Методичка: MR Kursovaya rabota OTS 2018

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ  

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 

высшего образования 

«ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ  

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ» 

Кафедра линий связи и измерений в технике связи 

Методические указания  

 по выполнению курсовой работы 

по дисциплине “Оптические транспортные сети” 

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ УЧАСТКА ОПТИЧЕСКОЙ 

ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ 

Составил: к.т.н., доцент Дашков М.В. 

Самара 

2018 

2 

Введение 
 

Для 

современных 

оптических 

транспортных 

сетей 

характерны 

следующие особенности:   

а)  Использование  спектрального  мультиплексирования  для  увеличения 

пропускной  способности  волоконно-оптических  линий  передачи.  Применение 
технологии  плотного  спектрального  мультиплексирования  (DWDM)  позволяет 
обеспечить  передачу  до  нескольких  сотен  оптических  каналов  по  одной  паре 
оптических волокон. 

б)  Применение  оптических  мультиплексоров  ввода/ввода  каналов 

(Optical Add-Drop 

Multiplexer 

- 

OADM), 

реконфигурируемых 

OADM 

(Reconfigurable  Optical  Add-Drop  Multiplexer  -  ROADM)  и  оптических  кросс-
коммутаторов  на  их  основе  для  обеспечения  гибкости  и  масштабируемости 
сети. 

в) Увеличение скорости передачи информации в оптическом канале 10 и 

40 Гбит/с до 100 и 400 Гбит/с. 

г)  Использования  транспортных  блоков  оптических  каналов  оптической 

транспортной  иерархии  OTN/OTH  для  гибкого  размещения  пользовательских 
данных и их гарантированной защиты с применением коррекции ошибок FEC. 

д) Развитие в направлении интеллектуальных транспортных сетей. 

 
Данная курсовая работа посвящена расчету параметров участка оптической 

транспортной  сети.  В  работе  рассматриваются  следующие  вопросы:  изучение 
характеристик  оконченного  оборудования;  расчет  параметров  оптического 
тракта;  выбор  и  размещение  модулей  компенсации  хроматической  дисперсии; 
изучение  характеристик  оптических  усилителей;  расчет  диаграммы  уровней 
оптического  сигнала;  подбор  параметров  оптических  усилителей;  изучение 
параметров 

реконфигурируемого 

мультиплексора 

ввода/вывода; 

расчет 

оптического отношения сигнал-шум на участке оптической транспортной  сети. 
  

3 

1.  Структура оптической транспортной сети 

1.1.  В 

общем 

виде 

структура 

рассматриваемой 

оптической 

транспортной  сети  (ОТС)  приведена  на  рис.  1.1.  Сеть  состоит  из  7  узлов,  в 
которых  размещаются  реконфигурируемые  мультиплексоры  ввода-вывода 
(ROADM),  и  соединительных  волоконно-оптических  линий  передачи  (ВОЛП), 
включающих один или несколько элементарных кабельных участков (ЭКУ).  

Рис. 1.1 -  Структура оптической транспортной сети 
 
Параметры ВОЛП приведены в таблице 1. 
 

Таблица 1.1 - Параметры ВОЛП 

ВОЛП 

Количество 

ЭКУ 

Протяженность 

 ЭКУ 

Тип 

оптического 

волокна 

A-B 

2 

90+2*n - m 

G.652 

80+2*n - m 

B-C 

1 

120+ n – 2*m 

G.652 

B-G 

2 

100 - m 

G.652 

80 + n 

C-D 

1 

90+ 2*n + m 

G.652 

D-E 

2 

85+ n + m 

G.652 

105 - n - m 

G-E 

1 

100 + n – 2*m 

G.652 

E-F 

2 

100 + m 

G.652 

90-m 

F-A 

2 

110+2*n - m 

G.652 

90+2*n - m 

где mn – последние две цифры зачетной книжки  
 
Расчеты  производятся  для  участка  оптической  транспортной  сети, 

согласно варианта из таблицы 1.2. 

4 

Таблица 1.2 – Варианты участков ОТС 

Вариант (m+n) 

Участок ОТС 

0 

A-B-G-E 

1 

B-G-E-D 

2 

B-C-D-E 

3 

D-E-F-A 

4 

A-B-C-D 

5 

C-D-E-F 

6 

D-E-G-B 

7 

C-B-G-E 

8 

E-F-A-B 

9 

E-G-B-A 

где mn – последние две цифры зачетной книжки  
 
1.2.  Зарисуйте 

схему 

рассматриваемого 

участка 

оптической 

транспортной сети.  

В качестве примера на рис. 1.2 приведена схема участка А-B-С.  
 

1



n



1



1



k



k



1



n



 
Рис. 1.2 – Пример схемы участка ОТС  
 
На  схеме  для  каждого  узла  указано  основное  оборудование: 

реконфигурируемый  мультиплексор  ROADM,  клиентское  оборудования, 
оптические усилители и модули компенсации дисперсии (DCM). 

В  качестве  оконечного  оборудования  могут  выступать  транспондеры, 

мукспондеры  или  волоконно-оптические  системы  передачи  с  интерфейсом 
DWDM.  Транспондеры  служат  для  согласования  интерфейсов  клиентского 
оборудования  и  аппаратуры  спектрального  уплотнения.  Мукспондеры 
позволяют  выполнять  агрегацию  нескольких  клиентских  сигналов  в  один 
сигнал, соответствующий интерфейсу DWDM. 

Оптический  усилитель  на  передаче  (бустер)  ОУпд  служит  для 

компенсации  затухания  в  пассивных  элементах  ROADM  и  обеспечения 
требуемой мощности сигнала, вводимого в оптический тракт.  

Оптический  усилитель  на  приеме  (предусилитель)  ОУпрм  служит  для 

компенсации затухания в оптическом тракте и обеспечения требуемого уровня 
сигнала на приемном порту оконечного оборудования. 

5 

Модули  компенсации  дисперсии  (DCM)  могут  располагаться  между 

каскадами 

линейных 

или 

предварительных 

оптических 

усилителей. 

Необходимость  применения  компенсаторов  и  их  требуемые  характеристики 
определяются  в  зависимости  от    параметров  ВОЛП  и  приемо-передающего 
оборудования. 

ROADM  служит  для  ввода/вывода  и  коммутации  оптических  каналов  в 

узлах сети. Подробная схема ROADM будет рассмотрена в разделе 5. 

ВОЛП  состоит  из  одного  или  нескольких  элементарных  кабельных 

участков с промежуточными линейными усилителями ОУ.  

В  данном  примере  в  узлах  А  и  С  располагаются  ROADM  на  два 

направления (2-Degree), в узле B располагается ROADM на три направления (3-
Degree).  При  этом  для  упрощения  на  схеме  в  узле  B  не  указано  третье 
направление к узлу G, и в узлах A и С указаны только направления к узлу B.  

Для  организации  связи  на  данном  участке  используются  длины  волн 

n







1

.  При  этом  на  участках  A-B  и  В-С  оптические  каналы  передаются  на 

длинах  волн 

k







1

,  в  то  время  как  рабочие  длины  волн

n

k







1



используются  для  организации  связи  между  узлами  А  и  С,  а  через  узел  B 
проходят  транзитом.  Тогда  распределение  длин  волн  DWDM  можно 
представить в виде таблицы 1.3. 

Таблицы 1.3 - Распределение длин волн  

А 

B 

C 

A 

k







1

n

k







1



B 

k







1

k







1

C 

n

k







1



k







1

 
На приведенной схеме ВОЛП между узлами A и B состоит из двух ЭКУ и 

промежуточного линейного усилителя, а между узлами В и С – их одного ЭКУ. 

 
Аналогично рассмотренному примеру зарисуйте схему рассматриваемого 

участка  оптической  транспортной  сети  для  всех  4-х  узлов.  Укажите  на  схеме 
протяженность всех ЭКУ. Модули DCM на данном этапе не зарисовывайте. 

 
В  данной  работе  предполагается  использование  высокоскоростных 

оптических  каналов  со  скоростью  передачи  информации  40  и  100  Гбит/c.  Для 
согласования 

интерфейсов 

клиентского 

оборудования 

с 

аппаратурой 

спектрального уплотнения  используются транспондеры. Оптический сигнал на 
выходе  транспондера  соответствует  сетке  частот  DWDM  (ITU-T  G.694.1), 
обладает  требуемой  стабильность  по  длине  волны,  формат  модуляции 
выбирается  в  соответствии  с  требованиями  по  производительности. 
Оптический  сигнал  линейного  интерфейса  рассматриваемых  в  работе 
транспондеров  соответствует  рек.  ITU-T    G.709.    При  этом  применяются 
соответствующие  технологии  кодирования  с  исправлением  ошибок  (FEC),