Контрольная работа

КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ
Изучите конспект лекций, дополнительную литературу по теме и составьте письменно краткие ответы на вопросы. Решите задачу с данными по своему варианту, который соответствует номеру пароля или студ. билета.

Контрольные вопросы к разделу 1

1. Что называют оптическими физическими средствами сопряжения?
2. Устройство и назначение модуля SFP.
3. Конструктивные отличия модулей SFP от XFP, CFP и их характеристик.
4. Указать диапазоны волны оптического спектра, которые генерируются и детектируются в модулях SFP, XFP, CFP.
5. Назвать возможные расстояния оптической передачи, которые могут поддерживать модули SFP, XFP, CFP при использовании одномодовых волокон G.652.
6. Назвать типы лазеров и фотодетекторов, которые применяются в модулях SFP, XFP, CFP.
7. Какими средствами можно перестроить длину волны излучения одномодового лазера?
8. Определит назначение в оптических модулях селективных фотодетекторов.
9. Что позволяет использовать модули SFP, XFP, CFP для построения систем передачи CWDM и DWDM?
10. Какие скоростные режимы поддерживают модули CFP-2, 4, 8?
11. Чем отличаются форматы сигналов NRZ и PAM-n?
12. В чем принципиально отличаются транспондеры от модулей?
13. Какие функции поддерживают мукспондеры MxPD?
14. Когда и почему в транспондерах используются фазовые форматы модуляции?
15. Назвать особенности фазовой модуляции DP-QPSK в сравнении с NRZ.
16. Каким должно быть соотношение OSNR в транспондерах на скорости передачи 126,5 Гбит/с для получения цифровых данных с ошибками не более 10-4?
17. Назвать назначение смартлинков.
18. Почему смартлинки называют умными устройствами?
19. Что представляет собой оптический интерливинг?
20. Назвать приборы, обеспечивающие спектральный интерливинг.

Задача 1
Используя данные реальных модулей SFP/XFP , приведённые в табл.1.1, оценить возможность их применения на волоконно-оптических линиях различной протяженности (табл.1.2), представляющих собой волокна стандарта G.652 A, B, C, D (SMF). Оценку применимости модулей на соответствующих волокнах подтвердить расчётами энергетических параметров дисперсионных искажений. Значения затухания и дисперсии выбрать по рис.З.1. Оценить возможную перегрузку приёмника.
Табл. 1.1 Характеристики модулей SFP/XFP

Привести письменно выводы и оценки по результатам расчетов.

Контрольные вопросы к разделу 2
1. Назвать отличия мультиплексоров OADM и ROADM.
2. Назначение мультиплексоров OADM.
3. Какие компоненты входят в состав OADM?
4. Привести достоинства и недостатки мультиплексоров OADM.
5. Что обозначает буквенный символ R в ROADM?
6. На чём может быть построена конструкция ROADM?
7. Перечислить компоненты в конструкции ROADM на волновых блокираторах.
8. Что относится к недостаткам ROADM на основе WB?
9. Что представляют собой MEMS?
11. Перечислить возможности ROADM на основе MEMS.
12. Что входит в конструкцию ROADM PLC?
13. Что обозначает сокращение PLZT в конструкциях ROADM?
14. Какой элемент PLC можно считать базовым для построения коммутатора?
15. Что принципиально нового в конструкциях ROADM третьего поколения?
16. Что обеспечивают WSS в составе ROADM?
17. Что обозначает CDC-ROADM?
18. Какие компоненты входят в общую структуру узла оптической кроссовой коммутации?
19. Какие устройства входят в состав фотонного коммутатора PXC?
20. Указать виды оптических коммутационных матриц в составе PXC.

Задача 2
Определить число оптических каналов на каждой из оптических секций мультиплексирования в цепочке, состоящей из 2-х терминальных DWDM мультиплексоров и Х (число по варианту табл.2.1) промежуточных оптических мультиплексоров типа ROADM. Внутри каждой пары оптических мультиплексоров организовано Y (число по варианту табл.2.2) оптических каналов.

Методические указания к задаче 2
1. Графически изобразить заданное число мультиплексоров, т.е. 2 терминальных и Х типа выделения/ввода с реконфигурацией ROADM, включенных в цепочку. Пары мультиплексоров определяются по принципу «каждый с каждым» связаны Y каналами. Например, в цепочке из 2-х терминальных и 2-х промежуточных мультиплексоров будет 6 пар.
2. Графически отобразить в каждой паре мультиплексоров (в том числе и терминальных) требуемое по варианту число оптических каналов.
3. Определить на каждой секции мультиплексирования, т.е. между соседними мультиплексорами общую ёмкость оптических каналов.

Привести письменно выводы и оценки по результатам вычерчивания схемы и расчетов.

Контрольные вопросы к разделу 3

1. Назвать основные модели протокольных решений оптических систем.
2. Назначение линейного кодирования в оптических средствах сопряжения.
3. Назначение скремблера линейного сигнала.
4. Изобразить схему линейного скремблера, соответствующего полиному 1+Х+Х3+ Х12+ Х16.
5. Что достигается в средствах сопряжения через FEC?
6. Назначение кодирования Рида – Соломона.
7. Состав цикла PDH Е1.
8. Какой принцип положен в основу объединения Е1 в Е2, Е2 в Е3, Е3 в Е4?
9. Что позволяет согласовать скорости передачи потоков при плезиохронном мультиплексировании?
10. Какие скорости передачи имеют потоки Е2, Е3, Е4?
11. Что представляет собой SDH?
12. Чем отличаются виртуальные контейнеры VC-X от цифровых блоков TU, AU?
13. Чем отличаются виртуальные контейнеры VC-X-Xc от VC-X-Xv?
14. Что показывает PTR в AU и TU?
15. Назначение байт и бит заголовков VC-12, VC-3/4 и RSOH, MSOH STM-N?
16. Какие иерархические скорости передачи в оптических линиях с SDH?
17.Назвать цифровые и оптические составляющие в структуре мультиплексирования OTH.
18. Какие скорости передачи достижимы в оптических каналах с блоками OTUk?
19. Что объединяет OTMn.m?
20. Назвать составляющие структуры цикла OTUk.
21. Какому протокольному уровню соответствует технология АТМ?
22. Что образует виртуальные соединения в сети с АТМ?
23. Назвать назначение составляющих структуры ячейки АТМ?
24. Назвать разновидности кадров Ethernet.
25. Чем отличаются структуры кадров Ethernet 802.1, 802. 1Q, 802.1ad, 802.1ah?
26. Какие компоненты кадра Ethernet поддерживают виртуальную локальную сеть VLAN?
27. Что входит в структуру сети RPR?
28. Какие классы обслуживания предусмотрены в RPR?
29. Назвать компоненты в структуре кадра RPR?
30. Что поддерживают протоколы TCP/IP?
31. В чём преимущества технологии MPLS?
32. Что представляют собой метки MPLS?
33. Какие возможности имеет протокол TP-MPLS?

Задача 3
Определить возможность совместимости по скорости передачи и производительности технологий 1 и 2 уровней при размещении ячеек АТМ или кадров Ethernet в циклические структуры PDH, SDH, OTH.
В табл.3.1 по вариантам указано число информационных и служебных ячеек или кадров Ethernet определённой ёмкости, которые должны быть переданы из буферной памяти за 1 секунду циклическими структурами (Е1, Е3, Е4, VC-X, OTUk).
В табл.3.2 по вариантам указаны соответствующие технологии 1-го уровня и циклические структуры, в которые должны быть размещены все пакеты (ячейки), накапливаемые в буфере за 1 сек. Если указанные пакеты (ячейки) невозможно указанной циклической структурой передать за 1 секунду, то следует считать несовместимыми технологии 1 и 2 уровней. Предложить циклическую структуру подходящей ёмкости и технологии.

Методические указания к задаче 3
1. Используя конспект лекций и дополнительную литературу необходимо определить величины полей полезной нагрузки циклов физического уровня, например, цикл Е1 имеет длительность 125 мкс и полезную ёмкость 30 байт. Виртуальный контейнер VC-12 имеет длительность 500 мкс и полезную ёмкость 136 байт. Виртуальный контейнер VC-4 имеет длительность 125 мкс и полезную ёмкость 2340 байт. Поле полезной ёмкости OTU1 составляет 15228 байт при длительности цикла 48,971мкс.
Необходимо обратить внимание на структуры циклов Е3 и Е4. В них представление побитовое. Из расчета полезной нагрузки исключаются биты синхросигнала, согласования скоростей (КСС) и вставок. Кроме того могут использоваться структуры циклов Е3 и Е4 с побайтовой организацией и цикличностью 125мкс [1].
2. Определить, сколько циклических структур будет передано в интерфейсе за 1 секунду, например, циклов Е3 будет передано 1/44,7мкс =22371 полный цикл.
3. Определить полезную ёмкость, переданную за 1 сек соответствующими циклами, например, полезная ёмкость 2-х сцепленных VC-12-2v составит
136×2×2000=544000 байт.
4. Определить, сколько кадров или ячеек может быть размещено в полезной структуре за 1 секунду, например, в 2-х сцепленных VC-12-2v можно разместить ячеек АТМ: 544000/53=10264 целых ячейки. Полученное число необходимо сравнить с заданным по варианту для ячеек АТМ и, соответственно, по другим вариантам для Ethernet.

Привести письменно выводы и оценки по результатам расчетов.

Контрольные вопросы к разделу 4

1. Назвать группы стандартов на оптические интерфейсы.
2. Назвать организации по стандартизации оптических интерфейсов.
3. Что характеризуют оптические интерфейсы PDH?
4. Назвать разновидности интерфейсов SDH.
5. Чем отличаются интерфейсы SDH для коротких, средних и протяженных линий?
6. Какая технология передачи данных имеет оптические интерфейсы IEEE 802.3?
7. Что обозначает аббревиатура MPI-Sm в обозначении интерфейса?
8. Какие сведения содержит обозначение интерфейса CWDM?
9. Что нормируется в точках MPI-Sm , MPI-Rm?
10. Что входит в обозначение прикладного кода интерфейса G.696.1?
11. Как в обозначении интерфейса отмечается наличие рамановского усилителя?
12. В чём особенности многоканального оптического интерфейса OTN G.959.1?

Задача 4
Представить подробное описание оптического интерфейса в соответствии с заданием варианта по табл. 4.1. Указать технологию, число спектральных каналов, дистанцию применения, типы волоконных световодов и т.д.

Методические указания к задаче 4
Для решения этой задачи необходимо внимательно познакомиться с соответствующим разделом конспекта лекций (раздел 4) и приложениями 1-4. Также можно воспользоваться электронными вариантами учебных пособий [23, 24].

Контрольные вопросы к разделу 5

1. Назвать характеристики интерфейсов, которые входят в расчётную формулу длины регенерационного участка.
2. Чем определяется полоса частот пропускания волоконно-оптической линии?
3. Каким должно быть соотношение между длиной регенерационного участка по энергетическому потенциалу и по величине дисперсии?
4. Какими факторами ограничена длина регенерационного участка?
5. Если длина регенерационного участка по дисперсии меньше чем по энергетическому потенциалу, то что нужно предпринять?
6. Что принимается в расчёт для линий с CWDM?
7. Как определяется OSNR?
8. От чего зависит величина OSNR в протяженных волоконно-оптических линиях передачи с оптическими усилителями ?
9. Чем ограничена максимальная мощность в оптическом канале?
10. Какие характеристики учитываются при проектировании в линиях с OADM, ROADM, PXC и оптическими усилителями?

Задача 5

Для построенной в задаче 2 схемы организации связи оптических каналов рассчитать и построить для самого протяженного канала диаграмму уровней и оптическое отношение сигнал/шум (OSNR) на основе данных, приведённых в табл. 5.1 и 5.2.
=============================================

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1. Изучение пассивных компонентов волоконно- оптических систем передачи (ВОСП)

Цель работы'порядок выполнения и содержание
• Цель работы состоит в изучении основных конструкций'
характеристик и применения ряда пассивных компонентов в технике
волоконно-оптических систем передачи#ВОСП$
• Порядок выполнения5
• необходимо изучить пассивные компоненты на предмет их устройства
принципа действия и характеристик6
• ответить письменно кратко и по существу на контрольные вопросы
• решить задачи по варианту
• составить отчёт с выводами по результатам изучения
• В содержательной части работы предметом изучения являются5
волоконные световоды6коннекторы6разветвители6мультиплексоры6
фильтры6компенсаторы дисперсии6коммутаторы6кроссовое
оборудование и т.д)

Контрольные вопросы
• ,)Какие стандарты распространяются на пассивные оптические компоненты:
• -)Какого масштаба оптические сети предполагают использование пассивных компонент:
• .)Чем отличаются оптические волокна#ОВ$различных стандартов:
• /)Что называют длиной волны отсечки одномодового волокна:
• 0)Что относится к характеристикам стандартного оптического волокна:
• 1)Чем принципиально отличаются ОВ стандартаB)10-с индексами\']от ОВ с индексами^'_:
• 2)В какой части оптического волокна распространяется свет:
• 3)Что в характеристиках передачи сигналов определяет показатель преломления сердцевины
оптического волокна:
• 4)В каком спектральном диапазоне волн ОВ имеют наименьшее затухание:
• ,+)Какие достоинства имеют волокна стандартаB)10.:
• ,,)Какие недостатки имеют волокна стандартаB)10.:
• ,-)Чем отличаются волокнаB)10-от волоконB)10.:
• ,.)Для чего нужны волокна стандартаB)10/:
• ,/)Что особенного в возможностях волокон типаO`m\R\q`:
• ,0)Под какие технические задачи оптической связи предназначены ОВ стандартовB)100*101:
• ,1)Какие возможности по организации оптической связи раскрываются в случае использования
волоконH>A:
• ,2)К чему может привести прямой стык ОВ различных стандартов'например'B)10-иB)100:
• ,3)Для чего нужны оптические коннекторы:
• ,4)Чем отличаются различные оптические коннекторы:
• -+)Какое затухание допустимо для системы передачи на стыке оптических коннекторов:
• -,)Что в характеристиках отличается для коннекторов с отшлифованными торцамиPK> и<K>:
• --)Для чего нужны соединительные розетки:
-.)Какое назначение имеют оптические аттенюаторы:
• -/)Какие разновидности оптических аттенюаторов можно использовать в системах передачи:
• -0)Какие разновидности оптических кроссов производятся для предприятий связи:
• -1)Для чего нужны оптические кроссы:
• -2)Какие разновидности оптических разветвителей используются в технике оптической связи:
• -3)Для чего применяют оптические изоляторы:
• -4)Что можно сделать с оптическими сигналами с помощью оптических фильтров'
мультиплексоров и демультиплексоров:
• .+)Как устроена волоконная брэгговская решетка:
• .,)Какие пассивные оптические компоненты можно создать на основе волоконной брэгговской
решетки:
• .-)Что представляет собой тонкоплёночный оптический фильтр:
• ..)Для чего нужны оптические фильтры:
• ./)Что представляет собой фазированная волноводная решетка<RB:
• .0)Для чего применяют<RB:
• .1)Что достигается в оптических схемах с помощью циркулятора:
• .2)Почему нужно компенсировать дисперсию ОВ:
• .3)Какие разновидности компенсаторов хроматической дисперсии применяются в составе систем
передачи:
• .4)Какие характеристики имеют компенсаторы дисперсии:
• /+)Для чего нужны оптические коммутаторы и маошрутизаторы:
• /,)Чем отличается оптический коммутатор от оптического маршрутизатора:
• /-)С какой целью создают оптические мультиплексорыJ<?H:
• /.)Что входит в составJ<?H:
• //)Какое назначение имеют интерливинговые фильтры#ИФ$:
• /0)Какие компоненты ИФ служат формированию спектральных передаточных характеристик:

Задача
Составить схему волоконно-оптической системы передачи из следующих компонент: модуль
оптического передатчика (в количестве N по варианту$' каждый модуль работает на своей волне в
диапазоне С; оптический волновой мультиплексор на <RB6 волоконно-оптическая линия длиной G #по
варианту) с волокнами B)10-_6 компенсатор хроматической дисперсии #?> с характеристиками по
варианту$6 оптический волновой демультиплексор на <RB6 модуль оптического приёмника (в
количестве N по варианту$) Определить величину затухания между точками подключения оптического
передатчика и приёмника с учётом затухания мультиплексора/демультиплексора, оптической линии и
компенсатора дисперсии на основе волокна с обратной характеристикой дисперсии (у дисперсии знак
минус$) Затухание в разъёмных соединениях составляет +'0 дБ на соединение. Определить требуемую
длину оптического волокна компенсатора для полного подавления накопленной в линии
хроматической дисперсии. Исходные данные приведены в таблице по вариантам

Методические указания к решению задачи
• ,) Выполнить расчёт хроматической дисперсии ОВ и требуемой длины
волокна компенсатора ?>) Эта длина определяется результатом деления
хроматической дисперсии ОВ на удельное значение дисперсии
компенсирующего волокна)
• -) Рассчитать обще затухание между указанными точками на схеме с учётом
затухания компенсирующего волокна, ОВ и JHS*J?HS) Сравнить типовое
значение энергетического потенциала оптических модулей (Э8.+дБ) с
рассчитанным значением затухания. Сделать вывод о возможности
организации связи в этой схеме)
• .) Определить число спектральных каналов с интервалом между ними ,++
ГГц, которые можно организовать в диапазоне С для рассмотренной схемы)
• /) Результаты расчётов объяснить в отчёте)

AB104

Настройки
Контент
Большой заголовок, линия-разделитель и описание

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2. Оптические интерфейсы

Цель работы и порядок выполнения
,)Изучить характеристики и применение оптических
интерфейсов в различных по технологиям оптических сетях)
-)Выполнить расчёты для оптических интерфейсов на
различные волоконно-оптические линии)
.)Составить ответы на контрольные вопросы и выводы по
результатам изучения)

Контрольные вопросы,)Составьте краткие ответы
z ,)Что называют интерфейсом:
z -)Какие интерфейсы называют оптическими:
z .)С чем связано разбиение интерфейсов на физические и протокольные:
z /)Что относится к характеристикам оптических интерфейсов:
z 0)Что стандартизируется для оптических интерфейсов в точках подключения передатчиков Os:
z 1) Что стандартизируется для оптических интерфейсов в точках подключения приёмниковMs:
z 2)Чем отличаются одноканальные и многоканальные оптические интерфейсы:
z 3)Когда одноканальный оптический интерфейс может быть многоволновым:
z 4)Что следует понимать под минимальной чувствительностью приёмника оптического интерфейса:
z ,+)Что следует понимать под перегрузкой приёмника оптического излучения в интерфейсе:
z ,,)Почему мощность оптического передатчика'вводимую в волокно подразделяют на максимальную и
минимальную:Чем это обусловлено:
z ,-)Какие обширные категории приложений указываются в обозначениях интерфейсовN?C:
z ,.)Чем отличаются интерфейсыN?CтипаD(,'N,(,'G,(-:
z ,/)Когда в интерфейсахN?C используются одномодовые передающие модули ОПМ:
z ,0)На что влияет величина допустимой дисперсии линии между точкамиNиM:
z ,1)Какие характеристики имеет интерфейсG1/(.:
z ,2)На что указывают буквенные индексы в обозначениях интерфейсовB)404),:
z ,3)Чем отличаются одноканальные и многоканальные интерфейсыB)404),:
z ,4)Что обозначает сокращение в интерфейсеK,1G,(-<0и3D,(/?,A:
z -+)Для чего предназначены интерфейсыB)140:
-,)Что учитывается в обозначениях интерфейсовB)140:
z --)Что обозначает.Mв интерфейсахB)141),:
z -.)Для чего предназначены интерфейсыB)141),:
z -/)Какие устройства оптической сети могут располагаться между точкамиNn и Mn интерфейсаB)143)-:
z -0)Для чего предназначены интерфейсыB)143)-:
z -1)Что отражено в кодовых группах интерфейсовB)143)-:
z -2)Что обозначает?R0+P(3<0#С$A:
z -3)Для какой технологии передачи данных разработаны интерфейсыD@@@3+-).:
z -4)Какие скоростные режимы поддерживают интерфейсыD@@@3+-).:
z .+)Какими буквенными индикаторами в интерфейсахD@@@3+-).обозначаются физические среды передачи и
дистанции:
z .,)Какие форматы передачи сигналов предусмотрены в интерфейсах3+-).:
z .-)Какими модулями реализуются физические интерфейсы3+-).:
z ..)Что учитывается в протокольных решениях для интерфейсов:
z ./)Какие разновидности протокольных интерфейсовB)2+4обеспечивают гибкость оптической сети:
z .0)Чем отличаются протокольные интерфейсыHJOPh иNJOP:
z .1)Что обозначает сокращениеAJD>s)f)в интерфейсеB)2+4),:
z .2)Для чего нужны интерфейсыB)2+4)-:
z .3) Для чего нужны интерфейсыB)2+4).:
z .4)Какие уровни протокольной моделиDNJ*JND соответствуют интерфейсамD@@@3+-).:
z /+)Какие функции исполняет протокольная часть интерфейсовD@@@3+-).:

Задачи
z Задача,)Составить описание оптического интерфейса по заданному коду согласно табл),)
z Задача-)Оценить возможную дистанцию организации передачи в оптических каналах на
основе заданных интерфейсовдля заданных типов оптических волокон по табл)-)