Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет имени И. Н. Ульянова»

Факультет радиоэлектроники и автоматики

Кафедра ТСТ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

по дисциплине - Оптические направляющие среды и пассивные компоненты ВОЛС

на тему: «Проектирование волоконно-оптической линии передачи»

Выполнил: Яшмолкин С.И.

Руководитель: Васильева Л.А.

Чебоксары 2014

Содержание

1. Возможные схемы организации связи

2. Выбор и обоснование типа волоконно-оптического оборудования

3. Выбор и обоснование типа оптического волокна

4. Расчет длины ЭКУ по затуханию и дисперсии

5. Выбор и обоснование типа оптического кабеля

6. Инструкции по прокладке, монтажу и эксплуатации ВОЛС

Список литературы

Задание

В данной курсовой работе необходимо разработать техническое предложение по проектированию и строительству соединительных линий между оконечными пунктами с использованием волоконно-оптической линии передачи.

Техническое предложение составляется с учетом ограничения - необходимо обеспечить передачу информации между пунктами без использования НРП.

В процессе разработки технических предложений необходимо решить следующие вопросы:

1. Схемы организации связи.

2. Выбор и обоснование типа волоконно-оптического оборудования, исходя из заданного числа каналов и расстояния между УК.

3. Выбор типа ОВ.

4. Провести расчет длины элементарного кабельного участка длянескольких вариантов схемы (не менее 3-х) и выбрать из них наиболее оптимальный по коэффициенту затрат.

5. Выбрать марку оптического кабеля, исходя из условий прокладки и требуемого числа ОВ.

6. Вычертить поперечный разрез выбранной марки ОК.

7. Дать рекомендации по прокладке, монтажу и эксплуатации ВОЛС.

Исходные данные:

волоконный оптический линия передача

(n = 1;m=9)

1. Расстояние между оконечными пунктами: L = 93 км

2. Число цифровых потоков Е1: 4

3. Коэффициент ошибок Кош=10-8…10-12

4. Рассмотреть вариант прокладки кабеля в канализацию (n = 0…3)

1. Возможные схемы организации связи

На внутризоновых (до 120км) и магистральных(макс. 12,5тыс.км) волоконно-оптических линиях передачи как правило применяется однокабельная двухволоконная схема организации связи на одной оптической несущей. Вместе с тем, при необходимости передачи большого объема информации на большие расстояния, когда имеют место ограничения длины ЭКУ по дисперсии, применяют устройства спектрального уплотнения. В этом случае используют двухволоконную схему организации связей на нескольких оптических несущих. Для проектируемой системы передачи с относительно невысоким числом каналов (120 ОЦК) оптимальной является однокабельнаясхема на одной оптической несущей.

Рисунок 1. Схема организации связи с использованием оборудования E2

Рисунок 2. Схема организации связи с использованием оборудования STM-1

2. Выбор и обоснование типа волоконно-оптического оборудования, исходя из заданного числа каналов и расстояния между УК

Выбор оборудования вторичного временного группообразования позволяет удовлетворить требованиям на пропускную способность и при этом является наиболее эффективным решением с точки зрения полноты использования канала группового тракта.

Целесообразно также рассмотреть вариант использования системы передачи синхронной цифровой иерархии первого уровня: это позволило бы придать системе преимущества данной технологии, кроме этого появляется возможность уплотнения в канале большего числа потоков в перспективе.

3. Выбор и обоснование типа оптического волокна (ОВ)

Типичные характеристики стандартных одномодовых ОВ приведены в таблице 1. Тип ОВ выбирается в зависимости от скорости передачи информации, расстояния между оконечными пунктами и населенными пунктами по трассе магистрали, а также принципами построения сети связи, задачи которой решает данная линия передачи. В рассматриваемом случае применимы стандартные ступенчатые одномодовые оптические волокна. При высоких скоростях передачи информации, когда длина ЭКУ ограничена дисперсией, применяют волокна со смещенной дисперсией. Если же при этом используются устройства спектрального уплотнения, то возможно применение волокон со сглаженной дисперсией.

Таблица 1. - Характеристики стандартных одномодовых ОВ

Коэффициент хроматической дисперсии D(л) для ступенчатых волокони волокон со смещенной дисперсией рассчитывается по формуле

,

где входящие в формулу параметры определены в таблице 1.

4. Длина ЭКУ по затуханию и дисперсии

Длина ЭКУ определяется двумя факторами: энергетическим потенциалом СП и дисперсионными искажениями.

С учетом неприменимости НРП расстояние между оконечными узлами ВОЛП должно лежать в пределах.

Формулы для вычисления максимальной и минимальной протяженностей элементарного кабельного участка следующие:

,км,

,км,

где - энергетический потенциал системы;

- потери в разъемном соединении ОВ;

- количество разъемных соединений на ЭКУ;

- потери в неразъемном соединении ОВ;

- эксплуатационный запас (обычно принимается равным 6 дБм);

- строительная длина ОК, км;

- коэффициент затухания оптических волокон, дБ/км;

- допустимые пределы компенсации разброса длин ЭКУ оптическимиаттенюаторами и автоматической регулировкой усиления ПрОМ. Пределырегулировки АРУ определяются конкретным типом аппаратуры. В настоящем проекте эту величину примем равной 20 дБм.

Потери в разъемных соединениях типа FC/PC, SC/PC, применяемых на сегодняшний день на сетях связи не превышают 0,5 дБм. Число разъемных соединений на участке между ретрансляторами обычно равно четырем. Два на ближнем конце (мультиплексор и оптический кросс-коммутатор) и два на дальнем конце (оптический кросс-коммутатор и мультиплексор).

Потери в неразъемном соединении не должны превышать допустимых значений, определяемых нормативно-технической документацией. Согласно норм на параметры ЭКУ ВОЛП для одномодовых волокон затухание на стыке волокон не должно превышать 0,1 дБмдля 100% всех соединений, и 0,05 дБм - для 50% всех соединений.Число неразъемных соединителей .

Другим ограничивающим фактором при определении допустимой длины ЭКУ является дисперсия в ОК. Ограничение возникает из-за уширения (увеличения длительности) импульсов при прохождении по волокну.

- скорость передачи на оптическом стыке, Бит/с;

- среднеквадратическое значение дисперсии оптического волокна, с/км.

Скорость передачи на оптическом стыке определяется из соотношения

, Бит/с,

где

- скорость передачи на электрическом стыке, Бит/с;

, - параметры блочного линейного кода ВОСП mBnB .

Для одномодового волокна

,

где

л - рабочая длина волны, нм;

?л? диапазон длин волн излучения лазера, который можно принять равным 0.2…0.8 нм;

D (л) - коэффициент хроматической дисперсии ОВ, пс/(нм?км).

Далее следуют расчеты элементарных кабельных участков для проектируемой системы.

Для стандартного ЭКУ вторичного уровня плезиохронной системы на длине волны л=1.55 нм:

Дисперсия на ЭКУ L=93км

не превышает максимально допустимой для ВОСП E2.

Для стандартного ЭКУвторичного уровня плезиохронной системы на длине волныл=1.3 нм:

Дл стандартного ЭКУSTM-1 л=1.5 нм:

Очевидно что все рассмотренные системы могут быть применены для организации связи между УК. Однако окончательное решение принимается по результатам анализа на основе коэффициента затрат. Необходимо обеспечить минимальный коэффициент по затратам на 1 канал

где - число систем передачи, требуемых для организации связи;

- число ОВ в кабеле, требуемых для организации связи;

- заданное число каналов. Для E2:

Таблица 2. Результаты расчетовкоэффициента затрат

5. Выбор и обоснование типа оптического кабеля (ОК)

Выбор конструкции оптического кабеля определяется условиями и планируемым способом прокладки. Наиболее распространены кабели модульной конструкции, сердечник которых включает несколько оптических модулей с двумя, четырьмя или большим числом ОВ, скрученных вокруг центрального силового элемента, в качестве которого используется стеклопруток (рисунок 3). Однако в последнее время все более широко используются кабели, сердечник которых представляет из себя один модуль с толстостенной полимерной трубкой (рисунок 4). Допустимое раздавливающее усилие для всех типов ОК составляет 1000 Н/см. Минимально допустимый радиус изгиба не должен превышать 20d, где d-диаметр кабеля. Строительная длина оптических кабелей связи составляет в среднем 4..6 км, но не менее 1км.

Рисунок 3. Сердечник оптического кабеля повивной модульной конструкции

Рисунок 4. Сердечник оптического кабеля модульной конструкции

Обратимся к кабелям российской компании ЗАО «Москабель-Фуджикура»

Таблица 3. Марки кабелей и рекомендуемые условия прокладки

В работе используем оптический кабель ОКСТЦ-10-02-0,22-4-(2,7):

Рисунок 5. Структура кодового обозначения марок кабелей

ОКСТЦ-10-02-0,22-4-(2,7): кабель оптический городской для прокладки в кабельной канализации; одномодульный оптический сердечник трубчатого типа; стальная гофрированная оболочка и наружная ПЭ оболочка, с двумя продольно расположенными в ней стальными проволоками; четыре одномодовых ОВ в ОМ (Рек. G.652); коэффициент затухания 0,22 дБ/км на длине волны 1550 нм; общее количество ОВ в ОК равно 4; длительно допустимое статическое растягивающее усилие 2,7 кН; строительная длина кабелей не менее 4000 м.

Рисунок 5.Поперечный разрез кабеля ОКСТЦ-10-02-0,22-4-(2,7): : 1 -- оптическое волокно; 2 -- гидрофобный компаунд; 3 -- центральная полимерная трубка; 4 -- стальная гофрированная броня; 5 -- стальная проволока; 6 -- наружная полиэтиленовая оболочка

6. Инструкции по прокладке, монтажу и эксплуатации ВОЛС

Началу строительства кабельных линий предшествует проведение ряда подготовительных мероприятий по изучению проектно-сметной документации, трассы линии, особенно на сложных участках и пересечениях. При этом составляется проект производства работ с указанием сроков и последовательности выполнения отдельных видов работ. В подготовительный период уточняются места расположения строительных подразделений, кабельных площадок, производится подготовка автотранспорта и механизмов, инструментов, измерительной аппаратуры и т.п.

Строительство кабельных линий связи осуществляют строительно-монтажные организации, подразделяемые на общестроительные и специализированные. Общестроительные выполняют работы по возведению и реконструкции зданий и сооружений. Работы по строительству и монтажу инженерных сетей и коммуникаций выполняются специализированными организациями отрасли связи, к которым относятся строительно-монтажные управления (СМУ), передвижные механизированные колонны (ПМК) и строительно-монтажные поезда (СМП). В их составе создаются производственные подразделения: строительно-монтажные участки, механизированные колонны и специализированные бригады по устройству переходов, строительству канализации, измерительные и т.д.

Организация строительно-монтажных работ

При строительстве ЛК кабельных линий связи выполняются следующие основные работы:

разбивка и подготовка трассы;

прокладка кабеля;

монтаж кабеля;

устройство переходов через реки и другие препятствия;

сооружение телефонной канализации и прокладка кабеля в канализации;

установка НРП и оборудование вводов в них;

устройство вводов в оконечные и обслуживаемые усилительные пункты;

устройство защиты кабельной линии от внешних электромагнитных полей и коррозии;

проведение испытаний и электроизмерительных работ в процессе строительства и монтажа.

Строительство линейных сооружений связано с необходимостью выполнения больших объёмов земляных работ, т.е. работ, связанных с разработкой и перемещением грунтов. К ним относятся: рытьё траншей и котлованов, их засыпка, планировка поверхности земли, вскрытие и восстановление уличных покровов. Трудоёмкость выполнения земляных работ зависит от группы грунта и возможности применения специальных машин и механизмов.

На загородных участках прокладка кабеля осуществляется кабелеукладчиком, за исключением тех мест, где их применение невозможно.

Проведение работ осуществляется в соответствии с проектом организации строительства (ПО), представляющим неотъемлемую часть технического проекта. В нём отражены краткие положения технической части проекта о системах связи, видах сооружений, типе кабелей, протяжённости трассы, количестве регенерационных пунктов и т.д. ПО содержит метеорологические сведения по трассе, характеристику местности, грунтов, дорог, рек и водоёмов по участкам, данные об объёмах основных работ и способах их производства, глубине прокладки. В ПО имеются ведомости потребного количества механизированных колонн, механизмов и транспортных средств, основных материалов и оборудования.

При составлении ПО необходимо учесть следующие обстоятельства:

строительство должно осуществляться передовыми методами, обеспечивающими наивысшие производительность работ и их качество;

сокращение сроков строительства;

технологическую последовательность выполнения строительно-монтажных работ.

Список использованной литературы

1. Гордиенко В. Н. Оптические телекоммуникационные системы.. -- М.: Радио и связь, 2011.-- 216 с.

2. Техническое предложение по проектированию волоконно-оптической линии передачи.-Методическое пособие к практическим занятиям по курсу «Теория ВОЛП» Самара, 2002.-- 16 с.

Размещено на Allbest.ru