|
![]() |
ISSN 1214-9675 Server vznikl za podpory Grantové agentury ČR. 17. ročník |
Témata
Doporučujeme
Knihu o FTTx
Matlab server - on-line výpočty a simulace E-learning - on-line kurzy Trainingpoint - školení z oblasti TELCO a ICT Kontakt
|
![]()
Vydáno dne 25. 04. 2006 (9793 přečtení) |
PMD Value: |
0,064 ps |
Second order PMD: |
0,0019 ps/nm ( 0,0005 ps2 ) |
PMD Coefficient: |
0,0522 ps/km^1/2 |
Second PMD Coefficient: |
0,0012 ps/nm.km ( 0,0003 ps2.km ) |
Date and Time: |
2005-12-13 11:31:03 |
Gaussian Compliance Factor: |
1,500 |
|
|
Wavelength Band: |
1512,70-1574,79 nm |
Tab. 1 Výsledná tabulka hodnot z měření pomocí PMD analyzátoru
U vlákna č. 3 jsme naměřili mnohem zajímavější hodnoty polarizační vidové disperze. Na obr. 4 a v tab. 2 vidíme průběh a naměřené hodnoty, které jasně ukazují na vlákno s mírně zhoršenými hodnotami polarizační disperze. Hodnota sice není nijak kricická pro systémy STM-64 a pomalejší, avšak již pro systém STM-256 se může jednat o hodnotu kritickou, která se po usazení kabelu na trase může navíc ještě zhoršit. U většiny systémů dnes není udávána přímo hraniční hodnota PMD, ale mezní tzv. DGD - Differential Group Delay (PMD je střední hodnotou DGD). A DGD je pro systémy udáváno např. v doporučeních ITU-T G.691 (12/2003, Opical interfaces for single channel STM-64 and other SDH systems with optical amplifiers), G.959.1 (12/2003, Optical transport network physical layer interfaces), Supplement 39 (10/2003, Optical system design and engeneering considerations), které by měly být v souladu s doporučeními IEC 61280-4-4 a 61282-9.
V ITU doporučeních se udávají následující mezní hodnoty DGD pro systémy:
Při měření se zjišťuje PMD a vztah k mezním DGD lze provést přes např. tabulku uvedenou např. v G.691 - kde k poměru střední hodnoty (změřené PMD) a maximální hodnoty (udané max DGD) je udána pravděpodobnost, že bude překročena ona maximální hodnota, z čehož se dá spočítat potenciální nedostupnost spoje během např. roku. Jiný způsob, většinou v praxi zjednodušeně užívaný je, že se berou pro samotné PMD obvyklé mezní hodnoty:
Zpravidla je však kritická již hodnota překračující 5 ps, jelikož při nasazování systémů pomalejších než 10 Gbit/s PMD se zpravidla netestuje a rychlejší systémy u nás zatím nejsou, je toto vlastně hlavní limit, jež se používá.
Obr. 4 Náměr pomocí PMD analyzátoru (vlákno č. 3), závislost výsledného rozložení skupinového zpoždění v čase (ps)
Měřené vlákno bude používáno na pokusné přenosy se systémy STM a výsledné hodnoty budou porovnávány. Z měření očekáváme jasnější výsledky v oblasti závislosti chybovosti na hodnotě PMD a použitém stupni STM.
PMD Value: |
6,102 ps |
Second order PMD: |
0,256 ps/nm |
PMD Coefficient: |
5,0025 ps/km^1/2 |
Second PMD Coefficient: |
0,2906 ps/nm.km ( 0,0003 ps2.km ) |
Date and Time: |
2005-12-13 11:03:19 |
Gaussian Compliance Factor: |
1,500 |
|
|
Wavelength Band: |
1512,70-1574,79 nm |
Tab. 2 Výsledná tabulka hodnot z měření PMD pomocí PMD analyzeru
Novinkou je v současné době měření vlivů polarizační disperze pomocí POTDR – Polarization Optical Time Domain Reflectometer, které je založeno na využití principu měření zpětného rozptylu OTDR. Jde o to vyslat do vláken optické trasy signál (sled impulsů) a následně ze zpětně rozptýleného záření (Rayleighův zpětný rozptyl) vyčíst informace o PMD jednotlivých míst na měřeném vláknu. PMD takto měříme sice víceméně nepřímo, avšak mnohem efektivněji než s PMD analyzerem. Závislost PMD vlákna trasy lze vyjádřit následovně [12]:
β značí velikost
dvojlomu ve vláknu (ps/km) - (rozdíl rychlostí šíření dvou polarizačních vidů)
L je délka vlákna
H udává vazební délku
charakterizující vazbu mezi polarizačními vidy
Z uvedeného vyplývá, že hodnota PMD roste s velikostí dvojlomu ve vláknu, s velikostí vazební délky a s délkou vlákna. Čím se bude vazební délka zvětšovat, tím se bude zvětšovat odlišnost rychlostí obou polarizačních vidů. Z měření pomocí OTDR získáváme charakteristické délkové informace o vláknu. Pro podélnou analýzu PMD tedy ještě potřebujeme ze zpětně rozptýleného záření z vlákna vyčíst informace o lokálním dvojlomu a vazební délce. Požadované hodnoty lze získat dvěma způsoby, oba se však liší ve způsobu, jakým parametry z odraženého a rozptýleného záření získáváme.
Společnost Mikrokom s.r.o. již provedla několik měření [7], která ukazují na velké výhody tohoto přístroje. Výstupem je tak zcela nový přístup k řešení problémů s úseky nevyhovujících hodnot PMD na optických trasách.
Jedním z řešení se tak ukazuje náhrada úseku optické trasy, která vykazuje příliš vysoké hodnoty PMD. Pomocí polarizačního reflektometru lze totiž velmi snadno zabrazit křivky DOP - Degree Of Polarization (stupeň polarizace) a hDOP (změna polarizace) v průběhu celé optické trasy (obr. 5). Z naměřených hodnot lze stanovit pravděpodobná místa způsobující zvýšenou hodnotu PMD a následně tyto úseky trasy vyměnit. Kontrolní měření lze pochopitelně provést následujícím způsobem. Na trase vyhledáme oblasti způsobující zvýšenou hodnotu PMD a tyto úseky následně samostatně proměříme, tím získáme jistotu, že náš náměr hodnot DOP a hDOP byl správný, či zda došlo ke zkreslení vlivem délky trasy či jiných vlivů.
Problémem provedených měření v optické síti byla „smůla“ na příliš kvalitní vlákna z hlediska PMD. Žádné z měřených vláken nepodléhalo zvýšeným hodnotám PMD, ani nevykazovalo zvýšené hodnoty chromatické disperze, jejíž měření bylo též provedeno. Hodnotu a význam PMD lze vždy jasně určit až na základě porovnání obou křivek. Měření jen jednoho parametru nemusí být vždy moudré, jelikož se ukazuje z měření jiných tras, kde křivka hDOP obsahovala podobně prudce zvýšené úseky. Z následné analýzy DOP ale vyplynulo, že hodnota PMD tam zvýšená není, neboť hodnota DOP byla pro tyto úseky vysoká, což svědčilo o nízkém dvojlomu ve vláknu [7].
Obr. 5 Ukázka náměru PMD přístrojem POTDR, MIKROKOM s.r.o.
Z ukázky grafů a hodnot náměru trasy je vidět na obrovské výhody skryté v přístroji POTDR. Pro zhodnocení poměrů PMD na celé trase je samozdřejmě rozhodující celková hodnota PMD. Přístroj POTDR však umožňuje nepřímým způsobem analyzovat situaci PMD i po celé trase po částech, čímž lze detekovat nevyhovující či vadné úseky optické trasy. Přístroj POTDR na závěr měření vypracovává závěrečný protokol, ve kterém jsou zaznamenány též informace o konektorech a svárech použitých na trase. Stanovit úseky s nevyhovující hodnotou PMD, či části trasy nevhodně ovlivňující celkovou hodnotu PMD je tak poměrně snadné lokalizovat.
Způsoby eliminace PMD u stávajících tras jsou tedy čtyři:
V současnosti se však měření PMD stává standardem i na kratších a méně významných trasách. Při instalaci nových se zcela oprávněně počítá s nasazováním rychlejších přenosových systémů 10 Gbit/s a do budoucna zřejmě i 40 Gbit/s sítí. Kontrolní měření zejména po dokončení instalace trati se stále více rozšižují a stávají se běžnou praxí. Měření PMD je a bude stále více rozšířené.
V článku bylo ukázáno, že způsoby zvyšování přenosové kapacity stávajícího páteřního optického spoje jsou závislé na dalších vstupních parametrech. Často je rozhodnutí o použitém či použitelném způsobu ovlivněno kvalitou a použitou technologií stávajícího uloženého optického kabelu. Obecný návod na zvýšení kapacity tak není jednoduché vytvořit, vždy je třeba zodpovědně zhodnotit situaci a rozhodnout zejména podle typu média. V akademické síti VUT jsme provedli řadu měření optických kabelových tras s PMD analyzátorem. Výsledky měření však ukazují, že před nasazením konkrétní technologie, je vždy nutné absolvovat řadu velmi důležitých měření a analýz stavu optické kabeláže. Neuvážené nasazení systému na nepřiměřené vlákno by mohlo vyústit v nehospodárně vynaložené prostředky. V horším případě by navržená technologie v praxi nemusela být vůbec funkční. V praxi se potvrzuje, že v budoucnu se měření disperzních vlivů stanou běžnými standardy pro nasazení moderních WDM technologií. Přístroj POTDR se prokazuje jako v praxi použitelný nástroj pro lokalizaci úseků s vysokou hodnotou PMD na optických trasách. Na rozdíl od přístroje EXFO 5500B, který vyžaduje přístup k oběma koncům vlákna, je přístroj POTDR mnohem flexibilnější a měření s ním snažší. Relativně snadno lze tak odhalit a výměnit úsek trasy vykazující nepříjemné disperzní vlastnosti a ekonomickým způsobem připravit trasu, která bude z hlediska PMD vyhovující pro nasazení vysokorychlostních systémů se současně standardní přenosovou rychlostí 10 Gbit/s.
[1] Fischer, S., Randel, K., Petermann,
J.K. PMD outage probabilities of optical fiber transmission systems employing
bit-to-bit alternate polarization, IEEE Photonics Technology Letters, Volume:
17, Issue: 8, pp. 1647-1649, August 2005.
[2] Martin Hájek, Petr Holomeček: Měření
chromatické a polarizační vidové disperze jednovidových optických tras, CABLEX,
České Budějovice 2002
[3] Martin Hájek: Zkušenosti s měřením
polarizační vidové disperze (PMD) jednovidových optických kabelových tras,
OPTICKÉ KOMUNIKACE, Praha 2002
[4] ITU-T Recommendation G.652: Characteristics of a
single-mode optical fibre cable. ITU-T, April1997
[5] ITU-T Recommendation G.653: Characteristics of a dispersion-shifted
single-mode optical fibre cable. ITU-T, April1997
[6] ITU-T Recommendation G.655: Characteristics of a nan-zero dispersion
shifted single-mode optical fibre cable. ITU- T J October 1996
[7] Brouček, J., Holomeček, P.: P-OTDR
lokalizace kabelových úseků s vysokou hodnotou PMD, firemní dokumentace
Mikrokom s. r. o., 2004
[8] Schlitter M.: Optická vlákna pro vysokokapacitní
přenosy, Sborník z konference "Architektura a služby pevných
telekomunikačních sítí" ČVTSS, Praha, 9., 1999
[9] Bartošek P.: Optická vlákna pro WDM. TELEKOMUNIKACE, č.5/99, str. 11
[10] Sbomík z Technologického semináře Bell Labs v hotelu
Holiday Inn, Lucent Technologies, Praha, 4. 5. 1999
[11] ITU- T Recommendation G.692: Optical interfaces for
multichannel systems with optical amplifiers. ITU- T, October 1998
[12] Kucharski, M., Dubský, P.: Měření
přenosových parametrů optických vláken, kabelů a tras, MIKROKOM, Praha 1998
[13] Saleh, B. E. A., Teich, M. C.: Základy fotoniky 4,
MATFYZPRESS, Praha 1996
[14] Norma ČSN EN 188000
[15] Norma ČSN EN 188101
[16] ITU-T Recommendation G.691: Opical interfaces for
single channel STM-64 and other SDH systems with optical amplifier, ITU-T,
12/2003
[17] ITU-T Recommendation G.959.1: Optical transport network
physical layer interfaces, ITU-T, 12/2003
Tento web site byl vytvořen prostřednictvím phpRS - redakčního systému napsaného v PHP jazyce.
Na této stránce použité názvy programových produktů, firem apod. mohou být ochrannými známkami
nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.