Разработка подводной волоконно-оптической региональной системы передачи
Необходимость организации подводной волоконно-оптической системы передачи на Дальнем Востоке. Анализ основных видов связи, позволяющих осуществлять кабельную и беспроводную коммуникацию в водной среде. Особенность работы береговой терминальной станции.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.10.2017 |
| Размер файла | 1,8 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Каждый лазерный передатчик в системе WDM выдает сигнал на одной из заданных частот. Все эти сигналы необходимо объединить друг с другом в единый составной сигнал. Устройство, которое выполняет эту функцию, называется оптическим мультиплексором MUX. Аналогичное устройство на другом конце линии связи разделяет составной сигнал на отдельные каналы и называется оптическим демультиплексором DEMUX. (Рис.23)
Рис. 23. Оптический мультиплексор и демультиплексор
В современных системах уплотнения, функции мультиплексирования и демультиплексирования выполняет одно устройство -- мультиплексор/демультиплексор (MUX/DEMUX).
Оптические усилители на волокне, легированном эрбием EDFA за последние несколько лет произвели революцию в телекоммуникационной промышленности. Усилители EDFA обеспечивают непосредственное усиление оптических сигналов, без их преобразования в электрические сигналы и обратно, обладают низким уровнем шумов, а их рабочий диапазон длин волн практически точно соответствует окну прозрачности кварцевого оптического волокна.
Усилитель EDFA состоит из двух активных элементов: активного волокна, легированного Ег3+ и подходящей накачки.
В зависимости от типа, EDFA может обеспечить выходную мощность от +16 до +26 дБм.
Существует несколько видов усилителей, применение которых определяется конкретной задачей:
* Входные оптические усилители мощности (бустеры) -- устанавливаются в начале трассы
* Оптические предусилители -- устанавливаются в конце трассы перед оптическими приемниками
* Линейные оптические усилители -- устанавливаются на промежуточных узлах усиления для поддержания необходимой оптической мощности
Оптические усилители широко применяются на протяженных линиях передачи данных с системами спектрального уплотнения DWDM.
Компенсатор хроматической дисперсии предназначен для исправления формы оптических сигналов, передаваемых в оптическом волокне, которые, в свою очередь, искажаются под влиянием хроматической дисперсии.
Хроматическая дисперсия -- физическое явление в оптическом волокне, заключающееся в том, что световые сигналы с разными длинами волн проходят одно и то же расстояние за разный промежуток времени и в результате чего происходит уширение передаваемого оптического импульса. Таким образом, хроматическая дисперсия является одним из основных факторов, ограничивающим протяженность ретрансляционного участка трассы. Стандартное волокно имеет значение хроматической дисперсии около 17 пс/нм.
3.2 Типы оптических волокон
Волокна делятся на два основных типа: многомодовые и одномодовые. Для всех типов волокон, применяемых в линиях связи, диаметр кварцевой оболочки имеет стандартный размер 125+1 мкм. Номинальный диаметр сердцевины у многомодовых волокон 50 или 62.5 мкм.
Все типы волокон, применяемые в линиях связи, по своим геометрическим параметрам настолько близки друг к другу, что при внешнем осмотре, если нет специальной маркировки, определить какой это тип волокна, практически невозможно. Многомодовые волокна применяются в локальных вычислительных сетях и частично в транспортных сетях на уровне доступа. Одномодовые волокна применяются в транспортных сетях всех трех уровней: магистральном, уровне распределения и уровне доступа.
Основные типы одномодовых волокон, применяемых в линиях связи, нормируются международными стандартами ITU-T Rec. G. 652...G. 655:
* G.652: волокна с несмещенной дисперсией (SM волокна) с длиной волны нулевой дисперсии и длиной волны отсечки в районе 1310 нм.
* G.653: волокна со смещенной дисперсией (DS волокна) с длиной волны нулевой дисперсии в районе 1550 нм и длиной волны отсечки в районе 1310 нм.
* G.654: волокна с несмещенной дисперсией (SM волокна) с длиной волны нулевой дисперсии в районе 1310 нм и длиной волны отсечки в районе 1550 нм.
* G.655: волокна со смещенной ненулевой дисперсией (NZDS волокна), обладающие малой дисперсией (0.1...6 пс/нмЧкм) в диапазоне длин волн 1530. ..1565 нм.
* G.656: волокна с ненулевой дисперсией для систем грубого уплотнения по длинам волн (CWDM - Coarse Wavelength Division Multiplexing).
Оптическое волокно типа NZDS
Одномодовое волокно с ненулевой смещенной дисперсией NZDS оптимизировано для передачи не одной длины волны, а сразу нескольких длин волн. Волокно защищено двойным акрилатным покрытием СРС, обеспечивающим высокую надежность и работоспособность. Наружный диаметр покрытия равен 245 мкм.
Волокно с ненулевой смещенной дисперсией предназначено для применения в магистральных волоконно-оптических линиях и глобальных сетях связи, использующих DWDM-технологии. В этом волокне поддерживается ограниченный коэффициент хроматической дисперсии во всем оптическом диапазоне, используемом в волновом мультиплексировании (WDM). Волокна NZDS оптимизированы для использования в диапазоне волн от 1530 нм до 1565 нм.
Рекомендации разделяют волокна на три подкатегории - А, В, С, которые различаются по значениям коэффициента поляризационной модовой дисперсии, хроматической дисперсии и рабочему диапазону.
Оптические волокна категории G.655.А обладают параметрами, обеспечивающими их применение в одноканальных и многоканальных системах с оптическими усилителями (Рекомендации G.691, G.692, G.693) и в оптических транспортных сетях (Рекомендация G.959.1). Рабочие длины волн и дисперсия в волокне данной подкатегории ограничивают мощность входного сигнала и их применение в многоканальных системах.
Оптические волокна категории G.655.B аналогичны G.655.А. Но в зависимости от рабочей длины волны и дисперсионных характеристик мощность входного сигнала может быть выше, чем для G.655.А. Требования в части поляризационной модовой дисперсии обеспечивают функционирование систем уровня STM-64 на расстоянии до 400 км.
Категория волокон G.655.C подобна G.655.B, однако более строгие требования в части поляризационной модовой дисперсии позволяют использовать на данных оптических волокнах системы уровня STM-256 (Рекомендация G.959.1) или же увеличивать дальность передачи систем STM-64.
Из вышесказанного можно сделать вывод, что в исследуемой системе связи будет использоваться оптическое волокно с ненулевой смещенной дисперсией категории G.655.C
Заключение
Интернет проник в жизнь в 21-м веке настолько, что играет ключевую роль в работе многих системообразующих институтов -- от систем национальной безопасности до глобальной экономической системы. Экономикам многих стран будет нанесен колоссальный ущерб, если подводная сеть выйдет из строя. Коммерческая зависимость от Интернета росла в последнее десятилетие и продолжает расти. Сотни триллионов долларов зарабатываются ежегодно за счет наличия Интернет-сети.
Эффект, который оказывает Интернет-сеть на рост национальных экономик колоссален и является очень важным, особенно в странах с низким и средним уровнем дохода.
Так, например, Восточная Африка была последним крупным регионом земного шара, получившим высокосортное широкополосное Интернет подключение -- подводная кабельная система Seacom была введена в эксплуатацию в 2009-м году. С момента установки волоконно-оптической кабельной системы пропускная способность региона возросла на 10 000 процентов. Кения начала предоставление мобильного доступа в Интернет и позволила людям по всей стране начать переводить деньги через свои мобильные телефоны, доказывая ценность Интернета миллионам граждан, не имеющим банковских счетов. Дистанционное обучение стало возможным для людей проживающих в отдаленных населенных пунктах.
В настоящее время существует 277 подводных волоконно-оптических кабелей в мире. Эти кабели доставляют 99% всего телекоммуникационного трафика, а их протяженность составляет 986 543 км. Ежедневно по ним передается объем данных, эквивалентный нескольким сотням библиотек Конгресса США, только компания Google, владеющая 12 Дата Центрами по всему миру, обрабатывает свыше 20 млрд. запросов в день. И запросов с каждым днем все больше.
Становится очевидным, что сети развиваются стремительно, скорости подключений и связность улучшаются ежегодно. Популярные ресурсы ведут постоянную борьбу за аудиторию или же просто стремятся достичь минимальной задержки для своих клиентов, в том числе прокладывая собственные подводные магистрали с целью уменьшения пинга и прямой доставки трафика.
Несмотря на то, что количество устройств, подключенных к сети Интернет, превышает население планеты, доступ в Интернет до сих пор имеет около 40% населения.
Совершенствование Интернета с целью обеспечения подключения удаленных районов, куда труднее протянуть наземные оптоволоконные линии, необходимо не только странам с низким уровнем дохода, но и целым континентам.
Несмотря на высокую стоимость подводной связи, это направление очень активно развивается в России. Так, Дальний Восток скоро получит высокоскоростной Интернет благодаря ВОЛС «Сахалин-Магадан-Камчатка». До этого регион использовал медленную, ненадежную и дорогую спутниковую связь. Жители Дальнего Востока получат не только высокоскоростной дешевый Интернет, но также и дешевые цифровое телевидение и телефонию.
Учитывая стоимость проведения подводных ВОЛС, а также уровень их востребованности в наше время, данное направление деятельности является чрезвычайно перспективным и многообещающим.
Список литературы
1. Авдулов А.Н. Классификация информационных технологий/А.Н. Авдулов, А.М. Кулькин//Вестник Российского фонда фундаментальных исследований.- 2009. -№ 1.- С. 36-45.
2. Авдулов А.Н. Современные информационные технологии и общество/ Авт.-сост. А.Н. Авдулов //Реф. сб. Центр. науч.-информ. исслед. по науке, образованию и технологиям Сер. Информация, наука, общество.- Москва, 2008. - С. 10-17
3. Бум инвестиций в строительство подводных кабельных систем//Век качества.- 2010. -№ 6.- С. 42-44.
4. Герасименко А.П. Развитие и рост влияния глобальной информационной сети на общество Юга Дальнего Востока//Россия и АТР. -2010.- № 1. -С. 160-174.
5. Денисов С.Л. Общее рассмотрение подводных оптоволоконных линий связи /С.Л. Денисов, И.Э. Самарцев//Спецвыпуск Т-Comm.-2009.-№6.-С. 170-174
6. Денисов С.Л. Подводные оптоволоконные системы: Литературный обзор. Укладка кабелей, конструкция и свойства кабелей, энергоснабжения линии, подводные оптические усилители/С.Л. Денисов.- НТО «ИРЭ-Полюс».-34 с.
7. Коновалов Р.А. Использование DWDM-технологии при проектировании и стороительстве волоконно-оптических линий передачи данных/Р.А. Коновалов//Новые технологии - нефтегазовому региону. Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 50-летию ТИИ-ТюмГНГУ.- Тюмень, 2013. -С. 301-304.
8. Попов С. Горизонты волоконной оптики - взгляд CORNING/С. Попов//Первая миля. - 2015.- № 1 (46). -С. 26-29.
9. Татарских Б.Я. Информационное пространство как фактор экономического развития/Б.Я. Татарских, С.Н. Ашмарина//Вестник ОГУ. Экономическая теория.-2014.-№8.-С. 34-44
10. Шапошник С.Б. Компьютерные сети в Российской науке: формирование и использование/ С.Б. Шапошник , С.А. Евдокимов, Е.А. Мартынова и др.//Отчет о НИР № 97-07-89026 (Российский фонд фундаментальных исследований)
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Развитие подводных волоконно-оптических систем связи, их классификация и виды. Российские системы, необходимость организации на Дальнем Востоке. Планирование, проработка и прокладка, энергетическое оборудование и усилители, пропускная способность.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 21.06.2015Принцип построения волоконно-оптической линии. Оценка физических параметров, дисперсии и потерь в оптическом волокне. Выбор кабеля, системы передачи. Расчет длины участка регенерации, разработка схемы. Анализ помехозащищенности системы передачи.
курсовая работа [503,0 K], добавлен 01.10.2012Измерительные приборы в волоконно-оптической линии связи, выбор оборудования для их монтажа. Схема организации связи и характеристика промежуточных и конечных пунктов, трасса кабельной линии передачи. Характеристика волоконно-оптической системы передачи.
дипломная работа [6,6 M], добавлен 20.06.2016Общая характеристика волоконно-оптической связи, ее свойства и области применения. Проектирование кабельной волоконно-оптической линии передач (ВОЛП) способом подвески на опорах высоковольтной линии передачи. Организация управления данной сетью связи.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 23.01.2011Выбор трассы на участке линии. Расчет эквивалентных ресурсов волоконно-оптической системы передачи. Определение видов мультиплексоров SDH и их количества. Выбор кабельной продукции, конфигурации мультиплексоров. Разработка схемы организации связи.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 09.11.2014Выбор трассы прокладки кабеля. Расчет эквивалентных ресурсов волоконно-оптической линии передачи. Топология транспортной сети. Виды, количество и конфигурация мультиплексоров. Подбор аппаратуры и кабельной продукции. Разработка схемы организации связи.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 17.08.2013Обоснование трассы волоконно-оптической линии передач. Расчет необходимого числа каналов, связывающих конечные пункты; параметров оптического кабеля (затухания, дисперсии), длины участка регенерации ВОЛП. Выбор системы передачи. Схема организации связи.
курсовая работа [4,3 M], добавлен 15.11.2013Расчет числа каналов на магистрали. Выбор системы передачи, оптического кабеля и оборудования SDH. Характеристика трассы, вычисление длины регенерационного участка. Составление сметы затрат. Определение надежности волоконно-оптической линии передачи.
курсовая работа [877,2 K], добавлен 21.12.2013Каналообразование волоконно-оптической системы связи по технологии Synhronical digital hierarchy. Показатели надежности функционирования каналов связи и оборудования линейного тракта. Среднее время наработки на отказ элементов оборудования ИКМ-1920.
контрольная работа [42,1 K], добавлен 05.05.2014Совершенствование телекоммуникационных и информационных технологий. Алгоритм проектирования ВОЛП (волоконно-оптической линии передачи). Требования к технической документации по организации связи на проектируемом направлении. Состав рабочего проекта.
контрольная работа [26,9 K], добавлен 12.08.2013Исследование бюджета мощности волоконно-оптической линии передачи, работающей по одномодовому ступенчатому оптическому волокну на одной оптической несущей, без чирпа, на регенерационном участке без линейных оптических усилителей и компенсаторов дисперсии.
курсовая работа [654,7 K], добавлен 24.10.2012Общая характеристика оптоволоконных систем связи. Измерение уровней оптической мощности и затухания. Системы автоматического мониторинга. Оборудование кабельного линейного тракта. Модернизация волоконно-оптической сети. Схема оборудования электросвязи.
дипломная работа [3,8 M], добавлен 23.12.2011Характеристика действующей волоконно-оптической линии связи в Павлодарской области, распложенной вдоль реки Иртыш. Анализ отрасли телекоммуникации в Республике Казахстан. Организация защищенного транспортного кольца волоконно-оптической линии связи.
отчет по практике [25,7 K], добавлен 15.04.2015Определение числа каналов передачи. Характеристика трассы волоконно–оптической линии передачи. Расчет числовой апертуры, нормированной частоты и числа модулей, затухания оптического волокна, дисперсии широкополосности, длины регенирационного участка.
курсовая работа [469,4 K], добавлен 02.03.2016Разработка структурной схемы волоконно-оптической системы передачи. Определение длины усилительного участка, а также допустимой дисперсии регенерационного участка. Оценка вероятности ошибки в магистрали. Диаграмма уровней на усилительном участке.
курсовая работа [175,4 K], добавлен 14.03.2014Волоконно-оптическая линия связи как вид системы передачи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, знакомство с особенностями проектирования. Анализ этапов расчета параметров кабеля и длины регенерационного участка.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 28.04.2015Расчет числа каналов между городами, параметров оптического кабеля, длины участка регенерации. Выбор системы передачи и кабеля. Выбор и характеристика трассы волоконно-оптической линии передачи (ВОЛП). Смета проекта ВОЛП. Расчет надежности ВОЛП.
курсовая работа [221,0 K], добавлен 19.05.2013Разработка схемы организации инфокоммуникационной сети связи железной дороги. Расчет параметров волоконно-оптических линий связи. Выбор типа волоконно-оптического кабеля и аппаратуры. Мероприятия по повышению надежности функционирования линий передачи.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 28.05.2012Совершенствование сети связи на основе передовых технологий SDH с применением новых волоконно-оптических кабелей в качестве среды передачи. Реконструкция волоконно-оптической системы передачи на участке местного кольца правого берега г. Новосибирска.
дипломная работа [5,8 M], добавлен 24.09.2012Геолого-климатический анализ местности. Разработка волоконно-оптической линии связи между двумя городами – Новосибирском и Кемерово. Сметы на строительство линейных сооружений. Схема размещения регенерационных пунктов по трассе оптического кабеля.
курсовая работа [388,3 K], добавлен 15.11.2013
