Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Определение соотношения «сигнал-помеха» и построение диаграммы уровней для магистрали
|
|
Каждый усилитель осуществляет усиление сигнала (G) и вносит определённый уровень шумов (N).
Уровень шумов на выходе каждого квантового усилителя определяется выражением: 
,
где:
hn -мощность шумов, вносимых спонтанным переходом одного фотона на
1 Гц полосы;
Dn -полоса передачи в одном оптическом канале, Гц;
NF –шум фактор квантового усилителя.
Обычно определяют уровень шумов в дБ:
Возьмём 10lg(hn/P0) = -158.3 дБ для l=1.55 мкм и, соответственно, n =193.3·1012 Гц.
Величины 10lgNF = 3 (дБ) и 10lgG = 38 (дБ) выбираем из Приложения Д.
Полосу передачи в оптическом канале получаем из выбранного диапазона длины волны при помощи формулы:
f=c/λ, с = 3· 108 (м/с) – скорость света в вакууме.
Поскольку наш диапазон 1530-1565 (м), тогда диапазон частот равен:
196.1·1012 - 192·1012 (Гц), тогда полоса передачи равна 4.1·1012 (Гц),
тогда в дБ: F=10lg4.385·1012=126.1 (дБ)
С учётом накопления шумов на квантовых усилителях помехозащищённость будет определяться по формуле:
где:
|
Pout = 21(дБм) или -9 (дБ) –мощность сигнала на выходе каждого усилителя и оконечной аппаратуры, выбираем из Приложения Д.
k –порядковый номер оптического квантового усилителя.
На основе полученного значения Nout определим помехозащищённость на выходе k-го усилителя, переведя полученные данные в дБм.
Полученные данные приведём в таблице.
Результаты расчёта помехозащищённости
| k | ||||||
| 10 lоg k | 4.77 | 6.9 | 7.78 | |||
| Aз, дБм | 11.88 | 8.87 | 8.11 | 5.9 | 4.9 | 4.1 |
Вывод
Определили максимальное расстояние для системы. Для этого определили поляризационную модовую дисперсию, по хроматической дисперсии, учитывая скорость передачи для канала с максимальным быстродействием, ширину полосы оптического излучения и хроматическую дисперсию для выбраного канала.
Определили место расположения участков ретрансляторов, рассчитав расстояние между квантованными усилителями с учетом затухання.
Учёт затухания этих устройств необходим на участках между оконечными станциями и промежуточными квантовыми усилителями, в местах установки мультиплексоров, демультиплексоров, мультиплексоров ввода-вывода. В ряде случаев для компенсации их затухания устанавливаются квантовые усилители.
На заданном расстоянии пункта вводы/вывода устанавливаем мультиплексор. Расстояние L не должно превышать расстояние между выбранными городами.
Выполнив все рассчеты, мы можем наблюдать расположение всех элементов системы, так же учитывая затухание и помехозащищенность.
Житомир
 |
ПРИЛОЖЕНИЕ А.
ПРОМЫШЛЕННЫЕ СИСТЕМЫ С WDM
Промышленные системы с WDM
Начало
 |
| Компания | Модель | Входной сигнал, нм | Число каналов данных | Тип | Код | Ёмкость волокна, Гбит/с | |
| ADVA (Cisco) | Abraxas | нд | D | нд | янв.25 | ||
| 4/8 OCM | нд | 4, 8 | D | нд | |||
| Alcatel | 1640 WM | нд | S | нд | 100/400 | ||
| 1686 WM | нд | S | нд | ||||
| 1690 WM | 1260-1570 | 16/32 | S | нд | 40/80 | ||
| 1610 OA LTH | нд | S | нд | ||||
| Cambrian (Nortel) | OPTera Metro | нд | 8/32/64 | D, S | нд | 20/80/160 | |
| OPTera LH | нд | 32-80/160 | D/S | нд | до 1600 | ||
| Ciena | Multiwave 1600 | 1290-1560 | S | NRZ/RZ | |||
| Sentry 1600 | 1250-1600 | S | нд | ||||
| Sentry 4000 | 1250-1600 | S | нд | ||||
| Firefly | 1290-1560 | S | нд | ||||
| ECI | Metro | нд | S | нд | |||
| LumiNet-SR | нд | 8/16/32/40 | S | нд | 20-100 | ||
| LumiNet-MR | нд | 8/16/32/40 | S | нд | 20-100 | ||
| LumiNet-LR | нд | 8/16/32/40 | S | нд | 20-100 | ||
| Eonyx | SM 9600 | нд | S | нд | 1, 25 | ||
| Ericsson | Erion Networker | 1250-1580 | D, S | нд | 20/40 | ||
| Fujitsu | Flashwave Metro | нд | 04.08.2016 | S | нд | 40/80/160 | |
| Flashwave 320 | нд | 1-16/32 | S | нд | 10-320 | ||
| IBM Corp. | 9729-001 | нд | D | нд | |||
| 9729-041 | нд | D | нд | ||||
| ITC | OM/9000/ 25-8/16 | нд | авг.16 | D | нд | окт.20 | |
| Lucent | OLS 40G | нд | S | нд | 20/80 | ||
| OLS 80G | нд | S | нд | 40/160 | |||
| OLS 400G | нд | 40/80 | S | нд | 200/400 | ||
| Marconi | PLT 16/40 | нд | 16/40 | S | нд | 160/400/ 700 | |
| PMA 8/32 | нд | авг.32 | S | нд | 80/320 | ||
| NEC | SpectralWave | нд | 40/80 | S | нд | 400/800 | |
| SpectralWave | нд | S | нд | ||||
| Nokia | STM-16/WDM | нд | 04.08.2016 | S | нд | ||
| Nortel | S/SDMS TN | нд | S | нд | |||
| S/SDMS TN-DM | нд | 16/32 | S | нд | 160/320 | ||
| Osicom | Gigamux | нд | 8, 16 | D, S | нд | ||
| Gigamux EPC | нд | S | NRZ |
Продолжение
| Компания | Число каналов вв/выв | Топология | Секция-пролёты | ||
| Число макс. | Потери дБ | Длина, км | |||
| ADVA (Cisco) | нд | нд | нд | ||
| нд | нд | нд | |||
| Alcatel | т-т, т-мт, к2 | нд | 25, 120 | ||
| нд | нд | нд | 25, 120 | ||
| т-т, т-мт, к2 | нд | ||||
| нд | нд | нд | нд | нд | |
| Cambrian (Nortel) | нд | п-п, к, з | нд | ||
| фев.16 | т-т, к, з, я | нд | нд | нд | |
| Ciena | т-т, т-мт | ||||
| т-т, т-мт | 04.05.2010 | 33/30/25 | 120-100 | ||
| т-т, т-мт | 02.май | 33/25 | 120/90 | ||
| нд | нд | ||||
| ECI | янв.24 | т-т, к, з, я | нд | нд | нд |
| т-т | нд | 60-95 | |||
| т-т | нд | 140-160 | |||
| т-т | 03.05.2008 | нд | 140-90 | ||
| Eonyx | нд | т-т, к, з | нд | ||
| Ericsson | нд | т-т, т-мт, к2 | 17/14 | нд | |
| Fujitsu | нд | т-т | нд | ||
| нд | т-т, т-мт | нд | нд | нд | |
| IBM Corp. | нд | т-т | нд | 40, 50 | |
| нд | т-т | нд | 40, 50 | ||
| ITC | нд | нд | нд | ||
| Lucent | на заказ | т-т, к | 3, 8 | нд | 120, 80 |
| на заказ | т-т, к, к2 | 3, 8 | нд | 120, 80 | |
| т-т, к2, к4 | нд | ||||
| Marconi | 04.авг | т-т, т-мт, к2 | 1/ нд | нд | нд |
| нд | т-т, т-мт, к2 | 1/ нд | нд | нд | |
| NEC | т-т | 1/2/5/8 | 22-40 | 80-160 | |
| т-т | 1/2/5/8 | 22-40 | 80-160 | ||
| Nokia | т-т, к, к2 | нд | нд | нд | |
| Nortel | нд | т-т, к2 | нд | нд | нд |
| нд | т-т, к2, к4 | нд | нд | нд | |
| Osicom | нд | т-т | нд | ||
| нд | т-т | нд |
ПРИЛОЖЕНИЕ Б.
АПАРАТУРА ВОСП
 |
Параметры оптических интерфейсов аппаратуры STM-1
| Параметры | Единица измерений | Величина | |||
| WaveStar | Siemens | ||||
| Код применения | L-1/2/L-1.3 | L-4.1 | L-4.2/L-4.3 | JE-4.2/JE-4.3 | |
| Диапазон длин волн | нм | 1530...1560 | 1280…1320 | 1510…1560 | 1535…1555 |
| Скорость передачи | Мбит/с | 155.52 | 622.08 | ||
| Линейный код | Бинарный NRZ, скремблированный | ||||
| Передающее устройство (эталонная точка S (G.957)) | |||||
| Тип источника излучения | SLM | Фабрин-Перо с номинальной мощностью излучения | Лазерный диод с распределённой обратной связью и номинальной мощностью излучения | Лазерный диод с распределённой обратной связью и повышенной мощностью излучения | |
| Спектральные характеристики | |||||
| Максимальная ширина полосы излучения | нм | < 1.7 | < 0.5 | < 0.5 | |
| Минимальный коэффициент подавления боковых мод | дБ | > 30 | > 30 | ||
| Средний уровень оптического излучения, вводимого в волокно | дБм | +2 ÷ -5 | -3 ÷ 0 | -3 ÷ +2 | +3 ÷ +6 +13 ¸ +16 (с оптическим усилителем) |
| Приёмное устройство (эталонная точка R (G.957)) | |||||
| Тип фотоприёмника | InGaAs-APD в режиме номинальной чувствительности | InGaAs-APD в режиме повышенной чувствительности | InGaAs-APD в режиме номинальной чувствительности и с оптическим усилителем приёма | ||
| Уровень номинальной принимаемой мощности при 10-10 BER | дБ | -34 | -36 | -39 | -45 |
| Уровень перегрузки | дБ | -3 | -8 | -17 | -15 |
 |
ПРИЛОЖЕНИЕ В.
СВЕТОВОДЫ
Параметры модулей (волокна) для компенсации дисперсии
| Компания | Corning | Lucent Technologies | Fujikura Ltd. | |||||||
| Тип модуля | DCM-20 | DCM-40 | DCM-60 | DCM-80 | DCM-95 | DK-40 | DK-60 | DK-80 | 15DC-340 | 15DC-680 |
| Компенсируемая длина линии4, км | ||||||||||
| Дисперсия волокна модуля, пс/нм× км | -329±5 | -658±10 | -988±10 | -1317±15 | -1564±15 | -680±21 | -1020±31 | -1360±41 | -340±10 | -680±10 |
| Наклон дисперсии (D), пс/нм2 | нд | нд | нд | нд | нд | < -1.2 | < -1.9 | < -2.5 | < 0.336 | < 0.726 |
| Вносимое затухание, дБ | < 3.2 | < 5.0 | < 6.8 | < 8.6 | < 10.0 | < 5.2 | < 7.0 | < 8.9 | < 3.1 | < 5.0 |
| Эффективность волокна (FOM), пс/нм× дБ | нд | нд | нд | нд | нд | нд | нд | нд | > 180 | > 180 |
| Эффективность модуля (FOM)*, пс/нм× дБ | 102.8 | 131.6 | 145.3 | 153.2 | 156.4 | 130.82 | 145.72 | 152.82 | > 110 | > 140 |
| Среднее значение PMD, пс | < 0.8 | < 1.1 | < 1.4 | < 1.5 | < 1.6 | < 0.6 | < 0.75 | < 0.9 | < 1.0 | < 1.4 |
| Значение PDL, дБ (размах) | нд | нд | нд | нд | нд | нд | нд | нд | нд | Нд |
| Типы выпускаемых модулей | B, C | B, C | B, C | D, C | D, C | F5 | F5 |
| Компания | Sumitomo Electric Industries | Fujikura Ltd. | ||||||||
| Тип модуля | P-DCFM-20 | P-DCFM-40 | P-DCFM-60 | P-DCFM-80 | 15DC-1020 | 15-DC1360 | 15DSC-340 | 15DSC-680 | 15DSC-1020 | 15DSC-1360 |
| Компенсируемая длина линии4, км | ||||||||||
| Дисперсия волокна модуля, пс/нм× км | -340 | -680±11 | -1020±16 | -1360±21 | -1020±20 | -1360±20 | -340±10 | -680±10 | -1020±20 | -1360±20 |
| Наклон дисперсии (D), пс/нм2 | нд | < 1.2/0.8 | < 1.8/1.2 | < 2.4/1.6 | < 1.086 | < 1.446 | < -0.6 | < -1.2 | < 1.8 | < -2.4 |
| Вносимое затухание, дБ | нд | < 4.4/3.7 | < 6.1/5.1 | < 7.8/6.7 | < 6.9 | < 8.8 | < 3.7 | < 5.9 | < 8.0 | < 10.1 |
| Эффективность волокна (FOM), пс/нм× дБ | нд | нд | нд | нд | > 180 | > 180 | > 160 | > 160 | > 160 | > 160 |
| Эффективность модуля (FOM)*, пс/нм× дБ | нд | > 155 | > 167 | > 174 | > 150 | > 155 | > 92 | > 115 | > 128 | > 135 |
| Среднее значение PMD, пс | нд | < 1.0/0.6 | < 1.2/0.7 | < 1.4/0.8 | < 1.7 | < 2.0 | < 1.2 | < 1.7 | < 2.0 | < 2.3 |
| Значение PDL, дБ (размах) | < 0.1 | < 0.1 | < 0.1 | < 0.1 | нд | нд | нд | нд | нд | нд |
| Типы выпускаемых модулей | S3 | S3 | S3 | S3 | F5 | F5 | F5 | F5 | F5 | F5 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Г.
ОПТОВОЛОКНО
 |
Параметры промышленных и рекомендуемых стандартом ММ волокон
| Параметры | Corning | Fujikura | ITU-T | |||||||
| Тип, марка или стандарт волокна | 50/125 | 62.5/125 | InfiCore 300 | InfiCore 600 | InfiCore 1000 | InfiCore 2000 | G-50/125 | G-62.5/125 | G.651 | |
| Рабочие окна, нм | 850, 1300 | 850, 1300 | 850, 1300 | 850, 1300 | 850, 1300 | 850, 1300 | 850, 1300 | 850, 1300 | 850, 1300 | |
| Затухание, дБ/км | 850 нм | 2.4-2.5 | 2.8-3.0 | < 3.0 | < 2.5 | < 3.0 | < 2.5 | < 2.4 | < 3.0 | < 4.0 |
| 1300 нм | 0.5-0.7 | 0.6-0.8 | < 0.7 | < 0.8 | < 0.7 | < 0.8 | < 0.7 | < 0.7 | < 0.2 | |
| Прирост затухания при изгибе, дБ/км | 850 нм | < 0.5 | < 0.5 | < 0.5 | < 0.5 | < 0.5 | < 0.5 | нд | нд | нд |
| 1300 нм | < 0.5 | < 0.5 | < 0.5 | < 0.5 | < 0.5 | < 0.5 | нд | нд | нд | |
| Диапазон рабочих температур, оС | -60…+85 | -60…+85 | -60…+85 | -60…+85 | -60…+85 | -60…+85 | нд | нд | нд | |
| Изменение затухания в диапазоне рабочих температур, дБ/км | < 0.20 | < 0.20 | < 0.20 | < 0.20 | < 0.20 | < 0.20 | нд | нд | нд | |
| Полоса пропуска-ния, Мгц× км | 850 нм | 400-600 | 160-200 | нд | нд | нд | нд | > 400 | > 200 | > 200 |
| 1300 нм | 600-1000 | 200-600 | нд | нд | нд | нд | > 600 | > 600 | > 200 | |
| Длина волны нулевой дисперсии, нм | 1297-1316 | 1332-1354 | 1332-1354 | 1297-1316 | 1332-1354 | 1297-1316 | нд | нд | нр | |
| 0.101 | 0.097 | 0.097 | 0.101 | 0.097 | 0.101 | нд | нд | нр | ||
| Хроматическая дисперсия, пс/нм´ км | 850 нм | нд | нд | нд | нд | нд | нд | нд | нд | < 120 |
| 1300 нм | нд | нд | нд | нд | нд | нд | нд | нд | < 6 | |
| Числовая апертура | 0.200±0.015 | 0.275±0.015 | 0.275±0.015 | 0.200±0.015 | 0.275±0.015 | 0.200±0.015 | нд | нд | 0.18-0.24 | |
| Групповой показатель преломления | 850 нм | 1.49 | 1.496 | нд | нд | нд | нд | нд | нд | нр |
| 1300 нм | 1.486 | 1.487 | нд | нд | нд | нд | нд | нд | нр | |
| Профиль показателя преломления | парабола | парабола | парабола | парабола | парабола | парабола | парабола | парабола | парабола | |
| Диаметр сердцевины, мкм | 50±3.0 | 62.5±3.0 | 62.5±3.0 | 50±3.0 | 62.5±3.0 | 50±3.0 | 50±2.5 | 62.5±2.5 | 50±3.0 | |
| Упругость сердцевины, % | < 5.0 | < 5.0 | < 5.0 | < 5.0 | < 5.0 | < 5.0 | нд | нд | нд | |
| Диаметр оболочки, мкм | 125±2.0 | 125±2.0 | 125±2.0 | 125±2.0 | 125±2.0 | 125±2.0 | 125±2.0 | 125±2.0 | 125±3.0 | |
| Упругость оболочки, % | < 2.0 | < 2.0 | < 2.0 | < 2.0 | < 2.0 | < 2.0 | нд | нд | нд | |
| Неконцентричность сердцевины и оболочки, мкм | < 3.0 | < 3.0 | < 3.0 | < 3.0 | < 3.0 | < 3.0 | нд | нд | < 6.0 | |
| Диаметр покрытия, мкм | 245±5 | 245±5 | 245±5 | 245±5 | 245±5 | 245±5 | 245±5 | 245±5 | 245±5 | |
| Неконцентричность оболочки и покрытия, мкм | < 12.0 | < 12.0 | < 12.0 | < 12.0 | < 12.0 | < 12.0 | нд | нд | нд | |
| Сила снятия покрытия, Н | 2.24 | 2.24 | 2.24 | 2.24 | 2.24 | 2.24 | нд | нд | нд | |
| Перемотка с натяжением, ГПа | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | нд | нд | нд | |
| Параметр динамической усталости, пd | нд | нд | нд | |||||||
| Стандартная длина волокна на катушке, км | 1.1-4.4 | 2.2-8.8 | 2.2-8.8 | 1.1-4.4 | 2.2-8.8 | 1.1-4.4 | нд | нд | нд |
 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Д.
КВАНТОВАННЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ
Параметры квантовых оптических усилителей компании ОРТОСОМ
| Параметры | Модель 1 | Модель 2 |
| Оптические характеристики | ||
| Выходная мощность насыщения (pвх =0 дБм), дБм | ||
| Коэффициент усиления, дБ | > 35 | |
| Коэффициент шума, дБ | < 5 | < 6.5 |
| Поляризационная чувствительность, дБ | 0.2 | 0.3 |
| Диапазон длин волн, нм | 1535-1565 | 1535-1565 |
| Неравномерность характеристики усиления в рабочем диапазоне длин волн, дБ | < ±0.5 | < ±0.7 |
| Длина волны накачки, нм | ||
| Электрические характеристики | ||
| Напряжение питания, В | 85-264(47-67 Гц) | 85-264(47-67 Гц) |
| Потребляемая мощность, Вт | < 20 | < 50 |
 |
 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Е.
МУЛЬТИПЛЕКСОРЫ И ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОРЫ
Мультиплексоры/демультиплексоры фирмы Lightwave Microsystems
| Параметры | Значение параметра | ||
| Типовое | Максимальное | По спецификации ITU | |
| Частотный интервал, ГГц | |||
| Ширина полосы на уровне 1 дБ, нм | 0.2 | 0.4 | Интервал 100 ГГц |
| Ширина полосы на уровне 3 дБ, нм | 0.3 | 0.6 | Интервал 100 ГГц |
| Изоляция между соседними каналами, дБ | > 25 | > 25 | Отклонение от центра полосы ±0.1 нм |
| Изоляция между несоседними каналами, дБ | > 30 | > 30 | Отклонение от центра полосы ±0.1 нм |
| Вносимые потери, дБ | < 6.0 | < 8.0 | 16 каналов |
| < 7.0 | < 9.0 | 32 канала | |
| Поляризационная зависимость потерь, дБ | < 0.5 | < 0.5 | На центральной λ |
| Обратные потери, дБ | > 50 | > 50 | Без соединителя |
Мультиплексоры фирмы NEL Photonics Devises
| Параметры | Величины | Примечания |
| Диапазон длин волн, нм | 1500…1600 | |
| Число каналов | 8, 16, 24, 32, 40, 48 | |
| Частотный интервал между каналами, нм | 0.4, 0.8, 1.6 | |
| Вносимые потери, дБ | < 6 (стандартный тип) | На уровне 3 дБ центральной волны |
| < 9 (плоский тип) | ||
| Ширина полосы (стандартный тип) | 30% канального интервала | На уровне 1 дБ |
| 60% канального интервала | На уровне 3 дБ | |
| Ширина полосы (плоский тип) | 50% канального интервала | На уровне 1 дБ |
| 75% канального интервала | На уровне 3 дБ | |
| Изоляция между соседними каналами, дБ | < -39 | |
| Поляризационно-зависимые потери, дБ | < 0.5 | На уровне 3 дБ центральной длины волны |
| Обратные потери, дБ | > 35 | C PC-разъёмом |
Список литературы 
1. Оптическое мультиплексирование с разделением по длине волны. Сети, апрель 1999 г.
2. Н. Н. Слепов. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи. Радио и связь, Москва 2000, 486с.
3. Оптические сети. Вестник связи № 9, 2000 г.
4. Р.Р. Убайдуллаев. Волокно-оптические сети. Эко-трендз, Москва 1998г.
5. Современные оптические волокна, Шари. Электросвязь №12,
1999г.
|
|