1 / 35

Systemy telekomunikacji optycznej

Systemy telekomunikacji optycznej. dr inż. Małgorzata Jędrzejewska-Szczerska Katedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych Politechnika Gdańska. Optyczne metody zwielokrotnienia w systemach transmisji światłowodowej. Zwielokrotnienie długości fali Zwielokrotnienie częstotliwości

lev-perry
Download Presentation

Systemy telekomunikacji optycznej

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Systemy telekomunikacji optycznej dr inż. Małgorzata Jędrzejewska-Szczerska Katedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych Politechnika Gdańska

  2. Optyczne metody zwielokrotnienia w systemach transmisji światłowodowej • Zwielokrotnienie długości fali • Zwielokrotnienie częstotliwości • Zwielokrotnienie z podziałem czasowym • Zwielokrotnianie kodowe

  3. Zwielokrotnienie częstotliwości FDM (ang.frequency division multiplexing) • Odstęp międzykanałowy – kilka÷kilkanaście GHz • Wykorzystanie techniki koherentnej • Niezależne modulowanie kilku źródeł światła + możliwość niezależnej transmisji sygnałów o różnych formatach

  4. System koherentny • Przeniesienie sygnału z dziedziny optycznej do elektrycznej • Bardzo stabilne źródła o małych różnicachl rys: http://wazniak.mimuw.edu.pl/

  5. Zwielokrotnienie długości fali WDM (ang. wavelength division multiplexing) • Odstępy międzykanałowe 1 nm • Multi-/demultipleksacja – filtry interferencyjne, rezonatory Fabry-Perot + możliwość niezależnej transmisji sygnałów o różnych formatach

  6. Systemy WDM • Oryginalny WDM to 1310/1550 nm • We włóknie od 2 do 4 długości fal aby otrzymać mały poziom przesłuchów (-30 dB) odstępy między kanałami powinny wielokrotnie przekraczać szerokość linii widmowej źródła MLD Dl = 3÷6 nm EDFA

  7. FDM a WDM • Odstęp międzykanałowy rys: http://wazniak.mimuw.edu.pl/

  8. FDM a WDM WDM FDM Źródło: R.Romaniuk „Petabitowy Internet Fotoniczny?”

  9. PORÓWNANIE z „tradycyjnym systemem” • 40 Gbit/s, dystans 360 km • tradycyjny system: światłowody: 16x2,5 Gbit/s regeneratory co 60 km (80) • system WDM: nadajnik 16x2,5 Gbit/s wzmacniacz co 120 km

  10. WDM - zalety • Redukcja liczby światłowodów • Redukcja liczby regeneratorów • Możliwość szybkiej i elastycznej zmiany przepływności

  11. WDM - wady • Nie zawsze poprawna współpraca ze sprzętem SDH • Brak regeneracji, szum ASE, narastanie dyspersji – brak regeneracji • Dużo większa niż w systemach tradycyjnych całkowita moc optyczna w światłowodzie, stąd wpływ zjawisk nieliniowych

  12. Zwielokrotnienie z podziałem czasowym TDM (ang. Time division multiplexing) - ograniczenie szybkości pracy układów elektronicznych rys: http://wazniak.mimuw.edu.pl/

  13. OTDM (ang.optical time division multiplexing) 1 1 PrzetwornikE/O PrzetwornikE/O Multiplekser optyczny OTDM Demultiplekser optyczny OTDM 2 PrzetwornikE/O 2 PrzetwornikE/O …. …. N N PrzetwornikE/O PrzetwornikE/O

  14. OTDM • Impulsy znacznie krótsze od szczeliny czasowe (zwykle czas trwania sygnału = 1/3 T) • krótki impuls oraz b. szybka transmisja (powyżej 10 Gbit/s) - ograniczeniem jest dyspersja światłowodu • Kompensacja dyspersji chromatycznej – wielkości i nachylenia • Kompensacja dyspersji polaryzacyjnej (monitorowanie stanu sygnału na wyjściu – użycie przetworników piezo- i magnetooptycznych)

  15. Zwielokrotnienie kodowe CDM/OCDM (ang. code division multiplexing) • Wszystkie kanały wykorzystują to samo pasmo • Każda para N-O ma swój kod

  16. OCDM 1 1 Optyczny koder OCDM Optyczny dekoder OCDM Sprzęgacz gwiazdowy Sprzęgacz gwiazdowy …. …. N N Optyczny koder OCDM Optyczny dekoder OCDM

  17. OCDM • równy dostęp do pasma • Elastyczność: nowy użytkownik to nowy kod • Łatwe zarządzanie – każdy odbiornik może pracować asynchronicznie, nie potrzebny jest globalny sygnał zegarowy • Możliwość zróżnicowania sygnału użytkowników (inne wymagania transmisyjne i jakościowe – B, BER) • Bezpieczeństwo • Sieci metropolitalne i dostępowe

  18. Światłowodowe systemy transmisji WDM TAT-8 1988 – pierwsza światłowodowa linia transatlantycka TAT-14 łączy: Blaabjerg ( Denmark ), Norden ( Germany ), Katwijk ( Netherlands ), St. Valéry (France), Bude-Haven (UK), Tuckerton (US) and Manasquan (US). System: duplex ring DWDM 64 x STM-64 Długość:15,428 km

  19. Systemy DWDM (Dense WDM) Długość fali (zgodnie z siatką ITU): 193,1 THz 1552 nm i – liczba całkowita, Df=12,5;25;50;100 GHz Powyżej 100 GHz muszą być wielokrotnością 100Hz max. dopuszczalne odchylenie częstotliwości środkowej kanału od wartości nominalnej to 5% Dla małych odstępów większe 50GHz to 3GHz

  20. Typowe parametry systemu DWDM liczba kanałów: 4÷80 kanałów (>100) Poziom przeników między kanałami: <-30 …-31 dB Całkowita moc w światłowodzie: < 20 dBm (100 mW) Max moc w kanale 9 dBm (4k); 0 dBm (80k) Min moc w kanale 2 dBm (4k); -9 dBm (80k) OSNR > 20 …27 dB BER 10-12

  21. DWDM

  22. Okna transmisyjne DWDM (ITU-T G.983.3) • O (1260 ÷1360 nm) • E (1360 ÷ 1460 nm) • S (1460 ÷ 1530 nm) • C (1530 ÷ 1560 nm) • L (1560 ÷ 1625 nm)jeszcze nie określone – dla przyszłych zastosowań

  23. CWDM (Coarse Division Wavelength) Sieci MAN – niewielkie zasięgi transmisyjne i duża liczba węzłów CWDM – modulacja bezpośrednia lasera, źródła bez stabilizacji Duża szerokość widma lasera, duży odstęp między kanałami, poszerzenie szerokości kanałów

  24. System CWDM (Coarse Division Wavelength) Max liczba kanałów: 18 kanałów Odstęp międzykanałowy: 20nm Długości fal: (zgodnie z ITU-T G.694.2) 18 kanałów między 1271 ÷ 1611 nm 1271,1291,1311,1331,1351,1371,1391,1411,1431,1451,1471,1491,1511,1531,1551,1571,1591,1611

  25. CWDM

  26. Ewolucja architektury sieci optycznych WDM OTN (ang. optical transparent network) • Punkt-punkt +EDFA (> 10 Gbit/s) • Pojedynczy pierścień (MAN) • Architektura kratowa (linie dalekiego zasięgu)

  27. Technika DWDM w sieciach dalekiego zasięgu • Punkt-punkt do pierścień • Głos – transfer danych • Sieci konwencjonalne: 100÷600 km • o rozszerzonym zasięgu: 600÷2000 km • o ultradużym zasięgu: powyżej 2000 km • ELH (51%), CLH ( 45%)

  28. Podmorskie sieci WDM • Niezawodność systemu • Uszkodzenia (zakopywane 1 m.) tylko 20% ogółu • Elastyczność • TAT-8: 2 pary światłowodów, PDH, 560 Mbit/s • TAT-14: SDH, 640 Gbit/s

  29. Podmorskie sieci WDM SEA-ME-WE 3: Singapur, Malezja,Chiny, Japonia; FLAG-Pacyfik: Japonia, USA, Kanada

  30. Podmorskie sieci WDM • Uszkodzenie: przełączenie, wykorzystanie połączenia satelitarnego • Sieci samonaprawiające się o architekturze pierścieniowej (TAT-14) • Pierścień, „trunck and branch”

  31. Podwodne sieci WDM trunck and branch pierścień

  32. Sieci lądowe • Sieci kratowe, pierścieniowo-kratowe • Dążenie do sieci optycznie przeźroczystej - wyspy optycznie przeźroczyste - maksymalna odległość bez konwersji na sygnał elektryczny

  33. Podsumowanie • OTDM - 100 Gb/s; droga, barierą są elementy elektroniczne • WDM i DWM są już powszechnie stosowane; rozwój – źródła o wąskim paśmie, łatwo przestrajalnych i przez to umożliwiających prostą stabilizację częstotliwości nośnych • CO-OFDM - technika przestrajania, kontroli i stabilizacji częstotliwości nie jest opanowana na tyle, aby wyjść poza sferę eksperymentów.

More Related