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 PR=-30 дБ уровни мощности SFP 100 ZX;
Ме=Pmax-Pmin= -2-(-3) =1 дБм
αc = 0,22 дБ/км – затухание волокна G.652В на длине волны 1550 км
am = 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.
PR = P max - Lру x αc=-2 – 100*0.22 = - 24 дБ
PR должна быть меньше максимального входного уровня на приеме PR 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.
Nканалов=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 PR=-30 дБ уровни мощности SFP 100 ZX;
Ме=Pmax-Pmin= -2-(-3) =1 дБм
αc = 0,22 дБ/км – затухание волокна G.652В на длине волны 1550 км
am = 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.
PR = P max - Lру x αc=-2 – 100*0.22 = - 24 дБ
PR должна быть меньше максимального входного уровня на приеме PR 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.
Nканалов=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.