Протяженность линии. Расчет длины регенерационного участка с учетом хроматической дисперсии

Соотношение сигнал/шум. В табл. 2.5 приведены основные параметры оптических спецификаций для стандартов STM-16 и STM-64. Как видно, система STM-64 предъявляет более высокие требования к соотношению сигнал/шум, превышая на 5-10 дБ этот параметр для STM-16, что ведет к меньшему допустимому числу усилителей EDFA между регенераторами STM-64.

 

Таблица 2.5 Основные параметры оптических спецификаций стандартов STM-16 и STM-64.

Параметры	STM-16 (2,5 Гбит/с)	STM-64 (10 Гбит/с)
Минимальное отношение сигнал/шум, дБ	18-21	27-31
Допустимая дисперсия в кабельной системе, пс/нм	10500	1600
Ограничения из-за PMD	Нет	< 400 км

 

Рассчитаем длину регенерационного участка ограниченного хроматической дисперсией для стандарта STM-16. Для волокон SF и NZDSF возьмем значения удельной дисперсии 20 и 5,5 пс/(нм*км) соответственно. Отсюда,

 

Lдисп = ф / D,

 

где ф -допустимая дисперсия в кабельной системе, пс/нм, D - значения удельной дисперсии пс/(нм*км)

Lдисп = 10500 / 20 = 525 км, для SF волокна.

Lдисп = 10500 / 5.5 = 1909 км, для NZDSF волокна.

Рассчитаем длину регенерационного участка ограниченного хроматической дисперсией для стандарта STM-64.

Lдисп = 1600 / 20 = 80 км, для SF волокна.

Lдисп = 1600 / 5.5 = 290 км, для NZDSF волокна.

Хроматическая дисперсия. STM-16 допускает значительно большую дисперсию сигнала в линии, чем STM-64, что дает выигрыш как в протяженности сегментов между последовательными оптическими усилителями, так и в общей протяженности линии между регенераторами. Благодаря линейности хроматической дисперсии, можно добиться значительного увеличения длин, указанных в таблице, используя вставки фрагментов ВОК на основе волокна с компенсирующей дисперсией.

 

Таблица 2.6 Ограничение общей протяженности из-за влияния хроматической дисперсии.

Тип волокна	STM-16	STM-64
Стандартное одномодовое волокно SF, км	525	80
Одномодовое волокно с ненулевой смещенной дисперсией NZDSF, км	1909	290

 

При моделировании ВОЛС длиной 550км, дисперсионная длина является ограничением для системы при использовании стандартного одномодового волокна (SF), и не является ограничением системы при использовании NZDSF волокон.

Расчет длины регенерационного участка с учетом поляризационно-модовой дисперсией (PMD)

Проведем оценку влияния PMD на передачу каналов STM-16 и STM-64. В рамках промышленных требований, PMD не должна превышать 1/10 битового интервала. Отсюда значения накопленной поляризационной модовой дисперсии не должны превышать 40 пс и 10 пс для линий STM-16 и STM-64 соответственно. Величина PMD по прохождению светом длины L определяется по формуле ф = T*L^1/2, где Т- удельная поляризационная модовая дисперсия. При Т= 0,5 пс/км^1/2 (для волокон NZDSF - TrueWave™ и SMF-LS™, см. табл. 2.2) получаем для линий STM-16 и STM-64 предельные протяженности между регенераторами:

 

L = ф² / T² = 40² / 0.5² = 6400 км, для линии STM-16.

 

L = 10² / 0.5² = 400 км, для линии STM-64.

Первое ограничение так велико, что дело до него не доходит. Заметим, что в отличии от хроматической дисперсии, поляризационная модовая дисперсия не компенсируется. Поэтому уменьшить этот параметр можно только используя новые волокна, например NZDSF - LEAF™, для которого

 

Т< 0,08 пс/км^1/2.

 

При моделировании ВОЛС длиной 550км, PMD для стандарта STM-16 не является ограничением для системы, влияние PMD необходимо учитывать при проектировании линий связи начиная со скорости 10 Гбит и выше.

Трибные интерфейсы.

Хотя волокно обеспечивает огромную полосу пропускания, каналы доступа обычно рассчитаны на меньшую скорость. Терминалы STM-64 разработаны для создания стержневых магистралей и допускают подключение менее скоростных потоков синхронной цифровой иерархии только двух типов: STM-4 и STM-16. В случае необходимости организации доступа по менее скоростным каналам, например на основе STM-1 или на основе трибных интерфейсов плезиохронной иерархии Е1, Е2, ЕЗ и т. д., наряду с терминалом STM-64 потребуется дополнительный отдельный сетевой элемент, который будет связываться с терминалом STM-64 по каналу STM-4 или STM-16. В то же время сетевые элементы на каналы STM-16 и более низкие допускают реализацию прямого доступа.

Таблица 8.8 Допустимые низкоскоростные интерфейсы для терминалов STM-16 и STM-64.

Интерфейсы	STM-16	STM-64 (9953,280 Мбит/с)
Возможность ввода/вывода каналов	Да	Нет
STM-16 (2488,320 Мбит/с)	-	Да
STM-4 (622,488 Мбит/с)	Да	Да
STM-1 (155,520 Мбит/с)	Да	Нет
ЕЗ (34,368 Мбит/с)	Да	Нет
Е1 (2,048 Мбит/с)	Да	Нет