интерфейса транспондеров уровня 40G 

(OTU3 / OTU3e)  (с когерентным приемом) 

Параметр 

Значение 

Передатчик 

Тип модуляции 

CP-QPSK 

Диапазон рабочих длин волн 
(перестраиваемый лазер) 

191.7  196.1 ТГц 

(C-диапазон) 

Интервал между каналами 

50 ГГц 

Ширина спектра (по уровню 3дБ) 

<25 ГГц 

Уровень мощности на передаче 

+1  +6.5 дБм 

Минимальное требуемое ORL 

30 дБ 

Приемник 

Тип фотоприемника 

PIN 

Чувствительность приемника 

-20 дБм 

Уровень перегрузки  

-8 дБм 

Максимальная накопленная дисперсия 

29000 пс/нм 

Максимальная дифференциальная групповая задержка 

100 пс 

Требуемое отношение сигнал-шум  (OSNR) при стандартном 
FEC и при максимальной дисперсии 29000 пс/нм 

14 дБ 

CP-DQPSK – квадратурный фазовый формат модуляции с уплотнением по поляризации и 
когерентным приемом 

Таблица 1.6 - Параметры линейного интерфейса транспондеров уровня 100G 

(OTU4)  (с когерентным приемом) 

Параметр 

Значение 

Стандарт интерфейса 

OTU4 

Диапазон рабочих длин волн 
(перестраиваемый лазер) 

1528,7–1567,1 нм

Интервал между каналами 

50 ГГц 

Передатчик 

Тип модуляции 

DP-QPSK

Уровень мощности на передаче 

-10…+2,5 дБм 

Приемник 

Максимальная накопленная хроматическая дисперсия 

+/- 70000 пс/нм 

Чувствительность приемника 

–18 дБм 

Уровень перегрузки  

0 дБм 

Требуемое отношение сигнал-шум  (OSNR) 

10,3 дБ 

Коэффициент отражения приемника 

30 дБ 

Дифференциальная групповая задержка  

180 пс 

DP-QPSK – квадратурный фазовый формат модуляции с уплотнением по поляризации и 
когерентным приемом 

8 

2.  Исходные данные для расчета параметров оптического тракта 
 
2.1.  Инсталляция 

оборудования 

высокоскоростных 

волоконно-

оптических  систем  передачи  с  аппаратурой  спектрального  уплотнения,  как 
правило,  сопровождается  обследованием  линейно-кабельных  сооружений 
(ЛКС), включающим контрольные измерения параметров оптического тракта. 

В результате обследования ЛКС ВОЛП были получены следующие 

результаты. 

2.2.  Спектральная  зависимость  коэффициента  затухания  оптического 

волокна на ЭКУ определяется выражением: 









4

mod

01

.

0

18

.

0

)

1550

(

mn

нм









, дБ/км. 

(2.1) 





,

1550

10

5

)

1550

(

)

(

2

6





















нм

 дБ/км. 

(2.2) 

где 



 - длина волны, нм. 

 
Выполните расчет для рабочих длин волн в С-диапазоне (1530 – 1565 нм). 

Приведите результаты расчета для длины волны 1550 нм и крайних длин волн 
диапазона.  Постройте  график  зависимости  коэффициента  затухания  от  длины 
волны. 

2.3.  Спектральная  зависимость  коэффициента  хроматической  дисперсии 

определяется следующими параметрами: 

- длина волны нулевой дисперсии: 

0



= 1300 +m+n, нм; 

(2.3) 

- наклон дисперсионной кривой в точке нулевой дисперсии: 

0

S

= 0.085 + 0.001*(m – n), пс/(нм

2

км); 

(2.4) 

Расчет 

спектральной 

зависимости 

коэффициента 

хроматической 

дисперсии  для  стандартного  ступенчатого  ОВ  (G.652)  производится  по 
формуле: 



















3

4

0

0

4

)

(









S

D

ХД

, пс/(нмкм). 

(2.5) 

где 

0

S - наклон дисперсионной кривой в точке нулевой дисперсии, пс/(нм

2



км); 

0



- точка нулевой дисперсии, нм. 

Выполните расчет для рабочих длин волн в С-диапазоне (1530 – 1565 нм). 

Приведите результаты расчета для длины волны 1550 нм и крайних длин волн 
диапазона.  Постройте  график  зависимости  коэффициента  хроматической 
дисперсии от длины волны. 
 

2.4.  Поляризационная модовая дисперсия оптического волокна на ЭКУ: 

ПМД

D

 < 0.1 + 0.01*(m – n),  пс/км 

(2.6) 

9 

3. 

Выбор  и  размещение  модулей  компенсации  хроматической 

дисперсии 

 
3.1.  Произведите  расчет  накопленной  хроматической  дисперсии  на 

рабочей  длине  волны,  соответствующей  максимальному  коэффициенту 
хроматической дисперсии, на каждом ЭКУ и суммарную дисперсию на ВОЛП 
по формулам 

i

ЭКУ

ХД

i

ЭКУ

L

D

,

,





; 

(3.1) 





ЭКУ

N

i

i

ЭКУ

ВОЛП

,





(3.2) 

где 

ХД

D

  -  коэффициент  хроматической  дисперсии,  пс/нм/км; 

i

ЭКУ

L

.

  - 

протяженность i-го ЭКУ, N

ЭКУ

 – количество ЭКУ на ВОЛП.  

Результаты  занесите  в  таблицу,  общий  вид  которой  приведен  в  таблице 

3.1 

Таблица 3.1 – Накопленная хроматическая дисперсия 

ВОЛП 

Количество ЭКУ 

ЭКУ



, пс/нм 

ВОЛП



, пс/нм 

1 

2 

 
Определите  суммарную  накопленную  хроматическую  дисперсию  на 

рассматриваемом участке ОТС, определяемую суммой 

ВОЛП



. 





ВОЛП

N

k

k

ВОЛП ,

max





(3.3) 

3.2.  Определите  необходимость  компенсации  хроматической  дисперсии, 

сравнив 

полученное 

значение 

с 

максимально-допустимым 

значением 

хроматической дисперсии для выбранного оборудования

доп



(см. табл. 1.4-1.6). 

Если  условие 

доп







max

  не  выполняется,  то  требуется  выбор  и 

размещение модулей компенсации дисперсии. 

При  этом  ориентируйтесь  на  оборудование,  имеющее  наименьшие 

допуски по дисперсии. 

3.3.    Основные  критерии  по  выбору  типа  устройства  компенсации 

хроматической дисперсии:  

- компенсация дисперсии в заданном диапазоне длин волн; 
- компенсация наклона дисперсионной характеристики; 
- минимальные вносимые потери; 
- минимальный уровень вносимой поляризационной модовой дисперсии; 
- минимальный уровень нелинейных искажений. 

10 

Для  компенсации  хроматической  дисперсии  могут  применяться 

различные  методы,  которые  можно    классифицировать  по  нескольким 
признакам:  оптические  и  электронные;  узкополосные  и  широкополосные; 
фиксированные  и  перестраиваемые.  Как  правило,  для  систем  передачи  со 
скоростью 

передачи 

10 

Гбит/c 

достаточно 

применения 

оптических 

широкополосных методов, в то время как для скоростей 40 Гбит/c, как правило, 
дополнительно 

требуется 

узкополосная 

перестраиваемая 

компенсация, 

реализуемая  на  приемной  стороне.  Применение  технологии  когерентного 
приема  для  систем  передачи  40,  100  и  400  Гбит/c  позволяет  эффективно 
реализовать  узкополосную  электронную  компенсацию  на  приемной  стороне, 
подстраиваемую под параметры оптического тракта, и практически полностью 
удовлетворяющую  требованиям  для  наземных  сетей.  В  этом  случае  нет 
необходимости  в  размещении  промежуточных  оптических  компенсаторов  для 
работы когерентных ВОСП. Однако, поскольку на переходных этапах зачастую 
на  оптических  транспортных  сетях  в  одном  волокне  могут  передаваться 
сигналы с различной символьной скоростью передачи, применение оптических 
компенсаторов  может  потребоваться  для  обеспечения  работоспособности  всех 
каналов. 

В данной работе предлагается использовать оптические широкополосные 

методы  компенсации  на  основе  оптического  волокна  компенсации  дисперсии 
или на основе чирпированных волоконных брэгговских решеток.  

Как  правило,  модуль  компенсации  размещается  между  двумя  каскадами 

оптического усилителя, что позволяет скомпенсировать собственное затухание 
модуля и в тоже время не вызвать увеличения нелинейных эффектов. 

На  рис.  3.1  изображены  различные  варианты  промышленных  модулей 

компенсации  дисперсии  на  основе  компенсирующего  волокна,  а  в  таблице  3.2 
приведены типовые параметры. 

Рис.  3.1  –  Модули  компенсации  хроматической  дисперсии    на  основе 

компенсирующего волокна

Таблица 3.2 – Параметры модулей компенсации дисперсии 

на основе компенсирующего волокна

Параметр 

DCM-20  DCM-40 

DCM-60 

DCM-80 

DCM-100 

Компенсируемая длина ОВ, км 

20 

40 

60 

80 

100 

Рабочий диапазон, нм 

1525 – 1565 нм 

Дисперсия на длине волны 
1545 нм, пс/нм 

-330 

-660 

-990 

-1320 

-1650