Проект внедрения технологии волнового уплотнения на участке Новосибирск – Кемерово

Электрические паспорта составляются настроечной организацией или ГРС-Д  в двух экземплярах.

В утверждающую инстанцию направляется один экземпляр паспорта, а второй – остается в ГРС-Д.

Утверждающая инстанция регистрирует поступивший паспорт, утверждает его, заносит в карточку (или книгу) учета паспортов необходимые данные, после чего направляет утвержденный паспорт предприятию, в ведении которого находится ГРС-Д. Последнее делает отметку об утверждении во втором экземпляре паспорта и передает его ГРС. Если паспорт утвержден временно, обеспечивает контроль за устранением отклонений от норм.

ВРС и ОРП составляют для себя таблицы измерений. После утверждения паспорта ГРС-Д сообщает ВРС или ОРП дату, должность и фамилию лица, утвердившего его паспорт. ВРС и ОРП сведения об утверждении паспорта записывают и визируют таблицы измерений.

Каждая ГРС-Д линии передачи, должна обеспечить учет электрических паспортов, при этом вести отдельный учет временно утвержденных паспортов с отражением работ, проводимых по устранению отклонений параметров от норм.

В паспорт на аппаратуру ВОСП оконечных  станций и ОРП (или станций ввода-вывода) вносятся следующие данные:

- результаты проверки системы телеконтроля и телеуправления;

- результаты проверки системы контроля и сигнализации;

- результаты проверки системы служебной связи;

- результаты проверки системы переключения на резерв;

- результаты проверки операционной системы и программного обеспечения;

- результаты проверки параметров оптического стыка;

- код применения (для СЦИ);

- результаты измерения уровня мощности оптического излучения на передаче;

- результаты измерения уровня мощности оптического излучения на приеме;

- результаты измерения показателей ошибок и пределы этих показателей для ввода в эксплуатацию и технического обслуживания системы передачи; результаты проверки системы автоматического отключения лазера;

- результаты проверки параметров сетевого цифрового стыка по каждому компонентному потоку (или сетевому тракту);

- скорость передачи;

- результаты измерения пределов фазового дрожания;

- результаты измерения выходного фазового дрожания компонентных сигналов из-за движений указателей STM-N (для СЦИ);

- результаты измерения выходного фазового дрожания компонентных сигналов в процессе выделения (для СЦИ);

- результаты измерения показателей ошибок и пределы этих показателей для ввода в эксплуатацию и технического обслуживания тракта;

- результаты проверки устройства синхронизации;

- отклонения частоты собственного генератора;

- возможности захвата частоты внешнего генератора;

- стабильности частоты в режиме удержания.

В паспорт на линейный тракт вносятся следующие данные:

- число участков регенерации (регенерационных секций для СЦИ) и их протяженности;

- код применения (на каждом участке регенерации для СЦИ);

- уровень чувствительности приемника (на каждом участке регенерации);

- результаты измерения уровня мощности оптического излучения на передаче (на каждом участке регенерации);

- результаты измерения уровня мощности оптического излучения на приеме (на каждом участке регенерации);

- результаты расчета затухания в волокнах оптического кабеля на участках регенерации;

- результаты расчета системного запаса (на каждом участке регенерации);

- результаты измерения показателей ошибок и пределы этих показателей для ввода в эксплуатацию и технического обслуживания линейного тракта;

- результаты проверки системы телеконтроля и телеуправления;

- результаты проверки системы контроля и сигнализации.

Все параметры, вносимые в паспорт, измеряются при вводе в эксплуатацию. При восстановлении, в ходе РНР, проводятся измерения параметров, которые выходили за пределы установленных норм в результате неисправности, а также пределы ввода в эксплуатацию по показателям ошибок [6].

 

7 Измерения и настройка в каналах WDM

Для создания и ввода в эксплуатацию систем передачи данных, использующих технологию волнового мультиплексирования, разработаны и произведены целые семейства новых компонентов и подсистем, была также разработана новая терминология, технические требования к компонентам и методики измерений. В этой главе описаны основные методы тестирования, применяющиеся для измерения характеристик основных сетевых элементов системы WDM, в состав которой входят [6]:

- передатчики (включая лазеры и модуляторы);

- приемники (включая фильтры и детекторы);

- приемопередатчики (ретрансляторы, транспондеры);

- оптические усилители (включая усилители мощности, линейные усилители и предусилители);

- мультиплексоры и демультиплесоры;

- оптические мультиплексоры ввода/вывода;

- маршрутизаторы и устройства оптического кросс-коннекта;

- оптические волокна и кабели;

- компенсаторы дисперсии [22].

По мере развития технологии волнового уплотнения частотные интервалы между каналами уменьшаются, эксплутационные характеристики и требования к компонентам становятся все выше, а процедуры тестирования все сложнее. На тестируемый компонент подают оптический сигнал с известными параметрами, а затем изучают выходной сигнал и определяют, чем он отличается от исходного. Источник излучения и средства анализа выбирают таким образом, чтобы исследовать и анализировать измеряемый параметр тестируемого компонента с минимальным влиянием посторонних воздействий.

Рассмотрим общие вопросы, связанные  с тестированием и измерениями (основные нормируемые параметры, некоторые  определения и законодательные документы).

7.1 Оптические источники для тестирования

Выбирая оптический источник для тестирования пассивных компонентов необходимо учесть несколько важных моментов. Чтобы провести надежное измерение компонентов с высокими вносимыми потерями, источник должен быть достаточно мощным. Значительный запас мощности требуется и при тестировании на предельно высоких скоростях передачи устройств, с зависимостью параметров от длины волны, так как при этом придется сравнивать несколько сигналов, ослабленных, по меньшей мере, на 40 дБ [6].

Для измерений требуются широкополосные источники с достаточно равномерным спектром в рабочем диапазоне, чтобы свести к минимуму коррекцию результатов. Имеющиеся некогерентные широкополосные источники излучения, в том числе с излучением, близким к излучению абсолютно черного тела (лампы накаливания высокой интенсивности, светоизлучающие диоды LED и источники усиленного спонтанного излучения ASE) перекрывают спектральный диапазон, в котором работают компоненты WDM. Так как излучение таких источников не поляризовано или слабо поляризовано, поляризационная зависимость в подобных измерениях мала.

В качестве узкополосных источников в большинстве случаев успешно  используются лазеры с внешним резонатором ECL. Длина волны излучения такого лазера перестраивается механическим способом с высокой точностью (несколько нм) в спектральном диапазоне, превышающем 120 нм. Эти лазеры имеют высокую степень поляризации излучения и практически монохроматичны, что обычно необходимо при измерении спектральных характеристик. Спонтанное излечение контролируют, используя подходящие фильтры [22].

7.2 Приемники для тестирования

Тестирование компонентов систем WDM практически всегда связано с  определением длины волны и чувствительности устройства к потерям. Поэтому измерительная  установка обычно включает в себя либо систему детектирования заданных длин волн для широкополосного источника, либо широкополосную систему детектирования с перестраиваемым лазерным источником.

Требования, предъявляемые к приемникам в задачах тестирования, аналогичны требованиям к источникам. Спектральная характеристика широкополосного приемника излучения должна быть однородной, отклик приемника – линейным в максимально возможном динамическом диапазоне, а вносимый при измерении уровень шумов – минимальным, а также, желательно, чтобы поляризационная чувствительность была как можно меньше [6].

7.2.1 Измерители мощности

В широкополосных оптических измерителях  мощности чаще всего используются фотодиоды, имеющие высокую спектральную чувствительность в стандартном диапазоне длин волн. Они имеют гладкую и достаточно равномерную зависимость отклика от длины волны. Для обеспечения высокой точности измерений на произвольной длине волны фотодиоды обычно калибруют. Измерители мощности (особенно модели с термоэлектрическими охладителями) имеют высокую стабильность и динамический диапазон, необходимый для большинства случаев измерения потерь, а также малую чувствительность к поляризации [6].

7.2.2 Анализаторы оптического спектра

На рисунках 7.1 а), б) показаны некоторые  способы выделения длин волн, которые  используются для анализа оптического спектра. В основе первого способа, рисунок 7.1 а), лежит интерференция двух пучков входного излучения. Эти пучки проходят по разным оптическим плечам интерферометра Майкельсона (фиксированной и переменной длины), и интенсивность света на выходе интерферометра меняется из-за перемещения зеркала. Попадая далее на фотодетектор, свет преобразуется в электрический сигнал, анализ которого с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ) позволяет получить спектр исходного сигнала [22].

  а) интерферометрический метод;

  б) вращаюшаяся дисперсионная решетка;

Рисунок 7.1 – Способы выделения  длин волн

В другом способе, рисунок 7.1 б), используется дисперсионная решетка, отражающая лучи под разными углами в зависимости  от длины волны. При повороте решетки происходит сканирование всех длин волн, присутствующих в спектре входного сигнала, через выходную щель прибора. Для увеличения разрешения используется двойной проход оптического пучка через систему.

Есть и третий способ, который  аналогичен рассмотренному, только в его конструкции решетка закреплена. Отраженные решеткой спектральные составляющие входного пучка распределяются по линейке отдельных фотодетекторов (или попадают на одиночный перемещаемый фото детектор).

Важнейшими характеристиками анализатора  оптического спектра являются:

- динамический диапазон – определяет возможность измерения амплитуд сигналов в широком диапазоне;

- чувствительность – способность измерять оптические сигналы маленькой интенсивности;

- разрешение по полосе пропускания – возможность различения близко расположенных длин волн;

- точность – возможность точно и правильно измерять длины волн и мощность.

Важным достоинством анализаторов OSA, использующих дифракционные решетки, является их высокое спектральное разрешение, в то же время точность измерения является их основной проблемой: калибровка абсолютной длины волны зависит от положения множества механических компонентов – в частности углового положения решетки – поэтому трудно гарантировать стабильные результаты [6].

 

7.2.3 Измерители длины волны

Измеритель длины волны представляет собой второй тип приемника с  избирательностью по длинам волн, рисунок 7.1 а).

Измеритель длины волны по характеристикам  сопоставим с анализатором OSA, но их сильные и слабые стороны полностью различаются. Измеритель длины волны полностью использует всю энергию источника, а потому измерения в спектральном диапазоне (или на нескольких разных длинах волн) с помощью измерителя длин волн выполняются одновременно, в отличие от OSA (детектор в каждый момент времени наблюдает лишь за небольшой спектральной зоной). Измеритель длины волны удобен для масштабного, быстрого тестирования каналов [6].

Измеритель длин волн имеет ограниченный динамический диапазон измерений, чего недостаточно для полного описания характеристик каналов системы WDM, а также низкую чувствительность к слабым сигналам. Тем не менее, высокая точность измерения длин волн и возможность одновременной регистрации всех длин волн полосы пропускания делает его весьма полезным дополнением к анализатору спектра OSA.

7.3 Автоматизированные измерительные системы для тестирования компонентов

Чтобы ускорить процесс тестирования компонентов и воспользоваться  преимуществами современных средств  автоматизации, компании, занимающиеся оптическими измерениями, стараются полностью задействовать потенциал измерительных систем.

Системы тестирования пассивных компонентов  предлагают новаторский подход в  составлении характеристик WDM-компонентов. Система выполняет сканирование всей спектральной полосы тестируемого компонента (ТК) малошумящим, перестраиваемым лазерным источником и одновременно измеряет мощность по нескольким каналам. Это обеспечивает быстрое время тестирования, практически независящее от числа портов ТК. Так как перестраиваемый лазерный источник обладает низким уровнем шумов, то легко достигается динамический диапазон 60 дБ. Точность перестройки источника во всем диапазоне сканирования обеспечивается модулем с эталонной длиной волны излучения [6].

В проектируемые измерительные  системы закладывается возможность  тестирования практически любой характеристики: вносимых потерь, равномерности, пульсаций, перекрестных помех, изоляции, центральной длины волны, разнесения каналов, пиковой мощности, ширины полосы пропускания и потерь PDL.

Отдельные системы предлагают измерение PDL матричным методом Мюллера и позволяют проследить спектральную зависимость этих потерь во всем диапазоне. Измерение затухания и PDL выполняется без каких-либо дополнительных манипуляций с волокном [5].

Модульное построение системы и  гибкость программного обеспечения (ПО) позволяют легко увеличивать количество каналов. Например, одноканальную систему для измерения фильтров или решеток можно расширить до 32, 64 и большего числа каналов простым добавлением сменных модулей.

В большинстве систем ПО управляет  функциями инструментов на всех этапах измерений. Для повторяющихся тестовых измерений часто используется пошаговая организация процесса измерений, и это обеспечивает точные и воспроизводимые результаты.

Самые разнообразные возможности, как, например, автоматическая проверка критерия проход/сбой, наличие настраиваемых критериев отбора (фильтры-маски), база данных номеров компонентов значительно облегчают составление характеристик WDM – компонентов [6].