3.4 Стандартизацияпараметри на оптичния интерфейс на FOTS оборудването

С появата на първите поколения FOTS в комуникационните мрежи на страната, въпросът за стандартизацията, измерването и контрола на нова група параметри на оборудването на преносната система - параметрите на оптичния възел - беше поставен на дневен ред [65].

Нормализиране на параметрите на оптичното съединение се извършва, за да се установят допустими отклонения за промяна на техните стойности до края на експлоатационния живот при най-лошата комбинация от климатични и други условия на работа на оборудването за завършване на оптичния път.

Измерванията на параметрите на оптичното съединение се извършват в процеса на тестване на оборудването (с прекъсване на комуникацията) по време на производство, сертифициране, пускане в експлоатация и ремонтно-възстановителни работи.

Контрол на основните параметри на оптичния възел, ако е възможно, се извършва по време на работа на оборудването (без прекъсване на комуникацията) с помощта на вградените инструменти за оперативен контрол.Тези параметри включват нивата на мощност на оптичното излъчване на изхода на предавателя и на входа на приемника на оборудването за завършване на оптичния път.

Типична блокова диаграма на участъка на оптичния път на FOTS (за една посока на предаване) между съседни междинни точки е показана на фигура 3.4. За всеки тип FOTS тази схема представлява серийна връзка: предавател (PDD) - оптичен кабел на станция (SOC) - линеен оптичен кабел (LOC) - LOC - приемно устройство (PRC) Цифров електрически сигнал En (n = 1,2,3,4) на n-ниво на европейския PDH се формира в цифровия мрежов интерфейс на оборудването за терминиране на оптичен път, чиито параметри са определени в ITU-T Препоръка G.7 03, или цифров електрически сигнал CTM -N, (N=1, 4, 16, 64, 256) N-ниво на SDH йерархията, чиито параметри са определени в ITU-T Rec. G.707.

Както може да се види от Фигура 3.4, параметрите на оптичното съединение могат да бъдат измерени или директно върху разглобяемите оптични конектори на оборудването за завършване на оптичния път (P1 е нивото на мощност на оптичното излъчване на изхода на PDU, P2 е нивото на мощност на оптичното излъчване на входа PrU), или в точките на свързване между SOC и LOC при предаването на Pd и при приемането на Pr.

В съответствие с разработения OST [16,54,64], нормализирането на параметрите на оптичния преход трябва да се извърши точно в точките на оптичния път Pd (нормализирано ниво на мощност P1H) и PR (нормализирано ниво на мощност P2H).

Фигура 3.5 показва блокова схема на участъка на оптичния път на FOTS (за една посока на предаване) в случай на използване на оптични усилватели (OA): OU1 - за предаване и OU2 - за приемане [47], което е типично за съвременните SDH FOTS (за N≥4).

OU1 и OU2 могат да се използват като отделни структурни елементи на линейното FOTS оборудване (платка за оптичен усилвател) или конструктивно да бъдат част от оборудването за завършване на оптичен път.

В първия случай блоковата схема на участъка на оптичния път представлява серийна връзка: PdU-SOK-OU1-SOK-LOK-SOK-OU2-SOK-PrU, а параметрите на оптичното съединение могат да бъдат измерени или директно на изхода на PdU (ниво на мощност P1) и на входа на PrU (ниво на мощност P2), или на изхода на OU1 (ниво на мощност P1) и на входа на OU2 (ниво на мощност P2), или в точките на свързване на SOC и L OK при GPD предаване (нормализирано ниво на мощност P1H и GPR приемане (нормализирано ниво на мощност P2n).

Във втория случай блоковата схема на участъка на оптичния път представлява серийна връзка: PdOU-SOK-LOK-SOK-PrOU, като параметрите на оптичното кръстовище могат да бъдат измерени или директно наPDO изход (P1 ниво на мощност) и PDO вход (P2 ниво на мощност), или в точките на GPD и GPD.

В съответствие с разработения OST [54], нормализирането на параметрите на оптичния преход и в двата случая трябва да се извърши в точките GPd и GPd.

Участъкът от оптичния път между точките на GPD и GPR, за разлика от схемата на фигура 3.4, се нарича основен оптичен път (от гледна точка на нормализиране на параметрите на оптичния преход). Сегменти от участъка на оптичния път, съдържащ OA1 и OA2, наречени спомагателни пътеки [64], не са решаващи за нормализирането.

В общия случай между точките GPA и GPA може да се свърже верига от няколко междинни оптични усилвателя OU3 [2]. Участъкът от оптичния път между ОС се определя като елементарен кабелен участък (ECU) [64]. При липса на междинни усилватели, ECU съвпада с секцията за регенериране на FOTS.

Една от характеристиките на нормализиране на параметрите на оптичен интерфейс е свързана с разликата в изискванията за тяхното нормализиране за FOTS PDH и SDH [47], както вече беше отбелязано в раздел 2.4.

За PDH FOTS е необходимо само да се осигури така наречената надлъжна съвместимост, т.е. възможността за използване на оборудване от различни производители в точката на тяхното общо цифрово мрежово кръстовище чрез сигнала En (виж фиг. 3.4). В същото време се предполага, че в различни краища на участъка на оптичния път PDH FOTS е инсталирано оборудване на един и същи производител, който има право да избира всякакви технически решения и елементна база, когато се достигне една или друга стойност на припокрито затихване при определена скорост на предаване. С други думи, нормализирани са само параметрите на цифровия мрежов възел, докато параметрите на оптичния възел са, така да се каже, „пазарни“, т.е. ориентирани към търсенето на пазара(цената за внедряване на оборудването заедно с показатели за обхват, скорост на предаване и качествени параметри).

Въпреки това, по време на производството, сертификационните тестове, пускането в експлоатация и ремонтно-възстановителните работи се извършват измервания на основните параметри на оптичния възел, за да се контролират техните стойности за съответствие със стойностите, дадени в документацията за оборудването.

Тези основни параметри включват [16]:

1. ниво на мощност на оптичното излъчване при предаване (P1);
2. ниво на чувствителност на приемника (Р2min);
3. ниво на претоварване на приемника (Р2max);
4. припокрито затихване.

За SDH FOTS с по-разнообразни възможности за изграждане на транспортна мрежа вече е необходимо да се осигури така наречената кръстосана съвместимост, т.е. възможността за използване на оборудване от различни производители в краищата на участъка на оптичния път. Това изискване е довело до класифицирането на оптичните преходи по код на приложение [16, 54, 64].

В допълнение, фокусът на SDH FOTS върху увеличаването на пропускателната способност и дължината на секцията на оптичния път доведе до необходимостта от нормализиране на по-голям брой параметри на оптичния интерфейс във всеки код на приложение.

Класификацията на оптичните интерфейси по код на приложението и параметрите на оптичния интерфейс, които трябва да бъдат нормализирани за SDH едноканален FOTS без операционни усилватели, са определени в [16] за скоростите на предаване, съответстващи на STM-1, STM-4 и STM-16.

Когато използвате операционни усилватели и по-високоскоростни SDH FOTS със скорост на предаване, съответстваща на STM-64, става необходимо да въведете допълнителни кодове на приложения и да нормализирате допълнителни параметри, тъй като в този случай започват да се проявяват допълнителни ограничаващи факторидължина на оптичния път. Тези допълнителни приложни кодове и параметри са дефинирани в [54]. Всеки код на приложение, а има общо 36 за едноканален FOTS, съответства на определен тип оборудване за завършване на оптичен път (оптични интерфейсни платки).

Синхронните мултиплексори на различни производители, монтирани в различни краища на секцията за регенериране на FOCL, трябва да бъдат оборудвани с оптични интерфейсни платки с един и същ код на приложение.

Изискването за осигуряване на напречна съвместимост предопределя определен толеранс за разпространението на стойностите на отделните параметри на оптичния интерфейс, например за нивото на мощност на предаване: P1min

Това може да доведе до неоправдано голяма височина на системата, т.е. проектната дължина на участъка на оптичния път може да бъде значително по-малка от възможностите на използваното оборудване, които могат да позволят. За случаите на използване на оборудване от един производител в рамките на участъка на оптичния път може да се използва оборудване с „подобрени параметри на оптичния интерфейс“, ориентирани към „унифициран технически дизайн“ [54, 64].

С други думи, оборудването, реализирано на една и съща елементна база, може да бъде ориентирано или към използване в съответствие с изискванията за напречна съвместимост със съответните гранични стойности на параметрите на оптичния интерфейс според кода на приложението, или, ако възможностите на елементната база го позволяват, да се използва в условията на „един дизайн“ с отклонение от допустимите отклонения на някои параметри на оптичния интерфейс към подобрение, например:

В последния случай знакът „EP“ трябва да се добави към кода на приложението, както е дефинирано в индустриалните стандарти [54, 64]. Това означава, че използването на това оборудване може да причиние достигната по-голяма стойност на припокриване на затихване, т.е. голяма дължина на оптичния път.

Още по-голям брой допълнителни параметри на оптичния интерфейс трябва да бъдат нормализирани за FOTS-SR. Променена е и структурата на кода на приложението. Класификацията и нормализирането на параметрите на оптичния интерфейс за FOTS-SL са дефинирани в [54]. Фигура 3.6 показва блоковата схема на оптичния участък на FOTS-CP (за една посока на предаване).

За разлика от блоковите диаграми на фигури 3.4 и 3.5 за едноканален FOTS, на фигура 3.6 за FOTS-SR се добавя оптичен мултиплексор за дължина на вълната (OM) заедно с op-amp 1 при предаване и оптичен де-мултиплексор (OD) заедно с op-amp 2 при приемане. Освен това се добавят транспондери за преобразуване на оптични сигнали с цел предаването им по оптични канали.

В съответствие с разработения индустриален стандарт [54], параметрите на оптичното кръстовище за FOTS-SR трябва да се нормализират в точките на оптичния път Pdi, (нива на мощност P11n) при предаване и Ati (нива на мощност P12n) при приемане за всеки едноканален FOTS-i (i = l. m) и в точките на оптичния път GPd и GPR за FOTS-SR (виж Фиг. 3.6 ).

За измерване на редица параметри на оптичния интерфейс е необходимо скъпо измервателно оборудване. Следователно целият набор от нормализирани параметри, дефинирани в [54, 64], се измерва в съответствие с [33] само по време на производството и сертифицирането на FOTS оборудване.

При въвеждане в експлоатация и извършване на ремонтни и възстановителни работи се измерват само нивата на мощността на оптичното излъчване при предаване (P1n) и приемане (P2n) за съответствие с техните стандарти (виж Фиг. 3.4). определят се нивото на чувствителност (P2min) и текущите стойности на нивата на мощност на предаване (P1) и приемане (P2).След това измерените стойности се въвеждат в паспорта на електропровода.

По време на работа, както е отбелязано по-горе, основните параметри на оптичния преход P1 и P2 могат да се наблюдават без прекъсване на комуникацията.

Периодичното сравнение на наблюдаваните стойности P1 и P2 с техните стойности, записани в паспорта, дава възможност да се открие и контролира развитието на постепенна повреда в оптичния път на FOCL, без да се прекъсва комуникацията.

Системата FOTS-SR се нормализира основно от параметрите на оптичния интерфейс на входовете и изходите в съответствие с OST 45.104 [16] и първата част на OST 45.178 [54] за едноканален FOTS. Нормализираните параметри за всеки оптичен канал допълнително включват:

Освен това се добавят и нормализираните параметри на оптичния интерфейс на границите (ECU) (те са общи за всички оптични канали):

1. съотношението оптичен сигнал/шум във всеки оптичен канал;
2. общата мощност на оптичното излъчване, въведено в оптичното влакно;
3. припокрито затихване;
4. обща дисперсия;
5. оптично пресичане между оптични канали;
6. максимална разлика в мощността в оптичните канали. Извършва се нормализиране на съотношението оптичен сигнал/шум

въз основа на факта, че допълнителният шум, въведен в оптичния път в секцията за регенериране на FOTS-SR поради използването на операционния усилвател, не намалява това съотношение под 20 dB. За да се осигури честота на грешки не повече от 10-12 при регенериране на цифрова последователност, е достатъчно да се осигури съотношение оптичен сигнал/шум на входа на приемника от 13 dB, както е показано в ITU-T Rec.G.663. Маржът от 7 dB се определя на базата на компенсация за възможни допълнителни загуби, свързани със спецификата на работата на FOTS-SR, допустимите отклонения за които, както беше отбелязано по-горе, днесвсе още не е стандартизиран в препоръките на ITU-T [59]. Следователно стойността на съотношението оптичен сигнал / шум се определя в разработения OST 45.178 [54] чрез следните изрази на изхода на OU1 след OM:

и на изхода на k-тия междинен оп-усилвател:

където: x е броят на ECU в секцията за регенериране на VOSP-SR;

В разработения OST 45.178 [54] не се допуска превишаване на общата мощност на оптичното излъчване (Рsum). въведени в OF, над клас на опасност 3B, който е +27 dBm или 500 mW за дължина на вълната λ = 1,55 μm [58]. Това определя и горната граница на мощността на оптичното излъчване във всеки оптичен канал (Рkan) на входа на FOTS-SR:

Рkan \u003d Rsum -10lg m,

където: m е броят на оптичните канали.

Параметрите OM / DM и OC, които определят спецификата на технологичното решение, не са стандартизирани в OST 45.178 [54]. Това е "ноу-хау" на производителя на хардуера. Основното нещо е спазването на напречната съвместимост за входовете и изходите на системата FOTS-SR [65] За тази цел OST 45.178 класифицира оптичния интерфейс според кода на приложението FOTS-SR в съответствие с ITU-T Rec.

Що се отнася до проблема със стандартизацията на методите за измерване на нормализирани параметри на FOTS-SR, той е практически решен в текущия OST 45.131 [33], който е разработен за едноканален FOTS в развитието на OST 45.104 [16]. Методите за измерване на нивото на мощността и спектралните характеристики, дадени в този стандарт, са приложими и за измерване на допълнителен списък от нормализирани параметри за FOTS-SR с помощта на измервателни инструменти със същото име: измервател на мощност и оптичен спектрален анализатор. Изискванията към тези измервателни уреди обаче вече трябва да са различни.

---