Как видно из графиков с увеличением длины волны растет и затухание и коэффициент хроматической дисперсии
Рецензия
Введение.
В настоящее время для увеличения пропускной способности волоконно-оптических линий передачи широко используется технология спектрального уплотнения. Принцип работы данной технологии основан на передаче по оптическому волокну нескольких потоков данных на различных длинах волн - оптических каналов. На сегодняшний день спектральное уплотнение является наиболее доступной и коммерчески эффективной технологией как при модернизации существующих, так и при строительстве новых ВОЛП. Одновременно с этим увеличение пропускной способности обеспечивается за счет внедрения высокоскоростных волоконно- оптических систем передачи. Для магистральных ВОЛП сетей связи РФ на текущий момент типовая скорость в оптическом канале составляет 10 Гбит/с и на отдельных участках имеется тенденция перехода на уровень 40 Гбит/с.
В отличие от стандартных одноканальных систем внедрение высокоскоростных систем ВОСП со спектральным разделением каналов требует особого подхода и рассмотрения таких вопросов как выбор формата представления передаваемой двоичной информации, выбор и размещение компенсаторов хроматической дисперсии, выбор параметров и расстановка оптических усилителей, учет влияния поляризационной модовой дисперсии и нелинейных эффектов, а также выбор кодера упреждающей коррекции ошибок.
Целью данной работы является разработка технических предложений по модернизации волоконно- оптической линии передачи с использованием аппаратуры спектрального уплотнения.
Исходные данные.
Участок ВОЛП, подлежащий модернизации, состоит из 5 элементарных кабельных участков(ЭКУ). Протяженность ЭКУ определяется из таблицы 1.
Таблица 1. Расчет протяженности ЭКУ
| Номер ЭКУ | |||||
| Lэку,км | 105-(2*m)+n | 95+(2*m)-n | 135-m-n | 95-m+n | 115+m-n |
mn- последние цифры зачетки.
Тип ОВ, используемого на ВОЛП определяется в следующем виде:
(mn)mod4=37/4=9 (1)
(mn)mod4 - обозначает остаток от деления нацело mn на 4.
Таблица 2. Выбор типа ОВ
| (mn)mod4 | Тип ОВ |
| G.652.A | |
| G.652.D | |
| G.655.A | |
| G.655.D |
Отсюда следует что дальнейший расчет будет проводиться для стандартного ступенчатого одномодового волокна рек. G.652.D.
Согласно техническому заданию требуется повысить пропускную способность существующей ВОЛП за счет увеличения скорости передачи в оптическом канале и использования технологии спектрального уплотнения.
Скорость передачи (В, Гбит/с) в оптическом канале определяется согласно таблице 3.
Таблица 3. Выбор скорости передачи
| Условие | В, Гбит/с | Уровень |
| m-четное | STM-64 | |
| m-нечетное | STM-256 |
Выбираем скорость передачи B=40 Гбит/с.
Далее следует определить количество оптических каналов:
Nch= 
=8 (2)
Суммарная пропускная способность: C=Nch*B=8*40=320 Гбит/с (3)
Выбор рабочей частоты оптического канала в данной работе производится согласно сетке частот МСЭ-Т по следующему правилу:
fch,i=193,10(ТГц) + 
(4)
где: fch,i - рабочая частота i-го оптического канала;
i- номер канала;
- интервал между каналами (определяется из таблицы 4).
Таблица 4.Интервал между каналами
| Условие | , ГГц |
| m- четное | |
| m- нечетное |
Так как m=3 отсюда следует 
=50 ГГц
fch,1=193100+ 50 
= 192950 ГГц
fch,2=193000 ГГц
fch,3=193050 ГГц
fch,4=193100 ГГц
fch,5=193150 ГГц
fch,6=193200 ГГц
fch,7=193250 ГГц
fch,8=193300 ГГц
Переведем fch в λch по формуле: λch= 
, нм (5)
с- скорость света в вакууме (299792458 м/с)
- частота оптического канала, Гц
λch,1= 
1553,73 нм
λch,2=1553,33 нм
λch,3=1552,93 нм
λch,4=1552,52 нм
λch,5=1552,12 нм
λch,6=1551,72 нм
λch,7=1551,32 нм
λch,8=1550,92 нм
Полученные значения занесем в таблицу.
Таблица 5.Рабочие длины волн оптических каналов
| Номер канала | Длина волны канала (λch), нм |
| 1553,73 | |
| 1553,33 | |
| 1552,93 | |
| 1552,52 | |
| 1552,12 | |
| 1551,72 | |
| 1551,32 | |
| 1550,92 |
При внедрении технологии спектрального уплотнения с использованием высокоскоростных ВОСП производится обязательное обследование линейно-кабельных сооружений, заключающееся в измерении ряда параметров оптического тракта.
При измерении спектральной зависимости коэффициента затухания были получены следующие результаты:
- на длине волны 1550 нм коэффициент затухания (α) составил:
α(1550 нм) = 0.19 + 0.01* [(mn) mod 4]= 0,20 дБ/км (6)
- зависимость коэффициента затухания от длины волны в С-диапазоне (1530-1565) была представлена в виде:
α(λ)=α(1550нм)+ 0,03/400 * (λ-1550 
дБ/км (7)
α1(λ1)=0,20+ 0,03/400 * (1553,73 - 1550 =0,20104 дБ/км
α2(λ2)=0,20083 дБ/км
α3(λ3)=0,20064 дБ/км
α4(λ4)=0,20048 дБ/км
α5(λ5)=0,20034 дБ/км
α6(λ6)=0,20022 дБ/км
α7(λ7)=0,20013 дБ/км
α8(λ8)=0,20006 дБ/км
При измерении хроматической дисперсии были получены следующие результаты:
- длина волны нулевой дисперсии:
нм (9)
нм
- наклон дисперсионной кривой в точке нулевой дисперсии:
= 0,081 пс/( 
*км) (10)
Расчет коэффициента хроматической дисперсии:
пс/(нм*км) (11)
0.081/4 * (1553.73 - 
/ 
=15.563 пс/(нм*км)
15,543 пс/(нм*км)
15,523 пс/(нм*км)
15,502 пс/(нм*км)
15,481 пс/(нм*км)
15,461 пс/(нм*км)
15,441 пс/(нм*км)
15,420 пс/(нм*км)
Построим графики зависимости α(λ) и D(λ):
График зависимости α(λ)
График зависимости D(λ)
Как видно из графиков с увеличением длины волны растет и затухание и коэффициент хроматической дисперсии.
При измерении ПМД были получены следующие результаты:
Dpmd1=0,1+0,01*m=0,13 пс/ 
Dpmd2=0,2-0,01*n=0,13 пс/
Dpmd3=0,05+0,01*n=0,12 пс/
Dpmd4=0,2-0,01*n=0,13 пс/
Dpmd5=0,08+0,01*n=0,15 пс/
Таблица 6. Основные параметры
| Номер канала | f, ГГц | λ, нм | α, дБ | D, пс/(нм*км) |
| 1553,73 | 0,20104 | 15.563 | ||
| 1553,33 | 0,20083 | 15,543 | ||
| 1552,93 | 0,20064 | 15,523 | ||
| 1552,52 | 0,20048 | 15,502 | ||
| 1552,12 | 0,20034 | 15,481 | ||
| 1551,72 | 0,20022 | 15,461 | ||
| 1551,32 | 0,20013 | 15,441 | ||
| 1550,92 | 0,20006 | 15,420 |