Им. Б. Л. Розинга (филиал) спбгут

(АКТ (ф) СПбГУТ)

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

НА ТЕМУ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ
	ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВОЛОКОННО-
	ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ
	Л201. 21КП01. 005 ПЗ

(Обозначение документа)

 

 

МДК.01.02 Технология монтажа и эксплуатации

цифровых и волоконно-оптических систем передачи

 

 

Студент	М-81		04.04.2021	М.А.Дунаев
	(Группа)	(Подпись)	(Дата)	(И.О. Фамилия)
Преподаватель				И.И.Пахов
		(Подпись)	(Дата)	(И.О. Фамилия)

 

 

Архангельск 2021

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень сокращений и обозначений……………………………………. 3

Введение…………………………………………………………………….  4

1 Выбор трассы прокладки ОК на участке местности Васильевская - Семеновская -Климовская……………………………………………………………………… 8

2 Расчет требуемых эквивалентных ресурсов ВОСП ………………….  11

3 Варианты топологий транспортных сетей ……………………………   18

4 Определение требуемых мультиплексоров SDH и их количества….   20

5 Выбор оптического кабеля …………………………………………….   23

6 Расчет длин регенерационных участков ВОЛП ……………………...  26

7 Выбор конфигурации мультиплексоров SDH ………………………..  34

8 Выбор кабельной продукции, коммутационного, измерительного, сварочного оборудования……………………………………………………….            40

9 Разработка схемы организации связи …………………………………  42

Заключение………………………………………………………………..    43

Список использованных источников……………………………………    45

Приложение А (справочное) Диапазоны длин волн……………………   46

Приложение Б (справочное) Взаимосвязь плат…………………………  47

Приложение В (справочное) Мультиплексоры SDH…………………...  49

Приложение Г (справочное) Оптические кабеля связи………………...   56

Приложение Д (справочное) Кабельная продукция, коммутационное, измерительное, сварочное оборудование………………………………………  68

 

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

В данном курсовом проекте используются следующие сокращения и обозначения:

СЦИ – синхронная цифровая иерархия

ПЦИ – плезиохронная цифровая иерархия

АЦП – аналого-цифровое преобразование

ЦАП – цифро-аналоговое преобразование

ВОСП – волоконно-оптическая система передачи

ЭВОУ – эрбиевый волоконно-оптический усилитель

ВКР – вынужденное комбинационное рассеяние

ОВ – оптическое волокно

ОК – оптический кабель

МСЭТ – международный совет по электросвязи и телекоммуникациям

ПАО – публичное акционерное общество

 WDM – спектральное разделение каналов

 DWDM – плотное спектральное разделение каналов

 CWDM – редкое спектральное разделение каналов

ОЦК – основной цифровой канал

SMF – одномодовое оптическое волокно

MMF – многомодовое оптическое волокно

ВОЛП – волоконно-оптическая линия передачи

α – километрическое затухание

τ – дисперсия

НРП – необслуживаемый регенерационный пункт

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Современные сети связи должны представлять собой единый комплекс технических средств, предназначенный для передачи всех видов сообщений независимо от характера их распределения и объемов. Они должны быть построены на цифровых системах передачи и коммутации, иметь легко управляемую структуру, удобство взаимодействия с сетями связи других операторов. Это возможно реализовать на базе единой отраслевой сети электросвязи, в том числе на базе широкого внедрения современных цифровых коммутационных узлов и за счет строительства волоконно-оптических линий передачи, использования аппаратуры цифровых иерархий SDH и PDH.

В настоящее время первичная сеть ПАО «Ростелеком» протяженностью свыше 200 000 км базируется как на наземных технических средствах, так и спутниковых системах передачи. Протяженность ВОЛП около 25 000 км, за последние несколько лет основные магистрали были оборудованы системами спектрального разделения каналов, что значительно увеличило их пропускную способность.

Цифровые системы связи пришли на смену хорошо послужившим аналоговым сетям, основное применение SDH с момента ее появления – это построение транспортных сетей, предназначенных для передачи цифровых потоков между телефонными узлами коммутации. С развитием компьютерных сетей, интернета, технологий передачи данных, инфраструктуру транспортных сетей по основе SDH все чаще применяют для организации цифровых каналов сетей передачи данных, то есть строят, наложенные сети поверх SDH. Недостатки использования классических SDH для передачи данных стали проявляться при необходимости предоставления широкополосных услуг связи локальным сетям, в частности - небольшой ряд возможных скоростей, который, к тому же, слабо стыкуется со скоростями 10, 100, 1000 Мбит/с сети Ethernet, значительно ограничивает возможности эффективного предоставления услуг. Для преодоления этих ограничений производители SDH оборудования пошли по пути создания систем SDH следующего поколения - NG SDH. Оборудование NG SDH имеет интегрированные интерфейсы передачи данных, в частности - Ethernet, а также использует новые технологии, которые позволяют эффективно выделять требуемую полосу для передачи данных и обеспечивают низкую стоимость внедрения этих технологий.

В оптических кабелях широко применяются одномодовые волокна, которые в настоящее время выпускаются следующих типов:

- одномодовое ступенчатое (SF); данное волокно оптимизировано по хроматической дисперсии для работы во втором окне прозрачности; λ0=1310±10 Нм, но при этом затухание, вносимое волокном, больше примерно в 2 раза, чем в третьем окне прозрачности - (0,2÷04) дБ/км – 3(ОП); (0,4÷0,7) дБ/км – 2(ОП);

- одномодовое волокно со смещѐнной хроматической дисперсией (DSF); λ0=1550±10 Нм; у этого ОВ обеспечивается нулевая величина хроматической дисперсии и минимальная величина вносимого затухания на фиксированной длине волны λ 0 = 1550 ± 10 Нм – 3 ОП; но у этого волокна длина волны

λ 0 = 1550 Нм входит в полосу пропускания эрбиевых волоконнооптических усилителей, которые являются составной частью оборудования спектрального разделения СР (WDM) и при этом эта λ является главным потенциальным источником нелинейных оптических явлений (смешение четырѐх волн, самомодуляция фазы оптической несущей, перекрѐстная модуляция), которые проявляются в виде дополнительного шума и таким образом это волокно не оптимизировано для работы оборудования спектрального разделения каналов (WDM);

- одномодовое волокно с минимальной смещѐнной хроматической дисперсией (NZDSF); λ – смещѐнное волокно; особенность его в том, что λ0 вынесена за пределы полосы пропускания ЭВОУ, это уменьшает нелинейные оптические явлении, и волокно оптимизировано для работ аппаратуры плотного спектрального разделения (DWDM);

- одномодовое ОВ с минимальной смещѐнной выравненной хроматической и поляризационной дисперсиями (True Wave) (SVF-LS – фирмы Corning); оптимизировано для работ аппаратуры СР (DWDM);

- ООВ LEAF – с увеличенной эффективной площадью для светового потока; диаметр светового пятна увеличен с 3 мкм до 4 мкм; главной отличительной чертой этого волокна является большая эффективная площадь для светового потока (диаметр модового пятна возрос на 1мкм);

- ООВ All Wave (всеволновое); в кривой зависимости затухания этого ОВ от длины волны имеются четыре окна прозрачности, которые слились в одно; отсюда – название; по сравнению со стандартным волокном рабочий диапазон длин волн волокна All Wave увеличился на 10 Нм и составляет величину (1530—1575) м, что позволяет организовать 120 и более каналов спектрального разделения (WDM);

- ОВ для компенсации хроматической дисперсии ВКР (DCF); это волокно используется в специальных модулях, предназначенных для компенсации хроматической дисперсии, например, DCM;

- ОВ, легированное эрбием ВЛЭ (EDF) – используется в эрбиевых оптических усилителях типа EDFA;

- ОВ, легированное неодимом ВЛН (NDF) – используется в оптических усилителях типа NDFA, работающих во 2 ОП;

- ОВ, сохраняющее состояние поляризации ВСП (PMF) – используется в датчиках, требующих сохранение состояния поляризации;

- ОВ для ультрафиолетовой обработки спектра, например, волокно, используемое в диапазоне (190÷250) Нм, используемое для различных специальных назначений;

- ОВ с большой площадью сечения [примерно (300÷800)мкм2 ] для создания световых потоков большой яркости и мощности, используемое для измерений и специальных назначений.

Согласно рекомендаций МСЭТ проведено уточнение и изменение числа окон прозрачности от 3 до 6. Данные окон прозрачности приведены в таблице А1 (приложение А).

Потенциальная пропускная способность ОВ G потец. = 25Тбит/с.

Используя спектральное разделение каналов СР (WDM), получена пропускная способность G получ.≥16Тбит/с.

Количество каналов СР при работе по одному ОВ получено в настоящее время несколько сот (1000 - по Э.Л.Портнову при скорости передачи 3,25 Гбит/с).

Для коммерческих целей используется не более 100 спектральных каналов при максимальной скорости в каждом 40 Гбит/с.

Ежегодный прирост спроса на ОВ (ОК) составляет 15%.

РФ занимает 12,5 % суши, а население 2% население земного шара.

Плотность население составляет 8,58 человека на 1 км2.

При 100% замене кабеля на ОК потребуется период до 2065 года. С учетом истечения срока службы ОК этот период продолжится на десятки лет.

По одному ОВ в одном канале достигнута скорость передачи 1Тбит/с.

В данном курсовом проекте будет рассмотрена проблема о целесообразности прокладки проектирования волоконно-оптических систем приема и передачи, на участке местности: Васильевская - Семеновская - Климовская. Исходные данные для проектирования приведены в таблице А.2 приложения А