HỆ THỐNG THÔNG TIN CÁP SỢI QUANG YÊU CẦU KỸ THUẬT

TCVN xxx:2010 TCVN TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN xxx:2010 Xuất lần HỆ THỐNG THÔNG TIN CÁP SỢI QUANG YÊU CẦU KỸ THUẬT Optical fibre transmition systems – Technical standard (Tài liệu dự thảo) HÀ NỘI - 2010 TCVN xxx:2010 TCVN xxx:2010 Mục lục 1Phạm vi áp dụng 2Tài liệu viện dẫn 3Thuật ngữ định nghĩa 4Chữ viết tắt thuật ngữ 5Yêu cầu kỹ thuật .6 5.1Tốc độ truyền dẫn .6 5.2Yêu cầu giao diện điện 5.2.1Chỉ tiêu tín hiệu đầu ra, đầu vào .7 5.2.2Chỉ tiêu lỗi 5.2.3Chỉ tiêu rung pha 5.3Yêu cầu kỹ thuật đường quang 5.3.1Môi trường truyền dẫn 5.3.2Độ dài đoạn lặp .10 5.3.3Chỉ tiêu lỗi 10 5.3.4Nguồn phát quang 11 5.3.5Dải bước sóng cơng tác 11 5.3.6Dải động đầu thu quang 12 5.3.7Các giới hạn cho phép luồng quang sợi đa mode 12 5.3.8Các giới hạn cho phép luồng quang sợi đơn mode 12 5.3.9Suy hao dự phòng 12 5.3.10Hệ thống áp dụng cho tuyến ngắn 13 5.4 Xác định lỗi cảnh báo 13 5.5 Các tiêu ghép nối 13 5.6 Chỉ tiêu chuẩn cấp nguồn 14 5.7 Phương pháp đo số tiêu hệ thống thông tin quang 14 5.7.1Phương pháp đo lỗi bít rung pha 14 5.7.2 Phương pháp đo suy hao 14 5.7.3 Phương pháp đo tín hiệu đầu vào đầu giao diện điện .14 6Phụ lục A .15 A.1 Sơ đồ tham chiếu hệ thống thông tin quang 15 A.2 Suy hao dự phòng hệ thống 15 7Thư mục tài liệu tham khảo 17 TCVN xxx:2010 Lời nói đầu TCVN xxx:2010 biên soạn soạn sở rà soát tiêu chuẩn ngành TCN 68-139:1995 “Hệ thống thông tin cáp sợi quang - Yêu cầu kỹ thuật”, khuyến nghị G.921, G.955 ITU-T số tiêu chuẩn ngành liên quan TCVN xxx:2010 Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu điện biên soạn, Bộ Thông tin Truyền thông đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố theo Quyết định số …… ngày tháng năm … TCVN xxx:2010 TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN xxx:2010 Hệ thống thông tin cáp sợi quang - Yêu cầu kỹ thuật Optical fiber transmision systems - Technical standards Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn bao gồm tiêu yêu cầu kỹ thuật cần thiết tuyến thông tin cáp sợi quang tốc độ từ đến 140 Mbit/s sử dụng xây dựng mạng viễn thông Việt Nam Tiêu chuẩn làm sở kỹ thuật cho việc quản lý, đánh giá chất lượng hệ thống truyền dẫn cáp sợi quang lắp đặt, bảo dưỡng Tiêu chuẩn đảm bảo tính tương thích hệ thống truyền dẫn quang tốc độ từ đến 140 Mbit/s việc ghép nối thiết bị đầu cuối (như thiết bị ghép kênh, tổng đài ) Tiêu chuẩn giới hạn hệ thống thông tin cáp sợi quang có tốc độ Mbit/s; Mbit/s; 34 Mbit/s; 140 Mbit/s, làm việc với bước sóng 850 nm, 1300 nm, 1550 nm phù hợp với khuyến nghị G.651 G.652 ITU-T không bao gồm hệ thống thông tin cáp sợi quang sử dụng kỹ thuật ghép bước sóng khuếch đại quang Tài liệu viện dẫn ITU-T G.955 (1996) Digital Networks, Digital Sections and Digital Line Systems - Digital Line Systems Based on the 2048 kbit/s and 1544 Kbit/s Hierarchy on Optical Fibre Cables (Hệ thống, đoạn mạng thông tin số- Hệ thống thông tin cáp quang phân cấp 2048 kbit/s 1544 kbit/s) ITU-T G 921 (1995) “Digital Networks, Digital Sections and Digital Line Systems - Digital Sections Based on the 2048 kbit/s Hierarchy” (Hệ thống, đoạn mạng thông tin số - Đoạn thông tin số sở phân cấp 2048 kbit/s) Thuật ngữ định nghĩa 3.1 Rung pha (Jitter) Là biến đổi ngắn vị trí xuất bit quanh vị trí chuẩn theo thời gian 3.2 Tỉ số bit lỗi (Bit error ratio) TCVN xxx:2010 Là tỉ số số bit mắc lỗi số bit truyền Chữ viết tắt thuật ngữ DM Phút suy giảm chất lượng: Là phút khoảng thời gian khả dụng tín hiệu có tỉ số bit lỗi nằm khoảng từ 1x10-6 đến 1x10-3 ES Giây mắc lỗi: Là giây khoảng thời gian khả dụng tín hiệu có tỉ số bit lỗi lớn SES Giây mắc lỗi nghiêm trọng: Là giây khoảng thời gian khả dụng tín hiệu có tỉ số bit lỗi lớn 10-3 CMI Mã đảo dấu UI Một khoảng đơn vị DC Dòng chiều PRBS Chuỗi nhị phân ngẫu nhiên Pseudo Yêu cầu kỹ thuật 5.1 Tốc độ truyền dẫn Tuyến thông tin cáp sợi quang phạm vi tiêu chuẩn phải có khả truyền tín hiệu với tốc độ danh định sai số cho phép Bảng Bảng - Sai số cho phép tốc độ truyền dẫn Tốc độ danh định kbit/s 2048 8448 34369 139264 4*139264 Sai số cho phép, phần triệu - ppm ± 50 ± 30 ± 20 ± 15 ±15 TCVN xxx:2010 5.2 Yêu cầu giao diện điện 5.2.1 Chỉ tiêu tín hiệu đầu ra, đầu vào Chỉ tiêu tín hiệu điện đầu ra, đầu vào hệ thống thông tin cáp sợi quang tốc độ 2048 kbit/s, 8448 kbit/s, 34369 kbit/s, 139264 kbit/s phải tuân thủ theo 3.2 , 3.3 , 3.4 tiêu chuẩn TCN 68-175:1998: Giao diện điện phân cấp số - Yêu cầu kỹ thuật 5.2.2 Chỉ tiêu lỗi Chỉ tiêu lỗi bit hệ thống thông tin cáp sợi quang sở phân cấp 2048 Kbit/s giao diện điện phải tuân thủ theo 3.2, 4.1 tiêu chuẩn TCN 68 174: 1997 - Lỗi bit rung pha đường truyền dẫn số - Yêu cầu kỹ thuật đo kiểm 5.2.3 Chỉ tiêu rung pha Các tiêu rung pha tín hiệu điện đầu vào, đầu hệ thống thông tin cáp sợi quang sở phân cấp 2048 Kbit/s phải tuân thủ theo 3.3, 4.2 tiêu chuẩn TCN 68 174: 1997Lỗi bit rung pha đường truyền dẫn số - Yêu cầu kỹ thuật đo kiểm Tóm tắt sau: Rung pha đầu tín hiệu điện Rung pha cực đại đầu tín hiệu điện phải thỏa mãn giới hạn cho Bảng Bảng - Rung pha cực đại cho phép Giới hạn cực đại, UI Các tham số tốc độ, kbit/s B1 (f1~f4) B2 (f3~f4) 2048 8448 1,5 1,5 0,2 0,2 34368 139264 1,5 1,5 0,15 0,075 Trong UI khoảng đơn vị - Đối với tốc độ Mbit/s UI = 488 ns; - Đối với tốc độ Mbit/s UI = 118 ns; - Đối với tốc độ 34 Mbit/s UI = 29,1 ns; Băng thông lọc băng Bộ lọc băng có tần số cắt thấp f1 f3 tần số cắt cao f4 f1 Hz f3 kHz f4 kHz 20 20 18 100 400 100 200 10 10 800 3500 TCVN xxx:2010 - Đối với tốc dộ 140 Mbit/s UI = 7,18 ns B1 B2 xác định đầu B1 B2 sơ đồ Hình Hình - Sơ đồ đo xác định biên độ rung pha Rung pha cho phép đầu vào tín hiệu điện Các thiết bị đầu cuối quang phải có khả tiếp nhận tín hiệu điện bị rung pha có biên độ rung pha tối thiểu hinh bảng Tần số rung pha Hinh - Giới hạn rung pha đầu vào cho phép TCVN xxx:2010 Bảng - Giá trị tham số rung pha đầu vào điện Tham số tốc Biên độ đỉnh – đỉnh A2 Tần số f1, Hz f2, KHz f3, KHz f4, KHz -5 20 2,4 18 100 -5 20 0,4 100 100 10 800 100 0,5 10 3500 f0, Hz A0 A1 2048 36,9 1,5 0,2 1,2x10 8448 1,52 1,5 0,2 1,2x10 34386 139264 1,5 0,07 15-1 15-1 23-1 23-1 Rung pha đầu khơng có rung pha đầu vào Rung pha đầu tín hiệu đầu vào khơng bị rung pha không vượt giới hạn cho Bảng .Bảng – Rung pha đầu cực đại tín hiệu đầu vào khơng bị rung pha Tốc độ kbit/s Chiều dài Rung pha đầu cực đại, tuyến UI km Băng thông lọc Bộ lọc băng có tần số cắt f1 f3 tần số cắt f4 B1 B2 f1 f3 18 kHz f4 2048 50 0,75 0,2 20 Hz 8448 50 0,75 0,2 20 Hz 34386 280 0,75 0,15 100 Hz 10 kHz 800 kHz 139264 280 0,75 0,075 200 Hz 10 kHz 3500 kHz (700 Hz) kHz (80Khz) 100 kHz 400 kHz CHÚ THÍCH: Tần số f2, f3 có giá trị ngoặc đơn sử dụng cho giao diện mạng quốc gia 5.3 Yêu cầu kỹ thuật đường quang 5.3.1 Môi trường truyền dẫn Các sợi quang đa mode tuân thủ theo khuyến nghị G.651 sợi quang đơn mode theo khuyến nghị G.652, G.653, G.654 phù hợp cho hệ thống thơng tin cáp sợi quang theo tiêu chuẩn Các sợi quang truyền tín hiệu vùng bước sóng 850 nm, 1310 nm, 1550 nm vài bước sóng khác tùy thuộc vào kiểu sợi hệ thống thực tế Suy hao đường quang thích hợp phải lựa chọn tùy thuộc vào đặc tính kết nối thực tế, loại sợi quang, suy hao phân nhánh, suy hao đầu nối, suy hao dự phòng, tốc độ bit bước sóng cơng tác TCVN xxx:2010 5.3.2 Độ dài đoạn lặp Độ dài đoạn lặp hệ thống thông tin cáp sợi quang, xác định sở đặc tính sợi quang, thiết bị thu / phát quang cụ thể sử dụng Phương pháp tính tốn chi tiết độ dài đoạn lặp tham khảo Phụ lục I ITU T G.955 5.3.3 Chỉ tiêu lỗi Đầu phát quang đầu thu quang phải thiết kế cho BER phải không xấu 1x10 -10 luồng quang điểm S R với điều kiện liên quan bảng hệ thống sợi đa mode, Bảng hệ thống sợi đơn mode Bảng - Giới hạn cho phép hệ thống thông tin sợi quang đa mốt truyền tín hiệu quang đơn Mức bit danh định kbit/s 2048 Bước sóng danh định nm 850 Loại nguồn quang Laser Chỉ tiêu cho phép điểm -10 S R với BER ≤ 10 Suy hao cực đại, dB Băng tần -3dB nhỏ nhất, MHz 51 10 LED 1300 10 Laser 46 10 LED 30 10 8448 850 Laser 47 20 34368 850 Laser 41 50 1300 Laser 35 50 LED 22 50 850 Laser 35 100 1300 Laser 27 100 LED 18 100 139264 10 TCVN xxx:2010 Bảng - Giới hạn cho phép hệ thống thông tin sợi quang đơn mốt truyền tín hiệu quang đơn Chỉ tiêu cho phép điểm -10 S R với BER ≤ 10 Suy Tán sắc hao cực cực đại, đại, dB ps/nm Mức bit danh định kbit/s Bước sóng danh định nm Loại nguồn phát 2048 1310 Laser 8448 1310 Laser 40 N/A 34.386 1310 Laser 35 N/A 139.264 1310 Laser 28 215 (*4) 28 (đang nghiên cứu) 24 92 *3 24 (đang nghiên cứu) 1550 4x139.264 1310 Laser 1550 46 N/A CHÚ THÍCH 3: Giá trị tán sắc cực đại hệ thống 4*139264 kbit/s hoạt động dải bước sóng 1300 1325nm Nhà cung cấp hệ thống phải đưa giá trị độ thiệt thòi gây hiệu ứng tạp âm phân chia mode, tán sắc theo đặc tính phổ nguồn quang CHÚ THÍCH 4: Giá trị tán sắc cực đại hệ thống 139.264 kbit/s hoạt động dải bước sóng 1280 1335nm 5.3.4 Nguồn phát quang Đối với hệ thống thông tin quang dùng sợi đa mode dùng lade ốt phát sáng làm nguồn phát quang Đối với hệ thống thơng tin quang dùng sợi đơn mode nói chung dùng lade làm nguồn phát quang Tuy nhiên số trường hợp có ứng dụng tốc độ bit cụ thể, dùng ốt phát sáng làm nguồn phát quang 5.3.5 Dải bước sóng cơng tác Bước sóng cơng tác tuyến thơng tin quang tốc độ ≤ 140 Mbit/s sử dụng bước sóng từ 820 đến 910 nm dải danh định 850 nm từ 1280 đến 1335 nm dải danh định 1310 nm Bước sóng cơng tác tuyến thơng tin quang có tốc độ cao sử dụng bước sóng từ 1285 đến 1330 nm dải danh định 1310 nm Dải bước sóng xung quanh bước sóng danh định 1550 nm cịn tiếp tục nghiên cứu Bước sóng cơng tác 1310 nm 1550 nm tương đương với tần số quang 229 THz 193 THz 11 TCVN xxx:2010 5.3.6 Dải động đầu thu quang Đầu thu quang phải đáp ứng tự động với dải mức đầu vào để bù cho dung sai thiết bị, dung sai suy hao cáp, dải suy hao cáp ảnh hưởng nhiệt độ, lão hóa 5.3.7 Các giới hạn cho phép luồng quang sợi đa mode Các giới hạn cho phép luồng quang điểm S R hệ thống cáp sợi quang đa mode sử dụng nguồn phát LED lade MLM có bảng Các giới hạn tính đến dự phịng cáp Mc , tồn suy hao độ rộng băng thông quang -3 dB Các giới hạn tương ứng với trường hợp xấu lấy từ thực tế thiết kế hệ thống Việc điều chỉnh cân yếu tố băng thông quang, suy hao, tán sắc, mã hóa v.v làm thay đổi tham số Việc tính tốn suy hao điểm S R cần tính đến thay đổi suy hao sợi quang theo dải bước sóng thực tế nguồn quang 5.3.8 Các giới hạn cho phép luồng quang sợi đơn mode Các giới hạn cho phép luồng quang điểm S R hệ thống cáp sợi quang đơn mode sử dụng nguồn phát LED lade MLM đưa bảng Các giới hạn tính đến dự phịng cáp Mc , tồn suy hao độ rộng băng thông quang dB Các giới hạn tương ứng với trường hợp xấu lấy từ thực tế thiết kế hệ thống Việc điều chỉnh cân yếu tố suy hao, tán sắc, mã hóa v.v làm thay đổi tham số Việc tính tốn suy hao điểm S R cần tính đến thay đổi suy hao sợi quang theo dải bước sóng thực tế nguồn quang 5.3.9 Suy hao dự phòng Suy hao dự phòng thiết bị Suy hao dự phòng thiết bị (Me) phải bao hàm suy hao ảnh hưởng thời gian điều kiện ngoại cảnh đến tham số thiết bị (như công suất phát, độ nhạy thu, giảm chất lượng nối thiết bị) Suy hao dự phòng thiết bị phụ thuộc vào đặc tính hệ thống, điều kiện mơi trường, qui định bảo trì lựa chọn phù hợp với thực tế hệ thống Suy hao dự phòng thiết bị tối thiểu dB hệ thống sử dụng lade có dùng ổn nhiệt, tách sóng PIN mơi trường nhà Suy hao dự phòng thiết bị tối thiểu lớn dB hệ thống sử dụng ốt phát sáng lade không dùng ổn nhiệt mơi trường ngồi trời 12 TCVN xxx:2010 Suy hao dự phòng cáp Suy hao dự phòng cáp (Mc) phải bao hàm suy hao do: - Thay đổi cấu trúc cáp tương lai (thêm mối hàn, tăng chiều dài cáp ) - Sự biến đổi đặc tính cáp điều kiện ngoại cảnh Suy hao dự phòng km cáp không nhỏ suy hao mối hàn cáp đo bước sóng cơng tác 5.3.10 Hệ thống áp dụng cho tuyến ngắn Các giá trị giới hạn cho phép cho bảng 5, 14 yêu cầu tối thiểu hệ thống truyền dẫn quang có độ dài đoạn lớn Tuy nhiên, hệ thống có độ dài đoạn nhỏ thiết bị kinh tế sử dụng Các tham số cho thiết bị khác so với bảng 5, 14 lựa chọn phù hợp với thực tế 5.4 Xác định lỗi cảnh báo Các thiết bị đầu cuối quang phải có khả xác định cảnh báo cố sau: - Sự cố nguồn nuôi thiết vị đầu cuối - BER > x 10-3 giao diện điện - BER > x 10-5 hệ thống đường quang có tốc độ tới 8448 kbit/s BER > x 10 -6 tốc độ cao - Mất tín hiệu đầu thu CHÚ THÍCH: u cầu bỏ qua cảnh báo BER > x 10-3 thị tín hiệu thu - Mất tín hiệu đồng CHÚ THÍCH: u cầu bỏ qua BER > x 10-3 thị tín hiệu đồng - Mất tín hiệu đầu vào điện 5.5 Các tiêu ghép nối Các ghép nối phải thỏa mãn điều kiện sau: - Suy hao xen cực đại từ 0,5 đến dB; - Suy hao phản hồi nhỏ từ 23 đến 30 dB; - Suy hao mối hàn phải nhỏ 0,1 dB/1 mối sợi đơn mốt nhỏ 0,2 dB/1 mối sợi đa mốt 13 TCVN xxx:2010 5.6 Chỉ tiêu chuẩn cấp nguồn Cấp nguồn chỗ cho thiết bị đầu cuối quang phải nguồn chiều Trong trường hợp cấp nguồn từ xa cho trạm lặp cấp nguồn dòng chiều 5.7 Phương pháp đo số tiêu hệ thống thông tin quang 5.7.1 Phương pháp đo lỗi bít rung pha Nội dung phương pháp đo lỗi bít rung pha hệ thống thông tin quang giao diện điện tham chiếu đến điều : “Qui trình đo lỗi bít rung pha” TCN 68 164: 1997: Lỗi bít rung pha đường truyền dẫn số - Yêu cầu kỹ thuật phương pháp đo kiểm Cụ thể sau: Phương pháp đo lỗi bit: tuân thủ theo 4.1 TCN 68 164: 1997 Phương pháp đo rung pha: tuân thủ theo 4.2 TCN 68 164: 1997 Các giá trị đo phải thỏa mãn yêu cầu tiêu, tham số tương ứng theo 3.2, 3.3 TCN 68 164: 1997: Lỗi bít rung pha đường truyền dẫn số - Yêu cầu kỹ thuật phương pháp đo kiểm 5.7.2 Phương pháp đo suy hao Suy hao hệ thống thông tin quang theo sơ đồ hình A1-a bao gồm suy hao sợi quang suy hao đấu nối Trong trường hợp nghiệm thu trạm sau lắp đặt sửa chữa bảo dưỡng, đo đặc tính phần cáp quang bao gồm suy hao sợi quang, đầu nối, mối hàn ảnh hưởng chất lượng lắp đặt cáp Sử dụng máy đo OTDR (ví dụ OTDR 340 Plus Multitester II) để đo suy hao phần cáp quang Phương pháp đo tuân thủ theo hướng dẫn nhà sản xuất thiết bị đo 5.7.3 Phương pháp đo tín hiệu đầu vào đầu giao diện điện Sử dụng thiết bị đo điện áp, điện trở, thiết bị đo sóng có dải tần số, thang đo phù hợp để xác định tham số tiêu giao diện điện hệ thống thông tin quang Các giá trị đo phải thỏa mãn yêu cầu tiêu, tham số tương ứng theo 3.2 , 3.3 , 3.4 TCN 68-175:1998: Giao diện điện phân cấp số - Yêu cầu kỹ thuật 14 TCVN xxx:2010 Phụ lục A (Qui định) A.1 Sơ đồ tham chiếu hệ thống thông tin quang (Khuyến nghị G.955) Hệ thống thơng tin quang biểu diễn hình A1 Trong hệ thống khơng có trạm lặp trung gian hình A1.a, có nhiều trạm lặp trung gian hình A1.b Hình A1 - Sơ đồ tham chiếu hệ thống thông tin quang T, T: giao diện thiết bị theo khuyến nghị G.703, ITU-T S: điểm sợi quang sau nối quang đầu phát hay trạm lặp R: điểm sợi quang trước nối quang đầu thu hay trạm lặp A.2 Suy hao dự phòng hệ thống Suy hao dự phòng hệ thống hay suy hao dự phòng khoảng lặp chia thành phần hình A2: Mc Me Hình A2 - Phân bố suy hao dự phòng hệ thống a) Suy hao dự phịng cáp (Mc) nhằm mục đích: - Thay đổi cấu trúc cáp tương lai (thêm mối hàn, tăng chiều dài cáp ) - Phù hợp với độ biến đổi đặc tính cáp điều kiện ngoại cảnh 15 TCVN xxx:2010 - Tăng suy hao điểm nối hai điểm R S b) Suy hao dự phòng thiết bị (Me) để đáp ứng ảnh hưởng thời gian điều kiện ngoại cảnh đến tham số thiết bị (công suất phát, độ nhạy thu, giảm chất lượng nối thiết bị) 16 TCVN xxx:2010 Thư mục tài liệu tham khảo ITU-T G 823 (03/2000) “Digital networks- Quality and availability targets - The control of jitter and wander within digital networks which are base on the 2048 kbit/s hierarchy” ITU-T G 703 1991 “Digital terminal equipments- General – Physical/electrical charactericstics of hierarchical digital interfaces” ITU-T G 921 (1995) “Digital Networks, Digital Sections and Digital Line Systems - Digital Sections Based on the 2048 kbit/s Hierarchy” TCN 68 164:1997: Chỉ tiêu trôi pha, rung pha đường truyền dẫn số - Yêu cầu kỹ thuật phương pháp đo kiểm, TCN 68 175:1998: Giao diện điện phân cấp số - Yêu cầu kỹ thuật 17 ... thông tin cáp sợi quang - Yêu cầu kỹ thuật Optical fiber transmision systems - Technical standards Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn bao gồm tiêu yêu cầu kỹ thuật cần thiết tuyến thông tin cáp sợi quang. .. 68-139:1995 ? ?Hệ thống thông tin cáp sợi quang - Yêu cầu kỹ thuật? ??, khuyến nghị G.921, G.955 ITU-T số tiêu chuẩn ngành liên quan TCVN xxx:2010 Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu điện biên soạn, Bộ Thông tin Truyền... -10 luồng quang điểm S R với điều kiện liên quan bảng hệ thống sợi đa mode, Bảng hệ thống sợi đơn mode Bảng - Giới hạn cho phép hệ thống thông tin sợi quang đa mốt truyền tín hiệu quang đơn Mức