486_Zaslavskij_K.E._Volokonno-opticheskie_sistemy_peredachi_

Лабораторная работа № 5

Организация связи с использованием медиаконвертора ОS -2E1

1. Цель работы

Целью работы является изучение способа организации связи, используя медиаконвертор ОS-2E1,и изучение его характеристик.

2.Литература

1.Заславский К.Е. Основы технологии SDH : Учебное пособие. - Новосибирск, 2006. П.4.1,4.,11.1,11.2.

2.Краткое описание медиаконвертора ОS-2E1 (приложение 1), описание SFP модуля (приложение 2).

3.Подготовка к работе

1.Пользуясь литературой [1,2], изучить преобразование потоков E1 в потоки

SDH.

2.Пользуясь структурной схемой макета (рисунок 1), рассчитать уровни приёма и передачи в оптических разъёмах S и R, и потери а (дБ) в оптическом волокне, согласно исходным данным.

Исходные данные для расчёта

Примечание. Медиаконвертор работает на длине волны λ =1310нм.

4. Лабораторная установка

Схема лабораторной установки представлена на рисунке 1. Здесь ИЕ1 – источник сигнала Е1, S, R – оптические интерфейсы передачи и приёма, соответственно, VOA – аттенюаторы, имитирующие потери в ОВ, СОУ – согласующие устройства для согласования характеристических сопротивлений передающего (Т) и приёмного (R) трактов OS-2E1 c входными сопротивлениями источника сигнала ИЕ1 и осциллографа О, тлф – точки подключения телефонов служебной связи, RJ-45 и RJ-12 – стандартные электрические разъёмы. Электрооптические (Э/О) и оптоэлектрические (О/Э) преобразования в трактах передачи и приёма, соответственно происходят в стандартных модулях

21

SFP, которые оснащены оптическими разъёмами S (передача) и R (приём). Комплекты OS-2Е1 установлены в сетевых узлах СУ-1, СУ-2 связанных

между собой оптическим патчкордом с включёнными аттенюаторами VOA. Кроме того, в медиаконверторах предусмотрены переключатели DIP, с помощью которых можно тестировать параметры ЦП Е1.

Рис. 1. Структурная схема лабораторной установки

5.Измерительные приборы

Вработе используется осциллографы С-75, С-93, источник потоков Е1, измерители оптической мощности FOD-1202 (могут использоваться и другие приборы с соответствующими параметрами).

6.Методические указания к работе

6.1Внимательно ознакомиться с описанием и схемами медиаконвертора OS2E1 (приложение 1).

6.2Ознакомиться с расположенными на передней и задней панелях средствами сигнализации (светодиоды), и их назначением, расположением разъёмов RJ-45, RJ-12, модуля SFP и т.д.

6.3В источнике потока Е1 выставить код HDB-3 и установить заданную преподавателем кодовую комбинацию единиц и нулей. Зафиксировать полученный на экране осциллографа график, измерить амплитуду и длительность импульсов.

6.4Установить служебную связь между СУ-1 и СУ-2.

6.5В СУ-1 с помощью патчкорда c разъёмом RJ-45 подать сигнал Е1 на вход комплекта OS-2E1 (разъём Tx), в СУ-2 на выход комплекта OS-2E1 (разъём Rx) включить осциллограф. Зафиксировать графики, полученные на экране осциллографов. Вычислить длительности импульсов и потери в канале связи между 1Т и 1R по формуле:

А=10log(UТ/UR),

22

где UТ, UR – напряжения, измеренные в п.5.

Найти период бита TB, информационную скорость передачи B и скважность импульсов Q. (Обмен данными между СУ-1 и СУ-2 следует вести по служебной связи).

6.6 Измерить потери в оптическом тракте. Для этого в разъёмах S и R, соответственно, измерить оптические мощности прибором FOD 1202 и вычислить потери по формуле:

А=рS - рR,

где рS и рR – уровни мощности соответствующих оптических сигналов. Сравнить величину уровня мощности рR на входе OS-2E1 с чувствительностью приёмника модуля SFP рмин.

6.7Отключить сигнал Е1 в СУ-1. В СУ-2 зафиксировать осциллограмму сигнала индикации аварии (СИАС). При этом должен активизироваться СИД «oplos» (потеря оптического сигнала).

6.8Пользуясь указаниями, изложенными в приложении, с помощью переключателя DIP образовать петлю (шлейф) удалённого СУ: а) по ЦП Е1; б) по оптическому каналу.

Ив том, и в другом случаях зафиксировать осциллограммы на выходе приёмника (в разъёмах «приём» СОУ).

Измерить уровень рR на ближнем СУ и сравнить его с чувствительностью приёмника модуля SFP.

7. Содержание отчёта

Отчёт должен содержать:

-структурную схему лабораторной установки и функциональную схему конвертера (рисунки 1 и П1.1, соответственно);

-осциллограммы, полученные в п.6.3, 6.5, 6.7, 6.8 с подробным объяснением полученных результатов;

-по п.6.5: величины UT, UR, A, TB, B, Q;

-по п.6.6: величины рS, рR, A. Сравнение рR с pмин;

-по п.6.8: величину рR в сравнении с рмин;

-типы и данные измерительных приборов, использованных в работе;

-выводы как по каждому пункту работы, так и по всей работе.

8.Контрольные вопросы

1.Как организована связь между сетевыми узлами СУ-1 и СУ-2?

2.На основании результатов измерений доказать, что вероятность ошибки в тракте ЦП Е1 в норме (или нет?).

3.Пользуясь схемами рисунков 1 и П1.1, учебным пособием [1, п.11.1, 11.2, рисунки 11.3, 11.5] пояснить последовательность преобразований ЦП Е1 в трактах передачи и приёма STM-1.

4.Зная затухания VOA и предполагая, что ОВ типа SMF, найти дальность связи организованной в данной работе (рисунок 1).

23

5.Доказать, что при полной загрузке конвертеров 0S-2E1 потоками Е1 и пакетами Fast Ethernet (FE) не будет превышена скорость передачи медиаконвертора.

6.Пользуясь структурной схемой модуля SFP (рисунок П3), пояснить назначение его узлов.

7.Пользуясь техническими данными SFP, рассчитать максимальную дальность связи, организованной с помощью этого модуля.

Приложение 1

Функциональная схема конвертера OS-2E1 изображена на рисунке П1. Потоки E1 (Nmax=16) подаются на физические интерфейсы передачи (PI-S), где код HDB-3 превращается в бинарный код в формате NRZ. После преобразований в блоках STM-1 (см. рис. 1), электрический сигнал (B=155 Мбит/с) поступает в передающий модуль SFP, где происходит электрооптическое преобразование сигнала. С выхода SFP (разъём S) сигнал подаётся в ОВ.

На приёме, с выхода оптического волокна (разъём R) сигнал подаётся в модуль SFP, где происходит оптоэлектронное преобразование сигнала. Полученный электрический сигнал преобразуется в блоках приёма STM-1 и в двоичном коде (формат NRZ) поступает в физический интерфейс приёма (PI-R), где размещён усилитель (регенератор) и происходит преобразование двоичного кода в код HDB-3. Кроме передачи потоков E1, предусмотрена возможность подключения Fast Ethernet (FE) (в данной работе эта опция не используется).

Рис. П1.1. Структурная схема OS-E1

24

Медиаконвертер OS-2E1

OS-2E1 конвертеры предназначены для увеличения расстояния передаваемых двух потоков Е1 по оптическому кабелю на расстояние, определяемое используемыми SFP оптическими модулями. Медиаконвертеры предназначены для работы по топологии точка-точка и используют SDH технологию передачи. 19” корпус и двойное питание -48В и 220В позволяет достичь гибкости использования. Световая индикация неисправностей позволяет легко диагностировать ошибки.

Рис. П1.2. Общий вид передней и задней панелей OS-2E1

Интерфейсы / назначение:

Рис. П1.3. Расположение контактов разъёма RJ45

25

RJ12 – телефонный канал:

На панели присутствует кнопка вызова “PH”, нажатие на которую приводит к вызову на удаленном конвертере. Нажатые кнопки “PH” приводят к образованию телефонного канала, который не относится ни к одному из потоков Е1.

Светодиодная индикация:

Примечание: конвертеры имеют две линейки светодиодных индикаторов – для локального и удаленного конвертера, отображающие их состояние соответственно.

26

DIP переключатели:

DIP переключатель №6 предназначен для тестирования оптической линии связи и

создания петли по оптическому каналу (TX-RX).

Требования к электропитанию:

Номинальное входное напряжение: 220VAC (50/60Hz) или -48VDC ( от -36 до -72VDC) потребляемая мощность: <11Вт.

Требования к окружающей среде:

Температура: 0°C дo 50°C влажность: от 0% до 90% (без конденсата).

27

Приложение 2

SFP интерфейс:

20 pin SFP slot, поддерживающий “горячее” включение 155Mbps / 1.25Gbps / 2.6Gbps SFP модулей.

Рис. П2.1. Функциональная схема SFP-модуля

RD – приём данных,

TD – передача данных,

SDA – последовательность данных,

SCL – последовательность импульсов тактовой синхронизации.

Спецификации:

Табл. П2.1. Максимальный режим эксплуатации

28

Табл. П2.3. Оптические характеристики передатчика

Скорость передачи – 155 Мбит/с.

29

Лабораторная работа № 6

Исследование оконечного оптического усилителя

1. Цель работы

Цель работы – исследование особенностей характеристик оконечного оптического усилителя (бустера).

2.Литература

1.Скляров О.К. Волоконно-оптические сети связи и системы связи. -2ое изд. Лань, 2010. П.9.1, стр. 187-199.

2.Агравал Г. Волоконно-оптические системы передачи. -Новосибирск : ВЕДИ, 2006. П.8.1,8.5.

3.Матвеев В.А. Оптические усилители. Новосибирск, 2005.

4.Бородихин М.Г., Заславский К.Е. Волоконно-оптические системы передачи : Практикум. -Новосибирск, 2010.

3.Подготовка к работе

Изучить литературу, приведенную в п.2. Студент должен знать: физические принципы работы оптического усилителя на кварцевом ОВ с примесью эрбия (EDFA), особенности его характеристик и параметров. При подготовке к работе ознакомиться в [4] с практикумом к лаб. р. № 3. Рассчитать OSNR на выходе бустера по данным, приведенным в табл.1.

Табл. 1

30