Tabelul 1c/G.691 - Clasificarea interfetelor optice pe baza aplicatiilor si aratand codurile de aplicatie V si U

Tabelul 1c/G.691 - Clasificarea interfetelor optice pe baza aplicatiilor si aratand codurile de aplicatie V si U

NOTA - Distantele tintelor sunt aproximative si sunt menite pentru a fi folosite numai pentru clasificari nu si si pentru specificatii.

5.2 Referinte si configuratii fizice

Scopul acestei Recomandari este sa specifice principalele cai de interfata (MPIs). MPIs sunt interfete la fabricile de fibra la mare distanta. Proprietatile caii principale stabilesc cerintele pe echipamentul terminal. Echipamentul terminal poate, in principiu, sa fie organizat in diverse moduri pentru a indeplini specificatiile solicitate de MPIs. Aceasta implica aspecte precum nivel de integrare, metoda dispersiei accommodate, sau utilizarea aplificatoarelor optice.

Datorita multitudinii de echipamente active si pasive din calea optica (amplificatoare, multiplexoare, etc.) in Recomandarile pentru sisteme uni si multicanal cu amplificatoare optice, punctele S si R de referinta trebuie sa fie interpretate in mod generic, si trebuie sa fie detaliate pentru fiecare sistem. Pentru a distinge punctele de referinta MPI-S si -R de alte puncte de referinte (ex, S in Recomandarea G.957 ITU-T) capetele de transmisie si receptie ale caii principale sunt notate MPI-S si respective MPI-R, cand sunt folosite la modul general.

Caile de interconectare optice intre oricare dispozitive optice din echipamentul terminal, daca exista, sunt denumite "cai auxiliare". Pentru scopul acestei Recomandari, interfetele sistemelor pe linii de fibra optica pot fi prezentate cum este aratat in Figura 1.

In Figura 1, partea de transmisie este ilustrata folosind un transmitator, conectat printr-o cale auxiliara la un amplificator optic, in timp ce pe partea receptorului un receptor amplificat optic comunica direct cu calea principala.

Figura 1/G.691 - Un exemplu de legatura optica ilustrand punctele de interfata definite de aceasta Recomandare

6. Definirea parametrilor

Toate valorile parametrilor sunt valori critice, presupuse a fi intalnite in aria de conditii standard de operare (arii de temperatura si umiditate), si includ efectele imbatranirii. Parametrii sunt specificati relativ la un obiectiv cu design in sectiune optica a unei rate de eroare de bit (BER) nu mai critica de 10^-12 pentru orice combinatie de parametrii din aria data in tabelele pentru fiecare sistem specificat.

Codarea liniei optice folosita pentru interfetele sistemelor pana la, si inclusive, STM-64 este binar fara intoarcere la zero (NRZ) codat conform Recomandarii G.707/Y.1322 ITU-T.

6.1 Aria lungimilor de unda in care opereaza sistemele

Aria de lungime de unda operationala este aria maxima permisa pentru lungimi de unda surse. In aceasta arie, lungimea de unda sursa poate fi selectata pentru diferite implementari de amplificatoare si diferite imperecheri legate de fibre. Receptorul trebuie sa aiba o arie minima de lungimi de unda operationale care corespunde cu aria maxima admisibila pentru lungimea de unda sursa.

Aria de lungimi de unda operationalea sistemelor de transmisiune pe fibra optica este practice determinate de caracteristicile de atenuare si dispersie ale diferitelor fibre si tipuri de surse. O discutie detaliata despre aceste aspecte poate fi gasita in Recomandarea G.957 ITU-T. In sistemele la mare distanta cu amplificatoare optice considerate in aceasta Recomandare, aria de lungimi de unda operationale este si mai restransa chiar de amplificatoarele optice.

NOTA - Cand este folosit un filtru de lungime de unda fixa sau tunabila pentru a elimina emisiile spontane (ASE) inaintea receptorului, banda de lungimi de unda operationale poate fi limitata, si compatibilitatea transversala poate fi negarantata.

6.2 Transmitator

6.2.1 Caracteristici spectrale

Nu se asteapta ca numai masuratorile spectrale sa fie capabile sa asigure compatibilitate transversala, si acesti parametrii ar trebui vazuti ca necesari, darn u suficienti, pentru acest scop. In present, sunt date putine valori pentru parametrii spectrali. Pana cand aceste valori vor fi disponibile, compatibilitatea transversala nu poate fi garantata pentru aceste sisteme.

6.2.1.1 Largimea spectrala maxima pentru surse SLM

Pentru surse unimod longitudinale (SLM), largimea spectrala este definite ca intreaga largime a celui mai mare varf spectral, masurat la 20 dB mai jos fata de amplitudinea maxima a varfului.

Largimea spectrala maxima mediata in timp este in principal folosita pentru protectie impotriva chirp excesiv in laserele direct modulate. Astfel de surse ar fi in primul rand concepute pentru aplicatiile cu dispersie scazuta (STM-4 si sisteme in fibre G.653), dar pot fi de asemenea folosite in sisteme cu dispersie ridicata.

Sistemele cu dispersie ridicata (in principal STM-16, sau -64 in fibre G.652) vor folosi de obicei surse modulatoare. In principal sistemele STM-64 in fibre G.652 opereaza aproape de sau la limita tipica a dispersiei. Prin urmare, spectrul sursei lor de putere trebuie se fie, prin definitie, practic ideal. Definita largimii spectrale maxime, desi inca valida, devine mai putin folositoare, si cel mai important parametru pentru sursele modulatoare devine parametrul chirp.

6.2.1.2 Largimea spectrala maxima pentru surse MLM

Largimea radacinii patratice medii (RMS) maxime sau deviatia standard (in nm) a distributiei spectrale a unui laser multimod longitudinal (MLM) considera toate modurile laser, care nu sunt la mai mult de 20 dB mai jos fata de modul varfului. Numai un sistem cu un laser MLM la 1310 nm are nevoie de specificatii.

6.2.1.3 Parametrul chirp

Parametru chirp de frecventa al sursei (cunoscut si ca parametrul ) este definit ca:

unde este faza optica a semnalului, si P puterea sa. Ar trebuia retinut ca, cu aceasta definitie, parametrul chirp nu este constant in timpul unui impuls. Prin urmare, un impuls ar putea avea valoarea medie a parametrului chirp zero, dar tot sa nu fie fara chirp.

Un parametru chirp pozitiv corespunde unei deplasari pozitive a frecventei in timpul cresterii unui impuls, si unei shift-ari negative a frecventei in timpul scaderii unui impuls. Un modulator are de obicei un parametru chirp de -1 pana la 1 rad, in timp ce tranzitia de pornire a unui laser standard poate avea un factor chirp de 10-100 rad.

De vreme ce mai multe sisteme din aceasta Recomandare opereaza aproape de sau chiar la limita de dispersie tipica, acest spectru sursa trebuie sa fie aproape de ideal. Specificatia chirp pentru frecventa este necesara pentru a controla si a descrie comportamentul in faza al semnalului, care este abia vizibil in spectrul de putere definit de ceilalti parametrii.

Comportamentul in faza al semnalului poate fi folosit pentru "a ridica" performanta unui sistem, prin utilizarea compresiei induse a pulsului chirp. Poate fi folosita si pentru modificarea comportamentului neliniaritatilor induse de putere. Interactiunea este complicate, si ariile permise ale acestui parametru ar putea varia cu codul aplicatiei si alti parametri de sistem.

O metoda de test pentru sursa chirp este discutata in Anexa IV.

6.2.1.4 Rata de suprimare a modului lateral

Rata de suprimare a modului lateral (SMRS) este definita ca ratia celui mai mare varf al spectrului total al susei pana la al doilea varf. Rezolutia spectrala a masuratorii va fi mai buna (largimea de banda a filtrului optic va fi mai mica) decat largimea spectrala maxima a varfului, dupa cum este definita mai sus. Al doilea cel mai mare varf poate fi urmatorul dupa varful principal sau foarte indepartat de el.

NOTA - In aceasta definitie varfurile spectrale care sunt separate de cel mai mare varf de catre frecventa de ceas nu sunt considerate a fi moduri laterale.

Specificatia SMSR este prevazuta a minimiza aparitia degradarilor BER datorate zgomotului de impartire a modului (MPN). De vreme ce MPN este un efect tranzitoriu cu probabilitate mica de aparitie, masuratorile SMSR pe PRBS sau semnalele continue pot subestima MPN. Specificatia SMSR este relevanta numai pentru sursele laser SLM.

6.2.1.5 Densitatea de putere spectala maxima

Densitatea de putere spectarala (optica) maxima este definita ca intervalul cel mai inalt nivel de putere pe 01 MHz mediat in timp oriunde in spectrul senalului mediat. Prin urmare masuratoare trebuie facuta cu o rezolutie de mai mult (largimea de banda a filtrului optic va fi mai mica) de 10 MHz FWHM.

Acest parametru este folosit pentru a evita intrarea in regimul de epandare Brillourin pentru surse de inalta tensiune cu largimi de linie inerente potential inguste, cum ar fi combinatiile de amplificator-modulator cu laser. Totusi, specificatia se aplica la toate tipurile de surse.

6.2.2 Puterea lansata medie

Puterea lansata medie la punct MPI-S este puterea medie a unei secvente de date pseudo-aleatoare cuplata in fibra de catre transmitator. Este data ca o arie pentru a permite optimizarea costurilor si pentru a permite operatiuni sub conditii de operare standard, degradarea conectorilor transmitatorului, toleranta la masuratori, si efectele de imbatranire. Aceste valori permit calcularea valorilor pentru sensibilitate si punctul de incarcare pentru receptor la punctul de referinta MPI-R.

In caz de conditii defectuoase in echipamentul de transmisie, puterea lansata si timpul maxim de expunere posibil al personalului ar trebui sa fie limitat din considerente de siguranta la fibre optice/laser.

6.2.3 Rata de disparitie

Valoarea minima admisa pentru rata de disparitie (EX) este definita ca:

unde A este nivelul mediu de putere optic la centrul unui "1" logic, iar B este nivelul mediu de putere optic la centrul unui "0" logic. Conventia adoptata pentru nivele optice logice este:

emisie de lumina pentru un "1" logic;

fara emisie pentru un "0" logic.

6.2.4 Masca diagramei ochiului

In aceasta Recomandare, caracteristicile formei impulsului transmitatorului general inclusiv timpul de crestere, timpul de cadere, impulsul overshoot, impulsul undershoot, si sunet, care ar trebui sa fie controlate pentru a preveni degradarea excesiva a sensibilitatii receptorului, sunt specificate in forma unei mastii transmitatorului diagramei ochiului la punctul MPI-S. In scopul evaluarii semnalului transmis, este important sa se ia in considerare nu numai deschiderea ochiului, ci si limitarile overshoot si undershoot. Parametrii care specifica masca diagramei ochiului a transmitatorului sunt aratate in Figura 2. Anexa A cosidera mai multe aspecte ale definitiilor mastii ochiului.

Pentru sisteme care folosesc efecte neliniare pentru adaptarea dispersiei (prezente L-64.2b si V-64.2b), masca ochiului poate fi diferita fata de masca ochiului utilizata de sistemele liniare.

In plus, pentru sisteme care sunt subiectul propriei modulatii de faza (SPM) datorate iesirii de inalta tensiune, este necesara o specificatie a timpului minim de crestere pentru a evita caderea SPM.Timpul minim de crestere (10% pana la 90% din valoare unui singur impuls) pentru sisteme cu nivele de putere ale transmitatorului de +12 pana la +15 dBm trebuie sa fie 30 ps. Pentru nivele de putere mai scazute precum +10 pana la +13 dB aceasta valoare si interactiunea cu semnalul chirp va fi studiata in viitor.

NOTA 1 - In cazul STM-16 si STM-64, x₂ si x₃ ale mastii dreptunghiulare a ochiului trebuie sa fie echidistante in raport cu axele verticale la 0 UI si 1 UI. Extinderea acestei deviatii este pentru studiul viitor. Avand in vedere frecventele implicate in sistemele STM-16 si STM-64, si dificultatile repetate intampinate la crearea acestui filtru (vezi Anexa A), valorile parametrilor pentru STM-16 si STM-64 ar putea necesita o usoara revizuire in vederea experientei.

NOTA 2 - a, b si c se refera la tehnicile de adaptare a dispersiei folosite pentru aplicatiile din Tabelele 5c si 5d.

NOTA 3 - Include L-64.2a, L-64.2c, si V-64.2a.

NOTA-4 - Include L-64.2b, L-64.3, V-64.2b, si V-64.3.

Figura 2/G.691 - Masca diagramei ochiului pentru semnalul transmis optic

6.3 Drumul optic

Pentru a asigura performantele sistemului pentru fiecare din aplicatiile considerate in Tabelul 1, este necesar sa se specifice caracteristicile de atenuare si dispersie ale drumului optic intre punctele MPI-S si MPI-R.

6.3.1 Atenuarea

In aceasta Recomadare, atenuarea pentru fiecare aplicatie este specificata ca o arie, caracteristica a distantelor extinse ale aplicatiilor indicate in Tabelul 1. Specificatiile atenuarii sunt presupuse a fi valori critice inclusiv pierderile datorate imbinarilor, conectorilor, atenuarilor optice (daca sunt folosite) sau altor dispozitive optice pasive, si orice margine de cablu aditionala pentru a permite:

modificari viitoare ale configuratiilor cablului (imbinari aditionale, lungimi ale cablurilor marite, etc.);

variatiile performatelor cablului de fibra datorate factorilor mediului;

degradarea oricaror conectori, atenuarilor optice sau altor dispozitive optice passive intre punctele MPI-S si MPI-R, daca sunt folosite.

6.3.2 Dispersia

6.3.2.1 Dispersia cromatica maxima

Toate sistemele considerate in aceasta Recomandare sunt sensibile la dispersie. Unele dintre sisteme opereaza chiar peste "limita" clasica pentru dispersia cromatica prin anumite metode de compensare cunoscute ca tehnici de adaptare a dispersiei, vezi 8.3. Acest parametru defineste valoarea maxima necompensata a dispersiei cromatice a drumului principal pe care sistemul o va putea tolera.

Toleranta maxima necesara a dispersiei sistemelor este stabilita la o valoare egala cu distanta tinta inmultita cu 20 ps/km x nm pentru fibra G.652, si 3.3 ps/nm x km pentru fibra G.653 in regiunea de 1550 nm, ca si pentru fibra G.652 in regiunea de 1310 nm. Aceasta este considerata o valoare critica a dispersiei pentru tipurile de fibra relevante. Abordarea cea mai defavorabila a acestui parametru este prevazuta sa ofere cateva limitari la un parametru sensibil, precum sis a faca posibila extinderea distantei de transmisiune pentru fabrici de fibra cu pierderi reduse.

Penalitatea permisa pentru drumul optic considera toate efectele deterministe cauzate de dispersia cromatica precum si penalitatea datorata dispersiei medii de polarizare a modului (PMD). Variatiile statistice alea primului si celui de-al doilea ordin al PMD nu sunt, oricum, incluse in acest drum de penalitati, vezi 6.4.3 si Anexa 1.

6.3.2.2 Dispersia cromatica minima

Sistemele care utilizeaza orice forma de compensare a dispersiei prin mijloace active sau pasive poate necesita ca o anumita dispersie minima sa fie prezenta in drum.

Valoarea minima a dispersiei cromatice este cea mai scazuta valoare a dispersiei cu care sistemul este necesar sa opereze. Aceasta nu exclude sisteme care pot opera la valori mai mici sau chiar zero ale dispersiei. De vreme ce largimea de banda operationala exacta a sistemului este necunoscuta, valoarea este determinata ca valoarea minima pentru fibra G.652 pe regiunea de largime de banda la care opereaza sistemul.

6.3.2.3 Intarzierea de grup diferentiala maxima

Intarzierea de grup diferentiala (DGD) este diferenta de timp dintre segmentele unui impuls care sunt transmise in cele doua stari principale de polarizare a unui semnal optic. Pentru distante mai mari de cativa km, si presupunand aleatoarea cuplarea (puternica) modurilor de polarizare, DGD intr-o fibra poate fi modelata statistic ca avand distributie Maxwelliana.

In aceasta Recomandare , intarzierea de grup diferentiala maxima este definite ca valoarea DGD pe care sistemul trebuie sa o tolereze cu o degradare maxima a sensibilitatii de 1 dB.

Datorita naturii statistice a PMD, relatia intre DGD maxima si DGD medie poate fi definite numai probabilistic. Probabilitatea ca DGD instanatnee sa exceada orice valoare data poate fi dedusa din statisticile sale Maxwelliene, De aceea, daca stim DGD maxima pe care sistemul o poate tolera, putem deriva DGD medie echivalenta prin divizarea ratei de maxim la mediu care corepunde unei probabilitati acceptabile. Cateva exemple de rate sunt date in Tabelul 2 de mai jos.

Tabelul 2/G.691 - DGD medii si probabilitati

Compensarea dispersiei

Limita dispersiei tipice pentru sistemele operationale STM-64 pe fibra G.652 este aproximativ 60 de km cand se utilizeaza o sursa spectrala ideala (limitata la transformare). Mai multe sisteme in aceasta Recomandare opereaza dincolo de limite insemnand anumite tehnologii cunoscute ca tehnicile adaptarii dispersiei (DA). O tehnica DA este oricare metoda de a obtine distante mai mari de o anume fibra decat ce este posibil folosind un semnal de intensitate ideal modulat. Aceste metode sunt utilizate numai in sistemele STM-64. Mai multe descrieri detaliate ale tehnicilor DA sunt continute in 8.3 si in tutorialul anexelor III pana la V.

Reflectii

Reflectiile sunt cauzate de discontinuitatile refractive de-a lungul traiectoriei optice. Daca nu sunt controlate, ele pot degrada performanta sistemului prin efectul deranjant asupra operatiunilor amplificatorului sau surselor optice, sau prin multiplele reflectii care duc la zgomotul interferometic la receptor. In acesta Recomandare, reflectiile din directia optica sunt controlate prin specificarea :

- pierderea minima optica returnata (ORL) a cablului la punctul MPI-S, incluzand orice conectori;

- reflectarea maxima discreta intre punctele MPI-S si MPI-R.

Reflectanta denota reflectia dintre un singur punct discret de reflectie, pe cand pierderea returnata este puterea totala returnata din intreaga fibra incluzand ambele reflectii discrete si imprastierea inversa distribuita precum imprastierea Rayleigh.

Metodele de masurare pentru reflectii sunt descrise in Anexa I/G.957. In scopul masurarii reflectantei si pierderii returnabile, punctele MPI-S si MPI-R se presupune ca ar coincide cu sfarsitul fiecarei prize conectoare. Este recunoscut ca aceastra nu include performanta reflectiei actuale ai respectivilor conectori in sistemul operational. Aceste reflectii se presupune ca au valoarea nominala a reflectiei pentru tipul specific de conectori folositi.

Numarul maxim de conectori sau alte puncte de reflectie discrete care pot fi incluse in calea optica (ex: pentru distribuirea cadrelor, sau componente WDM) trebuie sa fie in asa fel incat sa permita ca pierderea returnabila totala specificata sa fie atinsa. Daca aceasta nu poate fi facuta utilizand conectori ce intampina reflectia maxima discreta citata in Tabelele 3 pana la 5, atunci conectorii cu o performanta reflective mai buna trebuie sa fie utilizati. Alternativ, numarul de conectori trebuie sa fie redus. Trebuie de asemenea sa limitam numarul de conectori, sau sa se utilizeze conectori ce imbunatatesc performanta reflectiva pentru a evita imperecherile inacceptabile din cauza reflectiilor multiple.

In Tabelele 3 pana la 5 valoarea maxima de -27 dB a reflectantei discrete dintre punctele MPI-S si MPI-R este conceputa sa minimizeze efectele multiplelor reflectii (ex: zgomot interferometric). Valoarea pentru reflectanta maxima primita este aleasa sa asigure penalitatile acceptabile din cauza multiplelor reflectii pentru toate configuratiile sistemelor ce includ conectori multipli, etc. Sistemele ce utilizeaza conectori mai putini sau mai performanti produc mai putine reflectii multiple si in acelasi timp sunt capabile sa tolereze reflectanta mai mare a receptorilor.