1. Treść polecenia i wymagań zawartych w projekcie.

Zaprojektuj łącze DWDM w relacji kabel światłowodowy ułożony wzdłuż linii kolejowej Warszawa - Poznań - Zielona Góra. Włókna światłowodowe są zgodne z zaleceniem ITU G-652. Odcinki fabrykacyjne kabla wynoszą 3 km. Tłumienność spoin 0,1 dB. Tłumienność złączy rozłącznych wynosi 0.5dB. Sumaryczny zapas kabla ma wynosić 3 %.

Czułość diody odbiorczej o 40 dB mniejsza od mocy nadawania.

Wymogi i zalecenia odnoszące się do projektu:

Łącze DWDM w relacji 1-2-3: Warszawa - Poznań - Zielona Góra.

Kabel światłowodowy umieszczony wzdłuż linii kolejowej.

Włókna światłowodowe z zaleceniem ITU-T G.652.

Odcinki fabrykacyjne kabla o długości 3km.

Tłumienność spoin - 0,1dB.

Sumaryczny zapas kabla - 3%.

Czułość diody odbiorczej o 40dB mniejsza od mocy nadawania.

Ilość lambd w relacjach: 1-2: 4; 1-3: 4; 2-3: 1.

Jeden kanał optyczny (lambda) - 10 Gbit/s = 10 240 Mbit/s

Nadajnik i odbiornik obsługują okno III - 1550 nm.

W tabeli zawarte są parametry użytego przeze mnie włókna światłowodowego

Długości linii kolejowych zawierających wymagane relacje:

Warszawa Centralna - Poznań Główny - 302 km (linia kolejowa nr 3)

Poznań Główny - Zielona Góra - 134 km (fragmenty linii kolejowej nr 3, 358, 273)

2. Obliczenia projektowe.

Pierwszym punktem obliczeń jest bilans mocy,

gdzie:

B - bilans mocy (40dB)

α_n - współczynnik tłumienności n-tego odcinka włókna (0,25dB)

L_n - długość n-tego odcinka włókna (3km)

m - liczba użytych odcinków włókna

a_s - tłumienność spawów (0,1dB)

x - liczba spawów (dla m odcinków włókna to m-1 spawów)

a_c - tłumienność złącz optycznych (0,5dB)

y - liczba złącz optycznych (1)

α_CD - nadmiarowe tłumienie, które należy założyć ze względu na wpływ dyspersji

chromatycznej (2dB)

Powyższy wzór został przekształcony aby obliczyć maksymalną liczbę użytych odcinków włókna.

Liczbę maksymalnej ilości użytych odcinków zaokrąglam w dół do pełności, a więc m = 44.

Wobec tego maksymalny zasięg projektowanego przeze mnie złącza bez konieczności użycia wzmacniacza wynosi:

L_max = L_n * m = 132 km

Projekt zakłada zastosowanie w relacji Warszawa - Poznań i Warszawa - Zielona Góra 4x10 Gb/s, a w relacji Poznań - Zielona Góra 1x10 Gb/s.

Dyspersja chromatyczna:

W światłowodzie zjawisko dyspersji powoduje rozszerzenie i „rozmycie” przesyłanego sygnału a w rezultacie jest przyczyną ograniczenia odległości transmisji, zmniejszenia jej szybkości oraz możliwego błędnego odbioru informacji. Dyspersja chromatyczna to rodzaj dyspersji związanej z niezerową szerokością widmową źródła światła, która obejmuje zarówno zjawiska związane z dyspersją falowodową jak i materiałową .

gdzie:

c - prędkość światła (300 000 km/s)

D - jednostkowa dyspersja chromatyczna (20
)

B - przepływność łącza (4 x 10 Gbit/s)

- długość światła (1550nm)

L_max - maksymalna długość łącza (szacowana)

km

Z obliczeń wynika, że dyspersja chromatyczna nie ogranicza transmisji łącza.

Kolejno została policzona wartość dyspersji polaryzacyjnej:

Dyspersja polaryzacyjna powstaje w wyniku niedoskonałości procesu produkcyjnego

światłowodu, czego wynikiem jest asymetria geometrii rdzenia, czy powstanie naprężeń

mechanicznych na granicy rdzenia i płaszcza podczas wyciągania włókna, jak również

czynniki zewnętrzne oddziaływujące na światłowód takie jak siły skręcające, zgniatające,

rozciągające, ściskające oraz oddziaływanie pola elektrycznego, magnetycznego i

temperatury, jak również spawy i połączenia mechaniczne. Wszystkie one powodują

dwójłomność, czyli nierówne w czasie przemieszczanie się informacji co prowadzi do zwiększenia stopy błędów przesyłanych informacji.

gdzie: L - długość łącza

L - 132 km

D_PMD - dyspersja polaryzacyjna PMD (0,2
)

Sprawdza się czy system transmisji nie jest ograniczony przez dyspersję polaryzacyjną.

Dla systemu DWDM o 4 lambdach (kanałach optycznych) = 40 Gbit/s

T_bit = 1/B

gdzie: B - przepływność (40000 Mbit/s)

T_bit = 25 μs

2,3ps < 0,1*25 μs 2,3ps < 2,5 μs

Warunki dla przewidzianego systemu DWDM są spełnione tak więc dyspersja polaryzacyjna nie ogranicza transmisji.

Rozmieszczenie wzmacniaczy

Długość linii Warszawa Centralna - Poznań Główny wynosi 302 km.

Uwzględnienie zapasu 3%

1,03 * 302 = 311,06km

Tak więc długość linii z uwzględnieniem zapasu determinuje użycie 2 wzmacniaczy na terenie stacji Kutno która znajduję się w odległości 126 km od stacji Warszawa Centralna oraz na stacji Września znajdującej się 255 km od stacji Warszawa Centralna.

Obliczenie bilansu mocy na odcinku Warszawa Centralna - Kutno

B=42*0,25dB/km*3km+0,1dB*(42-1)+0,3dB+2dB=37,9dB < 40dB

Obliczenie bilansu mocy na odcinku Kutno - Września

B=43*0,25dB/km*3km+0,1dB*(43-1)+0,3dB+2dB=38,75dB < 40dB

Obliczenie bilansu mocy na odcinku Września - Poznań Główny

B=16*0,25dB/km*3km+0,1dB*(16-1)+0,3dB+2dB=15,8dB < 40dB

Długość linii Poznań Główny - Zielona Góry wynosi 134 km

Uwzględnienie zapasu 3%

1,03 * 134 = 138,02 km

Długość linii światłowodowej wymaga zainstalowanie jednego wzmacniacza , który zostanie umieszczony na stacji kolejowej Zbąszyń znajdującej się w odległości 75 km od stacji Poznań Główny.

Obliczenie bilansu mocy na odcinku Poznań Główny - Zbąszyń

B=25*0,25dB/km*3km+0,1dB*(25-1)+0,3dB+2dB=23,45 dB < 40dB

Obliczenie bilansu mocy na odcinku Zbąszyń - Zielona Góra

B=20*0,25dB/km*3km+0,1dB*(20-1)+0,3dB+2dB=19,2dB < 40dB

Bilans mocy dla wszystkich odcinków pomiędzy stacjami a wzmacniaczami mieszczą się w maksymalnej wielkości tłumienia 40dB.

Warszawa - Poznań ( wzmacniacze w Kutnie, Września)

Poznań - Zielona Góra ( wzmacniacz w Zbąszynie )

POLITECHNIKA WARSZAWSKA

WYDZIAŁ TRANSPORTU

ZAKŁAD TELEMATYKI W TRANSPORCIE

Laboratorium Eksploatacji Systemów Telekomunikacyjnych

ANALIZA PODSTAWOWYCH

PARAMETRÓW SIECI WiMAX

Skład zespołu:

imię/nazwisko Grupa TT Semestr VI

4. Kamil

Data złożenia projektu: 09.06.2014

---