Оптимизация оптических сетей и их возможности
Расчет бюджета мощности
Бюджет запаса мощности предоставляет удобный метод анализа и количественной оценки потерь в волоконно-оптической линии. Бюджет мощности линии представляет собой сумму усилений и потерь на пути передачи сигнала от трансмиттера (через кабель и разъемы) к оптическому приемнику, включая запас мощности. Разность между передаваемой оптической мощностью и потерями в разъемах и соединителях должна находиться в границах между переданной мощностью и порогом чувствительности приемника. Чрезмерно большая оптическая мощность может указывать на насыщение оптического приемника, а слишком маленькая говорит о том, что приемник близок к своему порогу чувствительности. Это обычно сказывается на увеличении доли ошибок BER или выражается в нарушении работы кабеля и оконечного оборудования.
Результаты данного анализа позволят проверить наличие у волоконно-оптической линии достаточной мощности для преодоления потерь и корректного функционирования. Если анализ показывает обратное, то кабельную систему придется проектировать заново, чтобы она обеспечивала пересылку данных из конца в конец. Скорее всего, решение этой задачи может потребовать увеличения оптической мощности передатчика, повышения оптической чувствительности приемника, уменьшения потерь в волоконно-оптическом кабеле или разъемах либо применения всех перечисленных мер.
|
|
|
Составление бюджета запаса мощности - одна из наиболее важных задач при планировании инсталляции волоконно-оптической системы. При этом необходимо учитывать следующие факторы:
· Срок эксплуатации оптического трансмиттера (мощность трансмиттеров, как правило, падает с течением времени);
· Любое увеличение физической нагрузки на кабели (при этом потери в кабеле возрастают);
· Микроизгибы кабеля;
· Износ соединителей при их подключении и замене (это вызывает нарушение центровки и увеличение потерь при прохождении сигнала через разъем);
· Загрязнение оптических соединителей (пыль или грязь могут не пропустить сигнал через соединитель).
Запас мощности должен допускать некоторые вариации в рабочих характеристиках системы, не сказываясь на значении BER. Типичный запас мощности находится в границах от 3 до 6 дБ. Между тем никаких жестких правил относительно величины запаса мощности не существует. Необходимый запас зависит от типа волоконно-оптического кабеля, соединителей и применяемого оборудования. Если сделать запас мощности нулевым, то волоконно-оптическая линия должна иметь в точности ту оптическую мощность, которая необходима для преодоления потерь в кабеле и соединителях (при этом малейшее дополнительное ослабление сигнала чревато ухудшением характеристик передачи). Такого "нулевого варианта" следует по возможности избегать.
|
|
|
Таблица 6.1 - Технические характеристики OLT LTE-8ST
| Мощность передатчика | от +2 до +7 дБ в соответствии с 1000BASE-PX20-D, 1000BASE-PX20-U |
| Чувствительность приемника | от - 30 до - 6 дБ |
| Бюджет оптической мощности upstream/downstream | 30,5 дБ/30 дБ |
Таблица 6.2 - Технические характеристики ONT NTE-RG1402G /1402GW
| Мощность передатчика | от +0,5 до +5 дБ |
| Чувствительность приемника | от -28 до -8 дБ |
| Бюджет оптической мощности | 30,5 дБ/30 дБ |
Таблица 6.3 – Величины коэффициентов потерь
| Параметры | Вносимые потери |
| Коэффициент затухания ОК на длине волны 1310 нм | 0,35 дБ/км |
| Коэффициент затухания ОК на длине волны 1550 нм | 0,22 дБ/км |
| Потери в разъемных соединениях | 0,3 дБ |
| Потери на сварных соединениях | 0,08 дБ |
| Потери в разветвителе | 15 дБ |
Для каждой оптической линии представим все потери (между OLT и ONU) в виде суммы затуханий А∑, дБ, всех компонентов для потока downstream к абонентским терминалам. Передача к абоненту ведется на длине волны 1550нм. Мощность зависит от общей длины магистрального кабеля до микрорайона, наличия разветвителей и соединений (сварных и разъемных):
|
|
|
Для каждой оптической линии представим все потери в линии в виде суммы затуханий всех компонентов:
А∑=(L1+….Ln)∙α+Np∙Ap+Nc∙Ac+(Aраз1+Аразm), дБ, (7.1)
где АΣ – суммарные потери в линии (между OLT и ONU), дБ;
Li – длина i-участка, км;
α – коэффициент затухания оптического кабеля, дБ/км;
NP – количество разъемных соединений;
AP – средние потери в разъемном соединении, дБ;
NC – количество сварных соединений;
AC – средние потери в сварном соединении, дБ;
Aраз i – потери в i-оптическом разветвителе, дБ.
Первое слагаемое относится к суммарным потерям в оптическом кабеле, второе – к потерям в разъемах, третье – к потерям на сварках, и четвертое – потери в разветвителях
Расчет бюджета потерь должен подтвердить, что для каждой цепи общая величина потерь (включая запас) не превышает динамический диапазон системы.
Р=РВЫХmin – PВХ ≥A∑ +PЗАП, (7.2)
Р – динамический диапазон PON, дБ;
РВЫХ min – минимальная выходная мощность передатчика OLT, дБм;
РВХ – допустимая мощность на входе приемника ONU, дБм;
АΣ – суммарные потери в линии (между OLT и ONU), дБ;
РЗАП – эксплуатационный запас PON, дБ.
|
|
|
Эксплуатационный запас необходимо предусматривать на случай повреждений в линейном тракте, ухудшения условий передачи и дальнейшего развития сети. Обычно берется запас 3 дБ, но если на отдельных сегментах сети предполагается подключение значительного количества пользователей, то там запас должен быть явно больше.
Зная уровни оптической мощности передатчика и приемника или, иными словами, имея заданный оптический бюджет системы передачи, можно приступать к расчету оптической распределительной сети.
Произведем расчет потерь по приведенной выше формуле для цепи с наибольшим расстоянием между OLT и ONТ. Это жилой дом по адресу ул.Вокзальная, 28, до которого наибольшая протяженность оптического кабеля от OLT. Следовательно, в данной цепи будут наибольшие потери. Если общая величина потерь данной цепи не будет превышать динамический диапазон системы, то это условие будет подтверждаться во всех остальных цепях
Общая величина потерь на длине волны 1550нм составит:
L=3км
α=0,22 дБ/км;
NP =5;
AP =0,3 дБ;
NC =7;
AC =0,08 дБ;
Aраз =15 дБ;
А∑ =3,0∙0,22+5∙0,3+7∙0,08+15=17,72 дБ.
Общая величина потерь на длине волны 1310нм составит:
L=3,0 км;
α=0,35 дБ/км;
NP =5;
AP =0,3 дБ;
NC =7;
AC =0,08 дБ;
Aраз =15дБ.
А∑ =3,0∙0,35+5∙0,3+7∙0,08+15=18,11 дБ.
Проверим, не превышает ли рассчитанное значение бюджета потерь, включая запас, динамический диапазон системы. Учитывая, что для системы GPON динамический диапазон составляет 28 дБ, получим:
30 дБ ≥ (18,1+ 3) дБ, (1310нм)
30 дБ ≥ (17,72+ 3) дБ. (1550нм)
Условие подтверждается для цепи с наибольшими потерями, следовательно, оно будет соблюдаться и для других вариантов цепей.
По данным со схемы топологии сети, наименее удаленным от станционного терминала ONT расположен дом по адресу ул. Манская, 1а. Следовательно, мощность сигнала upstream (от ONT к OLT) от данных абонентов будет максимальной. Минимальная мощность передатчика ONT равна +0,5дБ, а порог перегрузки приемника OLT составляет минус 6дБ. Следовательно, затухание линии между ONT и OLT должно быть не менее 6,5дБ. На сети, минимальное затухание восходящего потока от абонентов дома по адресу ул. Манская,1а находятся аналогично по формуле (5.1).
Общая величина потерь на длине волны 1310нм составит для этого дома:
L=1,7 км;
α=0,35 дБ/км;
NP =5;
AP =0,3 дБ;
NC =7;
AC =0,08 дБ;
Aраз =15дБ.
А∑ =0,634∙0,35+5∙0,3+7∙0,08+15=17,28 дБ.
Затухание линии больше, чем 6,5 дБ, перегрузки фотоприемника не будет.
Расчет дисперсии
Расчет дисперсии производится с целью определения совместимости полосы пропускания кабеля (оптической полосы) с требуемой скоростью передачи сигнала. Проведем расчет для самого длинного участка.
, (7.4)
где 
,
– среднеквадратическое значение спектральной линии источника излучения;
D( 
) - величина хроматической дисперсии.
Для длины волны 1310 нм величина хроматической дисперсии составляет 3,5 
, а для 1550 нм дисперсия 18 .
Просчитаем самый длинный участок 3,0 км.
Из технического описания аппаратуры известно, что ширина спектральной линии источника излучения LTE-8ST 
, а NTE-2 
.
При расчетах принимаем, что Dλсп = 0,212∙∆λ0,01=0,318нм:
-обратный поток 
FОВ = 
= 53,97 ГГц;
-прямой поток FОВ = 
= 10,89ГГц.
Полоса пропускания волокна выше скорости передачи в системе, расчет проведен верно.
Строительство ВОЛС
Нормативная база
Строительство и эксплуатация ВОЛС осуществляется в соответствии с требованиями, предусмотренными в следующих нормативных документах:
- Руководство по строительству линейных сооружений магистральных и внутризоновых кабельных линий связи. – Москва, 1986 г.
- Руководство по строительству линейных сооружений местных сетей связи. М., АООТ "ССКТБ - ТОМАСС", 1995 г. Утверждено Минсвязи России 21.12.95 г.
- Руководство по прокладке, монтажу и сдаче в эксплуатацию оптических линий связи ГТС. – Москва, 1997 г.
- Руководство по эксплуатации линейно-кабельных сооружений местных сетей связи. М., УЭС Госкомсвязи России, 1998 г. Утверждено Госкомсвязи России 05.06.98 г.
- Нормы приёмо-сдаточных измерений элементарных кабельных участков магистральных и внутризоновых подземных волоконно-оптических линий передачи сети связи общего пользования. Утверждены приказом Госкомсвязи России № 97 от 17.12.97 г.
- Положение об организации электрических измерений при монтаже и сдаче в эксплуатацию ВОЛС на Московской ГТС. Утверждены руководством АО МГТС и ОАО "Мостелефонстрой" в октябре 1995 года.
- Монтаж и измерения волоконно-оптических линий связи. Пособие для измерителей и монтажников ВОЛС. ОАО "Мостелефонстрой" 1999 г.
- ГОСТ 25462-82. Волоконная оптика. Термины и определения.
- ГОСТ 26599-85. Компоненты ВОСП. Термины и определения.
Будет очень полезным ознакомиться с современными Техническими условиями (ТУ) на волоконно-оптические кабели ведущих фирм-производителей.
Дата добавления: 2018-10-25; просмотров: 285; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!