DWDM-Streckenberechnung 1000 km G.652

Berechnung von DWDM-Streckenparametern für ein 1000 km Backbone-Netz

Für eine 1000 km lange Strecke in einem abgelegenen Gebiet wurden G.652-Glasfaser (OPGW) und ein M800-2-8Q-Aggregator mit einer Kapazität von 2 Kanälen à 200 Gbit/s ausgewählt. Modus: 2 × 200G, OSNR-Anforderung 12,98 dB, Baudrate 71,675 GBaud, Fractional QAM, SD-FEC 27 %. Sendeleistung 0 dBm pro Kanal – ein Kompromiss zwischen OSNR und nichtlinearen Effekten (SPM, XPM, FWM, SBS).

Faserdämpfung 0,22 dB/km. Dispersion, PMD und Nichtlinearitäten begrenzen die Parameter bei den gewählten Abschnittslängen nicht.

Berechnung mit Erbium-dotierten Faserverstärkern (EDFA)

Rauschzahl NF = 9 dB. Für einen 140 km langen Abschnitt:

• Dämpfung: 0,22 × 140 = 30,8 dB
• Spleiße (35 Spleiße × 0,05 dB): 1,75 dB
• Stecker: 0,5 dB

Gesamtverlust L = 33,05 dB

OSNR nach Abschnitt: OSNR = 0 − 33,05 − 9 + 58 = 15,95 dB (Reserve 2,97 dB).

Für N Abschnitte: OSNR_gesamt = 15,95 − 10×log10(N). Mit N=2 (280 km): 12,94 dB – an der Anforderungsgrenze.

Abschnitt (zwischen Regeneratoren): 280 km (2 Abschnitte, 1 OLA). Für 1000 km:

| Element | Anzahl |

|----------------------|--------|

| Endstationen | 2 |

| Regeneratoren (3R) | 3 |

| OLA (EDFA) | 4 |

| Stromversorgungspunkte | 9 |

Regenerator (3R) – OEO-Umwandlung, setzt Rauschen und Dispersion zurück, erfordert jedoch Strom und Wartung.

Ein 150 km langer Abschnitt ergibt OSNR 10,59 dB nach 2 Abschnitten – unter dem Standard, Reserve erschöpft.

Berechnung mit Hybridverstärkern (HA)

NF = 2 dB. 170 km Abschnitt:

• Dämpfung: 37,4 dB
• Spleiße (2,15 dB)
• Stecker: 0,5 dB

L = 40,05 dB, OSNR = 15,95 dB (Reserve 3 dB).

Mit N=2 (340 km): 12,94 dB.

Abschnitt: 340 km (2 Abschnitte, 1 HA). Für 1000 km:

| Element | Anzahl |

|----------------------|--------|

| Endstationen | 2 |

| Regeneratoren (3R) | 2 |

| HA | 3 |

| Stromversorgungspunkte | 7 |

Zusätzliche Einschränkungen

• Dispersion: 17 ps/(nm·km), über 140 km ~1,9 ns (Korrektur bis 256 ns).
• PMD: 1,18 ps über 140 km.
• SBS: Reserve bei 0 dBm.
• SRS, FWM, SPM/XPM: innerhalb der Grenzen.

Empfängerüberlastung (+5 dBm): Dämpfungsglied verwenden, um auf –10…–20 dBm zu reduzieren.

Praktische Betriebsaspekte

Spleißakkumulation: Jede Reparatur fügt 2 Spleiße hinzu (0,1 dB Verlust). 20 zusätzliche = 1 dB. Eine 3 dB Reserve über 140/170 km ist entscheidend für die Langlebigkeit.

Vandalismus und Brüche: OPGW (Optical Ground Wire) mit Panzerung und Aufhängung auf Masten minimiert Risiken durch Beschuss und Diebstahl.

Logistik:

• OPGW (4 km): 1,6–2,1 Tonnen, KamAZ mit Manipulator.

Freileitungsabschnitte: 400–450 m (220–500 kV), 1 Rolle (4 km) – 9–10 Abschnitte.

Installationsausrüstung:

• Hydraulische Brems- und Spannmaschinen.
• Ziehwinde (Durchmesser >1500 mm für OPGW).
• Rollen, Zugseil, Klemmen.

Wichtige Erkenntnisse

• EDFA (NF=9 dB): 140 km Abschnitte, 9 Stromversorgungspunkte, einfacher und günstiger.
• HA (NF=2 dB): 170 km Abschnitte, 7 Punkte, weniger Wartung in abgelegenen Gebieten.
• OSNR-Reserve von 3 dB ist für Reparaturen und Degradation obligatorisch.
• Regeneratoren (3R) sind alle 280/340 km erforderlich, um Rauschen zurückzusetzen.
• OPGW ist optimal für Freileitungen: Schutz vor Vandalismus, Logistik berücksichtigt Gewicht.

— Editorial Team