6. Расчет отношения сигнал/шум на волп с оптическими усилителями.

Важным фактором деградации оптического сигнала ВОЛП является шум, вносимый оптическими усилителями. Т.о., необходимым этапом при реконструкции ВОЛП является оценка качества передачи путем контроля отношения оптический сигнал/помеха (OSNR).

Необходимо определить OSNR в точках главного оптического тракта MPI-S, MPI-R и в контрольных точках ОУ.

OSNR= (25)

где: - уровень выходной мощности одного канала в точке MPI-S, дБм

, дБм

n- последняя цифра зачетки

- номер ЭКУ

h- постоянная Планка

- частота, соответствующая расчетному оптическому каналу

- оптическая полоса канала, (12,5 ГГц)

- суммарное затухание на усилительном участке

=-58 дБ

OSNR1(λ4)=3,5-(27,55+5,795)-5,5+58=22,65 дБ

OSNR2(λ4)=3,5-(24,99+5,795)-5,5-3,01+58=22,20 дБ

OSNR3(λ4)=3,5-(31,56+6,634)-5,5-4,77+58=13,04 дБ

OSNR4(λ4)=3,5-(26,05+5,795)-5,5-6,02+58=18,14 дБ

OSNR5(λ4)=3,5-(28,60+6,634)-5,5-6,99+58=13,77 дБ

График изменения OSNR в контрольных точках

Отношения сигнал/шум в каждом оптическом канале в точках MPI-S и MPI-R для различных кодов применения в зависимости от максимального числа ЭКУ (х) должны быть не менее, дБ:

19+х+10Lgх - в точке MPI-S (27)

19+х-к+10Lg - в точке MPI-R (28)

к- порядковый номер линейного ОУ.

MPI-S=19+х+10Lgх=31 дБ

MPI-R1=26,98

MPI-R2=24,22

MPI-R3=21,97

MPI-R4=20,00

MPI-R5=18,21

Сравнивая полученные значения OSNR с нормами для точки MPI-R делаем вывод что качество сигнала находится в неудовлетворительном состоянии. Следует принять меры по увеличению OSNR.

Для обеспечения оптимального уровня OSNR решено выбрать кодер упреждающей коррекции ошибок RSxRS, который дает чистый выигрыш = 7,1 дБ.

Как будет видно далее из расчетов работоспособность нашей линии находится под вопросом из-за влияния ПМД. В связи с чем было решено сменить формат манипуляции с NRZ на DQPSK - это даст дополнительный выигрыш OSNR+ 3,5 дБ, а также увеличит порог влияния ПМД до 8 пс.

В итоге имеем чистый выигрыш = 10,6 дБ - данного значения вполне хватит чтобы поднять OSNR выше нормированного уровня.

7. Расчет накопленной пмд.

На ВОЛП с компенсацией хроматической дисперсии при скорости передачи 10 Гбит/с и выше ограничивающим фактором может оказаться ПМД.

Явление ПМД обусловлено тем фактом, что вследствие двулучепреломления, вызванного внутренними неоднородностями и внешними воздействиями, основную моду распространения HE11 можно представить в виде двух линейно поляризованных мод с перпендикулярными друг другу поляризациями. Вследствие различия показателей преломления для каждого состояния поляризации линейно поляризованные моды будут распространяться в ОВ с различными групповыми скоростями. Это приводит к тому, что импульсы с двумя ортогональными поляризациями приходят к приемнику с некоторой задержкой, далее на фотоприемнике выводится мощность, соответствующая сумме двух поляризаций. В итоге длительность импульса уширяется и наблюдается явление межсимвольной интерференции и увеличение коэффициента ошибок BER.

На регенерационном участке основной вклад в ПМД будут вносить телекоммуникационное волокно и модули компенсации дисперсии.

Рассчитаем вклад в суммарное ПМД, которое вносит телекоммуникационное ОВ:

(29)

пс

Рассчитаем вклад в суммарное ПМД, которое вносят модули компенсации дисперсии:

(30)

пс

Теперь перейдем к расчету суммарной накопленной ПМД:

(31)

пс

Допустимое значение ПМД, накопленное на регенерационном участке составляет 10% от длительности битового интервала. Рассчитаем максимально допустимое значение для своей скорости передачи:

(32)

=2,5 пс - для NRZ

пс - для DQPSK

Сравнивая рассчитанное значение накопленной ПМД с ее максимально допустимым значением приходим к выводу что система передачи будет работать некорректно вследствие большой величины накопленной ПМД (при использовании формата манипуляции NRZ). В связи с чем было принято перейти с формата NRZ на DQPSK, который увеличивает порог влияния ПМД до 8 пс, а также дает дополнительный выигрыш в OSNR = 3,5 дБ.

Вывод: В ходе модернизации ВОЛП была проделана колоссальная работа, заключающаяся в выборе формата представления передаваемой двоичной информации, размещении компенсаторов хроматической дисперсии, также было учтено влияние поляризационной модовой дисперсии, и произведен выбор кодера упреждающей коррекции ошибок.

Основная задача инженера - учет всех факторов влияющих на работу ВОСП и грамотная борьба с ними. Конкретно в данной работе основные трудности были в низком уровне OSNR и большом значении суммарной накопленной ПМД. В связи с чем был выбран кодер RSxRS и формат манипуляции DQPSK. В итоге "запас прочности" для ЭКУ где OSNR проседает наиболее сильно (ЭКУ3) составит 1,666 дБ, а порог влияния ПМД вырос до 8 пс.