Выбор трассы проектируемой восп 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Выбор трассы проектируемой восп



ЗАДАНИЕ

 

На заданном участке между двумя населенными пунктами, спроектировать волоконно-оптическую линию связи.

- Произвести выбор проектируемой трассы, размещение оптического кабеля (ОК) на различных участках трассы, способы прокладки ОК и их описание.

- Произвести выбор серийно выпускаемой системы передачи.

- Произвести размещение линейных регенераторов с учетом рекомендаций изготовителя системы передачи.

- Произвести модернизацию ВОСП с целю сокращения используемых регенераторов за счет увеличения длины регенерационного участка в результате выбора высококачественного ОК с меньшим затуханием и лучшей дисперсией, а также модернизацию приемо-передающего оборудования (выбрать и описать конструкцию ОК,передающего и приемного модуля).

- Произвести расчет потерь сигнала после увеличения длины регенерационного участка (РУ).

- Произвести расчет полосы пропускания ВОСП.

- Произвести размещения линейных регенераторов после модернизации.

- Выбрать и описать способ соединения строительных длин ОК и защиты места соединения.

В заключении необходимо сделать выводы о результатах выполненной работы.

Исходные данные:

Заданное число каналов и длина линии связи приведено в табл. 1.

Таблица 1 – Число каналов и расстояние между АТС

Фамилия Расстояние между АТС км. «А» Требуемый пучок каналов «В»
       

РЕФЕРАТ

 

ПЗ: 52 с., 10 рис., 9 табл., 5 прил., 10 ист..

Цель работы – научиться проектировать волоконно-оптическую линию связи.

Метод исследования – аналитический и математический анализ ВОСП, оптического кабеля.

Волоконно-оптические системы передачи (ВОСП) – это совокупность аппаратуры оптических устройств и оптических кабелей (ОК), используемых на волоконно-оптических линиях передачи (ВОЛП), на основе и с помощью которых создаются, передаются и обрабатываются оптические сигналы.

В системах оптической связи происходит передача и обработка оптических сигналов. Выбор вида светового излучения и длины волны для оптической связи зависит, как от характера передаваемого сообщения, так и от возможностей создания такого излучения, формирования из него сигнала, передачи и обработки световой волны и, наконец, приема сигнала, содержащего информацию.

 

 

ВОЛОКООННО-ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ, ОПТИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ, ЛАЗЕРНЫЙ ДИОД, РЕТРАНСЛЯТОР, ЗАТУХАНИЕ ЛИНИИ, ПОРОГ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ.


СОДЕРЖАНИЕ

Задание______________________________________________________________2

Реферат______________________________________________________________3

Введение_____________________________________________________________6

1. Выбор трассы проектируемой ВОСП.

1.1 Проектирование кабельной системы с выбором трассы и разработкой схемы размещения кабеля____________________________________________________8

1.2 Разработка скелетной схемы ВОСП___________________________________9

1.3 Начальная подготовка к прокладке кабеля на различных участках трассы___9

1.4 Выбор и описание способа прокладки ВОЛС___________________________11

1.4.1 Монтаж ОК______________________________________________________12

1.4.2 Прокладка ОК____________________________________________________18

1.4.3 Фиксация трассы на местности_____________________________________23

2. Расчет волоконно-оптической системы передачи.

2.1 Выбор серийно-выпускаемой волоконно-оптической системы передачи____24

2.2 Выбор оптического кабеля__________________________________________28

2.3 Расчет длины регенерационного участка на основе определения затухания и дисперсии___________________________________________________________30

2.4 Определение требуемой скорости передачи ОЛТ_______________________31

2.5 Определение вероятности ошибки___________________________________31

2.6 Расчет схемы размещения линейных ретрансляторов___________________32

2.7 Проверочный расчет длины РУ_____________________________________32

3. Модернизация ВОСП с целью сокращения количества ретрансляторов.

3.1 Выбор источника излучения_________________________________________36

3.2 Выбор приемника излучения и схемы усиления_________________________37

3.3 Выбор ОК для различных условий прокладки и описание его конструкции__40

3.4 Проверка выбранной длины РУ_____________________________________42

3.5 Расчёт быстродействия ВОСП_____________________________________43

3.6 Определение минимально допустимого уровня приёма-порога чувствительности______________________________________________________44

3.7 Определение уровня передачи источника оптического излучения__________45

Заключение__________________________________________________________46

Список используемой литературы_______________________________________47

Приложение А. Ситуационная схема проектируемой ВОЛП_________________48

Приложение Б. Скелетная схема проектируемой ВОЛП_____________________49

Приложение В. Схема размещения линейных регенераторов_________________50

Приложение Г. Схема размещения регенераторов после модернизации________51

Приложение Д. Разновидности соединительных защитных муфт_____________52

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Волоконно-оптические системы передачи (ВОСП) – это совокупность аппаратуры, оптических устройств и оптических кабелей, используемых на волоконно-оптических линиях передачи (ВОЛП), на основе и с помощью которых создаются, передаются и обрабатываются оптические сигналы.

В системах оптической связи происходит передача и обработка оптических сигналов. Выбор вида светового излучения и длины волны для оптической связи зависит, как от характера передаваемого сообщения, так и от возможностей создания такого излучения, формирования из него сигнала, передачи и обработки световой волны и, наконец, приема сигнала, содержащего информацию. Обобщенная структурная схема ВОСП показана на рис.1.

Рисунок 1.1 – Обобщенная структурная схема ВОСП

В состав ВОСП входят: система передачи (СП), оборудование сопряжения (ОС), оптический передатчик (ОПер), оптическое волокно (ОВ), оптический ретранслятор (ОР), оптический приемник (ОПр). Совокупности СП, ОС, Опер и СП, ОС, ОПр образуют соответственно тракт передачи и тракт приема оконечных станций А и Б. В промежуточных станциях устанавливаются ОР. В волоконно-оптический линейный тракт входят: ОПер, ОВ, ОР и ОПр.

Как видно из рис.1, с передающей станции N первичные электрические сигналы от абонентов поступают на систему передачи. С выхода СП многоканальный электрический сигнал подается в ОС, где он преобразуется в форму, целесообразную для передачи по волоконно-оптическому линейному тракту. В оптическом передатчике электрический сигнал, путем модуляции оптической несущей преобразуется в оптический, который далее передаётся в ОВ.

При распространении оптического сигнала по ОВ происходят его ослабление и искажение. С целью увеличения дальности связи через определенное расстояние, называемое участком ретрансляции, устанав­ливаются промежуточные станции, где осуществляются коррекция искажений и компенсация затухания сигнала. В настоящее время, главным образом по техническим причинам на этих станциях может производиться обработка (усиление, коррекция, регенерация и т.д.) лишь электрического сигнала. Поэтому на входе станции оптический сигнал преобразуется в электрический, а на выходе – снова в оптический. Эти преобразования осуществляются соответственно в фотоприемнике и оптическом передатчике. В принципе возможно построение чисто оптических промежуточных станций на основе оптических квантовых усилителей.

На приемной оконечной станции Б осуществляется обратное преобра­зование. Для модуляции оптической несущей, информационным сигналом можно использовать частотную (ЧМ), фазовую (ФМ), амплитудную (АМ), поляризационную (ПМ) модуляции, модуляцию по интенсивности (МИ) и др.

В подавляющем большинстве используется модуляция по интенсивности оптического излучения.

Задача проектирования ВОСП состоит в обеспечении удлинения регенерационных участков информации при сохранении заданных критериев качества передачи сигнала за счет улучшения некоторых устройств ВОСП, например, передающего оптического модуля, приемного оптического модуля, или выборе новых оптических волокон (ОВ) в ОК и других компонентов ВОСП.

 

 

Монтаж ОК

Монтаж ОК - один из наиболее сложных и ответственных видов работы. Монтаж ОК может быть неразъемным и разъемным. Соединение отдельных строительных длин линейных ОК осуществляется с помощью неразъемных соединений: сваривание, склейка и разъемных - которые называются механическими соединителями. Для подключения ОК к приемо-передающему аппарату используются разъемные соединители.

Для защиты мест соединения устанавливаются защитные муфты, а в местах соединения линейного и станционного ОК - устройства стыка станционного и линейного кабелей (УССЛК).

Монтаж заключается:

а) освобождение кабеля и волокон от защитных покровов;

б) проверка неисправности волокон;

в) соединение силовых элементов;

г) подготовки торцов световодных волокон;

д) соединение волокон;

е) восстановление защитных покровов.

Торцы волокон должны быть чистыми, гладкими, плоскими, а их скол должен быть строго перпендикулярен оси волокна. Очень важным есть геометрическое согласование волокна при стыке, а именно:

а) минимальный поперечный сдвиг осей;

б) минимальные зазоры между плоскостями торцов;

в) минимальный угловой сдвиг осей.

Кроме того, для одномодовых световодов факторами, которые влияют на затухание в соединении, есть деформация сердцевин и несогласованность размера модових пятен. Невыполнение всех этих требований приводит к дополнительным потерям.

В данном курсовом проекте для соединения оптических волокон будем использовать сваривание. Это наиболее распространенный способ получения неразъемных соединений ОВ. Сваривание что соединяют ОВ предусматривает оплавление концов световодов в результате их помещения в поле источника тепловой энергии: поле электрического разряда, пламя газовой горелки, в зону лазерной излучение. Каждый метод имеет как достоинства так и недостатки. Наиболее распространенным способом являются сваривание ОВ в поле электрического разряда. Сваривание ОВ в поле электрического разряда состоят из двух этапов:

1) предыдущее оплавление торцов световодов. Эта операция используется с целью частичной ликвидации микро неровностей, которые возникают на торцах ОВ во время скалывания. Ток в режиме оплавления достигает 10...12 мА;

2) непосредственное сваривание ОВ. При этом ток дуги достигает 12...16 мА. Для автоматизации процесса сваривания ОВ и независимости качества соединения от квалификации работников в последнее время были разработанны и введенны автоматические сварочные аппараты, которые заметно повысили скорость и качество соединения световодов.

Для монтажа ОК можно использовать муфту FOSC 400 А4 фирмы Raychem.

Муфта FOSC 400 А4 самая маленькая из муфт FOSC 400. Она предназначена для соединения кабелей с малым числом волокон и для разветвленных соединений. Разветвительные соединения - те, где большинство волокон в кабеле "проходят транзитом" через муфту и только несколько волокон выделенные из кабеля и подаются в дом или в Оптический Сетевой Модуль (ОСМ). Муфта FOSC 400 А4 полностью готова для сохранности "транзитных" свободных буферных трубок. Есть варианты лотков для свободной сохранности транзитных пучков волокон и лент волокон. Как и во всех муфтах FOSC 400, емкость лотка для свободной сохранности волокон и число соединений, на которое рассчитанна муфта FOSC 400 А4 зависят от нескольких факторов, таких как конструкция кабеля, тип соединения и длина свободно сохраненного волокна.

Внешний вид и конструкция муфты представлена на 1.3.

 

 

 

 

Рисунок 1.3 – Внешний вид и конструкция муфты FOSC 400 А4

Монтаж муфты проводится в следующем порядке:

1.Введение кабелей в овальный патрубок.

1) Раскрывается заглушенный конец овального патрубка (срезывается слесарной ножовкой). Обрабатывается край отверстия из внутренней стороны наждачной бумагой.

2) Чистой сухой тканью протирается оболочка кабеля на длине около двух метров, чтобы удалить пыль, грунт и другие загрязняющие вещества. Берется овальная термоусаживающаяся трубка и надевается на кабель. Неокрашенный (черный) конец трубки должен быть обращен к основанию муфты.

3) Продеваются кабели через отверстие овального патрубка и подготавливаются.

2. Подготовка кабелей.

1) Снимается оболочка кабеля (и экран, если есть) на длине около 1,2м, как того требуют правила обработки кабелей. Изымается компаунд, который заполняет, из трубок, в которых находятся оптические волокна, и отрезается центральный силовой элемент на расстоянии 75мм от среза внешней оболочки кабеля.

2) Если надо обеспечить соединение экрана, на оболочке кабеля делается продольный надрез на 25мм в сторону от кольцевого среза оболочки. Плоскогубцами прижимается к оболочке и экрану кабеля зажим, соединенный с проводом соединения экрана.

3) Соединяются кольцевые срезы оболочек кабелей с краем основания муфты. Продеваются центральные силовые элементы в зажимы и закрепляются. Лишняя длина центральных силовых элементов срезывается.

3. Герметизация овального вступительного патрубка.

1) Тщательно протирается салфеткой овальный патрубок и оболочки кабелей на расстоянии 100 мм от края введения.

2) Очищенные части овального патрубка и оболочек кабелей обрабатываются по окружности наждачной бумагой.

3) Надевается овальная герметизирующая трубка на кабель и овальный патрубок. Отмечается на одном з кабелей место, где заканичивается трубка. Делается еще одна отметка на 5мм ближе к основанию муфты FOSC. Начиная с этой второй отметки кабель обматывается алюминиевой фольгой.

4) Надвигается овальная герметизирующая трубка на овальный патрубок. Вставляет разветвительный зажим.

5) С помощью фена горячим воздухом нагревается трубка, которая герметизирует ввод кабелей в овальный патрубок температурой не менее 350 0 С к полной усадке.

4. Сращивание и укладывание волокон.

1) На одно из волокон одевается защитная термоусаживающаяся трубка, волокно взращивается с помощью сваривания. Когда свареный сросток готов, на него надвигается защитная термоусаживающаяся трубка и усаживается с помощью соответствующего устройства в сварочном аппарате.(рис. 1.4).

Прокладка ОК

Существует два способа прокладки магистрального кабеля: в готовую траншею и механизированный безтраншейный способ.

Основной способ прокладки ОК используем при строительстве ВОЛС - прокладка кабеля безтраншейным способом. Прокладку кабеля безтраншейным способом рекомендуется делать под постоянным оптическим контролем за целостностью и состоянием оптических волокон. С этой целью все оптические волокна соединяются шлейфом и проверяются измерительным прибором, т.е. проводится входной контроль.

Прокладка кабеля с помощью кабелеукладчика (безтраншейная прокладка) есть наиболее распространенным способом и широко применяется на трасах в разных условиях местности. В этом случае ножом кабелеукладчика в грунту прорезается узкая щель и кабель укладывается на ее дно. При этом механические нагрузки на кабель довольно высокие, так как кабель на пути от барабана до выхода из кабеленаправляющей кассеты подвергается влияниям продольного растягивания, поперечного сжатия и сгиба, а также вибрационному влиянию в случаях применения вибрационных кабелеукладчиков. В зависимости от рельефа местности и характера грунтов, конструкции и технического состояния кабелеукладчика и режимов его работы механические нагрузки на кабель могут изменятся в довольно широких пределах.

В целом безтраншейная прокладка кабеля процесс динамический, кабель при этом подвергнется испытанию механической нагрузки, связанной с влиянием массы кабеля-укладчика на кабель при изменении сопротивления грунта в процессе прорезания щелей, несоответствием скорости движения кабелеукладчика и скорости подачи кабеля в кассету, а также неравномерным движением тяговых средств и нарушением поперечной и продольной стойкости кабелеукладчиков. Несмотря на то, что оптические кабели имеют сравнительно малый диаметр и массу, для уменьшения натяжения кабеля при его прокладке необходимо создавать принудительное обращение барабана в момент начала движения кабелеукладчика и принимать меры по снижению трения оси барабана в сопротивлениях, не допускать засорения кассеты кабелевлаживающего ножа и остановок обращения барабана при движении кабелеукладчика.

Прокладка в грунт оптических кабелей возможная стандартным кабелеукладывающим оборудованием, однако у него необходимо внести ряд важнейших конструктивных изменений, поскольку используемое оборудование для прорезания грунта может легко повредить стеклянные волокна кабеля, если не соблюдать особую осторожность. Особенно тщательно проводится подготовка к прокладке, выполняется маршрутная съемка для определения местоположения сростка, выбора способов прокладок, приемлемых для соответствующего типа грунта, точек доступа к полосе отчуждения, а также для учета вероятных непредвиденных проектом особых ситуаций. Каждый участок трассы от сростка до сростка (расстояние образцовое 1...3 км) должен быть предварительно подготовленн. В местах устройства сростков следует оставлять достаточный запас кабеля для следующего сращивания.

Известные два варианта системы прокладки оптических кабелей:

1) традиционная система прокладки;

2) специализированная система прокладки.

Традиционная система прокладки с размещением кабельных барабанов сзади трактора, при этом кабель подается прямо из барабана в кассету без изгиба и без необходимости прохождения через ролики, направляющие трубки. Устройство системы удобно в работе и позволяет водителю одновременно руководить кабелеукладчиком и барабаном.

После прохода кабелеукладчика образованная в грунте щель засыпается грунтом, который обрушивается. При необходимости кабелеукладчиком можно прокладывать одновременно два кабеля, достоинством данного варианта является то, что кабель прямо из барабана подается в кассету без изгибов и не подвергнет испытанию дополнительных напряжений.

Наибольшее распространение получила прокладка ОК кабелеукладывающим комплексом, который состоит из специально оборудованного бульдозера и вибрационного кабелеукладчика. При прокладке кабеля обе машины соединяют тяговым тросом. Назначение бульдозера планирование и выравнивание трассы. Достоинством вибрационного кабелеукладчика есть малое сжимающее усилие, высокая маневренность в сжатых условиях (населенные пункты, вблизи дорогой, леса) и возможность эффективной работы в разных грунтах.

Специализированная система прокладки, в которой кабельный барабан монтируется впереди трактора и кабель проходит над кабиной трактора через квадратную конструкцию с роликами и направляющими трубками, а потом через блок с гидроприводом, который обеспечивает разматывание кабеля из барабана и подачу ею в кассету. Кабель должен сделать один виток вокруг блока, скорость обращения превышает линейную скорость перемещения базового трактора.

Необходимо отметить, что в открытой сельской местности подземный кабель прокладывается непосредственно в грунт, а в более заселенных районах в траншею. Через дороги, переезды, ручьи кабель прокладывается в трубах.

В конечных пунктах в проектированной ВОЛС кабель прокладывается в канализации. Кроме механических влияний вызывают изменения физических параметров ОК температурные изменения среды, которая окружает кабель. Прокладку и монтаж следует делать при температуре окружающего воздуха не ниже минус 100 С.

Одна из наиболее важных характеристик конструкции кабеля допустимое усилие на растягивание. При прокладке в телефонную канализацию кабель подвергнет испытанию наибольшие растяжимые усилия. Поэтому во время затягивания кабеля в канал необходимо контролировать силу натяжения и в случаях необходимости (при случайных рывках) ограничивать.

В городской канализации в проектированной ВОЛС прокладывается кабель, который не имеет внешнего броневого покрова ОКЛ-01-0,3/2,0-4. Общее число кабелей в одном канале канализации не должно превышать трех, суммарная площадь их сечения не должна превышать 20...25% площади сечения канала.

Затягивание кабеля в свободные каналы осуществляется стальными или тросами пластиковым прутом диаметром 5...6 мм. В занятые каналы кабель втягивается с помощью пеньковых или стальных тросов в полиэтиленовых шлангах.

Скрепление ОК с тросом при прокладке осуществляют с помощью специального устройства вовлечения, выполненного из гибкой тефлоновой трубки, нейлоновой втулки и переходного кольца. Армирующие элементы оптического кабеля крепятся к переходному кольцу захвата. Таким образом вся нагрузка при прокладке в канализации поступает на эти элементы кабеля, а стеклянные волокна не подвергаются испытанию растяжимых усилий. Для уменьшения трения и поддержки усилий натяжения в пределах нормы используются смазочные материалы (вазелин). Смазывание разрешает снизить усилие натяжения минимум на 20 %.

Если невозможное применение кабелеукладчика, то кабель прокладывают в заранее подготовленные траншеи. Траншея приоткрывается механизмом или вручную. Чаще всего для этой цели применяются экскаваторы. Кабель, который укладывается в открытые траншеи, разматывается, как правило, из барабанов, устанавливаемых на автомашинах или кабельных тележках. По мере движения тележки или автомашины и обращения барабана, кабель сматывается с последнего и укладывается непосредственно в траншею или вдоль нее, по бровке а потом на дно траншеи. Если на трассе имеются препятствия, которые исключают движение механизмов, разматывание осуществляется вручную. Кабель разносят вдоль траншеи, укладывают на бровку, а потом опускают на дно траншеи.

Чтобы не прекращать движение транспорта во время строительства кабельный линии, на пересечении трассы из шоссейными и железными дорогами, кабели укладывают в предварительно заложенные под проездной частью трубы. Составление труб, в основном асбестоцементных или пластмассовых, обычно выполняется способом горизонтального бурения грунта. Трубы, которые прокладываются под железными дорогами асбестоцементные, для повышения их изоляции предварительно покрывают горячим битумом. Концы труб должны выходить не менее чем на 1 м от края кювета и лежать на глубине не менее 0,8 м от его дна.

Бурение грунта при затягивании труб осуществляется гидравлическим буром, бурильно-штыковой установкой или пневматическим пробойником. Процесс бурения состоит в следующему:

С помощью гидравлического блока цилиндров и насосов высокого давления в грунт заталкивается стальная штанга, которая состоит из отрезков длиной 1 м, навинченных один на один по мере продавливания. После выхода на противоположную сторону шоссе (или железныой дороги) конец первой штанги с навинченным наконечником, последний заменяют расширителем, протягивают в обратном направлении; при этом в грунте в результате его уплотнения образуется канал. Вслед за расширителем в канал заталкивают трубы, которые обычно удается сделать при ширине перехода до 12 м.

При прокладке кабеля через реки, для предотвращения кабеля от заторов льда, переход через судоходные и сплавные реки, как правило, делают ниже автомобильных и железнодорожных мостов. Для защиты от повреждений якорями речного транспорта кабели углубляют в дно на величину обычно не менее 1 м. Кабель через реки прокладывают обычным ножевым кабелеукладчиком, гидравлическим кабелеукладчиком или вручную из плавсредств, в предварительно разработанные траншеи. Прокладка кабеля ножевым кабелеукладчиком проводится после предыдущей проверки дна реки с целью выявления препятствий на трассе.

Если тракторы не могут пройти непосредственно по реке, тяговое усилие на кабелеукладчик передаются с помощью тросов. Если использование ножевого кабелеукладчика невозможно, применяют гидравлические кабелеукладчики с гидромонитором, т.е. струя воды под огромным давлением прорывает в дне траншею.

На больших водоемах кабели прокладывают в подводные траншеи из буксирных или самоходных судов. Для соблюдения намеченной трассы используются канаты, по которым двигаются плавсредства. На судоходных и сплавных реках обычно прокладывают два кабеля: основной и резервный, расстояние между ними должно быть не менее, чем 300 м.

 

Выбор оптического кабеля

Кабель ОЗКГ-1 предназначен для прокладки ручным и механизированным способом в грунтах всех категорий, кроме подверженных мерзлотным деформациям, и в воде при пересечении неглубоких болот, несудоходных и несплавных рек со спокойным течением, с обязательным заглублением в дно, а также в кабельной канализации, трубах, блоках и коллекторах.ОЗКГ-1-0,7(1,0; 1,5)-4(8)/4(0) – кабель оптический зоновый; 4(8) – число ОВ с градиентным показателем преломления. 0,7 (1,0; 1,5) дБ/км – коэффициент затухания на длине волны 1.3 мкм; 4(0) – число медных жил для организации ДП ретрансляторов. Имеется значительное число модификаций этого типа кабеля. Будем для простоты обозначать этот кабель ОЗКГ-1.

Необходимо определить соответствие энергетического потенциала ВОСП «Сопка-2» затуханию СЛ и целесообразность включения ретрансляционных регенераторов.

Расчёт необходимого количества ОК для строительства производится с учетом установленных норм запаса, а именно:

· на подземный ОК, укладываемый в грунт, – 2%;

· на подводный ОК, прокладываемый без заглубления в дно реки или водоема, – 14 %;

· на ОК всех типов при прокладке их в кабельной канализации ГТС – 5,7%.

Затухание СЛ, а в дальнейшем и регенерационного участка может быть определено по приближенной формуле

(1)

где – коэффициент затухания ОВ, дБ/км; l – длина СЛ (регенерационного участка), км; прс – число разъемных соединителей (ввод в ОВ и вывод из него оптического излучения); арс – потери в разъемных соединителях, дБ; l с – строительная длина ОК, км; анс – потери в неразъемном соединении, дБ.

Подставив значения величин, приведенные в основных характеристиках ЦСП «Сопка-2», получим а п=0,7∙114 + 2∙1,5+0,5∙(114/2 – 1)=110,8 дБ.

Таким образом, затухание СЛ превышает энергетический потенциал, т. е. ап п. (110,8>38)Следовательно, необходимо включение линейных регенераторов. Положим, что длина наибольшего регенерационного участка l py1 = 23 км. Определим по формуле (1) затухание наибольшего участка, т. е.

а п=0,7∙23+2∙1,5+0,5∙(23/2,2-1)=23,83 дБ.,

что значительно ниже энергетического потенциала ВОСП «Сопка-2», т. е. а п1 п.

Чтобы определить, отвечает ли выбранный тип кабеля ОЗКГ-1-0,7-4/4 требованиям широкополосности, воспользуемся формулой

(2)

где Δ f – коэффициент широкополосности кабеля, МГц∙км (для ОЗКГ-1-0,7-4/4 минимальное значение Δ f =800 МГц∙км); L – длина регенерационного участка (линии передачи), км. Подставив значение Δ f и L в (2), получим:

ΔF=800/23=34,7 МГц, что превышает скорость передачи линейного тракта ВОСП «Сопка-2», равную 8,448 Мбит/с (МГц).

Таким образом, выбранный тип кабеля и длина регенерационного участка удовлетворяют требованиям по затуханию и широкополосности, т.е. приемлемого дисперсионного уширения импульсов.

2.3 Расчет длины регенерационного участка на основе определения затухания и дисперсии

Известно, что длина регенерационного участка ВОСП определяется двумя параметрами: суммарным затуханием РУ и дисперсией ОК.

Длина РУ с учетом только затухания, т. е. потерь в ОК, устройствах ввода оптического излучения (как правило, потери в разъемных соединителях), неразъемных (монтаж строительных длин кабеля) соединителях определяется по формуле

(3)

Здесь Эппер– рпр – энергетический потенциал ВОСП; – коэффициент затухания ОВ, дБ/км; l – длина СЛ (регенерационного участка), км; прс – число разъемных соединителей (ввод в ОВ и вывод из него оптического излучения); арс – потери в разъемных соединителях, дБ; l с – строительная длина ОК, км; анс – потери в неразъемном соединении, дБ; пнс – число неразъемных соединителей; at – допуск на температурные изменения затухания ОВ; ав – допуск на ухудшение характеристик компонентов РУ со временем.

Сумма вида

(4)

называется суммарными потерями, а разность

(5)

– допустимыми потерями.Зная aΣ и адоп, длину РУ можно определить по формуле

Длина регенерационного участка на основе определения затухания меньше посчитанного поэтому выбрана правильно.

Выбор источника излучения

Одним из вариантов выбора источника излучения может быть лазерный передающий модуль ЛПМ-34.

Лазерный передающий модуль предназначен для использования в цифровых волоконно-оптических системах передачи информации со скоростями от 1 Мбит/с до 622 Мбит/с для кодов типа CMI в качестве преобразователя электрических импульсов в оптические. Модуль имеет оптический выход в виде отрезка многомодового (50/125 мкм, 62,5/125 мкм) или одномодового (9/125 мкм) волоконно-оптического кабеля с оптической вилкой стандарта FC, ST, SC и др.

Отличительные особенности:

· высокая мощность оптического излучения - до 50 мВт;

· работа со сбалансированными кодами типа CMI;

· рабочая длина волны от 0.85 мкм до 1.5 мкм;

· оптимизированы для 34, 155, 622 Мбит/с;

· встроенная схема модуляции и стабилизации мощности;

· выход контроля деградации лазера.

В состав модулей входит:

· полупроводниковый лазер на термоохладителе;

· схема накачки лазера;

· схема стабилизации мощности оптического излучения;

· схема модуляции оптического излучения;

· схема управления термоохладителя;

· схема контроля деградации лазера;

 

 

Таблица 3.1 – Технические характеристики ЛПМ-34.

Диапазон рабочих температур----------------- -40 … +55 °С;

Напряжение питания--------------------------- +5 В;

Наработка на отказ ---------------------------- 30 000 ч.

На рис. 3.1 представлен габаритный чертеж:

Рисунок 3.1 – Габаритный чертеж ЛПМ-34.

Проверка выбранной длины РУ

Согласно предварительным расчетам, мы можем проверить затухание РУ после выбора нового кабеля. Будем использовать эту формулу:

ару= αlру +пнсанс+прсарсtв,

где nрс,пнс, lру , at, ав - известны из предыдущих расчетов. Подставляя, перечисленные в таблице 3.3, параметры в формулу получим:

ару= αlру +пнсанс+прсарсtв=0,36∙23+3∙1+2∙0,5+4+5=21,28 дБ

Отсюда следует что длина РУ выбрана правильно учитывая затухания в модернизированном ОК (а ру ≤Эп).

Теперь оценим выбор нового ОК с учетом дисперсионных свойств. У нас l ру должна соответствовать номинальной длине РУ ВОСП, предназначенной для соответствующего типа кабеля. С учетом дисперсионных свойств ОВ максимальная длина РУ. По формулам находим:

км

Таким образом, длина РУ удовлетворяет требованиям и по дисперсионным свойствам ОВ, т. е. lmax≥lру.

Теперь требуется пересчитать заново число РУ:

m = L/lру

m=114/110,8 2

Для нашего примера возможен таков вариант размещения линейных регенераторов после модернизации:

- один РУ длиной lру1 =58 км. и один lру3 =54 км

Таким образом необходимо установить только один линейный ретранслятор вместо трех.

Схема размещения линейных регенераторов (ЛР) после модернизации приведена на приложении Г.

Целесообразность применения данного кабеля видно из того что количество ретрансляторов уменьшилось в 3 раза.

Расчёт быстродействия ВОСП

Допустимое быстродействие ВОСП зависит от характера передаваемого сигнала, скорости передачи информации и определяется по формуле

(7)

где β — коэффициент, учитывающий характер линейного сигнала (линейный код) и равный 0,83. Общее ожидаемое быстродействие ВОСП

(8)

где tпер=0,5нс — быстродействие ПОМ, зависящее от скорости передачи информации, типа источника излучения;

tпр=0,2 нс — быстродействие ПРОМ, определяемое скоростью передачи информации и типом ФД;

tов — уширение импульса на длине РУ:

tов=σ lру (9)

где σ — дисперсия.

Таким образом, подставляя уже известные величины в приведенные выше формулы получим:

tов =3,5*110,8=387,8нс

Так как tож<tΣ, то выбор типа кабеля и длины РУ сделан верно. Величина Δt= tΣ – tож называется запасом по быстродействию. При достаточно большом его значении можно ослабить требования к компонентам ВОСП.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В настоящее время открылись широкие горизонты практического применения ОК и волоконно-оптических систем передачи в таких отраслях народного хозяйства, как радиоэлектроника, информатика, связь, вычислительная техника, космос, медицина, голография, машиностроение, атомная энергетика и др.

Волоконная оптика развивается по многим направлениям и без нее современное производство и жизнь не представляются возможными.

Применение оптических систем в кабельном телевидении обеспечивает высокое качество изображения и существенно расширяет возможности информационного обслуживания индивидуальных абонентов.

Волоконно-оптические датчики способны работать в агрессивных средах, надежны, малогабаритны и не подвержены электромагнитным воздействиям. Они позволяют оценивать на расстоянии различные физические величины (температуру, давление, ток и др.). Датчики используются в нефтегазовой промышленности, системах охранной и пожарной сигнализации, автомобильной технике и др.

Весьма перспективно применение ОК на высоковольтных линиях электропередачи (ЛЭП) для организации технологической связи и телемеханики. Оптические волокна встраиваются в фазу или трос. Здесь реализуется высокая защищенность каналов от электромагнитных воздействий ЛЭП и грозы.

Легкость, малогабаритность, невоспламеняемость ОК сделали их весьма полезными для монтажа и оборудования летательных аппаратов, судов и других мобильных устройств.

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Корнейчук В.И., Макаров Т.В., Панорилов И.П., Прошивальский О.П. Проектирование волоконно-оптических систем передачи. Учебное пособие. – Одесса: ОЭИС, 1991.–118 с.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-17; просмотров: 263; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.163.14.144 (0.204 с.)