ОФП и СФП на учебно-тренировочном этапе

Лазерные источники оптического сигнала

Эти источники имеют узкую полосу излучения и генерируют практически монохроматический сигнал. В отличие от светодиодных источников сигнала, лазерные источники не имеют постоянной характеристики в излучаемом диапазоне. Характеристика лазерного источника имеет несколько дискретных частот излучения по краям основной частоты.
Таким образом, спектральная характеристика лазерных источников характеризуется значительной неравномерностью, что может приводить к искажениям при измерениях (см. об этом ниже). Эти источники являются самыми мощными, однако самыми дорогими. Они используются для измерения оптических потерь в одномодовом кабеле на большом расстоянии (уровень потерь более 10 дБ). Для измерения многомодовых кабелей обычно не рекомендуются лазерные источники из-за дисперсии в кабеле.

Рис. 13. Источник оптического сигнала «GN 6150»

Параметры оптических интерфейсов

По определению интерфейс — граница между двумя взаимодействующими системами или устройствами, определяемая общими функциональными и конструктивными характеристиками, требованиями к протоколам обмена.

Оптические интерфейсы транспортных сетей характеризуются развивающимся разнообразием. Это обусловлено развитием новых технологий передачи и внедрением новых компонентов: перестраиваемых лазеров; оптических усилителей; компактных компенсаторов дисперсии; процессоров FEC и т.д. В качестве стандартов на оптические интерфейсы применяются рекомендации ITU-T и IEEE 802.3. В соответствии с этими стандартами оптические интерфейсы можно разделить на три группы:

— одноканальные, т.е. обеспечивающие передачу только на одной оптической частоте (G.955, G.957, G.691, G.693, IEEE 802.3 u,z);

— многоканальные, т.е. обеспечивающие передачу на двух и более оптических частотах одновременно (G.692, G.694.1, G.694.2, G.695, G.696.1, G.696.2, G.698.1, G.698.2, G.959.1, G.959.2);

— оптические интерфейсы пассивных оптических сетей (PON), которые поддерживают передачу оптических сигналов на 1, 2, 3 и более оптических частотах (G.983, G.984, G.985, IEEE 802.3ah).

В данном курсовом проекте тип оптического волокна определяется в соответствии с рекомендацией МСЭ-Т G.655.

Стандарт G.655 относится к волокну со смещенной ненулевой дисперсией — NZDSF (Non-Zero Dispersion Shifted Fiber). Это волокно предназначено для применения в магистральных волоконно-оптических линиях и глобальных сетях связи, использующих DWDM-технологии в диапазоне длин волн 1,55 мкм.

Волокно — G.655 имеет слабую, контролируемую дисперсию в С полосе (l=1,53-1,56 мкм) и большой диаметр световедущей жилы по сравнению с волокном типа G.653. Это снижает проблему четырехволнового смешения и нелинейных эффектов и открывает возможности применения эффективных волоконно-оптических усилителей.

Оптические одноканальные интерфейсы стандартов G.957 и G.691 предназначены для аппаратуры синхронной цифровой иерархии SDH со скоростными режимами передачи от 155520кбит/с до 39813120кбит/с. Интерфейсы поддерживают соединение типа “точка-точка” по паре одномодовых волоконных световодов, соответствующих стандартам ITU-T G.652, G.653, G.654, G.655, G.656. Допускается возможность использования на коротких линиях только одного волокна в кабеле и направленных разветвителей для организации двухсторонней связи на различных волнах (1310нм и 1550нм).

Оптические интерфейсы SDH имеют три обширных категории применения:

— внутристанционные связи, соответствующие расстояниям присоединения от нескольких метров (перемычки) до 2км;

— межстанционные связи малой дальности, соответствующие расстояниям присоединения до 15км;

— межстанционные связи большой дальности, соответствующие расстояниям присоединения до 40км на волне передачи 1310нм и около 80км на волне передачи 1550нм.

На рисунке 4.1 представлена структурная схема тракта, в соответствии с которой определяются параметры того или иного оптического интерфейса.

Рисунок 4.1 — Структурная схема оптического линейного тракта

Оптические интерфейсы будем выбирать опираясь на данные в таблица 5.1.

Результаты выбора оптических интерфейсов для кождого сегмента сети представим в виде таблицы 5.1.

Сегмент сети

Тип оптического интерфейса

Допустимое затухание, дБ

Допустимая дисперсия, пс

АМТС — Кировск (1-2)

L — 64.2

0 — 16

1200

Кировск — Бобруйск (2-3)

S — 64.2

3 — 11

800

Бобруйск — Глуск (3-4)

L — 64.2

0 — 16

1200

Глуск — Осиповичи(4-5)

L — 64.2

0 — 16

1200

Осиповичи — Кличев(5-6)

L — 64.2

0 — 16

1200

Кличев — Круглое(6-7)

L — 64.2

0 — 16

1200

Круглое — Шклов(7-8)

L — 64.2

0 — 16

1200

Шклов — Дрибин(8-9)

L — 16.2

12 — 24

1600

Дрибин — Мстиславль(9-10)

L — 16.2

12 — 24

1600

Мстиславль — Климовичи (10-11)

L — 16.2

12 — 24

1600

Климовичи — Славгород(11-12)

L — 16.2

12 — 24

1600

Славгород — АМТС(12-1)

L — 16.2

12 — 24

1600

АМТС — Могилев(1-13)

S — 64.2

3 — 11

800

Могилев — Шклов(13-8)

S — 64.2

3 — 11

800

Таблица 5.1 — Тип оптического интерфейса между мультиплексорами SDH

Светодиодные оптические источники

Этот тип оптических источников сигнала имеет более широкий спектр излучения, обычно в пределах 50-200 нм. В светодиодных источниках используется принцип спонтанного излучения света, поэтому сигнал светодиода является некогерентным и спектрально более однородным. Для стабилизации уровня выходной мощности LED достаточно стабилизировать цепь питания источника, поэтому светодиодные источники отличаются повышенной стабильностью выходного уровня. Они дешевле лазерных и часто применяются для анализа потерь в кабелях малой длины, например, в приложениях анализа кабелей ЛВС. Однако использование их для анализа наихудшего случая распространения сигнала, когда нужна значительная мощность передаваемого сигнала, нецелесообразно.

Источники белого света с использованием вольфрамовой лампы

Эти источники являются альтернативными LED дешевыми источниками сигнала. В сочетании с кремниевым детектором они могут использоваться для измерения уровня затухания в оптическом кабеле на длине
волны 850 нм, в сочетании с детектором InGaAs — на длине волны 1310 нм, поскольку суперпозиция спектральной характеристики OPM и источника белого света дают центральную частоту 1300 нм.

Источники белого света могут использоваться для измерений, не требующих особой точности, а также для визуального обнаружения обрывов или деградации кабеля без опасности повреждения глаз, которая имеется при использовании лазерных источников.

В настоящее время источники белого света практически вытеснены с телекоммуникационного рынка в связи со значительным снижением цены на лазерные и светодиодные источники.

Основными техническими характеристиками стабилизированных источников являются:

  • стабильность работы
  • выходная мощность
  • частота модуляции

Стабильность работы SLS — техническая характеристика SLS как прибора — включает в себя как стабильность по выходному уровню, так и спектральную стабильность в зависимости от времени и температуры и является основной. Стабильность работы во времени определяет частоту калибровки SLS , а температурная стабильность является характеристикой применимости прибора в эксплуатационных измерениях. Данные параметры прибора зависят как от самого источника оптического сигнала, так и от механизма ввода оптического сигнала в волоконно-оптический кабель

Наиболее существенным внешним фактором воздействия на работу SLS является температура, это особенно важно для лазерных источников сигнала. Для компенсации температурного воздействия в SLS обычно используется термостатирование

Выходная мощность SLS зависит от параметров источника сигнала и от эффективности механизма ввода оптического сигнала в кабель. В лазерных источниках сигнала обеспечивается высокая эффективность ввода (до 30%) за счет использования специального загрузочного кабеля (pigtail), что дополнительно увеличивает их стоимость, в светодиодных SLS , представляющих более дешевые средства, эффективность ввода невелика и составляет обычно 5%.
Как уже отмечалось выше, ширина спектральной характеристики лазерных источников сигнала составляет обычно 2-5 нм, для светодиодных — 30-100 нм (некоторые модели обеспечивают до 170 нм на длине волны 1310 нм). Большая спектральная характеристика приводит к значительным ошибкам при передаче, главным образом за счет воздействия дисперсии.

Предельная частота модуляции определяется временем нарастания и спада сигнала. Если время нарастания сигнала связана с работой цепей питания, то время спада определяется характеристиками источника. Наиболее высокую частоту модуляции сигнала обеспечивают лазерные источники.

Анализаторы затухания в оптическом кабеле

Рис. 14. Тестр ОТ-2-1

Анализатор затухания, вносимого оптическим кабелем (Optical Loss Test Set — OLTS), представляет собой комбинацию оптического измерителя мощности и источника оптического сигнала.
Различают интегрированные и раздельные измерители потерь. Интегрированные имеют источник сигнала и измеритель мощности в одном устройстве, а разделенные измерители представляют собой набор из источника сигнала и ОРМ. Соответственно, технические параметры анализаторов потерь содержат все перечисленные параметры для источников сигнала и оптических измерителей мощности.

Рис. 15. Тестер FOT-920 MaxTester

Анализаторы потерь оптической мощности обеспечивают пошаговый анализ оптической линии передачи, включая участки кабеля, места соединений и сварок. Это в первую очередь касается раздельных эксплуатационных анализаторов потерь оптической мощности. В то же время интегрированные анализаторы потерь, которые обычно применяются для промышленного анализа, обладают повышенной функциональностью и точностью измерений. Например, многие двух-частотные анализаторы могут выполнять измерения на длинах волн 1310 и 1550 нм автоматически.

Назад

Вперед

Ссылка на основную публикацию