Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

трасса оптический связь транспортный

В настоящее время ускорение технического прогресса невозможно без совершенствования средств связи, систем сбора, передачи и обработки информации. В вопросах развития сетей связи во всех странах большое внимание уделяется развитию систем передачи и распределения (коммутации) информации.

Наиболее широкое распространение в последнее время получили многоканальные телекоммуникационные системы (ТКС) передачи с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ), работающие по волоконно-оптическим кабелям (ОК).

Дальнейшему развитию методов и аппаратуры волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) способствуют уникальные свойства волоконно-оптических линий связи (ВОЛС):

- малые затухание и дисперсия оптических волокон (ОВ);

- гибкость в реализации требуемой полосы пропускания;

- широкополосность;

- малые габаритные размеры и масса ОВ и ОК;

- невосприимчивость к внешним электромагнитным полям;

- допустимость изгиба световода под малым радиусом;

- низкая стоимость материала световода;

- высокая скрытность связи;

- высокая прозрачность ОВ;

В последнее время на ВСС широко внедряются ТКС синхронной цифровой иерархии (СЦИ: англ. SDH), работающих также по ВОЛС.

SDH - это набор цифровых структур, стандартизированных с целью транспортирования.

SDH разработана с учетом недостатков PDH и по сравнению с последней имеет следующие преимущества:

1. Возможность передачи широкополосных сигналов, предполагаемых в будущем.

2. Синхронизация сети и синхронная техника мультиплексирования.

3. Использование синхронной схемы передачи с побайтным мультиплексированием.

4. Временное выравнивание за счет побайтового двухстороннего стаффинга.

5. При мультиплексировании осуществляется синхронизация под входные сигналы.

6. Возможность плезиохронной работы при необходимости. В этом случае стаффинг осуществляется за счет двустороннего побитового выравнивания.

7. SDH удачно сочетается с действующими системами PDH и позволяет существенно улучшить управляемость и эффективность этих сетей.

8. Создается возможность ввода / вывода компонентных сигналов на любом пункте.

9. SDH обеспечивает надежную трассу передачи системой указателей, которая способствует безупречной работе даже в случае, когда узлы не синхронизированы. Для стыковки сигналов PDH применяется синхронизация по битам. Все это вместе гарантирует исключительно низкий коэффициент ошибок по битам.

В настоящее время идет новый виток развития технологии SDH, связанный с адаптацией наиболее распространенных систем передачи, прежде всего IP, к условиям передачи трафика данных. Это обусловлено широким внедрением протокола преобразования GFP, который позволяет соединить гибкость IP-сетей с высокой стабильностью и управляемостью систем SDH. Как результат начинается переход к системам SDH нового поколения - Next Generation SDH (NGSDH).



1. Выбор трассы оптической кабельной линии связи

Выбор трассы волоконно-оптической линии определяется расположением пунктов, между которыми должна быть обеспечена связь.

При выборе трассы необходимо обеспечить:

наикратчайшее протяжение трассы;

наименьшее число препятствий, усложняющих и удорожающих стоимость строительства (реки, карьеры, дороги и др.);

максимальное применение механизации при строительстве;

максимальные удобства при эксплуатационном обслуживании;

В курсовой работе рассматривается два варианты трассы (см. табл. 1.1):

I. Волоконно-оптический кабель проходит по левой стороне автомобильной дороги.

II. Волоконно-оптический кабель проходит по правой стороне автомобильной дороги.

Таблица 1.1

Пересечения с естественными и искусственными преградами	I вариант	II вариант
	Количество пересечений	Количество пересечений
Автомобильные дороги	11	13
Железные дороги	4	4
Водные преграды	11	11
Всего	26	28

Анализируя данные таблицы 1.1, выбирается вариант с наименьшим количеством преград - №1 (по левой стороне автомобильной дороги), как более эффективный.



2. Расчет необходимого количества каналов и уровня иерархии транспортной сети

Расчет уровня иерархии транспортной сети (ТС) фактически сводится к определению количества каналов, организуемых в оптической линии передачи или в кольцевой топологии. При построении радиально - кольцевой архитектуры сети или архитектуры «кольцо-кольцо» в главном кольце может быть использована ТС более высокого уровня, а в кольцах доступа и на некоторых радиальных линиях передачи ТС более низкого уровня.

В рекомендациях МСЭ-Т G.703 определены скорости передачи цифровых потоков SDH и их соответствие уровням цифровой иерархии.

Рекомендациями G.707, G.708, G.709 определены скорости транспортирования SDH и их соответствие уровням цифровой иерархии. В табл. 2.1 приведены уровни SDH, рекомендованные МСЭ-Т к настоящему времени. Число синхронных транспортных модулей (STM) в табл. 2.1 приведено для случая использования только 2 Мбит/с портов.

Таблица 2.1

Уровень цифровой иерархии SDH	Скорость STM, Мбит/с	Число потоков, 2 Мбит/с	Количество каналов	Обозначение STM
1	155,52	63	1890	STM-1
4	622,08	63x4	7560	STM-4
16	2488,32	63x16	30240	STM-16
64	9953,28	63x64	120960	STM - 64

Необходимо организовать количество потоков 2 Мбит/с, указанных в таблице 2,1 или кратное этому количеству. Учитывая преимущества SDH перед PDH, выбираем уровень технологии SDH.



2.1 Характеристика населенных пунктов Балашиха

Город в России, в центре Московской области, крупнейший город области и крупнейший населённый пункт городского округа Балашиха. Население города (без учёта присоединённого в 2015 г. города Железнодорожного) - 247 075 чел. (2014). Основан в 1830 году.

После расширения в 2003-2004 годах, город занимает обширную территорию к востоку от Москвы, простираясь с севера на юг на 16 км, а с запада на восток на 19 км. Город расположен на реках Пехорке и Горенке. На городской территории расположены девять остановочных пунктов железной дороги (платф. Горенки и ст. Балашиха - на ветке от ст. Реутов, а также пять платформ и станции Железнодорожная и Купавна (частично) - на главном ходу нового направления Транссиба). Главные автотранспортные артерии: шоссе Энтузиастов (М7 Горьковское шоссе), А103 Щёлковское шоссе, Носовихинское шоссе.

25 декабря 2014 года Московская областная дума одобрила закон об объединении городов Балашихи и Железнодорожного. Объединённый город получил название Балашиха. Закон подписан губернатором 30 декабря 2014 года и вступил в силу 22 января 2015 года, население объединённого города (учтённое по состоянию на 1 января 2014 г.) составило 393 326 человек.

Балашиха входит в число наиболее экономически развитых городов Московской области. Лидирующие позиции традиционно занимает научно-промышленный комплекс, который определяет динамику развития и социально-экономическое положение города. Промышленные предприятия города специализируются в производстве криогенной техники, кранов-манипуляторов, изделий и устройств современных самолётов и других летательных аппаратов, металлоконструкций, бетоносмесительных установок, сборного железобетона, изделий из дерева, сжиженных и сжатых газов, рукавов высокого давления, товаров народного потребления из пластмассы, фильтров для очистки воды, пищевых продуктов, красок.

В структуре экономики города наряду с крупными и средними предприятиями прочное место занимает малое предпринимательство, осуществляющее деятельность в сфере производства.

Балашиха обладает значительным научным потенциалом. В городе находятся несколько научно-исследовательских институтов.

В Балашихе были возведены торгово-развлекательные центры. В этих ТРЦ был реализован новый формат предприятия торговли в виде торгового центра с торговой галереей и развлекательной частью.

В Балашихе действуют супермаркеты продовольственных торговых сетей, сети по продаже бытовой техники, компьютерной техники, спортивной одежды, обуви, детские магазины, салоны сотовой связи, автосалоны, парфюмерно-косметические сети и другие сети розничной торговли. В настоящее время в городе действуют 902 предприятия потребительского рынка и сферы услуг, из них:

· 484 предприятий розничной торговли, торговые площади которых составляют 185,7 тыс. мІ

· 87 предприятий общественного питания на 6144 посадочных мест торговой площадью 14,0 тыс. мІ

· 331 предприятие бытового обслуживания с численностью работающих 3411 человек

Начиная с 2000 года стали возрастать темпы строительства жилья, и сейчас по объёму вводимого жилья Балашиха занимает одно из первых мест в области.

Статистика по городу

Согласно данным на 1 января 2014 года население объединённого города составило 393 326 человек. Чётко просматривается тенденция к росту населения и повышению уровня урбанизации некогда скромного населённого пункта.



Орехово-Зуево

Город областного подчинения (не входит в одноименный район) в Московской области России, на реке Клязьме, в 92 км к востоку от центра Москвы по автодороге М7 (77 км от МКАД), в 95 км к востоку от центра Москвы по Носовихинскому шоссе (78 км от МКАД) и в 76,2 км от МКАД по ж/д, Узел железнодорожных линий Москва - Нижний Новгород и Александров - Куровская. Является центром Орехово-Зуевской агломерации населением 276 тысяч человек.

Население - 120 217 чел. (на 1 января 2015).

По оценке рейтинга журнала «Секрет фирмы» ИД «Коммерсант» - «100 лучших городов России», основанном на данных Росстата, город успешно развивается. Так, в 2012 году Орехово-Зуево находилось на 83 строчке в рейтинге, последняя оценка 2013 г. - 62 место. Позади, такие крупные населенные пункты как Новороссийск, Кемерово, Омск, Оренбург, Иваново, Астрахань, Волгоград, Тамбов, Брянск, Тольятти, Киров, Ижевск и др.

В городе действуют промышленные и научно-производственные предприятия. В структуре экономики города наряду с крупными и средними предприятиями прочное место занимает малое предпринимательство. В сфере торговли регулярно открываются новые торговые центры. В городе действуют сети продуктовых магазинов, строительно-торговый центр, мебельный центр, гипермаркет стройматериалов, продуктовые крытые рынки, известные ювелирные сети, автосалоны, гостиничные комплексы, санаторий-профилакторий.

Помимо муниципальных больниц и поликлиник в городе широко развита коммерческая медицина. Также в городе имеется офис лаборатории «Инвитро».

Статистика по городу

Согласно данным 2015 года население города составляет 120 217 чел. человек. В городе прослеживается тенденция к росту промышленности и торговли.

Вывод

Учитывая постоянный рост населения, промышленности и торговли и тенденции к дальнейшему развитию городов Балашиха и Орехово-Зуево целесообразно организовать связь в заданных населенных пунктах Московской области с использованием технологии SDH и с использованием оптического кабеля.

2.2 Расчет количества каналов и выбор уровня иерархии

Число каналов, связывающих заданные населенные пункты, в основном, зависит от численности населения в этих пунктах и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи.

Численность населения в любом населенном пункте может быть определена на основании статистических данных последней переписи населения. Обычно перепись населения осуществляется один раз в пять лет, поэтому при перспективном проектировании следует учесть прирост населения.

где Н₀ - число жителей, чел.;

- средний годовой прирост населения в данной местности, в% (2%);

t - период, определяемый как разность между назначенным годом перспективного проектирования и годом проведения переписи населения, год.

Год перспективного проектирования в проекте принимаем на 5 лет вперед по сравнению с текущим временем, тогда:

t = 5 + (t_n - t₀), лет

где t_n - год составления проекта;

t₀ - год, к которому относятся данные Н₀.

t = 5 + (2015-2014)= 5+1 = 6 - Балашиха

t = 5 + (2015-2015)= 5+0 = 5 - Орехово-Зуево

тогда:

Учитывая то обстоятельство, что телефонные каналы в междугородной связи имеют превалирующее значение, предварительно необходимо определить количество телефонных каналов между заданными пунктами. Для расчета воспользуемся формулой:

(1.3)

где К_Т -коэффициент тяготения; К_Т = 5%, т.е. в безразмерных величинах К_Т = 0,05;

б и в постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям равным 5%, б = 1,3 и в = 5,6;

у - удельная нагрузка, т.е. средняя нагрузка, создаваемая абонентами, у = 0,05 Эрл.;

m_к и m_ч - кол-во абонентов, обслуживаемых оконечными АТС соответственно.

Принимая средний коэффициент оснащенности населения телефонными аппаратами равным 0,3, количество абонентов в зоне АТС можно рассчитать по формуле:

m = 0,3 · Ht, абонентов (1.4)

m₁ = 0,3·394452,162 = 118,3 тыс. абонентов

m₂ = 0,3·121321,08 = 36,4 тыс. абонентов

Определяем количество телефонных каналов между заданными пунктами.

По кабельной линии передачи организовывают каналы и других видов связи, а также транзитные каналы. Тогда общее число каналов между двумя АТС будет равно:

n = n_ТЛФ + n_ТГ + n_В + n_ПД + n_Г + n_ТР + n_ТВ, каналов (1.5)

где n_ТГ - число каналов ТЧ или ОЦК для телефонной связи;

n_В - то же, для передачи сигналов вещания;

n_ПД - то же, для передачи данных;

n_Г - то же, для передачи газет;

n_ТР - число транзитных каналов;

n_ТВ - число каналов ТЧ или ОЦК, исключаемых из передачи телефонной информации для организации одного канала телевидения.

Поскольку число каналов для организации связи различного назначения может быть выражено через число каналов, то есть каналов ТЧ, целесообразно общее число каналов между пунктами выразить через телефонные каналы, то можно принять:

n_ТЛФ = n_ТГ + n_В + n_ПД + n_Г + n_ТР + n_ТВ, каналов (1.6)

Тогда общее число каналов рассчитывают по упрощенной формуле:

n = 2 n_ТЛФ + 2 n_ТВ + 2 n_СИГ = 2 n_ТЛФ + 2880 + 2·210, каналов (1.7)

n = 2 · 1398,705 + 2880 + 420, каналов

n 6097 каналов

Для организации одного канала телевидения используется три синхронных потока по 34 Мбит/с, то есть телевизионный сигнал передается со скоростью 103,104 Мбит/с и передается вместо сигналов (480 x 3) телефонных каналов.



3. Выбор транспортной технологии и разработка схемы организации связи

Первоначально для выбора волоконно-оптических систем передачи нам необходимо знать количество организуемых каналов тональной частоты, цифровых потоков различного уровня. Итак, это определяется характером передаваемой информации, а также числом организуемых каналов. Важно при этом иметь в виду, что в настоящее время используется унифицированная каналообразующая аппаратура ЦСП различных ступеней иерархии.

Волоконно-оптической системой передачи или транспортной системой называется совокупность активных и пассивных устройств, предназначенных для передачи информации на расстояние по оптоволокну с помощью оптических волн. Таким образом можно сказать, что это совокупность электрических и оптических устройств и оптических линий передачи для создания, обработки и передачи оптических сигналов. Фактически - это волоконно-оптический кабель, ответвительные муфты и оконечные устройства (оптические кроссы, коммутаторы, мультиплексоры, медиаконвертеры, трансиверы).

Волоконно-оптической линией передачи называется совокупность физических цепей, линейных трактов систем передачи, имеющих общие среду распространения, линейные сооружения и устройства их технического обслуживания и управления.

Большинство ВОСП работают по оптическим кабелям по двухволоконной схеме, когда для передачи информации в одном направлении используется одно оптоволокно, а для передачи в обратном направлении - другое.

Уже сейчас появились ВОСП, работающие в одном волокне для передачи информации в обоих направлениях.



3.1 Транспортные технологии SDH

Новые возможности цифровых коммутаторов и технических средств транспортной среды с перспективой увеличения пропускной способности без существенной реконструкции, способность SDH к глубокой автоматизации и контролю элементов сети и качества услуг, а также к автоматическому и программному управлению сложными конфигурациями предъявляют новые требования к планированию и проектированию сетей электросвязи.

Появление SDH и мощных мультиплексоров с кросс - коммутацией превратили сеть передачи, по сути, в распределённый коммутатор. Как следствие возникла необходимость пересмотреть многоуровневую структуру прежней первичной сети: местная, внутризоновая и магистральная, представив её двумя уровнями: сетью доступа и транспортной сетью.

Создание сетевых конфигураций, контроль и управление отдельными станциями и всей информационной сетью осуществляется программно и дистанционно с помощью системы обслуживания SDH. Система оптимизирует эксплуатацию аппаратуры разных фирм-производителей в зоне одного оператора и обеспечивает автоматическое взаимодействие зон разных операторов. Система обслуживания делится на подсистемы. Доступ к каждой SDH-подсистеме осуществляется через главный в этой подсистеме узел.

Крупные структуры SDH: синхронные транспортные модули (STM), представляющие собой форматы линейных сигналов, находятся в слое среды передачи, которые и используются на интерфейсах сетевых узлов.

По результатам расчётов количества организуемых каналов определяется уровень STM (STM-4) и выбирается аппаратура фирмы NEC.

NEC

SMS-600 - базовый мультиплексор уровня STM-4, выпускаемый в трех модификациях R, T, W;

SMS-600R - регенератор (оптический ретранслятор) уровня STM-4;

SMS-600T - терминальный мультиплексор с защитой 1+1 уровня STM-4;

SMS-600W - широкополосный мультиплексор ввода / вывода с защитой 1+1 уровня STM-4;

Технические параметры аппаратуры SDH компании NEC уровня STM-4 приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1

№ п/п	Параметры	Обозначение по G. 957	SMS - 600 NEC
1	Уровень передачи, дБм	L - 4.2	+2 …. -3
2	Длина волны, мкм	L - 4.2	1,55
3	Чувствительность приёмника при дБм	L - 4.2	-32,5
4	Затухание регенерационного участка, дБ	L - 4.2	10…28,5
5	Уровень перегрузки приёмника, дБм	L - 4.2	-8
6	Дисперсия S-R на уровне 1 дБ, nкс/нм	L - 4.2	1570
7	Тип источника излучения	L - 4.2	SLM - LD
8	Тип оптического детектора	L - 4.2	Ge - APD

На основе выбранного типа оборудования SDH разрабатывается схема организации связи между заданными населенными пунктами. Cхема организации связи приведена в приложении 2.

3.2 Комплектация оборудования SDH Типы стоек и блоков

В большинстве своем аппаратура SDH рассчитана на установку в стандартных стойках, рекомендованных Европейским институтом стандартов в области связи:

- в стойке типа S9 ETSI-300-119 с размерами 2200x600x300 мм;

- в узкой стойке типа 7R с размерами 2200х121x300 мм.

Блоки аппаратуры могут быть выполнены в виде однорядных секций и двухрядных секций. В документации фирм-изготовителей секции могут быть названы комплектами, блоками, субблоками.

UCU - Universal Control Unit (универсальный блок контроля);

LAD - Local Alarm and Disk (кассета обработки отклонений параметров);

ОНА - Overhead Access (кассета доступа к заголовку);

El - Electrical Interface;

М - Multiplexer/Demultiplexer;

SN - Switching Network (кросс-коннектор).

В блоках используются печатные платы, рекомендованные ETSI, с размерами 233x220 мм. Количество и назначение кассет также зависит от конфигурации сети доступа и заказываемой оператором связи комплектации.

Оптический передатчик

Оптический передатчик обеспечивает преобразование входного электрического (цифрового или аналогового) сигнала в выходной световой (цифровой или аналоговый) сигнал.

При цифровой передаче оптический излучатель передатчика «включается» и «выключается» в соответствии с поступающими на него битовым потоком электрического сигнала. Для этих целей используются инфракрасные светоизлучающие диоды LED или лазерные диоды ILD. Эти устройства способны поддерживать модуляцию излучаемого света с мегагерцовыми и даже гигагерцовыми частотами.

Выбираем в качестве оптического передатчика лазерный диод SLM-LD с параметрами:

- мощность 1 мВт;

- рабочая длина излучаемой волны л = 1,48…1,58 нм;

- ширина спектра излучаемой волны Дл = 1 нм.

Оптический приемник

Оптический приемник осуществляет обратное преобразование входных оптических импульсов в выходные импульсы электрического тока. В качестве основного элемента оптического приемника используются p-i-n и лавинные фотодиоды, имеющие очень малую инерционность.

Если приемная и передающая станции удалены на большое расстояние друг от друга, например на несколько сот километров, то может дополнительно потребоваться одно или несколько промежуточных регенерационных устройств для усиления ослабевающего в процессе распространения оптического сигнала, а также для восстановления фронтов импульсов. В качестве таких устройств используются повторители и оптические усилители.

Типовой показатель чувствительности приемников для скорости передачи 622 Мб/с:

- тип FD (Pin FET) -32,5 дБм;

- перегрузка -8 дБм.



4. Расчет линейного тракта

4.1 Выбор типа оптического кабеля

Анализируя параметры и конструкцию ОК применительно к различным звеньям сети связи, при проектировании ВОЛС следует придерживаться следующих рекомендаций.

Для магистральной связи рекомендуется использование кабеля ОКЛ с одномодовыми волокнами, обеспечивающими на волне 1,55 мкм большие дальности связи и число каналов. Кабели содержат 4, 8, 16 одномодовых ОВ с градиентным показателем преломления и коэффициентом затухания 0,2… 0,3 дБ/км. Имеются специальные модификации кабелей ОКЛ: ОКГ - с защитными медными и полиэтиленовыми оболочками и ОКВ - бронированные стальными лентами.

Для зоновых и внутризоновой связи можно использовать градиентные ОВ на длине волны 1,3 мкм, поэтому рекомендуются кабели ОЗКГ, ОКЗ, ОКГТ и ОКС. Зоновые кабели прокладывают непосредственно в грунт и поэтому для защиты от атмосферного электричества и грызунов они имеют металлический покров.

После выбора ОК с определенным видом ОВ целесообразна предварительная оценка соответствия пропускной способности ОВ, зависящей от его дисперсионных свойств, скорости передачи ВОСП в линейном тракте.

В транспортных системах SDH всех фирм - изготовителей в качестве линейного используется код без возврата к нулю NRZ, поэтому скорости передачи цифрового сигнала в линейном тракте равны скоростям передачи STM соответствующего уровня.

Одномодовые ОВ

В одномодовых ОВ межмодовая дисперсия отсутствует, передается одна мода. Уширение импульса обусловлено хроматической дисперсией, которую разделяют на материальную и волноводную.

Волноводная дисперсия обусловлена зависимостью групповой скорости моды от частоты и определяется профилем показателя преломления ОВ. В нормальных условиях материальная дисперсия преобладает под волноводной. Обе компоненты могут иметь противоположный знак и различаются зависимостью от длины волны. Это позволяет, оптимизируя профиль показателя преломления, минимизировать общую дисперсию ОВ на заданной длине волны за счет взаимокомпенсации материальной и волноводной дисперсией.

Спецификация

на волоконно-оптический кабель

производства ООО «Инкаб» по ТУ 3587-001-88083123-2010

марки ТсОС-П

Назначение: Оптический кабель типа ТсОC предназначен для прокладки в грунт, включая болота и неглубокие несудоходные реки, в кабельной канализации, трубах, лотках, блоках, тоннелях, коллекторах, по мостам и эстакадам, между зданиями и сооружениям, внутри зданий.

Кабель содержит центральный стальной оптический модуль со свободно уложенными волокнами. Свободное пространство в оптическом модуле заполнено гидрофобным гелем. На центральный оптический модуль спирально накладывается броня из стальных проволок. Свободное пространство между проволоками заполнено гидрофобным гелем. На броню накладывается оболочка из полиэтилена средней плотности.

По согласованию с заказчиком цвета волокон могут быть изменены.

В модуле с числом волокон более 12 возможна группировка волокон в пучки. Каждый пучок волокон имеет обмотку цветной синтетической нитью. Обмоточные нити пучков в одном модуле имеют различные цвета. Вместо обмоточных нитей возможна идентификация волокон с помощью кольцевых меток.

Маркировка:

Наносится на каждый метр кабеля.

Пример маркировки кабеля:

Расшифровка маркировки:

ИНКАБ - название предприятия изготовителя;

ТсОС - тип кабеля;

П - материал наружной оболочки (полиэтилен средней плотности);

24 - количество оптических волокон;

У - тип оптических волокон (одномодовое волокно, с низкими потерями и улучшенной стойкостью к изгибам, соответствующее рекомендациям G.652D+G.657.A1);

7 кН - максимально допустимая растягивающая нагрузка;

2015 - год изготовления;

0001 м - метраж.

По согласованию с заказчиком в маркировку может быть включена дополнительная информация.

Детали конструкции

Количество ОВ в кабеле	До 12	До 36	До 48
Допустимая растягивающая нагрузка	7 кН
Допустимая раздавливающая нагрузка	1,4 кН/см
Диаметр кабеля, мм	9,6	9,6	9,9
Вес кабеля, кг/км	180,8	176,8	189,7
Радиус изгиба, мм	144	144	149
Допустимая растягивающая нагрузка	10 кН
Допустимая раздавливающая нагрузка	1,4 кН/см
Диаметр кабеля, мм	10,4	10,4	10,7
Вес кабеля, кг/км	224,5	227,2	231,7
Радиус изгиба, мм	156	156	161
По согласованию с заказчиком количество волокон в модуле может быть изменено.

Параметры эксплуатации

Рабочая температура	-60°С…+70°С
Температура монтажа	-30°С…+50°С
Температура транспортировки и хранения	-60°С…+70°С
Минимальный радиус изгиба	не менее 15 диаметров кабеля
Срок службы	25 лет
По согласованию с заказчиком диапазон рабочих температур может быть изменен.

Параметры оптического волокна

Тип ОВ	«У»
Марка волокна	Corning SMF 28 ULTRA
Рекомендация МСЭ-Т	G.652D + G.657.A1
Геометрические характеристики
Отклонение от концентричности сердцевины, мкм, не более:	0,5
Диаметр оболочки, мкм	125±0,7
Отклонение от круглости оболочки, %, не более	0,7
Диаметр защитного покрытия, мкм	242±5
Передаточные характеристики
Рабочая длина волны, нм	1310…1625
Коэффициент затухания, дБ/км, не более: на длине волны 1310 нм	0,32
на длине волны 1383 нм	0,32
на длине волны 1490 нм	0,21
на длине волны 1550 нм	0,18
на длине волны 1625 нм	0,20

Технические параметры кабеля:

Оптический кабель стоек к указанным ниже воздействиям

Вид воздействия	Нормируемое значение	Критерии оценки
Растягивающее усилие (ГОСТ Р МЭК 794-1-93 метод Е1)	7-10 кН	- Да* < 0,05 дБ - отсутствие повреждений
Раздавливающее усилие (ГОСТ Р МЭК 794-1-9З метод Е3)	1,4 кН/см
Динамические изгибы (ГОСТ Р МЭК 794-1-93 метод Е6)	20 циклов на угол ±90°
Осевые закручивания (ГОСТ Р МЭК 794-1-93 метод Е7)	- 10 циклов - на угол ± 3600 на длине 4 м	-
Удар (ГОСТ Р МЭК 794-1-93 метод Е4)	Энергия удара 20 Дж
Водонепроницаемость (IEC 60794-1-2 п. 25 метод F5B)	длина образца > 3 м Время: 24 часа	Отсутствие воды на конце отрезка
Климатические воздействия** (ГОСТ Р МЭК 794-1-93 метод F1)	- диапазон температур от минус 60 до 70 0С - 2 цикла - время цикла > 16 часов	Да < 0,05 дБ/км
Каплепадение гидрофобного компаунда (IEC 60794-1-2 метод Е14)	при 70 0С	Отсутствие каплепадения
Испытание напряжением (ГОСТ 2990-78)	Переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц	Отсутствие пробоя
Электрическое сопротивление цепи «броня-земля (вода)» (ГОСТ 3345-76)	2000 МОмкм	Больше нормируемого
Импульсный ток растекания (К.25 МСЭ-Т)	- время 60 мкс - 105 кА	- Да < 0,05 дБ - отсутствие повреждений



Характеристики оптического волокна

Тип ОВ	тип «У»	тип «Н»	G.657A2	G.657B3	G.657A1
Марка волокна	Corning SMF 28 Ultra	Corning LEAF	ClearCurve LBL	ClearCurve ZBL	ClearCurve XB
Рекомендация МСЭ-Т	G.657A1 G.652D	G.655	G.657A2/B2	G.657B3	G.657A1
Геометрические характеристики
Отклонение от концентричности сердцевины, мкм, не более:	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Диаметр оболочки, мкм	125±0,7	125±0,7	125±0,7	125±0,7	125±1
Отклонение от круглости оболочки, %, не более	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7
Диаметр защитного покрытия, мкм	242±5	245±5	242±5	242±5	242±5
Передаточные характеристики
Рабочая длина волны, нм	1310… 1625	1550	1310… 1625	1310… 1625	1310… 1625
Коэффициент затухания, дБ/км, не более:
на длине волны 1310 нм	0,32	-	0,35	0,35	0,35
на длине волны 1383 нм	0,32	-	0,35	0,35	0,35
на длине волны 1490 нм	0,21	-	0,24	0,24	0,24
на длине волны 1550 нм	0,18	0,22	0,20	0,20	0,20
на длине волны 1625 нм	0,20	0,24	0,23	0,23	0,23
Коэффициент хроматической дисперсии, пс/(нм·км), не более:
на длине волны 1310 нм	-	-	-	-	-
на длине волны 1550 нм	18	4	18	18	18
на длине волны 1625 нм	22	10	23	23	23
Коэффициент поляризационно-модовой дисперсии (ПМД), пс/vкм, не более:	0,1	0,1	0,2	0,2	0,1
Наклон дисперсионной характеристики в области длины волны нулевой дисперсии, пс/(нм2·км), не более:	0,092	-	0,092	0,092	0,089
Длина волны нулевой дисперсии, нм	1310…1324	-	1304…1324	1304…1324	1304…1324
Длина волны отсечки, нм не более:	1260	1480	1260	1260	1260
Диаметр модового пятна, мкм
на длине волны 1310 нм	9,2±0,4	-	8,6±0,4	8,6±0,4	8,6±0,4
на длине волны 1550 нм	10,4±0,5	9,6±0,4	9,6±0,5	9,65±0,5	9,8±0,5
Прирост коэффициента затухания из-за макроизгибов, дБ, не более: л=1550 нм/1625 нм
(1 виток х ш10,0 мм), дБ:	0,5/1,5	-	-	-	0,5/1,5
(1 виток х ш7,5 мм), дБ:	-	-	0,4/0,8	-	-
(1 виток х ш5,0 мм), дБ:	-	-	-	0,1/0,3	-
(100 витков х ш 60 мм), дБ:	-	0,05/0,05	-	-	-

Выберем кабель марки ТсОС-П - в грунт со стальным модулем

Таблица 4.2 Характеристики кабеля ТсОС-П

Параметры	Значение
Количество ОВ	до 12	до 36	до 48
Диаметр кабеля, мм	9,6	9,6	9,9
Вес, кг/км	180,8	176,8	189,7
Коэффициент затухания, дБ/км, не более: - на длине волны 1.31 мкм - на длине волны 1.55 мкм	0.32 0.18
Хроматическая дисперсия, пс/нм км, не более: - на длине волны 1.31 мкм - на длине волны 1.55 мкм	- 18
Допустимое раздавливающее усилие, Н/см, не менее	1,4 кН/см
Строительная длина, км - неразрывная длина одной катушки оптического кабеля (обычно 4-6 км), которая поставляется в количестве, указываемом в процентном выражении для каждой конкретной поставки от общего количества поставляемой продукции, согласно проценту строительной длины. Барабан: 1800x80 мм	13,23

Таким образом, выбранный тип кабеля соответствует всем необходимым параметрам и требованиям.

4.2 Расчет предельных длин участков регенерации

Как известно, длина регенерационного участка ВОСП определяется двумя параметрами: суммарным затуханием РУ и дисперсией сигналов ОВ.

Ширину полосы оптического излучения определяю из справочных данных источника излучения, который задан в технических параметрах аппаратуры SDH уровня STM-4 таблицы 3.1.

Источник излучения - лазерный SLM - LD диод, характеристики которого приведены в табл. 3.1

Таблица 4.3

Фирма - изготовитель

Марка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

NEC Corp.	NDL5050A	1500…1600	4	1	30

Длина регенерационного участка системы зависит от дисперсии сигнала (указывается в паспортных данных, пс/нм км) в ОВ. Максимальная длина РУ с учетом дисперсионных свойств ОВ рассчитывается по следующей формуле:

(5.1)

где С - среднеквадратичная дисперсия, пс/нм км;

- ширина полосы оптического излучения, нм, определяется из справочных данных соответствующего источника излучения;

- тактовая частота линейного цифрового сигнала.

В-скорость передачи информации, Мбит/с

Длина регенерационного участка по дисперсии определяется из выражения:

(5.2)

где у - дисперсия сигнала в ОВ;

В-скорость передачи информации, Мбит/с.

Рассчитаем длину регенерационного участка по затуханию:

(5.3)

где Э - энергетический потенциал системы передачи, дБ;

А_р, А_н - затухание оптического сигнала на разъемном и неразъемном соединениях, дБ;

n_p - количество разъемных соединений ОВ на регенерационном участке (n_p=2);

б - коэффициент затухания ОВ, дБ/км;

lc - строительная длина ОК.

Рассчитаем энергетический потенциал системы. При проектировании оптической линии передачи SDH энергетический потенциал ВОСП рассчитывается как разность уровней передачи и минимального уровня приема:

Э =--РПЕР - РMIN ПР ,--дБ_м (5.4)



Уровень передачи и минимальный уровень приема задаются в технических параметрах выбранной аппаратуры.

Э = -3 - (-32.5)= 29,5 дБ_м

В неразъемных соединениях (НС) затухание А_н не более 0,1 дБ, а в разъемных соединителях (РС) А_р не более 0,5 дБ.

Тогда можно найти максимальную длину регенерационного участка с учетом потерь на затухание в ОВ, потерь в устройствах ввода / вывода оптического сигнала, потерь в неразъемных сварных соединениях при монтаже строительных длин кабеля:

(5.5)

где Э_З - энергетический (эксплуатационный запас) системы, необходимый для компенсации эффекта старения элементов аппаратуры и ОВ Э_з = 6 дБм

l _{РУ max} = (29,5-6-0,5•2+0,1)/(0,18+0,1/13,23)

l _{РУ max} = 22,6/0,18=124,556 км125 км

Для транспортных систем SDH соответствие рассчитанной длины регенерационного участка техническим параметрам системы можно проверить по допустимому максимальному затуханию, приведенному в технических параметрах выбранной аппаратуры. Затухание, рассчитанное по формуле:

А_ру= б·lру мах, дБ (5.6)

А _ру = 0,18 • 125 = 22,5 дБ

А _ру должно быть не больше допустимого затухания на РУ, приведенного в технических параметрах выбранной аппаратуры.

22,528,5

Вывод: А _ру ? А _{ру доп.} условие выполняется, расчеты верны.

4.3 Расчёт распределения энергетического потенциала

Отметим, что уровень оптической мощности сигнала, поступающего на вход ПРОМ, зависит от энергетического потенциала ВОСП, потерь мощности в ОВ, потерь мощности в разъемных соединителях, потерь мощности в неразъемных соединениях.

Ниже представлена таблица с исходными данными для расчета распределения энергетического потенциала по длине ВОЛП (см. табл. 2 и табл. 3)

Рассчитаем уровень передачи на выходе разъемного соединителя.

Уровень сигнала после первого разъемного соединителя:

P_р1 = P_пер - А_р, дБ (5.7)

P_p1= -3 - 0,5 = -3,5 дБ

Уровень сигнала после первого неразъемного соединителя (НС) станционного оптического кабеля и линейного ОК:

P_н1 = P_р1 - А_н, дБ (5.8)

P_н1 = -3,5 - 0,1= -3,6 дБ

Уровень сигнала после второго НС:

P_н2 = P_р2 - А_н, дБ (5.9)

Т.о. определяются уровень сигналов на выходе всех НС по всему участку транспортной сети. Результаты расчетов вносятся в табл. 4.4.

Уровень сигнала после n-го НС:

P_{н n} = P_р2 - А_н, дБ (5.10)

Таблица 4.4

Исходные данные	Обозначения	Единицы измерения	Значение параметра
1. Уровень мощности передачи оптического сигнала		дБм	-3
2. Минимальный уровень мощности приема		дБм	-32,5
3. Энергетический потенциал ВОСП	Э	дБ	29,5
4. Длина РУ		км	125
5. Строительная длина ОК		км	13,23
6. Количество строительных длин ОК на РУ		-	6
7. Количество разъемных соединителей на РУ		-	2
8. Затухание оптического сигнала на разъемном соединителе		дБ	0,5
9. Количество неразъемных соединений ОВ на РУ		-	6
10. Затухание оптического сигнала на неразъемном соединении		дБ	0,1
11. Коэффициент затухания ОВ	б	дБ	0,18

Общее затухание на участке оптической транспортной сети составляет:

А_ру= Р_пер - Р_пр, дБ

Из полученных данных составим диаграмму распределения энергетического потенциала для участка оптической транспортной сети (в приложении 3 приведен пример диаграммы).

Таблица 4.5

Параметры участка сети	Результаты расчета
, км	76,3
Pр1, дБ	-3,5
Pн1, дБ	-3,6
Pн2, дБ	-3,744
…
Pн n, дБ	-8,3
, дБм	-6,752
, дБм	-8,284

Рассчитанные величины не превышают нормы. Следовательно, расчёты верны.



5. Техника безопасности при обслуживании оптической транспортной сети

5.1 Требования безопасности при монтаже и технической эксплуатации волоконно-оптических кабелей, шнуров и оконечных кабельных устройств

Монтаж кабелей должен производиться с применением специальных инструментов и приспособлений (ножниц для резки упрочняющих нитей, ножей кабельных, труборезов, стрипперов и др.).

Поверхность стола для монтажа волоконно-оптического кабеля должна иметь покрытие, контрастирующее по цвету с обрабатываемыми волокнами (например, черного цвета), не отражать лучи света, быть устойчивой к воздействию химических препаратов, легко очищаться.

На поверхности стола не должно быть бортиков, затрудняющих ее очистку, а также стыков, в которых бы скапливались осколки волокон.

В процессе обработки волокон перед соединением и при монтаже коннекторов необходимо пользоваться защитными очками. Целесообразно применять очки с увеличительными стеклами.

Работу по монтажу ВОК необходимо проводить в клеенчатом фартуке. Следует избегать попадания частиц оптического волокна на одежду.

Рабочее место и пол после монтажа ВОК следует обработать пылесосом и затем протереть влажной салфеткой или влажной тканью (ветошью). Салфетку или ткань (ветошь) после протирки рабочего места следует положить в специальный контейнер.

При техническом обслуживании, а также при выполнении ремонтно-восстановительных работ запрещается смотреть незащищенным глазом в торец оптического волокна или коннектор соединителя, по которому передается сигнал, наводить оптическое волокно или коннектор на других людей, а также устанавливать на пути прохождения луча лазера зеркала и другие отражающие свет предметы.

Нельзя смотреть в выходное отверстие передающего оптического модуля, электронно-оптического повторителя, усилителя и т.п.

Следует пользоваться микроскопами с лазерными фильтрами, защитными очками или светофильтрами, ослабляющими уровень излучения до безопасного (в зависимости от длины волны).

При работе с микроскопами, не оснащенными лазерными фильтрами, необходимо пользоваться очками, защищающими глаза от излучения.

Концы волокон, временно не подлежащие монтажу, должны быть защищены специальным оберточным материалом, кожухом или каким-либо другим способом, препятствующим воздействию острых концов волокон и возможному излучению на работников, выполняющих работы по монтажу, ремонту и восстановлению ВОЛП ЖТ.

При производстве работ на открытых волокнах оборудование оптической системы передачи или испытательное оборудование должно быть выключено (отсоединено) или находиться в состоянии передачи малой мощности. Необходимо принять меры, исключающие несанкционированное включение оборудования.

Запрещается использование сварочного аппарата, не снабженного паспортом, инструкцией по применению и сертификатом безопасности.

При монтаже кабельных муфт, содержащих термоусаживаемые изделия, для их усадки следует пользоваться, как правило, специальными электрофенами.

Обрезки и осколки волокон следует складывать в специальный контейнер (например, бутылку с завинчивающейся пробкой). Осколки из контейнера должны ссыпаться в пластмассовый пакет, помещаемый в емкость для мусора с надписью: «Содержит осколки стекла».

При выемке пакета из емкости его следует поместить во второй пакет. Пакеты с обрезками и осколками волокон следует складывать в специально отведенном месте.

Категорически запрещается принимать пищу в местах работы с ВОК. Нельзя допускать, чтобы частицы волокон попадали на пол, на одежду, подхватывались потоком воздуха, так как это может вызвать повреждение открытых частей тела и дыхательных путей.

Отходы кабеля (за исключением оптических волокон) и отработанную ветошь следует складывать в специальную тару, которую необходимо опорожнять в установленном администрацией месте.

Сварочные аппараты, измерительные приборы и электроинструменты можно применять только при наличии исправных шнуров для подключения к сети электропитания.

При выполнении работ по монтажу и измерению кабелей следует пользоваться очистителями, находящимися в специальных емкостях или в аэрозольной упаковке.

Для очистки оптического волокна при монтаже и очистки разъемов предпочтительным является применение пропитанных изопропиловым спиртом (изопропанолом) безворсовых салфеток и помазков. Следует избегать вдыхания паров изопропилового спирта и попадания его на кожу.

При выполнении работ по монтажу кабелей во всех случаях в перерывах для принятия пищи и после работы следует снять спецодежду и обязательно вымыть руки с мылом.

Не допускается эксплуатировать оконечные устройства оптических кабелей, если эти устройства не имеют исполнения, предотвращающего возможность попадания оптического излучения в глаза обслуживающего персонала при разъединении оптических соединителей.

Во всех системах, в которых предусмотрен доступ к кабельным соединителям и шнурам, для их разъединения необходимо использовать специальный инструмент.

При уровне опасности, превышающем «3А», разъединение кабельных соединителей и шнуров следует производить специальным инструментом с защитной экранирующей шторкой с обязательным применением очков с защитными стеклами.

Источник оптического излучения должен отключаться перед выполнением работ по установке или снятию оптических шнуров и включаться только после завершения этих работ.

До начала работ по техническому обслуживанию, ремонту и восстановлению необходимо проверить режим работы волоконно-оптической системы передачи и уровень ее опасности.

В случае если система смонтирована и включена, уровень опасности должен быть обозначен предупреждающей маркировкой на оптических соединителях и оборудовании.

Оптические соединители, в месте установки которых опасность генерируемого излучения превышает уровень опасности «1», маркируются (индивидуально или группой) трубкой, лентой или другими маркировочными изделиями желтого цвета и снабжаются предупреждающей биркой с указанием уровня опасности.

Любая часть защитного устройства оборудования, при снятии или смещении которой возможен доступ персонала к лазерному излучению с уровнем опасности выше «1», должна иметь табличку с надписью «Внимание! При открывании - лазерное излучение».

Кроме того, в зависимости от уровня опасности генерируемого лазерного излучения, на табличке должны быть дополнительные надписи:

а) при уровне опасности, не превышающем «2», - «Не смотреть в пучок»;

б) при уровне опасности, не превышающем «3А», - «Не смотреть в пучок и не наблюдать непосредственно с помощью оптических инструментов»;

в) при уровне опасности, не превышающем «3В», - «Избегать облучения пучком»;

г) при уровне опасности, превышающем «3В», - «Избегать облучения глаз или кожи прямым или рассеянным излучением».

При монтаже оптических волокон и отключении или подключении соединителей в процессе выполнения профилактических ремонтных или аварийно-восстановительных работ оборудование ВОЛП и испытательное оборудование, передающее излучение в соответствующие волокна или соединители, должно быть выключено или отсоединено.

При невозможности отключения или отсоединения оборудования, передающего излучение, работы должны производиться при минимально допустимой оптической мощности.

При отключении источника излучения на период производства ремонтных или аварийно-восстановительных работ непреднамеренное включение должно предотвращаться с помощью переключателя дистанционного управления или другого приемлемого способа (например, изъятия контрольного ключа). Наличие или отсутствие подачи излучения в линию должно быть четко и разборчиво обозначено (например, с помощью специальных табличек).

Оптические излучатели системы передачи и средств измерений в не подключенном к системе состоянии должны быть закрыты заглушками.

Работы по замене блоков, разъединению разъемов и осмотру монтажа следует производить при отключенных излучателях и выключенном электропитании.

Работники, осуществляющие техническое обслуживание оборудования ВОЛП ЖТ в местах, где степень опасности генерируемого излучения и уровень опасности ВОЛП выше уровня «3А», должны пользоваться защитными очками или защитными фильтрами, ослабляющими уровень излучения до допустимого (в зависимости от длины волны).



Заключение

В данной курсовой работе спроектирован участок оптической транспортной сети между двумя оконечными пунктами (назвать какими), выбран оптимальные вариант прохождения трассы и тип оптического кабеля.

Для построения транспортной сети выбрана технология SDH четвертого уровня STM-4, предпочтение было отдано оборудованию на основе мультиплексора ввода / вывода SMS-600V, отвечающей всем предъявляемым требованиям задания, которое также обеспечило необходимым количеством каналов для передачи телефонного сигнала, телевизионного сигнала, а так же высокоскоростного Интернет.

Разработана схема организации связи участка оптической транспортной сети, рассчитана длина регенерационного участка и диаграмма распределения энергетического потенциала между двумя оконечными пунктами.

Результаты сравнения рассчитанных величин с допустимыми величинами показывают незначительность потерь, обусловленных затуханием сигнала на оптической линии связи. Можно сделать вывод, что все расчеты выполнены правильно.

Таким образом, разработанный участок оптической транспортной сети с использованием технологии SDH, можно использовать при строительстве сети связи в Московском регионе.

Список литературы

1. Проектирование и техническая эксплуатация цифровых телекоммуникационных систем и сетей. Под ред. В.Н. Гордиенко и М.С. Тверецкого. М.: Горячая линия - Телеком, 2008.

2. Гордиенко В.Н., Тверецкий М.С. Многоканальные телекоммуникационные системы. М.: Горячая линия - Телеком, 2008.

3. Родина О.В. Волоконно-оптические линии связи. М.: Горячая линия - Телеком, 2008.

4. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. М.: Техносфера, 2010.

5. Гроднев И.И., Мурадян А.Г., Шарафутдинов Р.М. и др. Волоконно-оптические системы передачи и кабели. Справочник. М.: Радио и связь, 1993.

6. Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH. Москва, 1998.

7. Техническая документация мультиплексора SMS-600. Авторское право принадлежит NEC Corporation.

Размещено на Allbest.ru