Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА И СВЯЗИ УКРАИНЫ

ОДЕССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ им. А.С. ПОПОВА

кафедра волоконно-оптических линий связи

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу «Линии передачи»

на тему:

«ПРОЕКТ ГОРОДСКОЙ ТЕЛЕФОННОЙ СЕТИ МИКРОРАЙОНА ГОРОДА»

Одесса 2009

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИММЕТРИЧНОГО КАБЕЛЯ

1.1 Расчет элементов конструкции кабеля

1.2 Расчет параметров передачи

1.2.1 Расчет первичных параметров передачи

1.2.2 Расчет вторичных параметров передачи

1.3 Анализ частотных зависимостей первичных и вторичных параметров передачи

1.3.1 Анализ первичных параметров передачи

1.3.2 Анализ вторичных параметров передачи

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ РАТС

2.1 Описание микрорайона города

2.2 Проектирование телефонной связи района

2.2.1 Выбор места установки здания РАТС

2.2.2 Выделение шкафных районов и выбор места установки ШР

2.3 Проектирование магистральной кабельной сети.

2.4 Проектирование распределительной кабельной сети шкафного района

2.5 Проектирование магистральной кабельной канализации

2.6 Проектирование соединительной линии между АТС и МТС

3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ МЕЖДУ АТС И МТС

3.1 Структурная схема волоконно-оптической системы передачи

3.2 Выбор конструкции оптического кабеля

3.2.1 Поперечное сечение и спецификация элементов кабеля ОКЛБг

3.2.2 Определение размеров элементов конструкции кабеля ОКЛБг

3.3 Расчет потерь в ОВ

3.3.1 Расчет длины участка регенерации по затуханию

3.3.2 Расчет длины участка регенерации по дисперсии

3.4 Расчет удельной хроматической дисперсии оптического волокна на рабочей длине волны

3.4.1 Расчет дисперсии оптического волокна

3.4.2 Дисперсия в многомодовых ступенчатых ОВ (МСОВ)

3.4.3 Дисперсия в многомодовых градиентных ОВ (МГОВ)

3.4.4 Дисперсия в одномодовых ОВ (ООВ)

3.5 Расчет удельной хроматической дисперсии оптического волокна на рабочей длине волны

3.6 Расчет длины участка регенерации по затуханию и дисперсии

3.6.1 Расчет L_p по затуханию

3.6.2 Расчет L_p по дисперсии

3.7 Разработка диаграммы уровней энергетических потенциалов

4. РАЗРАБОТКА ВОПРОСОВ ЗАЩИТЫ ОТ ВнЕШНИХ ВЛИЯНИЙ

4.1. Взаимные влияния

4.2 Расчет опасных влияний ЛЭП на кабельную линию передачи

4.2.1 Расчет опасного электромагнитного влияния ЛЭП в аварийном режиме

4.2.2 Расчет опасного электромагнитного влияния ЛЭП в нормальном режиме

4.3 Расчет вероятности повреждения и выбор способа защиты кабеля от ударов молнии

4.4 Расчет защиты медного кабеля от электрокоррозии

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Курсовой проект разработан и введен для выполнения студентами 3-го курса, с целью приобретения навыков в области проектирования ГТС. Он рассматривается как важный этап формирования специалиста по электросвязи, т. к. затрагивает многие аспекты. В ходе выполнения работы необходимо: обустроить и телефонизировать новый микрорайон города Переяслав-Хмельницкий; провести ряд расчётов параметров передачи кабелей, исходя из которых сделать соответствующий вывод (согласно нормам) об эксплуатации кабеля, предложенного каждому разработчику.

Непосредственно, при проектировании используется шкафная система построения абонентских линий, за исключением ЗПП(зоны прямого питания). Во второй части данного проекта этот аспект затронут более подробно.

По завершению расчетов необходимо также привести данные для финансово-сметового отчёта.

1. РАСЧЕТ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕДАЧИ КАБЕЛЯ МАРКИ ТППппЗП 10х2х0,64

Задание:

1. Изобразить поперечное сечение кабеля, привести спецификацию элементов.

2. Рассчитать первичные и вторичные параметры цепи кабеля на пяти частотах.

3. Изобразить частотные характеристики первичных и вторичных параметров (рассчитанные и по справочнику).

4. Определить максимальные отклонения рассчитанных значений от паспортных. Привести возможные причины несовпадения.

Исходные данные:

Тип кабеля - ТППппЗП 10x2x0,64.

Диапазон частот: f_min=0,6 кГц, f_max=2,9кГц.

1.1 Расчеты элементов конструкции кабеля марки ТППппЗП 10x2x0,64

Диаметр изолированной жилы определяем по формуле: [2,c.41]

d₁= d₀ + 2 , (1.1.1)

где d₀ - диаметр проволоки равен 0,64мм;

- толщина изоляции;

= 0,5 d₀, (1.1.2)

= 0,5 0,64 = 0,32мм;

d₁= 0,64 + 2 0,32 = 1,28мм

Расстояние между центрами жил в нашем случае равно: а = d_1, т.е. a= 1 мм;

Диаметр пары : [2,c.41]

d_п=1,65d_1, (1.1.3)

d_п=1,651,28=2,112 мм

Диаметр центрального повива :

N=2 (так как у нас в центральном повиве 2 группы ) [1,с.33]

(1.1.4)

Диаметр сердечника : [1,с.33]

при N=1(так как поверх центрального повива только один повив)

(1.1.5)

Диаметр по поясной изоляции: [1,с.34]

, (1.1.6)

где - толщина поясной изоляции.

Диаметр по экрану: [1,с.34]

(1.1.7)

где - толщина экрана.

Диаметр по влагозащитной оболочке: [1,с.35]

, (1.1.8)

где - толщина влагозащитной оболочки.

=11,048мм

Таблица 1.1 - Спецификация элементов конструкции кабеля

№ п/п	Название элемента	Толщина, мм	Диаметр, мм	Материал
1	Жилы	____	0,64	Медь
2	Изоляция жил	0,32	1,28	Полиэтилен плёнкопористый
3	Поясная изоляция	0,05	8,548	Синтетическая лента полиамидная или бумага полиэтиленовая наложенная продольно или спирально
4	Экран	0,05	8,648	Алюмополиэтиленовая лента наложенная продольно или спирально
5	Влагозащитная оболочка	1,2	11,048	Светостабилизирующий полиэтилен



Рисунок 1.1 - Эскиз поперечного сечения кабеля ТППппЗП 10x2x0,64 1 - токопроводящая жила; 2 - изоляция жил; 3 - поясная изоляция; 4 - экран; 5 - влагозащитная оболочка.

1.2 Расчет параметров передачи

1.2.1 Расчет первичных параметров цепи кабеля на частотах

(f_min=0.6 кГц, f₂=1.4 кГц, f₃=2.2 кГц, f_max=2.9 кГц,f5=0,8 кГц)

Первичными параметрами линий связи являются:

- активное сопротивление цепи;

- индуктивность цепи;

- ёмкость цепи;

- проводимость изоляции цепи.

Активное сопротивление кабельной цепи определяется по формуле:[3,с.48]

+R_m, Ом/км (1.2.1)

где - сопротивление двухпроводной цепи на постоянном токе;

R_m -дополнительное сопротивление, обусловленное потерями на вихревые токи в проводнике соседних групп и в металлической оболочке кабеля;

- коэффициент скрутки жил для ТПП;

F(x),G(x),H(x) - видоизмененные функции Бесселя;

Сопротивление двухпроводной цепи при постоянном токе определяется по формуле:[3,с.46]

, Ом/км (1.2.2)

где - коэффициент скрутки жил;

- коэффициент, учитывающий тип скрутки.

- удельное сопротивление материала проводника на постоянном токе.

Для медной жилы : [1,с.27]

Подставляя данные в формулу, получим выражение для :

Ом/км.

Для определения табулированных функций Бесселя, определим величину аргумента х по формуле: [3,с.49]

, (1.2.3)

где f - частоты, которые нам заданы.

В дальнейшем при вычислениях будем приводить расчёт только на одной частоте, а другие значения - заносить в таблицу.



Определяем значения функций Бесселя, проводя такие вычисления: [1,с.107]

; (1.2.4)

; (1.2.5)

; (1.2.6)

(1.2.7)

Полученные значения функций занесём в таблицу.

Таблица 1.2 Значения функций Бесселя при определенном аргументе x

f,кГц	значение x	F(x)	G(x)	H(x)	Q(x)
0,6	Х1=0,165	1,110-4	3,310-4	0,0418	0,999767
1,4	Х2=0,251	1,6410-4	5,210-4	0,04185	0,9997498
2,2	Х3=0,315	2,0510-4	6,710-4	0,04189	0,999737
2,9	Х4=0,362	2,3610-4	7,810-4	0,04192	0,9997276
0,8	X5=0,19	1,2410-4	3,710-4	0,04181	0,999762

Теперь подставив значения в формулу (1.2.1) определим активное сопротивление кабельной цепи на переменном токе при заданных частотах:

Ом/км

Индуктивность двухпроводной кабельной цепи по формуле : [3,с.51]

, Гн/км (1.2.8)

Определяем индуктивность, подставляя значения:

мГн/км

Ёмкость цепи кабеля рассчитываем по формуле: [3,с.51]

, Ф/км, (1.2.9)

где _экв=2 - эквивалентная диэлектрическая проницаемость комбинированной изоляции; [3,с.52]

- поправочный коэффициент, характеризующий близость проводов к заземлённой оболочке и другим проводам; рассчитывается по формуле: [3,с.52]

(1.2.10)

Вносим поправочный коэффициент :

Ф/км.

Проводимость изоляции обусловлена диэлектрическими потерями и определяются по формуле: [3,с.54]

, См/км (1.2.11)

где ,рад/с - рассчитывается относительно заданных частот: рад/с

Значение tg для данного кабеля на частотах:

при f = 0,3 кГц - tg= ;

при f = 3,4 кГц - tg=

Значение tg на других частотах рассчитывается методом аппроксимации.

Определим проводимость изоляции:

См/км

Занесём все полученные значения в таблицу.

Таблица 1.3 -Первичные параметры кабеля

f, кГц	R, Ом/км	Rн, Ом/км	L, мГн/км	Lн, мГн/км	C, нФ/км	Cн, нФ/км	G, мкСм/км	Gн ·, См/км
0,6	109,96	180	0,544811	0,551	59	45±5	0,0489	0,095
1,4	109,97		0,544809		59		0,1245
2,2	109,98		0,544808		59		0,2119
2,9	109,988		0,544807		59		0,3009
0,8	109,964		0,54481		59		0,0682

Таблица 1.4 - Сравнение полученных результатов с нормами

Параметр	Норма	Рассчитанное значение	Отклонение от нормы	Отклонение в процентах
R1, Ом/км	110	109,96	0,04	0,036
R2, Ом/км		109,97	0,03	0,027
R3, Ом/км		109,98	0,02	0,018
R4, Ом/км		109,988	0,012	0,011
R5, Ом/км		109,964	0,036	0,033
L1, мГн/км	5,51	5,44811	0,06189	1,1232
L2, мГн/км		5,44809	0,06191	1,1236
L3, мГн/км		5,44808	0,06192	1,1238
L4, мГн/км		5,44807	0,06193	1,124
L5, мГн/км		5,4481	0,061897	1,1234
C, нФ/км	45±5	59	9	18
G, мкСм/км	9,5	0,0489	?	?
G, мкСм/км		0,1245	?	?
G, мкСм/км		0,2119	?	?
G, мкСм/км		0,3009	?	?
G, мкСм/км		0,0682	?	?

Построим графики зависимости:

1.2.2 Анализ первичных параметров передачи

С ростом частоты активное сопротивление закономерно возрастает за счет поверхностного эффекта и эффекта близости.

Индуктивность с ростом частоты уменьшается. Это обусловлено уменьшением внутренней индуктивности проводников за счет поверхностного эффекта.

Емкость не зависит от частоты. Ее значение определяется размерами проводника.

Проводимость изоляции с ростом частоты линейно возрастает из-за потерь в изоляции на диэлектрическую поляризацию. Ее величина зависит от качества диэлектрика, используемого в кабеле и характеризуемого величиной угла диэлектрических потерь

В общем случае в симметричном кабеле возникают: поверхностный эффект (skin-эффект), эффект близости между проводниками, а также эффект соседних металлических масс (в роли которых выступают соседние проводники, броня, экран и т. д.).

Для активного сопротивления максимальное отклонение от паспортного значения 0,036% является незначительным, так как меньше 3%.

Максимальное отклонение от нормы индуктивности составило 1,124%.

Отклонение ёмкости составляет 18%.

Проводимость изоляции некорректно сравнивать с нормами, так как они приведены для емкости, отличной от емкости нашего кабеля.

Также разница нормированных и расчетных значений обусловлена присутствующими погрешностями округлений при расчетах. В том числе и при нахождении промежуточных точек функции Бесселя и норм на нужной частоте.

Также необходимо имеет в виду, что в расчетах мы использовали инженерные формулы, а в справочнике Шарле приведены практические.

1.2.3 Расчет вторичных параметров цепи кабеля на частотах (f_min=0,6 кГц, f₂=1,4 кГц, f₃=2,2кГц, f_max=2,9 кГц,f5=0,8 кГц)

Вторичными параметрами линий связи являются:

коэффициент затухания;

- коэффициент фаз;

- волновое сопротивление;

- скорость распространения;

- разность фаз напряжения и тока;

- время распространения.

Коэффициент распространения: [3,с.56]

,1/км (1.2.12)

Значение и определяются по формулам:

, Нп/км (1.2.13)

, рад/км, (1.2.14)

; (1.2.15)

; (1.2.16)

; (1.2.17)

. (1.2.18)

Рассчитаем данные параметры при f = 0,6 кГц:

;

;

,1/км;

,

Нп/км

, рад/км

Значение волнового сопротивления определяем по формуле: [3,с.57]

,Ом, (1.2.19)

(1.2.20)

Отсюда:

Ом

Фазовую скорость распространения V определяем из выражения: [4,с.31]

, км/с (1.2.21)

,км/с

Рассчитаем разность фаз по формуле:

,град (1.2.22)

Сначала рассчитаем в радианах:

рад

Переведём значения из радиан в градусы:

Рассчитаем время распространения сигнала по линии длиной 1 км: [4,с.31]

, с/км (1.2.23)

Для определения значений коэффициента затухания воспользуемся соотношениями:

1 дБ = 0,115 Нп

1 Нп = 8,7 дБ

Занесём все полученные значения в таблицу 1.5

Таблица 1.6 - Сравнение полученных результатов с нормами

Параметр	Норма	Рассчитанное значение	Отклонение от нормы	Отклонение в процентах
б1, дБ/км	1,4	0,9535	0,4465	32
б2, дБ/км		1,439	0,039	2,79
б3, дБ/км		1,781	0,381	27
б4, дБ/км		2,0228	0,623	45
б5, дБ/км		1,0971	0,303	22
в1, рад/км	0,2	0,1115	0,0885	44
в2, рад/км		0,1726	0,0274	14
в3, рад/км		0,21903	0,01903	9,5
в4, рад/км		0,2542	0,0542	27
в5, рад/км		0,1292	0,0708	35
|Zв1|, Ом	525	703,31	178,31	34
|Zв2|,Ом		460,43	64,57	12
|Zв3|, Ом		367,31	157,69	30
|Zв4|, Ом		319,94	205,06	39
|Zв5|, Ом		609,097	84,097	16
Vф1, км/с	-	33,794	-	-
Vф2, км/с		50,939
Vф3, км/с		63,078
Vф4, км/с		71,644
Vф5, км/с		38,885
цв1, град	-43є	-44,48є	1,48є	3,4
цв2, град		-43,75є	0,75є	1,7
цв3, град		-43,05є	0,05є	0,12
цв4, град		-42,42є	0,58є	1,3
цв5, град		-44,31є	1,31є	3

Построим графики зависимости:

1.2.4 Анализ вторичных параметров передачи

Коэффициент затухания на постоянном токе определяется, как и поэтому вначале растет резко, а затем менее интенсивно, что соответствует полученному графику.

Коэффициент фазы, растет от нуля почти по прямолинейному закону. Это значит, что при большей частоте в конце цепи фаза будет отличаться на большую величину.

Модуль волнового сопротивления с изменением частоты убывает и сохраняет низкие значения в области высоких частот - . Это обусловлено снижением индуктивности с ростом частоты.

Фаза волнового сопротивления имеет пик в -45^? градусов на частоте 800 Гц. Это значит, что вектор тока в области низких частот опережает вектор напряжения в максимуме на 45^?. Поэтому цепь носит емкостный характер.

Фазовая скорость с увеличением частоты вначале резко возрастает, а затем постепенно приближается к скорости света, но не достигает ее.

Для коэффициента затухания отклонение довольно велико. Это объясняется тем, что при его расчетах использовалось значение индуктивности, также имеющее большое отклонение от нормы.

Коэффициент фазы полностью повторяет предыдущий случай.

Модуль волнового сопротивления также значительно отклоняется от нормированных значений.

Фаза волнового сопротивления примерно в пределах нормы.

Полученная разница нормированных и расчетных значений также обусловлена присутствующими погрешностями при расчетах. В том числе и при нахождении норм на нужной частоте.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ РАТС

Задание:

1. Описание города, выбранного для проектирования.

2. Выбор места установки проектируемой РАТС.

3. Выбор и краткая характеристика систем построения ГТС.

4. Построение распределительной и магистральной сети.

5. Проектирование кабельной канализации данного микрорайона.

Исходные данные:

ёмкость АТС - 6 тыс.;

ширина района h = 6,5 км;

длина района a = 8 км.

2.1 Краткое описание города Севастополь

Севастополь - город особенный. Он во многом не похож на другие города.

Одной из особенностей Севастополя стали бухты, на берегах которых он был основан в 1783 году, почти 220 лет назад.

Своеобразен и рельеф города - расположился Севастополь на семи холмах, поднявшись на любой из которых, можно по достоинству оценить красоту белокаменного города, окаймленного морем. Только с вершины холмов можно увидеть, как множество больших и малых улиц, как кровеносные сосуды, пронизывают весь "организм" города, соединяя холмы, балки, овраги.

Сложный рельеф местности вынуждает строителей использовать систему террасированной застройки по склонам холмов. Поэтому неотъемлемой частью города является обилие лестниц - они обеспечивают связи между разными уровнями застройки, без них в промежутках между зданиями просматривались бы обрывы и косогоры. Лестницы всюду: во дворах, на бульварах, в парках, скверах, на территории фабрик и заводов, школ и гостиниц. Лестницы во много раз сокращают путь, придают городу особый колорит, который всегда подмечают люди приезжие.

Синопская лестница - ось застройки Центрального Городского холма, многие сравнивают ее с Потемкинской лестницей в Одессе.

Атмосферное давление. Среднее годовое в 762 мм., приведенное к уровню моря, проходит через Севастополь, Ялту, Алушту, Судак, Феодосию, Чауду и Кызыл-Аул; а давление в 762.5 мм. - через Ак-Мечеть, Симферополь и ст. Колай. В ноябре среднее давление повышается до 765.5 мм., а в июле опускается до 758 мм.

Севастополь расположен у целого ряда глубоко врезывающихся в сушу заливов, что придает его климату особенную мягкость, т.к. ряд долин (продолжением которых являются заливы), отделенных одна от другой рядом холмов и холмистых кряжей с очень пологими очертаниями, - дает целую систему бризов, весьма умеряющих климат Севастополя и его окрестностей. Его средняя годовая температура только на один градус меньше средней годовой Ялты.

2.2 Выбор места установки проектируемой РАТС

Для определения места строительства здания проектируемой станции необходимо знать распределение номерной емкости РАТС по территории района. Для этого первоначально на плане района следует нанести жилые дома, учреждения, заводы и т. п. исходя из предположения, что современные жилые дома сооружаются многоквартирными: 80, 100, 120, 150 и более квартир. Взяв за основу общее количество домов и квартир, указанное в задании, размещаем жилые дома по кварталам.

Провести в курсовом проекте точное размещение телефонных аппаратов по территории проектируемого района не представляется возможным, поэтому размещение выполняется ориентировочно.

Размещение телефонов квартирного сектора производится в соответствии с расположением домов на плане района пропорционально количеству квартир в домах. Распределение телефонов народнохозяйственного сектора и прямых телефонов выполняется равномерно, согласно расположению домов на плане района.

После размещений телефонов по кварталам и домам проектируемого района приступают к выбору места размещения здания АТС. Определение места строительства здания АТС является одним из основных вопросов при проектирования линейных сооружений. От того, где будет расположена АТС зависит общая длина абонентских линий, а следовательно, и капитальные затраты на строительство линейных сооружений и других инженерных коммуникаций.

РАТС стремятся установить в телефонном центре района, обеспечивающем минимальный расход кабеля на устройство сети. Ставя линейку перпендикулярно первоначальному направлению, аналогичным образом отыскивают вторую линию раздела. Точку пересечения указанных линий считают телефонным центром.

2.3 Выбор и краткая характеристика систем построения ГТС

Городская телефонная сеть (ГТС) представляет собой совокупность станционных сооружений, кабельных линий связи и оборудования абонентских пунктов, предназначенных для организации телефонной связи между абонентами и передачи других видов информации.

Существуют три системы построения абонентских линий: бесшкафная, шкафная и комбинированная.

Примером бесшкафной системы построения абонентских линий является система прямого питания. В системе прямого питания абонентская линия включает в себя два участка: магистральный (от кросса АТС до распределительной коробки) и абонентскую проводку (от распределительной коробки до розетки телефонного аппарата).

При шкафной системе построения абонентских линий последняя состоит из трех участков: магистрального, распределительного и абонентской проводки. Магистральным участком абонентской линии называется участок от кросса АТС до распределительного шкафа. Распределительным участком называется участок от распределительного шкафа (ШР) до распределительной коробки (КР). Абонентской проводкой, как и при системе Прямого питания, называется участок от КР до розетки телефонного аппарата.

Переход от системы прямого питания к шкафной системе, с одной стороны, связан с дополнительными затратами на приобретение и установку распределительного шкафа, а с другой стороны, -- с более экономичным использованием магистрального кабеля. Следовательно, шкафная система построения абонентских линий становится экономически выгодной в том случае, когда затраты на приобретение и установку распределительного шкафа окупаются полученной экономией пар магистрального кабеля. Как показывают расчеты, экономически целесообразно использовать шкафную систему при длине магистрального кабеля, начиная с 500 и более метров.

Кроме чисто экономической выгоды, получаемой от применения шкафной системы построения абонентской линии, к достоинствам этой системы следует отнести: увеличение гибкости сети (возможность коммутировать в распределительном шкафу цепи всего шкафного района) и возможность проведения электрических измерений абонентской линии по участкам (абонентскую линию можно «прозвонить» как в сторону станций, так и в сторону абонентского пункта, что значительно облегчает поиск неисправностей).

К недостаткам шкафной системы построения абонентской линии следует отнести снижение надежности работы линейных сооружений связи за счет включения дополнительных промежуточных распределительных устройств.

В настоящее время основной системой построения абонентских линий является комбинированная система, т. е. шкафная система с элементами прямого питания.

2.4 Проектирование распределительной и магистральной сети микрорайона

Схема распределительной кабельной сети в курсовом проекте составляется для одного шкафного района. На схеме распределительной кабельной сети выбранного шкафного района должны быть показаны границы района и расположенных в нем домов с указанием их вводов, место установки распределительного шкафа, пути прохождения кабелей, указаны длина и ёмкость каждого участка линии связи.

Обозначим зону прямого питания (ЗПП), в которой объекты подключаются непосредственно к РАТС.

Ёмкость РАТС - 6000 номеров.

Учтём, что 20% от общего числа абонентов идёт на развитие, получаем 1200 абонентов. Также 20% приходится на народнохозяйственных абонентов, т.е. также 1200 абонентов. На таксофоны приходится 5% от общего числа, т.е. 300 абонентов. Значит на квартирных абонентов остаётся :

6000-(1200+1200+300)=3300 номеров.

В зону прямого питания попадает 1000 абонентов. Поэтому на все шкафные районы приходится 6000 - 1000 = 5000 номеров.

Обозначим шкафные районы и расставим на них распределительные шкафы. Нумерация распределительных шкафов начинается с верхнего левого угла и производится по часовой стрелке.

На магистральную сеть микрорайона были перенесены изображения распределительных шкафов с указанными номерами и ёмкостями.

Кабели, идущие от распределительных шкафов были объединены в магистрали. Максимальный объем магистрали 1200 пар. Далее магистрали были пронумерованы, были измерены их длины, а также емкости кабелей по участкам и подписаны на схеме.

2.4.1 Проект распределительной сети одного шкафного района (РШ - 4806)

На рисунке 2.4 изображен план шкафного района (РШ - 4806) с нанесенными контурами домов с нумерацией и указанием числа телефонов в домах, а также с определенным местом установки шкафа, который является основой для составления схемы распределительной сети.

На распределительной сети шкафного района использовались ККС-1, в месте подключения магистрали к распределительному шкафу был установлен ККС-3. Промежуточные участки включают промежуточные ККС исходя из того, что расстояния между двумя соседними ККС не может превышать 70 м.

В выбранном шкафном районе расположены два дома: 9-тиэтажка и 16-тиэтажка.К шкафу подводятся кабель емкостью 300х2.

К дому №3 на 160 квартирных абонентов и 32 народнохозяйственных подводится два кабеля емкостью 100х2 по 50 пар на каждую парадную. На каждые два этажа подается кабель 10х2, так как на этаже 8 квартир, с учетом того что между этажами 3м и между парадными 35м. Кабель 20х2 подводится отдельно для частной фирмы.

К дому №6 на 80 квартирных абонентов и 16 народно-хозяйственных прокладываются кабели емкостью 100х2 и 20х2. Аналогично на каждые два этажа подается кабель 10х2. Кабель 20х2 подводится отдельно для частной фирмы.

Кабели прокладываются в канализацию (ККС - 1, так как 2 канала: распределительный и запасной кабель). ККС - 1 ставятся на расстоянии 70м не больше.

Составим ведомость объема основных работ по распределительной сети ШР.

Таблица 2.1 - Ведомость объема работ по распределительной сети шкафного района РШ-4806

2.4.2 Проект магистральной сети микрорайона

На магистральную сеть микрорайона были перенесены изображения распределительных шкафов с указанными номерами и емкостями.

Кабели идущие от распределительных шкафов были объединены в магистрали. Максимальный объем магистрали 1200 пар. Далее магистрали были пронумерованы, были измерены их длины, а также емкости кабелей по участкам и подписаны на схеме.

Таблица 2.2 - Ведомость объема работ по магистральной сети

№ уч-ка	№ магистрали	Прокладка кабеля ТППппЗП	Общая длина кабеля, м	Установка РШ
		300Ч2	400Ч2	600Ч2	700Ч2	800Ч2	1100Ч2
1	00	200						200	РШ-4801
2	00	80						80
3	00	210						210
4	00	150						150	РШ-4802
5	00			700				700
6	01		140					140	РШ-4803
7	01		170					170
8	01		150					150	РШ-4804
9	01		210					210
10	01		530					530
11	01		100					100
12	01					1200		1200
13	02		170					170	РШ-4805
14	02		170					170
15	02		640					640
16	02	190						190	РШ-4806
17	02	180						180
18	02				600			600
19	02		130					130	РШ-4807
20	02		110					110
21	02						850	850

На месте РАТС расположили таблицу «Кросс РАТС-48», в которую ввели все магистрали по номерам зону прямого питания и соединительную линию к АМТС. Для каждой магистрали были приведены номера защитных полос исходя из емкости магистрали, подписана используемая марка кабеля. Для кабеля ТПппЗП был рассчитан диаметр токопроводящей жилы, который в нашем случае составил 0,64 мм. Он рассчитывался по формуле:

(2.1)

Где k коэффициент зависящий от материала жилы, частоты и емкости цепи. k_гтс = 0,65.

l_а = (a+h)/2 - расстояние к самому удаленному абоненту.

б?l_ал = 4,35 дБ - норма на затухание в кабеле.

2.5 Проект кабельной канализации данного микрорайона

Кабельной канализацией связи называется система подземных инженерных сооружений, обеспечивающая возможность производства всех видов работ с кабелями без вскрытия уличных покровов и раскопки грунта. Кабельная канализация (КК) состоит из: трубопровода и смотровых устройств. Трубопроводы предназначаются для прокладки кабелей связи на участках между смотровыми устройствами. Трубопроводы могут проектироваться из асбестоцементных труб в сухих и сырых грунта, из бетонных труб в сухих грунтах по требованию заказчика, а также из полиэтиленовых труб. Наибольшее распространение получили асбестоцементные труб. Смотровые устройства предназначены для выполнений работ по протягиванию и монтажу кабелей, для тех. обслуживания кабельной сети, а также для размещения в них соединительных и разветвительных муфт. Смотровые устройства различаются по материалу, из которого они построены, по форме и месту их установки. Смотровые устройства проектируются, как правило, сборными или монолитными из железобетона.

По назначению смотровые устройства делятся на станционные, проходные, проходные, угловые и разветвительные колодцы. Станционные колодцы устанавливаются в местах ввода кабелей в здании телефонных станций. Проходные колодцы устанавливаются на прямолинейных участках трассы на расстоянии не более чем 150 метров друг от друга и в местах поворота трассы не более чем на 15?, а также при изменении глубин заложения трубопровода. Угловые колодцы устанавливают в местах поворота трассы более чем на 150?. Разветвительные колодцы размещают в местах разветвления трассы на два или три направления.

Основой для составления схемы телефонной канализации является схема магистральной сети. Внешне схемы телефонной канализации и магистральной сети во многом подобны, что неслучайно, поскольку магистральные кабели прокладываются в каналах телефонной канализации.

Основной задачей проектирования телефонной канализации - это определение числа каналов на каждом участке магистральной сети. Определение типов и размещение смотровых устройств.

Общее число каналов телефонной канализации на каждом участке состоит из каналов магистральных кабелей, для распределительных кабелей и для межстанционных кабелей, а также из спецканалов и запасных каналов.

Смотровые устройства в зависимости от емкости кабелей и количества вводимых в них труб подразделены на 5 типов: ККС-1, ККС-2, ККС-3, ККС-4, ККС-5.

При проектировании учитывался пятидесятипроцентный запас по количеству каналов и выбор необходимого колодца кабельной связи производился исходя из следующих норм:

- в коробку малого типа (ККС-1) вводится не более 1 канала;

- в коробку большого типа (ККС-2) вводится не более 2 каналов;

- в колодец малого типа (ККС-3) вводится от 3 до 6 каналов;

- в колодец среднего типа (ККС-4) вводится от 7 до 12 каналов;

- в колодец большого типа (ККС-5) вводится не более 24 каналов.

Колодцы ставятся на границах участков и внутри участков. Расстояния между колодцами зависят от конкретных условий на трассе, но не должно превышать 150 метров.

Рассмотрим принцип построения канализации и расчеты количества каналов на участках, и выбор нужного типа ККС. Построение канализации основано на построении магистральной сети, так как кабеле прокладывается непосредственно в канализации.

При построении канализации идущей от шкафа учитываем 1 магистральный канал, 1 распределительный, а также 1 запасной. Примерами участков, где мы руководствовались данными положениями, являются участки: 1, 2, 3, 4....

На участках канализации, в которых прокладывается не одна, а несколько магистралей мы увеличили число магистральных каналов по числу магистралей. Число распределительных каналов также возрастало. Также в зависимости от числа каналов были выбраны соответствующие ККС.

С учетом следующих свойств была спроектирована канализация нашего микрорайона и на его основе составлена ведомость числа каналов и колодцев телефонной канализации.

Таблица 2.3 - Ведомость расчетов числа каналов и колодцев ТК

№ уч.	№ маг.	Длина уч.,м	Марка Кабеля	маг.	расп.	зап.	всего	к-во труб	ККС-3	ККС-4	ККС-5
1	00	200	ТПппЗП	1	1	1	3	3	2
2	00	80	ТПппЗП	1	1	1	3	3	1
3	00	210	ТПппЗП	1	1	1	3	3	1
4	00	150	ТПппЗП	1	1	1	3	3	1
5	00	700	ТПппЗП	2	2	1	5	5	2	1
6	01	140	ТПппЗП	1	1	1	3	3	1
7	01	170	ТПппЗП	1	1	1	3	3	1
8	01	150	ТПппЗП	1	1	1	3	3	2
9	01	210	ТПппЗП	1	1	1	3	3	1
10	01	530	ТПппЗП	1	1	1	3	3	3
11	01	100	ТПппЗП	1	1	1	3	3	1
12	01	1200	ТПппЗП	1	1	1	3	3	5
13	02	170	ТПппЗП	1	1	1	3	3	1
14	02	170	ТПппЗП	1	1	1	3	3	1
15	02	640	ТПппЗП	1	1	1	3	3	4
16	02	190	ТПппЗП	1	1	1	3	3	1
17	02	180	ТПппЗП	1	1	1	3	3	1
18	02	600	ТПппЗП	1	1	1	3	3	3
19	02	130	ТПппЗП	1	1	1	3	3	1
20	02	110	ТПппЗП	1	1	1	3	3	1
21	02	850	ТПппЗП	1	1	1	3	3	3	1

3. РАСЧЕТ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ МАРКИ ОКЛБг-Н-3-М13-3Х4Е-0,40Ф3,5/0,30Н19-12/0

Задание:

1. Изобразить структурную схему волоконно-оптической системы передачи

2. Выбрать конструкции кабеля, поперечное сечение кабеля. Спецификация элементов. Расчет элементов конструкции кабеля

3. Рассчитать суммарный коэффициент затухания оптического кабеля на заданной длине волны. Графики зависимости коэффициента затухания и его составляющих и анализ этих зависимостей

4. Рассчитать удельную хроматическую дисперсию оптического волокна на рабочей длине волны

5. Рассчитать длины участка регенерации по затуханию и дисперсии

6. Определить количество регенерационных участков и пунктов для установки на соединительной линии

7. Диаграмма уровней для одного участка регенерации

8. Сделать выводы

Исходные данные:

Количество STM-1: 3;

n1 = 1,491;

n2 = 1,489;

2a = 10 мкм;

2b = 125 мкм;

л =1,31 мкм;

B = 155.5 Мбит/с;

Д л = 0,8 мкм.

3.1 Структурная схема волоконно-оптической системы передачи

Рисунок 3.1 - Структурная схема ВОСП

ВОСП - называется совокупность активных и пассивных устройств, предназначенных для передачи информации на расстояние с помощью оптических волн (мод) и сигналов. Оптическим сигналом служит оптическое (световое) излучение лазера и СД, переносимое в ОЛП в виде совокупности собственных оптических волн (мод) этих ЛП.

Под типом моды следует понимать э/м образ, характеризующийся своим особым распределением э/м поля этой моды в световоде и своей скоростью распространения.

На структурной схеме изображенной на рисунке 1.1 представлены 2 комплекта оконечного оборудования и волоконно-оптический линейный тракт. Оконечное оборудование размещается в пунктах А и Б, и состоит из стандартной канало- и группообразующей ИКМ аппаратуры и оборудования стыка с оптическим трактом. оборудование стыка содержит: ПК - преобразователь кода и оптоэлектронные модули - ПОМ - передающий и ПРОМ - приёмный, ЛР - линейный регенератор. ПК в пункте А преобразует биполярный квазитроичный сигнал (например HDB-3) в униполярный код (например CM1), подходящий для передачи по ОВ.

ПОМ преобразует электрические импульсы этого кода в оптические. На приемном конце в пункте Б оптические импульсы превращаются в ПРОМ в электрические, которые регенерируются в ЛР, а затем в приемном ПК преобразуются в электрические импульсы квазитроичного кода, поступающие в ИКМ. Аналогично из Б в А.

Волоконно-оптический линейный тракт содержит минимум 2 ОВ в ОК, которые подключаются к аппаратуре с помощью разъёмных оптических соединителей (РОС). Через определенные участки, называемые регенерационными, включаются НРП или ОРП, предназначенные для регенерации импульса, искажённого впоследствии потерь и дисперсии в тракте.

Длина участка регенерации зависит от величины потерь и дисперсии в ОВ, скорости и требуемого качества передачи и электрических показателей ПОМ и ПРОМ.

3.2 Выбор конструкции оптического кабеля

3.2.1 Расчёт элементов конструкции кабеля ОКЛБг

Количество ОВ вычисляется по формуле:

(3.2.1)

где - количество систем STM-1, которое зависит от входящих и

исходящих соединительных линий,= 3, следовательно: , но берём с запасом, т.е. 12 ОВ.

Диаметр оптического модуля содержащего 4 ОВ составляет 2,5 мм.

Диаметр сердечника:

D_сер = 3•D_ом (3.2.2)

D_сер = 3•2,5 = 7,5 мм;

Диаметр скрепляющей обмотки:

D_{скр. об} = D_сер + 2•t_{скр. об,} (3.2.3)

где толщина: t_{скр. об} = 0,05 мм;

D_{скр. об} = 7,5 + 2•0,05 = 7,6 мм

Диаметр армирующего слоя:

D_{арм. сл} = D_{скр. об} + 2•t_{арм. сл,} (3.2.4)

где толщина: t_{арм. сл} = 0,04 мм;

D_{арм. сл} = 7,6 + 2•0,04 = 7,68 мм

Диаметр оболочки:

D_об = D_{арм. сл} + 2•t_об, (3.2.5)

где толщина: t_об = 1 мм;

D_об = 7,68 + 2•1 = 9,68 мм

Диаметр гофрированной брони:

D_{гоф. бр} = D_об + 2•t_{гоф. бр,} (3.2.6)

где толщина: t_{гоф. бр} = 0,6 мм;

D_{гоф. бр} = 9,68 + 2•0,6 = 10,88 мм

Диаметр оптического кабеля (совпадает с диаметром шланга):

D_ок = D_{гоф. бр} + 2•t_шл, (3.2.7)

где толщина: t_шл = 2 мм;

D_ок = 10,88 + 2•2 = 14,88 мм

Таблица 3.1 - Спецификация элементов конструкции кабеля

№ п/п	Название элемента	Толщина, мм	Диаметр, мм	Материал
1	Оптическое волокно	___	___	Стекло
2	Заполнитель оптического модуля	___	___	Селижель
3	Трубка оптического модуля	4	2,5	___
4	Центральный силовой элемент	___	2,5	Сталь
5	Гидрофобный заполнитель сердечника	___	___	Зоминол
6	Скрепляющая обмотка	0,05	7,6	Полибутилентирафталат
7	Армирующий слой	0,04	7,68	Травон
8	Оболочка	1	9,68	Полиэтилен
9	Гофрированная броня	0,6	10,88	Затабон
10	Шланг	2	14,88	ПЭТ
11	Кордель	___	2,5	___

3.2.2 Поперечное сечение и спецификация элементов кабеля ОКЛБг

Спецификация конструкции элементов кабеля: 1 - оптическое волокно; 2 - заполнитель оптического модуля; 3 - трубка оптического модуля; 4 - центральный силовой элемент(сталь); 5 - гидрофобный заполнитель сердечника (зоминал); 6 - скрепляющая обмотка (полибутилентирафтал); 7 - армирующий слой (тварон); 8 - оболочка (ПЭТ); 9 - гофрированная броня с гидрофобным заполнителем (затабон); 10 - шланг; 11 - кордель



Рисунок 3.2 - Эскиз поперечного сечения кабеля марки ОКЛБг-Н-3-М13-3Х4Е-0,40Ф3,5/0,30Н19-12/0

3.3 Определение параметров передачи ОВ для кабеля марки ОКЛБг-Н-3-М13-3Х4Е-0,40Ф3,5/0,30Н19-12/0

Параметрами передачи ОВ являются:

1) коэффициент затухания (МОВ,ООВ);

2) дисперсия (МОВ,ООВ);

3) ширина полосы пропускания для МОВ;

4) диаметр модового поля в ООВ;

5) длина волны отсечки в ООВ.

Рассчитаем параметры передачи ОВ.

3.3.1 Расчёт диаметра модового поля в ООВ

- важен при стыковке ОВ между собой

рассчитаем по формуле: [6,c.51]

, (3.3.1)

где W0 - радиус поля моды ООВ: [6,c.51]

, (3.3.2)

где a - радиус сердцевины оптического кабеля;

V - нормированная частота, рассчитывается по формуле: [6,c.50]

, (3.3.3)

где - рабочая длина волны;

NA - числовая апертура: [6,c.27]

, (3.3.4)

где - угол, под которым попадают лучи в ОВ;

n1 и n2 - показатели преломления двух сред.

Проведём расчёт.

мм

3.3.2 Расчёт длины волны отсечки в ООВ

Длина волны отсечки в ООВ - это минимальная длина волны, при которой ОВ поддерживает только одну распространяющуюся моду.

Рассчитаем её по формуле: [6,c.52]

 (3.3.5)

,значит выполняется условие:

3.3.3 Расчёт потерь в ОВ

Потери в ОВ - обусловлены, в основном, двумя причинами:

поглощением, которое определяется свойствами материала и рабочей длиной волны и приводит к преобразованию световой энергии в тепловую;

рассеянием, которое определяется, с одной стороны, свойствами материала ОВ, а с другой, и в большей степени - нарушением геометрической формы ОВ. При этом распространяющаяся мода, переносящая долю энергии сигнала, изменяется таким образом, что часть оптической энергии этого сигнала покидает ОВ. Будем считать, что каждая из распространяющихся в ОВ мод претерпевает примерно одинаковое суммарное затухание, механизм которого рассмотрим подробнее.

Потери сигнала в ОК, обусловлены собственными потерями _с в материале ОВ и дополнительными потерями _д, возникающими в результате производства ОВ, их сборки в ОК и прокладки ОК в грунт (технологические). Определяется по формуле [6,с.53]:

(3.3.6)

(3.3.7)

Рисунок 3.3 - Спектральная зависимость коэффициента затухания кварцевого ОВ, легированного германием [5,c.97]

Суммарные собственные потери в ОВ определяются по формуле [6, с. 53]:

(3.3.8)

где _рр - релеевское рассеяние, происходит, если свет распространяется через среду, в которой есть объекты рассеяния, имеющие размеры меньшие, чем длина волны.

Оно может быть определено по приближенной формуле: [6, с. 55]

,дБ/км (3.3.9)

где - следует подставлять в нанометрах (),

- относительная разница показателей преломления сердцевины и оболочки.

При одноподовой передаче второе слагаемое = 1 и его в следует отбросить.

, дБ/км (3.3.10)

дБ/км

Потери в материале вызваны неоднородностями материала, которые случайно возникают в стекле в процессе изготовления волокон, а также геометрическими дефектами (изгибы, трещины). Потери связаны с потерями на поляризацию, линейно растут с ростом частоты и могут быть определены как: [6,c.56]

, дБ/км (3.3.11)

дБ/км

Потери сигналов, связанные с поглощением в инфракрасной области спектра _ик, обусловлены хвостами резонансных поглощений ионов (атомов) и определяются: [6,c.56]

, дБ/км (3.3.12)

дБ/км

Наиболее сильно эти потери проявляются на гидроксильном остатке воды - ОН, значения которых равны: [6,c.56]

 (3.3.14)

Выбираем = 0,05 дБ/км при

При правильном выборе материала для ОВ и рабочей длины волны определяющими потерями сигнала являются _рр.

Рассчитаем по формуле суммарные собственные потери в ОВ:

дБ/км

Произведем расчет потерь сигнала в ОК по формуле :

дБ/км

Полученное значение намного больше того, что предлагает согласно рекомендации G 652 ОАО «Одескабель», поэтому выбираем кабель на , который имеет = 0,35 дБ/км и в последующих расчётах будем использовать это значение.

3.3.4 Расчёт дисперсии

Дисперсия - это уширение оптического импульса при прохождении его через оптическую среду.

Для одномодовых ОВ (ООВ) модовая дисперсия очень мала и ею можно пренебречь, тогда суммарная дисперсия будет вычисляться : [2,c.207]

, с/км (3.3.15)

где - материальная дисперсия;

- волноводная дисперсия.

Материальная дисперсия в ОВ обусловлена зависимостью показателя преломления от длины волны. В реальном ОВ распространение волн является дисперсионным, т.е. скорость распространения зависит от частоты (длины волны).

Волноводная дисперсия обусловлена процессами внутри моды. Она характеризуется направляющими свойствами сердцевины ОВ, а именно: зависимостью групповой скорости от длины волны оптического излучения, что приводит к различию скоростей распространения частотных составляющих излучаемого спектра.

Материальная дисперсия определяется так же, как и для многомодовых ОВ, вычисляется по формуле: [2,c.207]

с/км, (3.3.16)

- вычисляется по формуле: [6,c.63]

(3.3.17)

- удельная дисперсия материала сердцевины, подставлять в пс/км нм; определяется по графику для ООВ.

Волноводная дисперсия: [2,c.207]

, с/км (3.3.18)

Определим удельную хроматическую дисперсию по формуле: [7,c.71]

 () = , , (3.3.19)

где ₀ - длина волны нулевой дисперсии (₀ = 1301 нм );

S₀ - коэффициент наклона дисперсионной кривой: [7,c.71]

(S₀ = 0, 092 )

- длина волны, на которой работает аппаратура ( = 1310 нм ).

Рассчитаем по формуле (3.21) удельную хроматическую дисперсию:

() =

Полученное значение () намного меньше того, что предлагает согласно рекомендации G 652 ОАО «Одескабель», поэтому выбираем кабель на , который имеет () = 3,5 и в последующих расчётах будем использовать это значение.

3.4 Расчет длины участка регенерации по затуханию и дисперсии

3.4.1 Расчет длины участка регенерации по затуханию

Диаметр светочувствительной поверхности ПИ обычно на порядок превышает диаметр сердцевины стандартного многомодового ОВ, поэтому, кроме снижения величины отражения, особых проблем при стыке ОВ с ПИ не возникает и _р = 0,5 дБ.

Таблица 3.2 - Баланс мощностей на участке регенерации

Параметр (фактор)	Обозначение	Ед.измерения
Уровень мощности на выходе ПОМ	ри	-2 дБм
Чувствительность ПРОМ	р0 мин	-34 дБм
Потери в соединении ИИ-ОВ	р	0,5 дБ
Потери в соединении ОВ-ОВ	н	0,1 дБ
Число соединений ОВ-ОВ	N*	шт
Общие потери в соединениях ОВ-ОВ	н N*	дБ
Потери в соединении ОВ-ПИ	р	0,5 дБ
Аппаратурный и эксплуатационный запас	pз	6 дБм

Примечание: N^* = [L_p / L_cд] обозначает целую часть от частного L_p / L_cд.

Если на участке регенерации все строительные длины одинаковы,

т.е. L_сд1 = L_сд2 = = L_сд, то выражение приобретает вид: [6,c.194]

(3.4.1)

_р - коэффициент потерь мощности в разъемных соединениях на стыках ИИ-ОВ _р и ОВ-ПИ _р;

_н - коэффициент потерь мощности в неразъемных соединениях _н при стыке строительных длин L_{сд і} между собой;

- коэффициент потерь мощности вследствие затухания в каждой из последовательно соединенных строительных длин (далее в расчётах берём значение = 0,35 дБ/км для = 1310 нм )

П - энергетический потенциал системы передачи (для STM, работающей на = 1310 нм, П = 32 дБм;)

n - количество соединителей (для аппаратуры STM таких разъемных соединителей 4).

Рассчитаем максимальную длину участка регенерации:

3.4.2 Расчет длины участка регенерации по дисперсии

Если скорость передачи информации больше, чем критическая, то ствол передачи ограничен дисперсионными искажениями и максимальная длина участка регенерации: [6,c.195]

км. (3.4.2)

где - значение среднеквадратической дисперсии ОВ;

В_лин - скорость передачи на оптическом стыке.

Для STM-1 В_лин - скорость передачи на оптическом стыке = 155,52 Мбит/с.

определяется следующим выражением: [6,c.195]

= () , пс/нм, (3.4.3)

где () - удельная хроматическая дисперсия, пс/нм км;

- ширина спектральной линии источника излучения (для STM-1 = 0,2…0,8 нм).

Рассчитаем максимальную длину участка регенерации по дисперсии:

пс/нм, где

км

Заключение: мы должны выбрать длину регенерационного участка меньшую из рассчитанных, т.е. выбираем 60,25 км.

3.4.3 Проверка правильности расчёта длины регенерационного участка

По затуханию: [6,c.194]

, дБм (3.4.4)

N^* = [L_p / L_cд]= [60,25 / 2]=30

дБм

Значение запаса по мощности должно быть не менее 6 дБм.

По дисперсии: [6,c.195]

, (3.4.5)

где - значение среднеквадратической дисперсии на длине элементарного кабельного участка (выбранной длине регенерационного участка);

- длина элементарного кабельного участка.

Максимально допустимая дисперсия на всей длине элементарного кабельного участка не должна превышать

3.5 Расчет числа регенерационных пунктов, устанавливаемых на соединительной линии

Расчёт числа регенерационных пунктов, устанавливаемых на соединительной линии, выполняется по формуле:

N=(Lсл/Lр)-1 (3.4.6)

N = (7,8 / 60,25) - 1 = 0

В случае дробного числа его надо округлить до большего целого, то есть N = 0.

Количество участков больше количества регенерационных пунктов на 1, то есть N = 1.

В нашем случае необходимости в регенерационных пунктах нет.

3.6 Диаграмма уровней для соединительной линии

Диаграмма уровней представляет собой график изменения уровня мощности оптического сигнала при его распространении от выхода передающего оптоэлектронного модуля через линейный тракт одной соединительной линии до входа в приемный оптоэлектронный модуль. По горизонтальной оси в масштабе откладывается длина соединительной линии в км. По вертикальной оси откладывается уровень оптического сигнала в дБм. В пункте А уровень оптического сигнала равен р_и в дБм. Дальнейший ход кусочно-ломанной прямой учитывает потери излучения источника на разъемных соединениях между ИИ и оптическим волокном, затухание в оптическом кабеле, в соединительных муфтах, при вводе излучения в приемник излучения (на разъемных соединениях).

Построение диаграммы уровней энергетического потенциала для соединительной линии:

1. На вертикальной оси с левой стороны диаграммы отложить уровень сигнала источника излучения, соответствующий р_и = - 2 дБм.

Это Точка А на уровне -2 дБм.

2. Вниз от точки А опустить линию, соответствующую по величине потерям в двух оптических разъемных соединителях (ОРС), стоящих на входе в ОВ _р (для заданного случая _р= 0,5 дБ, тогда 2_р= 1 дБ).

Это Точка Б на уровне -3 дБм.

3. Далее идет наклонная линия, соответствующая потерям в первой строительной длине ОК. Она заканчивается в точке В, которая ниже точки Б на величину потерь в строительной длине ОК и равна:

_сд = 0,35 дБ/км 2 км =0,7 дБ. Точка В находится на уровне -3,7дБм.

4. Из точки В линия вертикально опускается вниз в точку Г на величину, равную потерям в сварном соединении двух строительных длин ОК (в нашем случае _н = 0,1 дБ). Далее повторяется ситуация, аналогичная 3 пункту, для необходимого числа строительных длин (для нашего случая таких строительных длин три). Аналогичным образом строим точки В1 и Г1, В2 и Г2.

5. Пройдя необходимое количество строительных длин, соответствующих длине регенерационного участка, кривая приходит к правой вертикальной оси диаграммы уровней энергетического потенциала. Это точка Д. Она находится на уровне: =-6,03 дБм.

6. Далее вниз откладываются потери в выходном оптическом разъемном соединителе (ОРС), стоящем на выходе из ОВ _вп (для заданного случая _р = 0,5 дБ, тогда 2_р = 1 дБ).Точка Е расположена на уровне -7,03 дБм.

7. Далее вниз откладывается запас мощности, связанный с деградацией аппаратуры ВОСП р_з (или р_зап, для всех случаев принимается р_зап = 6 дБм). Точка Ж имеет уровень -13,03 дБм.

Если длина участка регенерации Lр меньше или равна длине соединительной линии Lсл, то точка Ж всегда будет соответствовать чувствительности фотодиода приёмного устройства p0 мин (для заданного случая Lр Lсл и p0 мин=-34 дБм ).

Если Lр больше Lсл, то точка Ж будет находится выше точки p0 мин на вертикальной оси.

- Уровень мощности на выходе ПОМ p_и = - 2 дБ;

- чувствительность ПРОМ p _{0 мин} = - 34 дБ;

- дБ/км;

потери в соединении ИИ-ОВ и ОВ-ПИ одинаковы и равны дБ;

потери в соединении ОВ-ОВ - дБ;

строительная длина ОК L _сд = 2 км;

длина регенерационного участка L_p = 60,25км;

длина соединительной линии L_сл = 7,8 км.

На рисунке (3.3) изображена диаграмма уровней на соединительной линии.

Рисунок 3.4 - Диаграмма уровней энергетического потенциала для одной соединительной линии

Аттенюатор соответственно займёт диапазон: -34+13,03=20,97 дБм

Выводы:

Построенная диаграмма уровней энергетического потенциала для одной соединительной линии, содержащего три строительные длины и участок длиной 1,8 км, показывает изменения уровня мощности оптического сигнала, при его распространении от выхода, передающего оптоэлектронного модуля через линейный тракт одной соединительной линии до входа в приёмный оптоэлектронный модуль.

На диаграмме видно, что уровень сигнала на приёме выше чувствительности приёмного оптоэлектронного модуля на 20,97 дБм. Поэтому был установлен аттенюатор - пассивное устройство, предназначенное для ослабления проходящего через него сигнала в заданное число раз. Аттенюаторы используются в тех случаях, когда необходимо ослабить сильный сигнал до приемлемого уровня во избежание перегрузки, создаваемой чрезмерно мощным сигналом.

телефонный кабель сеть

4. ВЗАИМНЫЕ И ВНЕШНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВЛИЯНИЯ

Исходные данные:

с = 70 Ом·км;

a1 = 16 м;

a2 = 24 м;

a3 = 20 м;

a4 = 30 м;

a5 = 90 м;

l1 = 0,5 км;

l2 = 0,6 км;

l3 = 0,5 км;

l4 = 1км;

I кз1 = 8200 А;

I кз5 = 2200 А;

I р = 460 А;

= 35 пФ/сд;

Sn(2wt) = 8;

lсд = 0,35 км;

сгрунта = 270 Ом·км;

Т = 49 ч/год;

ц = 1,55 В

4.1 Взаимные влияния в цепях симметричного кабеля ТППппЗП

При распространении электромагнитной волны всего лишь 1/735 часть переданной энергии попадает в приёмник, остальная рассеивается в самой линии в основном на:

1) тепловые потери;

2) поляризацию диэлектрика.

Кроме того, энергия переходит на соседние цепи в виде тока помех. С явлением перехода энергии на соседние цепи необходимо бороться путем увеличения помехозащищенности.