Рисунок 16 - , и линии связи с несколькими оптическими усилителями

Регенератор состоит из оптического демультиплексора, оптического мультиплексора и нескольких регенераторов для каждого канала. В качестве мультиплексора и демультиплексора регенератора используются такие же модули, что и в оконечном оборудовании.

Регенерационный участок линии связи состоит из последовательно установленных оптического мультиплексора, оптических усилителей и оптического демультиплексора. Для представленного на рисунке 15 длина регенерационного участка определяется по следующей формуле:

(6)

Т.к. рассчитанные расстояния между отделениями дороги не превышают полученного значения , то использовать регенераторы нет необходимости.

2.3 Расчет дисперсии оптического волокна на участках инфокоммуникационной оптической сети связи

Дисперсия - это явление уширения импульсов при передаче по оптическому волокну. Она имеет размерность времени и определяется как квадратичная разность длительностей импульсов на выходе и входе кабеля длины L по формуле:

(7)

Обычно дисперсия нормируется в расчете на 1 км, и измеряется в пс/нм·км. В одномодовом волокне на распространение сигнала оказывают влияние как хроматическая, так и поляризационно-модовая дисперсия. Хроматическая дисперсия, в свою очередь, имеет две составляющие: материальную и волноводную. Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления волокна от длины волны. Волноводная дисперсия обусловлена зависимостью коэффициента распространения моды от длины волны. Удельная хроматическая дисперсия вычисляется по формуле:

(8)

где -наклон дисперсионной кривой одномодового волокна с ненулевой смещенной дисперсией пс/(нм²км) (Принимаем равной S₀ = 0,15 пс/(нм²км));

- рабочая длина волны, нм;

- длина волны нулевой дисперсии; для одномодового волокна с ненулевой смещенной дисперсией.

Как видно из формулы, для различных длин волн составного DWDM сигнала будут различными значения удельной хроматической дисперсии. Поэтому будем рассчитывать удельную дисперсию для двух «крайних» длин волн (л₁ = 1548,51 нм и л₄ = 1550,92 нм).

пс/(кмнм);

пс/(кмнм);

Хроматическая дисперсия волокна рассчитывается по формуле:

(9)

где - рассчитанная выше удельная хроматическая дисперсия, ;

- длина волоконно-оптической линии, км.

Как видно из формулы (8) наибольшее значение хроматической дисперсии будет для длины волны л₄ =1550,92 нм. Дальнейший расчет хроматической дисперсии будем производить для длины волны л₄.

Необходимо свести хроматическую дисперсию к минимуму и этим обеспечить необходимый технологический запас на старение волокна.

Наиболее распространены два способа борьбы с дисперсией. Первый из них - это регенерация оптического сигнала, осуществляемая путем преобразования сигнала в электрическую форму, его регенерации и обратного преобразования в оптическую форму. Для группового DWDM сигнала необходимо демультиплексировать сигнал на отдельные каналы и установить на каждый канал отдельный регенератор. После регенерации необходимо снова провести мультиплексирование всех передаваемых длин волн. Очевидно, что использование подобных регенераторов выгодно только в точке приема передаваемого сигнала. Использование таких регенераторов для компенсации дисперсии экономически не выгодно.

Второй способ борьбы с дисперсией не предусматривает преобразования в электрическую форму. Для компенсации дисперсии используются волокна, имеющие отрицательное значение хроматической дисперсии. Модуль удельной дисперсии такого волокна намного больше, чем у стандартного одномодового. Компенсация дисперсии производится путем вставки в кабель модуля с волокном компенсации дисперсии. Модули компенсации дисперсии (DCM) поставляются вместе с оборудованием. Использование такого метода не требует демультиплексирования составного оптического сигнала. Также следует отметить, что данный метод борьбы с дисперсией не накладывает никаких ограничений на скорость и форму передаваемого сигнала.

Для компенсации хроматической дисперсии используют волокно со следующими параметрами:

Длина волокна, необходимая для компенсации хроматической дисперсии всей линии связи определяется по формуле:

(10)

Оптимальным будет установка нескольких модулей компенсации, которые включаются между каскадами оптических усилителей платы оптического интерфейса. Так минимизируется влияние затухания волокна компенсации дисперсии на передаваемый сигнал. Два модуля DCM можно установить на оконечных пунктах волоконно-оптической линии, а остальные - совместно с оптическими усилителями. Хроматическая дисперсия одного такого модуля составляет:

(11)

2.4 Расстановка усилительных и регенерационных пунктов на участках инфокоммуникационной оптической сети связи

Для расстановки усилителей необходимо найти общее количество усилительных участков:

(12)

Для двух направлений передачи сигнала целесообразно устанавливать усилители в одном и том же месте и на одинаковом расстоянии, тем самым обеспечивая одинаковые параметры передаваемых сигналов.

Т.к. принято решение ставить модули компенсации на каждом усилителе, то длина такого модуля будет определяться по следующей формуле:

(13)

где - длина волокна, необходимая для компенсации хроматической дисперсии всей линии связи, км;

- количество усилителей на линии передачи, шт.

Результаты расчетов количества усилительных и регенерационных участков, а также значений хроматической дисперсии и длины компенсационного волокна для всех участков сведем в общую таблицу, характеризующую первичную сеть железной дороги в целом (таблица 9). В таблице представлены характеристики участков при следующих условиях:

- длина усилительного участка - 39,76 км;

- длина регенерационного участка - 278,32 км;

- на дорожном уровне сети используются мультиплексоры Siemens SURPASS hit 7070 и Siemens SURPASS hit 7550 с передачей сигналов по одномодовым волокнам c не нулевой смещенной дисперсией;

- на отделенческом уровне сети используются мультиплексоры Siemens SMA 4/1 и Siemens SMA 16/4с передачей сигналов по стандартным одномодовым волокнам на длине волны 1550 нм.

Зависимость затухания оптического сигнала и его дисперсии от расстояния и мест расположения аппаратуры, согласно структурной схемы участков волоконно-оптической линии связи, изображены на рисунках 18 - 24. На схемах показаны участки дорожной сети между отделенческими узлами с расстановкой усилителей.

Таблица 9 - Характеристика участков первичной сети железной дороги

Усилители и оконечная аппаратура с установленными модулями компенсации дисперсии обозначены на рисунке знаком «ф». На рисунках приведены зависимости только для прямого направления передачи. Для обратного направления эти графики будут идентичны.

Рисунок 17 - Структурная схема участка ОУ3-ст.5

Рисунок 18 - Структурная схема участка ОУ3-ОУ2

Рисунок 19 - Структурная схема участка ДУ-ст.10

Рисунок 20 - Структурная схема участка ДУ-ОУ2

Рисунок 21 - Структурная схема участка ОУ5-ст.11

Рисунок 22 - Структурная схема участка ОУ4-ст.10

Рисунок 23 - Структурная схема участка ОУ5-ст.10

Рисунок 24 - Структурная схема участка ОУ6-ст.11

Рисунок 25 - Структурная схема участка ДУ-ст.11

Рисунок 26- Структурная схема участка ОУ4-ст.5

Рисунок 27- Структурная схема участка ст.5-ст.10

3. Экономический раздел

Ведомость объема работы включает в себя комплекс работ по установке, монтажу, регулировке и настройке проектируемого оборудования, комплекс работ по строительству кабельной линии, прокладке, подвеске, монтажу и измерениям на кабельной линии связи, а также стоимость этих работ. Примерный вид ведомости объема работы приведен в таблице 10.

Таблица 10 - Ведомость объема работы

3.2 Ведомость материалов и оборудования для создания инфокоммуникационной оптической сети связи

Произведем расчет необходимого оборудования и материалов для создания инфокоммуникационной сети железной дороги. Результаты этих расчетов представлены в таблице 11.

Таблица 11 - Ведомости необходимых материалов и оборудования для создания инфокоммуникационной сети связи железной дороги

4. Техника безопасности и охрана труда при строительстве инфокоммуникационной оптической сети связи

Работники, осуществляющие пуско-наладочные работы и техническую эксплуатацию станционного оборудования ВОЛП, должны:

- знать конструктивные особенности оборудования, чтобы исключить непреднамеренный доступ к зонам с опасным уровнем оптического излучения;

- соблюдать требования безопасности, исключающие возможность воздействия опасного излучения, с учетом класса лазерного изделия (лазера) по степени опасности генерируемого лазерного излучения и уровня опасности ВОЛП, указанном на предупреждающих надписях на оборудовании;

- знать величины мощности оптического излучения, передающегося по ОВ во всех местах возможного доступа к этому излучению и максимально возможную погрешность измерений, продолжительность срабатывания систем автоматического снижения мощности излучения;

- устанавливать в местах возможного доступа к оптическому излучению сигнальные знаки (таблички), предупреждающие об опасности;

- знать условия, при которых может произойти отключение системы автоматического снижения мощности, соблюдать требования безопасности при отключении этой системы;

- знать операции, которые необходимо выполнить для восстановления системы;

- обладать знаниями и умениями, необходимыми для предотвращения несанкционированного доступа к месту с опасным уровнем излучения;

- знать классификацию лазерных изделий (лазеров) по степени опасности генерируемого излучения и уровней опасности волоконно-оптической системы передачи.

При строительстве и ремонте, техническом обслуживании ВОЛС работники монтажных и эксплуатационных организаций должны:

- выполнять требования запрещающих, предупреждающих, указательных, и предписывающих знаков, надписей, звуковых и световых сигналов, подаваемых машинистами, составителями поездов, водителями транспортных средств;

- проходить по территории железнодорожных станций и перегонам в соответствии с установленными маршрутами передвижения, пользуясь пешеходными дорожками, проходами и переходами.

Работники дистанций сигнализации и связи, выполняющие монтаж и техническую эксплуатацию линейно-кабельных сооружений и станционного оборудования ВОЛП, должны знать:

- действие на человека опасных и вредных производственных факторов, возникающих во время работы;

- требования электробезопасности, пожарной безопасности и производственной санитарии;

- правила нахождения на железнодорожных путях; видимые и звуковые сигналы, обеспечивающие безопасность движения, знаки безопасности и порядок ограждения подвижного состава, безопасные приемы в выполнения работ и использования оборудования и приборов;

- места расположения аптечек первой помощи.

Кроме приведенных общих требований охраны труда при монтаже и технической эксплуатации ВОЛП на железных дорогах разработаны также отдельные инструкции, устанавливающие основные требования безопасности для электромехаников связи, электромонтеров контактной сети и других специалистов, выполняющих работы по монтажу ОВ, ВОК, ВОЛС, ВОЛП и др.

Заключение

В ходе выполнения данного курсового проекта была спроектирована инфокоммуникационная оптическая сеть связи Октябрьской железной дороги с применением современных технологий - оптического волокна и системы передачи синхронной иерархии SDH и WDM/DWDM.

Также были осуществлены выбор необходимого уровня иерархии системы передачи, выбор типа оптического кабеля, расчет длин усилительных, регенерационных участков и расчет величины хроматической и поляризационно-модовой дисперсии. В разделе охраны труда описаны способы строительства кабельной линии передачи. Был разработан структурная схема инфокоммуникационной оптической сети связи на Октябрьской железной дороге.

Рассмотрены основные принципы построения ведомостей объема работы, материалов и оборудования.

Таким образом, в результате выполнения данного курсового проекта получены необходимые навыки проектирования ВОЛС с применением современных систем передачи.

Список использованных источников

1. Виноградов В.В. Волоконно-оптические линии связи /В.В. Виноградов, В.К. Котов, В.Н. Нуприк //Учебное пособие для техникумов и колледжей ж.-д. трансп. - М.: ИПК «Желдориздат», 2002. - 278с.

2. Кириллов В.И. Многоканальные системы передачи /В.И. Кириллов //Учебник для ВУЗов - М.: Новое знание, 2002. - 751с.

3. Ракк М.А. Измерения в технике связи /М.А. Ракк //Учебник. - М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008. - 312с

4. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи /Р. Фриман //Пер. с англ. Изд. 4, доп. (Мир связи) - М.: Техносфера, 2007. - 512с.

5. Гордиенко В.Н. Многоканальные телекоммуникационные системы /В.Н. Гордиенко, М.С. Тверецкий //Учебник для вузов. - М.: Горячая линия-Телеком, 2007. - 416с

6. Ресурсы сети INTERNET.

Размещено на Allbest.ru