Architecture de liaisons optiques à 10 Gbit/s

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1 Architecture de liaisons optiques à 10 Gbit/s Émilie Camisard

2 Cas à traiter 2 NR distants de 150 km Équipements gamme métro ou intermédiaire 2 NR distants de 500 km Utiliser plusieurs fois la solution du 1er cas? Utiliser des équipements longue distance? Liaisons en G.652, =1550 nm. Transpondeurs de 10G 19 avril 2007 Liaisons optiques - E.Camisard 2

3 Modèle de liaison 150 km Services IP Préamplificateur 10 Gbit/s Tx 10 Gbit/s Tx 10 Gbit/s Tx Émetteurs MUX Fibre optique D C M DE MUX Compensateur de dispersion 10 Gbit/s Rx 10 Gbit/s Rx 10 Gbit/s Rx Récepteurs 19 avril 2007 Liaisons optiques - E.Camisard 3

4 Bilan de liaison On le calcule pour déterminer l amplification à fournir au signal pour sa bonne transmission. Préalablement au calcul, on détermine les équipements à mettre en ligne en fonction: Du budget optique De l'osnr (Optical Signal-to-Noise Ratio) De la dispersion chromatique De la PMD (Polarisation Mode Dispersion) si besoin est 19 avril 2007 Liaisons optiques - E.Camisard 4

5 Budget optique 1/2 Perte de puissance lumineuse sur un lien. Calculé en utilisant un OTDR (Optical Time Domain Reflectometer), à partir de La longueur de la fibre L'atténuation des différentes sections de fibre Caractéristiques d'atténuation de la fibre La localisation des connecteurs, épissures, défauts du câble 19 avril 2007 Liaisons optiques - E.Camisard 5

6 Budget optique 2/2 A totale = ΣA fibre + ΣA connecteurs + ΣA splices Pertes totales fibre: Pertes de la fibre: 0,20 db/km Connecteurs: 0,5 db Splices (soudures des fibres): 0,15 db tous les ½ km 19 avril 2007 Liaisons optiques - E.Camisard 6

7 ONSR Services IP Optical Signal-to-Noise Ratio: rapport signal/bruit. ONSR = 10log Les amplificateurs amplifient à la fois le signal et le bruit, d'où la nécessité de régénérer le signal si l'onsr est trop bas. La régénération se fait selon les capacités des équipements à supporter des signaux plus ou moins dégradés. P P signal bruit 19 avril 2007 Liaisons optiques - E.Camisard 7

8 Dispersion chromatique 1/2 Services IP Étalement temporel de l'impulsion de départ. La vitesse d un photon dépend de son et de l indice n du milieu qu il traverse. Source: I I t f I t Destination: 19 avril 2007 Liaisons optiques - E.Camisard 8 t

9 Dispersion chromatique 2/2 Services IP Longueur limite de dispersion: D=largeur de spectre de l émetteur=0.112nm B=débit Débit 2, ² D. 8c Gbit/s LC B² L c (km) ,8 0,23 G.652 L c (km) G avril 2007 Liaisons optiques - E.Camisard 9 1

10 PMD Modification de la polarisation du signal optique due aux défauts de concentricité de la fibre. Génération de PMD: Intrinsèque: Extrinsèque: torsions et courbures de la fibre Recommandation constructeurs: PMD 0,5ps/ km 19 avril 2007 Liaisons optiques - E.Camisard 10

11 Caractéristiques des équipements Dispersion de 17 ps/km/nm pour de la G.652 => 2550 ps sur 150 km Tolérance du récepteur: 1000ps/nm, donc compensation de 1550 ps au moins. OSNR <26 db: pas notre préoccupation car peu d équipements sur la liaison. PMD supportée: 10% de la période d'1 bit => correction nécessaire après 400km (dépend toutefois du codage des données) Tenir compte des capacités de réception des amplis 19 avril 2007 Liaisons optiques - E.Camisard 11

12 Bilan de liaison 1/2 Quelle perte de puissance lumineuse va-t-on avoir en considérant les facteurs vus auparavant? 19 avril 2007 Liaisons optiques - E.Camisard 12

13 Bilan de liaison 2/2 Services IP P source max 6 dbm - α ligne 150 x 0,25 db - α connecteurs 10 x 0,5 db - 2 x insertion loss mux - Insertion loss DCM - Marge de vieillissement + Gain ampli??? = P reçue min -22 dbm 8 db 2 x 4 db 3 db Gain ampli = 33,5 db 19 avril 2007 Liaisons optiques - E.Camisard 13

14 Liaison de 150 km Préamplificateur 34 db 10 Gbit/s Tx 10 Gbit/s Tx 10 Gbit/s Tx 6 dbm max MUX Fibre optique D C M Compensateur de dispersion 1600 ps DE MUX 10 Gbit/s Rx 10 Gbit/s Rx 10 Gbit/s Rx -22 dbm min 19 avril 2007 Liaisons optiques - E.Camisard 14

15 Adaptation pour 500 km Services IP Réutilisation de l architecture 150km: 6 tronçons de 80km avec amplificateurs et DCM A calculer: l accumulation de bruit des amplificateurs au bout de N tronçons. 1 2hν RN Pin, j N = OSNRN j= 1 Résolution Puissance entrée de l ampli Noise figure h=constante de Planck = 6, J/s ν: fréquence 19 avril 2007 Liaisons optiques - E.Camisard 15 j

16 Dispersion et atténuation Services IP 500 km => 8500 ps de dispersion chromatique 1200 ps à compenser sur 6 tronçons ps au bout des 25 derniers km 500 km => 125 db à compenser + 32 connecteurs et insertion loss+marge = 205dB à répartir sur le trajet en tenant compte des P in et P out limites des amplificateurs. 19 avril 2007 Liaisons optiques - E.Camisard 16

17 OSNR pour 500 km Ex: 6 tronçons => OSNR=27 db Liaison possible sans régénération MAIS il reste à mesurer la PMD au cas par cas sur la fibre et les équipements, pour prévoir une éventuelle compensation. 19 avril 2007 Liaisons optiques - E.Camisard 17

18 Conclusion Services IP La solution sur 500km avec des équipements métro ou intermédiaires est tout à fait envisageable. Trouver le meilleur compromis d emplacement des amplis et DCM ne peut pas se faire à la main: interférences return loss des équipements puissances minimales de réception sont à prendre en compte! 19 avril 2007 Liaisons optiques - E.Camisard 18