Федеральное агентство связи
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и
информатики»
(СибГУТИ)
Кафедра многоканальной электрической связи и оптических систем (МЭС и ОС)
10.05.02 Информационная безопасность телекоммуникационных систем, специализация Защита информации в системах связи и управления (очная форма обучения)
Изучение оптических модулей и транспондеров
отчет по лабораторной работе № 3
дисциплины «Защищенные оптические сети и системы передачи»
Выполнил:
студент ФАЭС,
гр. АБ-75 / А.Е. Карелин/
(подпись)
«__»_________ 2021 г.
Проверил:
доц. каф. МЭС и ОС / В.Г. Фокин/
«__»_________ 2021 г. (подпись)
Новосибирск 2021
1. Цель работы
Изучить устройство, принцип действия и характеристики оптических модулей и транспондеров
2. Содержание работы
Изучить по представленным материалам современные оптические модули и транспондеры, возможности применения в системах передачи; составить краткие ответы на контрольные вопросы; решить задачу по вариантам; составить отчёт.
3. Контрольные вопросы
1. Что называют оптическим трансивером?
простые устройста для соединения между собой по ВОЛС сетевых устройств, абон терминалов, коммутаторов, маршрутизаторов, цифровых мультиплексоров различных технологий
2. Что называют оптическим транспондером?
сложные технические реализации по передаче и приему оптич сигналов со сложными алгоритмами упаковки информационных потоков на передаче и распаковкой на приеме с анализом качества передачи на ошибки с их устранением
3. Что называют оптическим мукспондером?
транспондеры с мультиплексированием
4. Чем отличается когерентный транспондер от некогерентного?
когерентные транцпондеры имеют узкий спектр илзлучения передатчика, совпадающий со спектром излучения оптического гетеродина приема, минимальные фазовые сдвиги между частотами передачи и гетеродина, многократное превышение мощности гетеродина и принимаемого сигнала на приеме
Некогерентные не имеют таких свойств
5. Что представляют собой оптические модули SFP и XFP?
SFP – компактный оптический модуль для используемой для передачи данных по медной витой паре и оптическому волокну с различным количеством мод, исчпользуются и на стандартных длинах волн и в системах со спектральным уплотнением
XFP – компактный оптический модуль для используемой для передачи данных по оптическому волокну с различным количеством мод, исчпользуются и на стандартных длинах волн и в системах со спектральным уплотнением
6. Чем отличаются модули SFP от модулей SFP+?
sfp+ в отличие от обычных sfp способны организовать двунаправленную передачу по одному волокну
7. Какое назначение имеют модули SFP, XFP, CFP?
для передачи данных по оптическому волокну на скоростях до 100Гбит/с
8. Чем отличаются в конструкциях и характеристиках одноволоконные и двухволоконные модули SFP, XFP?
одноволоконные – передатчик TOSA, приемник ROSA, по одному волокну
Двухволоконные – приемник-передатчик BOSA по двум волокнам
9. Что в схеме модуля SFP обеспечивает функции DDM?
память EEPROM
10. Какое назначение имеют модули TOSA и ROSA в составе SFP, XFP, CFP?
передатчик - TOSA, приемник – ROSA
11. Какие источники оптического излучения могут входить в состав модулей SFP, XFP, CFP?
светодиоды, многомодовые п/п лазеры Фабри-Перо, одномодовые лазеры с распределенной ОС
12. Какие приемники оптического излучения могут входить в состав модулей SFP, XFP, CFP?
фотодиоды PIN, лавинные фотодиоды
13. Какие оптические волны используются для передачи сигналов модулями SFP, XFP, CFP?
850, 1310, 1550 (нм)
14. Чем отличаются модули CFP, CFP2, CFP4?
Рисунок 1 – различия модулей CFP, CFP2, CFP4
15. Для чего в модулях CFP используется WDM?
для обьединения и разделения каналов
16. Для чего в модулях SFP, XFP используется WDM?
для работы в системах со спектральным уплотнением
17. Что в ROSA может использоваться для разделения оптических волн?
тонкослойные оптические фильтры и волноводные решетки на основе PLC технологии
18. Чем принципиально отличаются модули SFP, XFP и другие от транспондеров и мукспондеров?
sfp, xfp и т.п. имеют более простое построение
19. Что входит в структуру когерентного транспондера 100 Гбит/с?
мультиплексоры ROADM с полосно ограниченными оптическими каналами
20. Какие характеристики используются для описания когерентного транспондера?
Рисунок 2 – характеристика когерентного транспондера
21. Чем различаются кодеры GFEC, HG-FEC, UFEC?
имеют различную емкость в кадре OTUK для коррекции ошибок
22. Чем характеризуют мукспондеры?
тип линейного протокола, варианты формирования линейных карт в OMX
23. Какими устройствами реализуются клиентские интерфейсы транспондеров и мукспондеров?
модульные решения sfp, xfp, cfp и т.п.
24. Какие дополнительные функции могут быть предусмотрены в структуре транспондера/мукспондера?
функции APS
25. От чего зависит дистанция (расстояние) волоконно-оптической линии между передатчиком и приёмником?
от мощности предатчика, потерь в линии, диспрсии,величины нелинейных эффектов
26. Чем может определяться скорость передачи информационного сигнала в модулях и транспондерах?
Три разновидности кодов FEC для систем передачи с DWDM определены международными стандартами ITU-T G.709, G.975, G.975.1. Они имеют различную емкость в кадре OTUk для коррекции ошибок (от 7 % до 25 %), что отражает их исправляющие возможности, допустимую величину OSNR и требуемый скоростной режим передачи
27. Какие форматы оптической модуляции можно реализовать в когерентных транспондерах и мукспондерах?
Модуляция: Coherent Polarized Differential Quadrature Phase-Shift Keying (CP-DQPSK)
28. Какие преимущества и недостатки имеет одноволоконная организация связи модулями?
* скорость передачи данных: до 4,25 Гбит/с;
* доступны трансиверы многоскоростные со скоростью передачи данных 155 Мбит/с ~2.67 Гбит/с;
* дальность передачи: до 180 км;
* напряжение питания: 3 В с логическим интерфейсом TTL;
* тип разъема: SC, LC;
* возможность «горячей замены»;
* рабочая температура: Standard: 0°C~ + 70°C; Industrial −40°C~ + 85°C;
* соответствие стандарту MSA SFP Specification;
* функция DDM в соответствии с SFF-8472.
Недостаток - ограниченность их действия на отдельных скоростях из-за малых габаритов.
29. Какое назначение имеет мультиплексирование с разделением по длине волны в модулях?
для разделения длин волн на прием и передачу. Для образования дуплексного канала передачи данных в системе WDM модули SFP используются «попарно», при этом излучатели и приемники WDM SFP модулей имеют различное значение длины волны, например, 850/1310 нм или 1310/1550 нм.
30. В чём преимущество термо стабилизированных модулей?
Типовой DFB-лазер имеет высокую температурную стабильность, что дает изменение генерируемой длины волны в пределах 2–3 нм в диапазоне температур 0–70°С.
Задача:
Вывод: В ходе работы удалось изучить устройство, принцип действия и характеристики оптических модулей и транспондеров