Организация одного канала передачи данных, между двумя узлами связи, по двум волокнам, в наше время воспринимается тривиальной задачей, как среди провайдеров, так и среди поставщиков оборудования. Но это ощущение обманчиво, чем больше расстояние между узлами связи и чем выше скорость передачи, тем более сложно организовывается канал ПД.
При организации канала связи со скоростью передачи данных 10 Гбит/с на расстояние 100 км и более, существует два ограничивающих фактора, которые влияют на проектирование канала и выбор оборудования:
- Вносимые волокном затухания;
- Хроматическая дисперсия.
При условии использования кабеля с волокном SMF G.652 A, B, C, D, вносимые волокном затухания на длине волны 1550 нм составляют 0,209 – 0,278 дБ/км, без учета разъемных и неразъемных механических соединений волокна, которые вносят дополнительные затухания в передаваемый сигнал. Хроматическая дисперсия на волокнах типа SMF G.652 A, B, C, D в среднем составляет – 17 пс/км.
В свою очередь оптический трансивер DWDM SFP+ ZR 80 км обладает следующими характеристиками:
- Оптический бюджет – 23 – 27 дБ, бюджет модуля в данном случае напрямую зависит от мощности лазера;
- Dispersion tolerance (устойчивость передаваемого сигнала к хроматической дисперсии) – ≈1600 пс.
Перенося эти характеристики трансивера на максимальные протяженности трассы, получаются следующие длины:
- На основании оптического бюджета трансивера – 110 – 129 км, при вносимом затухании на волокне 0,209 дБ/км и 82,5 – 97 км, при вносимом затухании на волокне 0,278 дБ/км.
- На основании dispersion tolerance трансивера – 94 км, при показателе хроматической дисперсии -17 пс/км.
Исходя из получившихся, максимальных протяженностей трасс видно, что ограничивающим фактором для организации канала ПД 10 Гбит/с является не оптический бюджет модуля, а устойчивость передаваемого сигнала к хроматической дисперсии. Так же следует заметить, что dispersion tolerance трансивера, в отличии от оптического бюджета модуля, является величиной постоянной и не изменяется от модуля к модулю.
Для наглядности рассчитаем список необходимого оборудования для организации канала связи на расстояние 120 км. Характеристики трассы (без учета муфт, оптических кроссов и т.д.):
- Вносимые затухания на волокне 25 – 33 дБ (в зависимости от погонного затухания);
- Хроматическая дисперсия -2040 пс.
Соответственно подобрать трансиверы DWDM SFP+ ZR с большим оптическим бюджетом опираясь на вносимые затухания можно, но при условии малых вносимых затуханий по волокну, а вот по хроматической дисперсии подобрать ничего невозможно, так как значение дисперсии по трассе значительно превышает dispersion tolerance любого трансивера.
В связи с этим можно прогнозировать, что работа системы передачи, основанная только на трансиверах DWDM SFP+ ZR, будет не стабильна при загрузке канала связи более чем 1,25 Гбит/с. Для организации канала ПД без ошибок, необходимо использовать оборудование DCM (модуль компенсации хроматической дисперсии) с показателем хроматической дисперсии не менее 440 пс (эквивалентная длина 30 км) с показателем вносимых потерь ≈5 дБ. Использование же на линии DCM, вынуждает установить оптические усилители EDFA типа «Booster» (входной оптический усилитель), для компенсации вносимых пассивным оборудованием затуханий; и части затуханий вносимым волокном.
В итоге, рекомендованный список оборудования для организации канала связи со скоростью передачи данных 10 Гбит/с на расстояние 120 км:
- DWDM SFP+ ZR – 2 шт.;
- Booster EDFA 10 дБм – 2 шт.;
- DCM 30 (40) км – 2 шт.