Выбор трассы волоконно-оптической линии передач

Содержание

Введение

1. Выбор трассы волоконно-оптической линии передач

2. Расчет необходимого числа каналов

3. Выбор системы передачи

4. Расчёт параметров оптического волокна и параметров передачи оптического кабеля

4.1 Расчет относительной разности показателей преломления

4.2 Расчет числовой апертуры и апертурного угла

4.3 Расчет нормированной частоты

4.4 Расчет числа распространяющихся мод

4.5 Расчет диаметра модового поля

4.6 Расчет длины волны отсечки (критической длины волны) и критической частоты

4.7 Расчет коэффициента затухания

4.8 Расчет дисперсии

5. Выбор типа оптического кабеля

6. Расчет длины регенерационного участка

7. Разработка схемы организации связи

8. Составление сметы затрат на строительство волп

10. Расчет параметров надежности ВОЛП

Введение

 

Научно-технический прогресс во многом определяется скоростью передачи информации и ее объемом. Возможность резкого увеличения объемов передаваемой информации наиболее полно реализуется в результате применения волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), которые по сравнению с такими широко распространенными средствами, как спутниковая связь и радиорелейные линии, имеют значительно более широкую полосу пропускания.

В мире достигнут огромный прогресс в развитии ВОЛС. В настоящее время волоконно-оптические кабели и системы передачи для них выпускаются многими странами мира. В связи с появлением систем передачи синхронно-цифровой иерархии получают широкое применение современные отечественные волоконно-оптические кабели и волоконно-оптические системы передачи (ВОСП).

Применение оптических кабелей целесообразно и экономически эффективно на всех участках взаимоувязанной сети связи РФ. Это не только значительно повышает технико-экономические показатели систем передачи, но и обеспечивает возможность поэтапного перехода к цифровым сетям интегрального обслуживания.

В нашей стране широко используются ВОЛС на межстанционных соединительных линиях ГТС, магистральных и внутризоновых линиях, на локальных компьютерных сетях и сетях кабельного телевидения.

Основной задачей технической эксплуатации ВОЛС является обеспечение качественной и бесперебойной их работы. Бесперебойная работа ВОЛС достигается постоянным техническим надзором за их состоянием, систематическим выполнением профилактических мероприятий по предупреждению повреждений и аварий, своевременным устранением возникающих неисправностей и проведением необходимых дополнительных работ.

Содержание курсового проекта, представляет собой разработку и проектирование кабельной магистрали для организации многоканальной связи различного назначения на участке г. Биробиджан - УАК10.

Курсовой проект содержит следующие этапы проектирования кабельной магистрали:

1 выбор трассы;

2 конструктивный расчет кабеля;

3 расчет параметров передачи;

4 расчет защиты от влияний;

5 расчет объема строительных работ.

Выбор системы передачи

 

Ёмкость кабеля и система передачи выбираются исходя из необходимого числа телефонных каналов.

Тип кабеля и система передачи выбираются так, чтобы при соблюдении необходимых качественных показателей проектируемая линия была наиболее экономичной как по капитальным затратам, так и по эксплуатационным расходам.

Система связи по оптическому кабелю предусматривает передачу информации по одному оптическому волокну, а приём по другому, что эквивалентно четырёхпроводной однокабельной схеме организации связи. В обоих направлениях сигналы передаются на одной и той же длине волны.

В волоконно-оптических системах передачи (ВОСП) применяется, как правило, цифровая импульсная передача. Это обусловлено тем, что аналоговая передача требует высокой степени линейности промежуточных усилителей, которую трудно обеспечить в оптических системах. Используя модуляцию интенсивности излучения света проще использовать цифровые системы передачи (ЦСП).

В курсовом проекте необходимо выбрать ВОСП и ёмкость оптического кабеля (ОК) исходя из рассчитанного числа каналов, которое следует пересчитать в первичные цифровые потоки (ПЦП) по формуле:

 

,

 

где  - число ПЦП.

 

.

 

По рассчитанному количеству ПЦП выбирается оптический стык, при этом оптический стык STM-1 обеспечивает передачу 63 ПЦП, STM-4 - 252 ПЦП, STM-16 - 1008 ПЦП. Следовательно для обеспечения передачи рассчитанного числа ПЦП необходимо использовать систему передачи STM-4.

Количество оптических волокон (ОВ) с учётом перспективы развития следует проектировать в количестве не менее 24.

 

Расчет дисперсии

 

Дисперсия - рассеивания во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. Дисперсионные искажения имеют характер фазовых искажений. При работе цифровой системы передачи они выражаются в уширении передаваемых импульсов, и, как следствие, в ограничении пропускной способности оптического кабеля.

Причинами дисперсии являются:

существование большого числа мод;

некогерентность источников излучения;

Дисперсия, возникающая вследствие существования большого количества мод, называется модовой . Дисперсия, обусловленная некогерентностью источника излучения, называется хроматической дисперсией -  и состоит из двух составляющих - материальной  и волноводной  дисперсии. Материальная дисперсия связана с зависимостью показателя преломления от длины волны , а волноводная обусловлена зависимостью коэффициента распространения от длины волны .

Уширение импульсов на расстоянии 1 км в результате дисперсии рассчитывается по формуле:

 

с/км.

 

Так как мы рассматриваем одномодовое волокно, то:

 

с/км.

 

Материальная дисперсия обусловлена тем, что показатель преломления сердцевины изменяется с длиной волны.

 

, пс/км.

 

Волноводная дисперсия обусловлена процессами внутри моды.

 

, пс/км.

 

В этих 2х формулах:

 - ширина спектра источника излучения, нм;

=0,1 - 0,5 нм.

 - удельная дисперсия материала, ;

 - волноводная дисперсия, .

 и  определяются графически по рисунку 4.1.

 = - 20, ,

 = 12, .

Таким образом, значение  определиться как:

 

 

 

Рисунок 4.1 - Удельное значение дисперсии при различных видах волн

Содержание

Введение

1. Выбор трассы волоконно-оптической линии передач

2. Расчет необходимого числа каналов

3. Выбор системы передачи

4. Расчёт параметров оптического волокна и параметров передачи оптического кабеля

4.1 Расчет относительной разности показателей преломления

4.2 Расчет числовой апертуры и апертурного угла

4.3 Расчет нормированной частоты

4.4 Расчет числа распространяющихся мод

4.5 Расчет диаметра модового поля

4.6 Расчет длины волны отсечки (критической длины волны) и критической частоты

4.7 Расчет коэффициента затухания

4.8 Расчет дисперсии

5. Выбор типа оптического кабеля

6. Расчет длины регенерационного участка

7. Разработка схемы организации связи

8. Составление сметы затрат на строительство волп

10. Расчет параметров надежности ВОЛП

Введение

 

Научно-технический прогресс во многом определяется скоростью передачи информации и ее объемом. Возможность резкого увеличения объемов передаваемой информации наиболее полно реализуется в результате применения волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), которые по сравнению с такими широко распространенными средствами, как спутниковая связь и радиорелейные линии, имеют значительно более широкую полосу пропускания.

В мире достигнут огромный прогресс в развитии ВОЛС. В настоящее время волоконно-оптические кабели и системы передачи для них выпускаются многими странами мира. В связи с появлением систем передачи синхронно-цифровой иерархии получают широкое применение современные отечественные волоконно-оптические кабели и волоконно-оптические системы передачи (ВОСП).

Применение оптических кабелей целесообразно и экономически эффективно на всех участках взаимоувязанной сети связи РФ. Это не только значительно повышает технико-экономические показатели систем передачи, но и обеспечивает возможность поэтапного перехода к цифровым сетям интегрального обслуживания.

В нашей стране широко используются ВОЛС на межстанционных соединительных линиях ГТС, магистральных и внутризоновых линиях, на локальных компьютерных сетях и сетях кабельного телевидения.

Основной задачей технической эксплуатации ВОЛС является обеспечение качественной и бесперебойной их работы. Бесперебойная работа ВОЛС достигается постоянным техническим надзором за их состоянием, систематическим выполнением профилактических мероприятий по предупреждению повреждений и аварий, своевременным устранением возникающих неисправностей и проведением необходимых дополнительных работ.

Содержание курсового проекта, представляет собой разработку и проектирование кабельной магистрали для организации многоканальной связи различного назначения на участке г. Биробиджан - УАК10.

Курсовой проект содержит следующие этапы проектирования кабельной магистрали:

1 выбор трассы;

2 конструктивный расчет кабеля;

3 расчет параметров передачи;

4 расчет защиты от влияний;

5 расчет объема строительных работ.

Выбор трассы волоконно-оптической линии передач

 

При выборе оптимального варианта трассы прокладки волоконно-оптического кабеля (ВОК) необходимо исходить из того, что линейные сооружения являются наиболее дорогой и сложной частью сети связи, поэтому при проектировании особое внимание должно быть обращено на уменьшение удельного веса расходов по строительству и эксплуатации линии связи, эффективную и надежную ее работу.

В данной курсовой работе предлагается спроектировать прокладку оптического кабеля между г. Биробиджан и УАК10 (карта трассы показана на рисунке 1.1). Между пунктами есть как автомобильная, так и железная дороги. Таким образом оптимальным будет рассмотреть варианты с прокладкой кабеля вдоль этих дорог, так как одно из необходимых условий прокладки кабеля - возможность беспрепятственного доступа к нему на всем его протяжении. К тому же по ходу кабеля придется устанавливать необслуживаемые регенерационные пункты (НРП), для которых потребуется электропитание, поэтому желательно их устанавливать в городах, а железная и автомобильная дорога достаточно часто проходят через города.

В таблице 1.1 приведено сравнение вариантов прокладки кабеля вдоль автомобильной и железной дорог.

 

Таблица 1.1 - Характеристика вариантов трассы

 

При прокладке кабеля вдоль железной дороги можно избежать трудоемкого прокладывания кабеля в грунте, плюс, так как кабель будет находиться не в грунте, то в случае его повреждения проще всего будет найти место повреждения и, следовательно, быстрее его отремонтировать.

Таким образом, будет осуществлена подвеска кабеля вдоль электрифицированной железной дороги.

кабельная магистраль волоконная оптическая