Волоконно-оптические системы передачи (часть 2-я). Вариант №11

Лабораторная работа 1: Изучение оптических модулей и транспондеров
Контрольные вопросы
• 1. Что называют оптическим трансивером?
• 2. Что называют оптическим транспондером?
• 3. Что называют оптическим мукспондером?
• 4. Чем отличается когерентный транспондер от некогерентного?
• 5. Что представляют собой оптические модули SFP и XFP?
• 6. Чем отличаются модули SFP от модулей SFP+?
• 7. Какое назначение имеют модули SFP, XFP, CFP?
• 8. Чем отличаются в конструкциях и характеристиках одноволоконные и двухволоконные модули SFP, XFP?
• 9. Что в схеме модуля SFP обеспечивает функции DDM?
• 10. Какое назначение имеют модули TOSA и ROSA в составе SFP, XFP, CFP?
• 11. Какие источники оптического излучения могут входить в состав модулей SFP, XFP, CFP?
• 12. Какие приемники оптического излучения могут входить в состав модулей SFP, XFP, CFP?
• 13. Какие оптические волны используются для передачи сигналов модулями SFP, XFP, CFP?
• 14. Чем отличаются модули CFP, CFP2, CFP4?
• 15. Для чего в модулях CFP используется WDM?
• 16. Для чего в модулях SFP, XFP используется WDM?
• 17. Что в ROSA может использоваться для разделения оптических волн?
• 18. Чем принципиально отличаются модули SFP, XFP и другие от транспондеров и мукспондеров?
• 19. Что входит в структуру когерентного транспондера 100 Гбит/с?
• 20. Какие характеристики используются для описания когерентного транспондера?
• 21. Чем различаются кодеры GFEC, HG-FEC, UFEC?
• 22. Чем характеризуют мукспондеры?
• 23. Какими устройствами реализуются клиентские интерфейсы транспондеров и мукспондеров?
• 24. Какие дополнительные функции могут быть предусмотрены в структуре транспондера/мукспондера?
• 25. От чего зависит дистанция (расстояние) волоконно-оптической линии между передатчиком и приёмником?
• 26. Чем может определяться скорость передачи информационного сигнала в модулях и транспондерах?
• 27. Какие форматы оптической модуляции можно реализовать в когерентных транспондерах и мукспондерах?
• 28. Какие преимущества и недостатки имеет одноволоконная организация связи модулями?
• 29. Какое назначение имеет мультиплексирование с разделением по длине волны в модулях?
• 30. В чём преимущество термо стабилизированных модулей?

Задача No 1. Используя данные реальных модулей SFP/XFP, приведённые в табл.1.1, оценить возможность их применения на волоконно-оптических линиях различной протяженности (табл.1.2), представляющих собой волокна стандарта G.652 A, B, C, D (SMF). Оценку применимости модулей на соответствующих волокнах подтвердить расчётами энергетических параметров дисперсионных искажений. Значения затухания и дисперсии выбрать по рис. ниже. Оценить возможную перегрузку приёмника.

Рисунок 1. Спектральные характеристики волокна G.652
Параметры модулей/предпоследняя цифра студ. билета 1
Тип модуля SFP/XFP SFP 100 Base ZX
Тип коннектора Дуплекс LC
Скорость передачи, Мбит/с 100
Рабочая волна, нм 1550
Мощность передатчика, дБм -2...-3
Чувствительность приёмника, дБм -30
Макс. вх. уровень на приёме, дБм -3
Штраф за дисперсию, дБ 1
Энергетический потенциал 27
Таблица 1. Характеристики модулей SFP/XFP
Типы и длины световодов/последняя цифра студ. билета 1
Тип световода G.652 B
Длина, км 3
Число строительных длин кабеля 3
Потери на стыке строительных длин, дБ 0,4
Таблица 2. Типы и длины волоконных световодов



Лабораторная работа 2: Изучение систем передачи CWDM

Контрольные вопросы
• 1. какую полосу частот можно использовать в стандартном оптическом
волокне?
• 2. В чём недостаток использования современных оптических волокон?
• 3. Что предложил МСЭ-Т в рекомендации G.694?
• 4. Какие возможности спектрального мультиплексирования определены
стандартами?
• 5. Что называют плотным мультиплексированием волн DWDM?
• 6. Что называют разреженным мультиплексированием волн CWDM?
• 7. Какие скоростные режимы передачи информационных сигналов могут
поддерживать системы CWDM?
• 8. В каких спектральных полосах оптических волокон размещается сетка волн
CWDM?
• 9. Что называют системой передачи?
• 10. Что входит в состав системы передачи?
• 11. Какие системы передачи называют волоконно-оптическими?
• 12. Что называют линией передачи?
• 13. Какие технологии мультиплексирования используются в ВОСП?
• 14. Что определено в стандарте для ВОСП-CWDM?
• 15. Что следует понимать под термином «link»?
Контрольные вопросы
• 16. Какие достоинства и недостатки имеют одноволоконная и двухволоконная
организация каналов в ВОСП – CWDM?
• 17. Какое назначение имеют OADM в системах CWDM?
• 18. Что входит в стандартные обозначения интерфейсов CWDM?
• 19. Какие характеристики определены стандартами для интерфейсов CWDM?
• 20. Что принято понимать под энергетическим потенциалом оптического
канала?
• 21. Для чего нормируются значения хроматической дисперсии в интерфейсах
CWDM?
• 22. Почему нормируется максимальный уровень мощности оптического
сигнала на входе приёмника?
• 23. Что учитывается в энергетической оценке возможностей канала CWDM?
• 24. Какие разновидностей модулей SFP, XFP используются в системах CWDM?
• 25. Почему необходимо учитывать хроматическую дисперсию в оптическом
канале CWDM при расчёте его протяженности?
• 26. Чем отличаются различные терминальные мультиплексоры CWDM?
• 27. Чем отличаются различные мультиплексоры OADM-CWDM?
• 28. Какие величины потерь оптической мощности вносят терминальные
мультиплексоры и мультиплексоры ввода/вывода?
• 29. Что необходимо учитывать при проектировании систем CWDM?
• 30. Когда в системах CWDM необходимо использовать оптические усилители?
Задача No 1.
Разработать по одному из вариантов схему организации связи с двухволоконным исполнением системы CWDM на n число спектральных каналов с m промежуточных OADM и доступом по одному каналу. Выбрать рабочие волны и рассчитать энергетический потенциал, требуемый для каждого оптического канала с целью выбора SFP модуля. Расстояния между мультиплексорами и их характеристики приведены в исходных данных по варианту. Затухание волокна для каждой выбранной рабочей волны определить по рис. на слайде ниже. Выбор подходящего модуля можно выполнить по данным от производителя для заданной скорости передачи в оптическом канале: https://shop.nag.ru/catalog/06906.Moduli-CWDM-SFP, указать выбранные длины волн модулей. В случае недостаточного энергетического потенциала модулей на отдельных участках следует предложить использование оптических усилителей.
No вар. Последняя цифра
номера пароля 1
n, число спектральных
каналов CWDM 4
m, число OADM 1
LX, км 30
Затухание ОМХ, дБ 1,7
Затухание OADM, дБ 1,27
Скорость в канале, Гбит/с 1,2
Затухание в разъёмных
соединениях, дБ 0,6
Таблица 1. Характеристики модулей SFP/XFP


Рисунок 1. Характеристика затухания стандартного оптического волокна

Необходимо рассчитать общее затухание для каждого канала (на промежуточных мультиплексорах OADM выводится по одному каналу), т.е. от точки разъёмного соединения оптического модуля (SFP, SFP+, XFP) на оконечном мультиплексоре ОМХ до первого OADM с точкой разъёмного подключения модуля: А_омх+αL_x+A_oadm+2A_раз передатчика и приёмника к мультиплексору и также учесть все линейные разъёмы (на примере рисунка это подключения мультиплексоров к оптической межстанционной линии), при этом параметр ɑ необходимо выбрать (оценить) по последнему рисунку для километрического затухания волокна G.652c,d, но при этом руководствуясь таблицей подбора модулей, заданным по варианту расстоянием между мультиплексорами и данными таблицы, также учитывая заданную скорость передачи в каждом канале по варианту (SFP до 2,5Гбит/с, SFP+, XFP до 10 Гбит/с и более). Число разъёмных соединений для каждого канала 2 передачи и приема и линейные разъёмы для каждого канала их количество различное. Учесть, что более длинные участки требуют модулей с рабочими волнами более длинными, т.к. на них меньшее затухание.



Лабораторная работа 3: Изучение систем передачи DWDM

Контрольные вопросы 1
• 1. Почему на сетях связи нужно использовать системы DWDM?
• 2. На какие скорости передачи информационных потоков должны быть рассчитаны оптические каналы
ВОСП DWDM?
• 3. Чем принципиально отличаются когерентные и некогерентные оптические каналы?
• 4. Какие технологии позволяют создавать нагрузочные потоки в оптических каналах?
• 5. Что ограничивает возможности по наращиванию скорости передачи в некогерентных оптических
каналах?
• 6. Что обозначают термины «фиксированная» и «гибкая» сетка оптических частот в DWDM?
• 7. Какие форматы оптической модуляции используются в некогерентных и когерентных каналах?
• 8. Почему в когерентных оптических каналах не применяют компенсаторы дисперсии?
• 9. Чем отличаются структурные схемы оптических каналов когерентного и некогерентного типов?
• 10. В чём сложности структуры когерентного оптического канала с формированием DP-QPSK?
• 11. С какой целью в состав оборудования оптического канала DWDM системы когерентного типа входят
модули CFP?
• 12. Чем отличаются форматы оптической модуляции BPSK, DP-QPSK, DP-16QAM, DP-64QAM, DP256QAM? (указать не менее 3-х признаков отличия)
• 13. Какие факторы ограничивают протяженность когерентных оптических каналов?
• 14. Как влияет спектральная эффективность оптического канала на ёмкость линии передачи и
дистанцию передачи в когерентной ВОСП-DWDM?
• 15. Какие преимущества имеет формирование оптического канального сигнала в формате OFDM?
• 16. Что называют оптическим суперканалом?
Контрольные вопросы 2
• 17. Чем создаются оптические несущие для суперканала?
• 18. Какой выигрыш может быть получен в ВОСП-DWDM при использовании
оптических суперканалов?
• 19. Как можно сформировать оптический канал на скорость 1000 Гбит/с?
• 20. Какими форматами модуляции можно сформировать оптический канал на
скорости 400 Гбит/с и 1000 Гбит/с при минимальном штрафе и ужесточении
требований к OSNR?
• 21. Чем обусловлен нелинейный предел спектральной эффективности оптического
канала по Шеннону?
• 22. Каким должно быть требование по OSNR для оптического канала с форматом
модуляции PM-1024QAM?
• 23. Какие компоненты входят в структуру ВОСП-DWDM некогерентного типа?
• 24. Какие компоненты входят в структуру ВОСП-DWDM когерентного типа?
• 25. Для чего нужно производить расчёт характеристик оптических каналов ВОСПDWDM?
• 26. Что входит в расчёт некогерентных оптических каналов?
• 27. Из каких этапов состоит расчёт некогерентных оптических каналов?
• 28. Что показывает диаграмма уровней оптического канала?
• 29. Что отображается на схеме организации связи оптическими каналами?
• 30 Что входит в расчёт OSNR?
• 31 Что входит в расчёт дисперсии?
• 32. Чем отличается расчёт оптических каналов когерентного и некогерентного
типов?

Задача No 1.
Определить достижимую скорость в системе передачи с заданными по варианту параметрами: полоса частот канала DWDM; диапазон волн для организации связи; число и вид нагрузочных сигналов (SDH, Ethernet); тип волокна и число сердцевин в волокне.


Параметр  Предпоследняя цифра
номера пароля
 1
Полоса частот канала DWDM, ГГц 50
Вид нагрузочных сигналов STM64
Диапазон волн L
Параметр  Последняя цифра
номера пароля
 1
Число нагрузочных сигналов 22
Тип волокна и число сердцевин DZ-DSF 1
Таблица 1. Таблица 2. Сигналы и волокна

Примечание: FMF2, FMF4 – маломодовые волокна на 2 и 4 моды; MCF – многосердцевинные волокна на 4, 5, 6, 7 и т.д. число сердцевин.

Оценка: Зачет
Дата оценки: 15.11.2021

Помогу с вашим вариантом, другой работой, дисциплиной или онлайн-тестом.
E-mail: sneroy20@gmail.com
E-mail: ego178@mail.ru