Study On Optical Communications, Volume. 50, Issue 3, 23007201(2024)
Economic Modeling and Fast Planning Algorithm of Undersea Optical Cable System
Figures & Tables(11)
Fig. 1. The process of cascade genetics-lexicographic order algorithm
Fig. 2. The iterative result of genetic algorithm when span distance=6 000 km and transmission capacity=100 Tbit/s
Fig. 3. The calculation times of the two algorithms under different longest span
Fig. 4. The optimal cost of submarine cable communication system at different span distances
Table 1. System cost parameter
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参数名称 参数值 每公里敷设成本 0.7 每公里海缆成本（LW，光单元外径为2.65 mm） 0.2 每公里光纤成本（PSCF110） 0.005 中继器-光放大器成本 2 中继器-核心结构件 18 100 Gbit/s相干收发机成本 1
Table 2. Submarine cable cost parameter
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光单元外径/mm LW SA DA 2.65（Nfp≤12） 1.000 1.344 2.025 3.70（Nfp≤30） 1.042 1.410 2.117 4.40（Nfp>30） 1.078 1.446 2.179
Table 3. Optical fiber cost parameter
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光纤类型 成本 衰减系数(dB/km) 非线性系数(1/W/km) 色散系数(ps/km/nm) 有效面积/μm2 SSMF 1.0 0.185 1.31 18.0 80 PSCF110 5.0 0.160 0.81 20.5 110 PSCF130 7.5 0.162 0.68 20.5 130 PSCF150 10.0 0.154 0.59 20.8 150
Table 4. System parameter
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参数名称 参数值 跨段距离Lspan/km [40，120] 中继器光功率 
[16，22] 调制格式 QPSK，8QAM，16QAM，32QAM，64QAM 光纤对数 [1，32] 符号速率/Gbaud 30 波长数 [1，80] 放大器噪声指数/dB 5 光电转换效率η 1.5% 控制电路ε 10% 海缆电阻/Ω/km 1 Qlimit 6
Table 5. Comparison of planning results of submarine cable system with transmission capacity of 100 Tbit/s and transmission distance of 6 000～16 000 km
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传输距离/km 供电电压/kV 全遍历法 级联遗传-字典序法 C（%） CT QBOL QEOL 实际容量/Tbit/s CG QBOL QEOL 实际容量/Tbit/s 6 000 15 13 384.6 8.375 7.164 100.80 13 384.6 8.375 7.164 100.80 0 8 000 15 17 618.8 8.118 7.053 100.80 17 618.8 8.118 7.053 100.80 0 10 000 15 22 645.0 8.043 7.076 100.80 22 645.0 8.043 7.076 100.80 0 12 000 30 26 697.2 8.054 7.075 100.80 26 697.2 8.054 7.075 100.80 0 14 000 30 30 963.8 8.640 7.416 100.32 30 963.8 8.640 7.416 100.32 0 16 000 30 36 190.0 8.186 7.104 100.32 36 314.0 8.281 7.211 100.32 0.34
Table 6. The planning scheme of the total traversal algorithm
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传输距离/km 供电电压/kV 跨段距离/km 光纤类型 光纤对数 调制格式 信道数 中继器功率/dBm 6 000 15 118 PSCF110 7 8QAM 80 20 8 000 15 104 PSCF110 7 8QAM 80 19 10 000 15 96 PSCF150 7 8QAM 80 17 12 000 30 97 PSCF150 7 8QAM 80 19 14 000 30 120 PSCF110 11 QPSK 76 19 16 000 30 106 PSCF110 11 QPSK 76 17
Table 7. The planning scheme of cascade genetic-lexicographical algorithm
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传输距离/km 供电电压/kV 跨段距离/km 光纤类型 光纤对数 调制格式 信道数 中继器功率/dBm 6 000 15 118 PSCF110 7 8QAM 80 20 8 000 15 104 PSCF110 7 8QAM 80 19 10 000 15 96 PSCF150 7 8QAM 80 17 12 000 30 97 PSCF150 7 8QAM 80 19 14 000 30 120 PSCF110 11 QPSK 76 19 16 000 30 105 PSCF110 11 QPSK 76 17
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Wenjing GAO, Guanjun GAO. Economic Modeling and Fast Planning Algorithm of Undersea Optical Cable System[J]. Study On Optical Communications, 2024, 50(3): 23007201
Paper Information
Category: Research Articles
Received: May. 3, 2023
Accepted: --
Published Online: Jul. 19, 2024
The Author Email: GAO Guanjun (ggj@bupt.edu.cn)
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