Выбор трассы прокладки оптического кабеля на участке местности

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

1 Выбор трассы прокладки оптического кабеля на участке местности. 7

2 Расчет требуемых эквивалентных ресурсов ВОСП.. 11

3 Варианты топологий транспортной сети. 17

4 Определение требуемых видов мультиплексоров SDH и их количества. 19

5 Выбор оптического кабеля и кабельной продукции. 22

6 Расчет длин регенерационных участков ВОЛП.. 25

7 Выбор конфигурации мультиплексоров. 30

8 Разработка схемы организации связи. 35

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 36

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 37

ПРИЛОЖЕНИЕ А.. 38

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. 39

ПРИЛОЖЕНИЕ В.. 42

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. 49

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Современные сети связи должны представлять собой единый комплекс технических средств, предназначенный для передачи всех видов сообщений независимо от характера их распределения и объемов. Они должны быть построены на цифровых системах передачи и коммутации, иметь легко управляемую структуру, удобство взаимодействия с сетями связи других операторов. Это возможно реализовать на базе единой отраслевой сети электросвязи, в том числе на базе широкого внедрения современных цифровых коммутационных узлов и за счет строительства волоконно-оптических линий передачи, использования аппаратуры цифровых иерархий SDH и PDH.

 В настоящее время первичная сеть ПАО «Ростелеком» протяженностью свыше 200 000 км базируется как на наземных технических средствах, так и спутниковых системах передачи. Протяженность ВОЛП около 25 000 км, за последние несколько лет основные магистрали были оборудованы системами спектрального разделения каналов, что значительно увеличило их пропускную способность.

Цифровые системы связи пришли на смену хорошо послужившим аналоговым сетям, основное применение SDH с момента ее появления - это построение транспортных сетей, предназначенных для передачи цифровых потоков между телефонными узлами коммутации. С развитием компьютерных сетей, интернета, технологий передачи данных, инфраструктуру транспортных сетей по основе SDH все чаще применяют для организации цифровых каналов сетей передачи данных, то есть строят, наложенные сети поверх SDH. Недостатки использования классических SDH для передачи данных стали проявляться при необходимости предоставления широкополосных услуг связи локальным сетям, в частности - небольшой ряд возможных скоростей, который, к тому же, слабо стыкуется со скоростями 10, 100, 1000 Мбит/с сети Ethernet, значительно ограничивает возможности эффективного предоставления услуг.

Для преодоления этих ограничений производители SDH оборудования пошли по пути создания систем SDH следующего поколения - NG SDH. Оборудование NG SDH имеет интегрированные интерфейсы передачи данных, в частности - Ethernet, а также использует новые технологии, которые позволяют эффективно выделять требуемую полосу для передачи данных и обеспечивают низкую стоимость внедрения этих технологий.

В оптических кабелях широко применяются одномодовые волокна, которые в настоящее время выпускаются следующих типов:

- одномодовое ступенчатое (SF);

данное волокно оптимизировано по хроматической дисперсии для работы во втором окне прозрачности; λ₀=1310±10 Нм, но при этом затухание, вносимое волокном, больше примерно в 2 раза, чем в третьем окне

прозрачности - (0,2÷04) дБ/км – 3(ОП); (0,4÷0,7) дБ/км – 2(ОП);

- одномодовое волокно со смещённой хроматической дисперсией (DSF); λ₀=1550±10 Нм; у этого ОВ обеспечивается нулевая величина хроматической дисперсии и минимальная величина вносимого затухания на фиксированной длине волны λ ₀=1550 Нм – 3 ОП; но у этого волокна длина волны λ ₀=1550 Нм входит в полосу пропускания эрбиевых волоконно-оптических усилителей, которые являются составной частью оборудования спектрального разделения СР (WDM) и при этом эта λ является главным потенциальным источником нелинейных оптических явлений (смешение четырёх волн, самомодуляция фазы оптической несущей, перекрёстная модуляция), которые проявляются в виде дополнительного шума и таким образом это волокно не оптимизировано для работы оборудования спектрального разделения каналов (WDM);

- одномодовое волокно с минимальной смещённой хроматической дисперсией (NZDSF); λ – смещённое волокно; особенность его в том, что λ₀ вынесена за пределы полосы пропускания ЭВОУ, это уменьшает нелинейные оптические явлении, и волокно оптимизировано для работ аппаратуры плотного спектрального разделения (DWDM);

(1350÷1450) Н- одномодовое ОВ с минимальной смещённой выравненной хроматической и поляризационной дисперсией (True Wave) (SVF-

LS – фирмы Corning); оптимизировано для работ аппаратуры СР (DWDM);

- ООВ LEAF – с увеличенной эффективной площадью для светового потока; диаметр светового пятна увеличен с 3 мкм до 4 мкм; главной отличительной чертой этого волокна является большая эффективная площадь для светового потока (диаметр модового пятна возрос на 1мкм);

- ООВ All Wave (всеволновое); в кривой зависимости затухания этого ОВ от длины волны имеются четыре окна прозрачности, которые слились в одно; отсюда – название; по сравнению со стандартным волокном рабочий диапазон длин волн волокна All Wave увеличился на 10 Нм и составляет величину м, что позволяет организовать 120 и более каналов спектрального разделения (WDM);

- ОВ для компенсации хроматической дисперсии ВКР (DCF); это волокно используется в специальных модулях, предназначенных для компенсации хроматической дисперсии, например, DCM;

- ОВ, легированное эрбием ВЛЭ (EDF) – используется в эрбиевых оптических усилителях типа EDFA;

- ОВ, легированное неодимом ВЛН (NDF) – используется в оптических усилителях типа NDFA, работающих во 2 ОП;

- ОВ, сохраняющее состояние поляризации ВСП (PMF) – используется в

датчиках, требующих сохранение состояния поляризации;

- ОВ для ультрафиолетовой обработки спектра, например, волокно, используемое в диапазоне (190÷250) Нм, используемое для различных специальных назначений;

- ОВ с большой площадью сечения [примерно (300÷800) мкм] для создания световых потоков большой яркости и мощности, используемое для измерений и специальных назначений.

Согласно рекомендациям МСЭТ проведено уточнение и изменение числа окон прозрачности от 3 до 6. Данные окон прозрачности приведены в таблице А.1 (приложение А).

Потенциальная пропускная способность ОВ G потенц. = 25Тбит/с.

Используя спектральное разделение каналов СР (WDM), получена пропускная способность G получ. ≥16Тбит/с.

Количество каналов СР при работе по одному ОВ получено в настоящее время несколько сот (1000- по Э.Л.Портнову при скорости передачи

3,25Гбит/с).

Для коммерческих целей используется не более 100 спектральных каналов при максимальной скорости в каждом 40 Гбит/с.

Ежегодный прирост спроса на ОВ (ОК) составляет 15%.

РФ занимает 12,5 % суши, а население 2% население земного шара.

Плотность население составляет 8,1 человека на 1 км².

При 100% замене кабеля на ОК потребуется период до 2065 года. С учетом истечения срока службы ОК этот период продолжится на десятки лет.

По одному ОВ в одном канале достигнута скорость передачи 1Тбит/с.

В данном курсовом проекте рассматриваются основные вопросы проектирования ВОСП на участке: г. Коряжма, село Черемушский, пос. Никольск; исходные данные для проектирования приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 - Исходные данные варианта «11»

 

Направление	№ вар.	Е1	Е3	Е4	SMT-1	Ethernet-100	L, км
А - В	11	6	1	-	3	7	2
А - С		37	-	1	3	-	-
В - С		72	-	-	1	5	42

 

Варианты топологий транспортной сети

 

При построении сети SDH применяются следующие варианты топологий:

- топология «точка - точка» - это сегмент сети, связывающий два узла A и B, является наиболее простым примером базовой топологии сети SDH (рисунок 3). Она может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров (ТМ) как по схеме без резервирования потоков приёма/передачи, так и по схеме со стопроцентным резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный электрические или оптические агрегатные выходы (каналы приёма/передачи);

- топология «звезда» - в этой топологии один из удалённых узлов сети, связанный с центром коммутации или узлом сети SDH на центральном кольце, играет роль концентратора (хаба), где часть трафика может быть выведена на терминалы пользователя, тогда как оставшаяся его часть может быть распределена по другим удалённым узлам (рисунок 5);

- топология «кольцо» - эта топология (рисунок 6) широко используется для построения SDH сетей первых двух уровней SDH иерархии (155 и 622 Мбит/с). Основное преимущество этой топологии - лёгкость организации защиты типа 1+1, благодаря наличию в синхронных мультиплексорах (SMUX) двух пар оптических каналов приёма/передачи: восток - запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встречными потоками.

 

 

а)

 

б)

 

Рисунок 5 (а,б) – Топология «звезда» с мультиплексором в качестве концентратора

 

 

Рисунок 6 – Топология «кольцо» с защитой 1+1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Курсовой проект посвящен вопросам проектирования строительства ВОСП на участке: село Холмогоры - пос. Луковецкий – пос. Усть-Пинега.

В ходе проектирования было выбрано два варианта прохождения трассы оптического кабеля и оптимальный реализован в проекте.

При работе над курсовым проектом проведено:

1. обоснование выбора топологии транспортной сети,

2. проведен расчет эквивалентной нагрузки ВОСП и выбран уровень синхронного транспортного модуля,

3. выбрано оборудование SDH и приведена его характеристика,

4. рассчитаны длины регенерационных участков с привязкой к параметрам линейного интерфейса,

5. выбран тип оптического кабеля и его емкость, - разработана схема организации связи.

Для предоставления возможности технико-экономического анализа проекта определена комплектация оборудования ВОСП в каждом населенном пункте.

Учитывая преимущества использования ОК:

- отсутствие электромагнитных влияний (внутренних и внешних);

- большие длины регенерационных участков;

- использование недефицитных материалов; - огромную пропускную способность ОВ.

Достоинства оборудования СЦИ(SDH):

- поддержание скоростей ПЦИ(PDH) и развитие их в большую

сторону;

- отсутствие согласования скоростей;

- достаточное количество служебных каналов, 

- наличие средств маршрутизации цифровых потоков,

- возможность организации защиты вариантов 1+1 и 1:1.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

 

Диапазоны длин волн

 

Таблица А.1 – Данные окон прозрачности (диапазонов длин волн) оптических волокон

 

Обозначение	Назначение	Диапазон длин волн, нм	Ширина полосы, ТГц
Q-диапазон	Основной	1260÷1360	17,5
E-диапазон	Расширенный	1360÷1460	15,1
S-диапазон	Коротковолновой	1460÷1530	9,4
C-диапазон	Стандартный	1530÷1565	4,4
L-диапазон	Длинноволновый	1565÷1625	7,1
U-диапазон	Сверхдлинноволновый	1625÷1675	5,5
	Итого:	(1260÷1675)= 415 нм	59,0

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(справочное)

 

Взаимосвязь плат

 

Таблица Б.1 - Взаимосвязь плат P63E1 и плат А21Е1 доступа

 

Обозначение порта платы	Слот порта платы	Обозначение платы доступа	Слот платы доступа
P63E1, P63E1	24	A21E1	1(СН.1-21)
		A21E1	2(СН.22-42)
		A21E1	3(СН.43-63)
P63E1, P63E1	27	A21E1	4(СН.1-21)
		A21E1	5(СН.22-43)
		A21E1	6(СН.43-63)
P63E1, P63E1	30	A21E1	7(СН.1-21)
		A21E1	8(СН.22-43)
		A21E1	9(СН.43-63)
P63E1, P63E1	32 (Резервная)	-	-
P63E1, P63E1	33	A21E1	13(СН.1-21)
		A21E1	14(СН.22-43)
		A21E1	15(СН.43-63)
P63E1, P63E1	36	A21E1	16(СН.1-21)
		A21E1	17(СН.22-43)
		A21E1	18(СН.43-63)
P63E1, P63E1	39	A21E1	19(СН.1-21)
		A21E1	20(СН.22-43)
		A21E1	21(СН.43-63)

Таблица Б.2 – Платы портов

 

Порт 63×2 Мбит/с	P63E1	6	24, 27, 30, 36, 39
Порт 63×2 Мбит/с	P63E1	6	24, 27, 30, 36, 39
Порт 3×34/45 Мбит/с	P3E3	15	24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 34, 35, 36, 37, 38, 39
Порт 10×10/100 Мбит/с Ethernet	ISA- PR-EA	15	24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 34, 35, 36, 37, 38, 39
Опт./Эл. порт 14×140/STM1	P4E4	15	24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 34, 35, 36, 37, 38, 39
Электрический порт 4×STM1	P4ES1	15	24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 34, 35, 36, 37, 38, 39
Порт 21×2 Мбит/с 75 Ом	A21E1	18	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 13, 14,15, 16, 17, 18, 19, 20, 21
Порт 21×2 Мбит/с 120 Ом	A21E1	18	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 13, 14,15, 16, 17, 18, 19, 20, 21
Порт 21×2 Мбит/с 120 Ом	A21E1	18	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 13, 14,15, 16, 17, 18, 19, 20, 21
3×34 Мбит/с 75 Ом	A3E3	16	2,3,4,5,6,7,8,9,13,14,15,16,17,18,19,20
3×34 Мбит/с 75 Ом	A3E3	16	2,3,4,5,6,7,8,9,13,14,15,16,17,18,19,20
Оптический/ Электрический адаптер 23×34 Мбит/с 75 Ом 140/STM1	A2S1	16	2,3,4,5,6,7,8,9,13,14,15,16,17,18,19,20
4×STM1 Электрический 75 Ом	A4S1	16	2,3,4,5,6,7,8,9,13,14,15,16,17,18,19,20

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(справочное)

 

Мультиплексоры SDH

 

В нашей стране и за рубежом изготавливают довольно большое количество мультиплексоров SDH. Некоторые из них рассмотрены в этом приложении. 

QBM-7400 3U - модульный SDH мультиплексор операторского класса STM-1/STM-4/STM-16 с обеспечением предоставления мультисервисных услуг.

Производство «Русская телефонная компания».

Конструкция: мультиплексор высотой 3U устанавливается в стойку 19” и имеет 19 слотов расширения:

- 2 для установки блоков питания с возможностью резервирования 1+1;

- 1 слот для установки карты управления;

- 2 слота для карты агрегации STM-1/4/16;

- 14 слотов для сервисных карт (STM-1/STM-4, Ethernet, E1, E3/DS3,V.35).

Функциональные возможности SDH-мультиплексора QBM-7400-3U:

- поддержка STM-1, STM-4, STM-16;

- поддержка резервирования 1+1 MSP, SNCP;

- поддержка Ethernet сервисов с инкапсуляцией GFP, VCAT, VCG (146VC12 на VCG) и LCAS;

- канал управления DCC или E1 (VC12);

- свовместимость с SDH-мультиплексорами других производителей;

- легкость настройки и эксплуатации; - высокая надежность.

Внешний вид мультиплексора представлен на рисунке В.1. 

 

 

Рисунок В.1 – Внешний вид мультиплексора QBM-7400 3U

 

Мультиплексор FlexGain FG-A2500 Extra, предназначен для построения транспортных сетей SDH уровней STM-1/4/16 кольцевых и линейных структур. Может применяться в качестве кроссового коммутатора, поддерживающего 32 направления STM-1 и 8 направлений STM-4. Мультиплексор оптимизирован для строительства высокоскоростных волоконно-оптических сетей связи большой протяженности с конвергенцией TDM- и Ethernet-трафика.

Для централизованного управления сетью мультиплексоров серии FlexGain FG-A2500 и другого оборудования используется система централизованного сетевого управления FlexGain View V2.0. Основными функциями мониторинга и управления сетью мультиплексоров являются:

- картография сети;

- сигнализация аварийных сообщений;

- конфигурирование сетевых элементов;

- тестирование оборудования;

- ведение журналов происшедших и текущих событий;

- автоматическая маршрутизация контейнеров VC4/VC3/VC12 в сети SDH;

- автоматическая установка защиты MS-SPRing; - прокладка Ethernet-трактов.

Особенности FlexGain FG-A2500 Extra:

- компактное конструктивное исполнение;

- низкое энергопотребление;

- аппаратное резервирование всех блоков мультиплексора;

- резервирование трафика MSP, SNC-P,MS-SPRing;

- матрица Cross-Connect 4032*4032 VC12 или 2016*2016 VC12;

- поддержка DWDM (спектральное уплотнение 4*STM16 в диапазоне

1547,72 - 1552,52 нм);

- интерфейсы компонентных потоков E1, E3, STM-1o/e, STM-4, STM-16,

Gigabit Ethernet (поддержка VLAN IEEE 801.2D/Q с QoS);

- интерфейс обслуживания станционного помещения;

- интерфейс канала служебной связи (EOW);

- интерфейс доступа к заголовку STM-N (AUX);

- интерфейс ввода/вывода синхросигнала 2,048 МГц;

- встроенный HTTP-сервер и SNMP-агент для локального сетевого управления;

- поддержка протокола GFP для передачи данных.

Производство: «Русская телефонная компания». Внешний вид мультиплексора представлен на рисунке В.2.

 

 

Рисунок В.2 – Внешний вид мультиплексора FlexGain FG-A2500 Extra

 

Благодаря поддержке механизма GFP, мультиплексор STM-16 FlexGain FOM2,5GL2 легко интегрируется в SDH-сети и мультисервисные транспортные платформы, построенные на оборудовании, а механизм LCAS позволяет оптимизировать пропускную способность мультиплексора.

Для централизованного управления сетью мультиплексоров FlexGain используется система централизованного управления FlexGain View.

Производство: «Русская телефонная компания».

Внешний вид мультиплексора представлен на рисунке В.3.

 

 

Рисунок В.3 – Внешний вид мультиплексора STM-16 FlexGain FOM2,5GL2

FlexGain A2500 eXtra - полнофункциональный мультиплексор выделения/добавления уровня STM-16, который может быть использован для создания сетей кольцевой и линейной («точка-точка») топологии с интерфейсами Е1, Е3, DS3, STM-1, STM4/STM-4c, STM-16/STM-16c и Gigabit

Ethernet. FlexGain A2500 eXtra использует все преимущества технологии СЦИ (SDH). Данное оборудование представляет собой многофункциональный мультиплексор добавления\выделения и обладает многообразными интерфейсами (включая передачу сигналов на скоростях 2 Мбит\с, 34 Мбит\с, 45 Мбит\с, 155 и 622 Мбит\с, скорость может быть увеличена до 2,48 Гбит\с). Используя интерфейсы STM-4c, STM- 16c и Gigabit Ethernet, FlexGain A2500 eXtra позволяет объединить локальные\корпоративные\глобальные сети и обеспечить высокий уровень защиты трафика.

Основные платы мультиплексора – платы агрегатных и компонентных потоков, чьи сбои в работе могли бы повлиять на передачу трафика, резервируются на аппаратном уровне по схемам 1+1 или 1:4, что повышает общую надежность в сети.

Узел оборудования FlexGain A2500 eXtra приведен на рисунке В.4.

 

 

 

Рисунок В.4 - Узел оборудования FlexGain A2500 eXtra

 

Alcatel OPTINEX™ 1660SM является мультисервисным элементом для создания местных, городских и зоновых сетей. Его компактная конструкция удобна для размещения в офисных помещениях. В данном оборудовании предусмотрены все интерфейсы ПЦИ (PDH) и СЦИ (SDH) от 1,5 Мбит/с до 2,5 Гбит/с. Alcatel OPTINEX™ 1660SM обеспечивает большой выбор методов защиты сети: защита линейной мультиплексорной секции (MSP), защита трактов при 100% дублировании их в подсетях (SNC-P), защита мультиплексорных секций за счет использования общей резервной распределенной емкости в сети с кольцевой конфигурацией (MS-SPRing).

Узел оборудования Alcatel OPTINEX 1660 SM приведен на рисунке В.5.

 

 

 

Рисунок В.5 - Узел оборудования Alcatel OPTINEX 1660 SM

 

Ericsson-Marconi OMS 1200. Семейство оборудования Marconi OMS

1200 (SMA UC & EX) обеспечивает предоставление Ethernet, СЦИ (SDH) и ПЦИ (PDH) услуг на платформе SDH, с использованием протоколов GFP, VCAT, LCAS. Это устройства операторского класса выпускающееся в двух вариантах: 1240 (5G) и 1240 (10G). Модели отличаются друг от друга емкостью матрицы коммутации (5 и 10 Гбит/с соответственно) и поддержкой SFP STM-16 у модели 1240 (10G). Гибкость и масштабируемость конфигурации делают возможным совместную работу Marconi OMS 1200 с оборудованием других типов, таких как цифровые кросс-коммутаторы, маршрутизаторы IP/Ethernet или DWDM. Marconi OMS 1200 предлагает различные значения ёмкости агрегируемого трафика от STM-1 до STM-16. Скорость передачи данных трибутарных интерфейсов также может быть различной: интерфейс STM-1 может быть переконфигурирован в 4 x STM-1 и до 22 x STM-1; интерфейс 10/100 Ethernet может быть преобразован с 8 до 32 и 2 Mbit/s с 32 до 252.

Узел оборудования Ericsson-Marconi OMS 1200 приведен на рисунке В.6.

 

 

 

Рисунок В.6 - Узел оборудования Ericsson-Marconi OMS 1200

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

(справочное)

 

Оптические кабели связи

 

Оптический кабель ДКП:

1. Наружная оболочка

2. Броня кабеля (1 или 2 повива стальных проволок)

3. Внутренняя оболочка

4. Оптический модуль

5. Кордель заполнения

6. Центральный элемент

7. Оптическое волокно

8. Заполнитель оптического модуля

9. Рипкорд

 

Кабель предназначен для прокладки в грунтах всех категорий, в том числе подверженный мерзлотным деформациям, в кабельной канализации, трубах, блоках, коллекторах, туннелях, по мостам и эстакадам при наличии высоких требований по механической устойчивости.

 

Количество оптических волокон в кабеле: 2-288

Допустимая растягивающая нагрузка (статическая): 3-80 кН

Допустимая растягивающая нагрузка (динамическая): 3,5-92,0 кН

Допустимая раздавливающая нагрузка: 0,4-1,5 кН/см

Максимальный наружный диаметр кабеля: 12-30,5 мм

Максимальная масса 1 км кабеля: 203-2200 кг

Температура эксплуатации: -40...+500С

Температура хранения: -50...+50 0С

По требованию заказчика в кабеле могут быть применены различные виды ОВ

Параметры передачи - в соответствии со спецификацией на оптическое волокно

 

 

Рисунок Г.1 - Конструкция кабеля ДКП

 

Оптический кабель ОКП:

Кабель предназначен для прокладки ручным или механизированным способом в грунтах всех категорий, кроме подверженных мерзлотным деформациям.

Кабель волоконно-оптический диэлектрический с одномодовым или многомодовым волокном армированный стеклопластиковыми прутками.

Количество оптических волокон в кабеле – 2 – 144

Коэффициент затухания:

Одномод - 1550 нм - <0.22 дБ/км

Многомод - 1310 нм - < 0.7 дБ/км

Допустимое растягивающее усилие - 10-15 кН.

Температура эксплуатации -60...+60 0С:

Диаметр кабеля – от 16,5 мм.

Масса кабеля – от 270 кг/км.

 

Рисунок Г.2 – Конструкция кабеля ОКП

 

Оптический кабель ОГД:

Центральный элемент - стеклопластиковый пруток, обмотаный водоблокирующими нитями.

Оптический модуль - полимерная трубка со свободно уложенными оптическими волокнами и гидрофобным гелем.

Кордельный заполнитель (при необходимости).

Заполнение - свободное пространство скрутки оптических модулей и корделей заполнено гидрофобным компаундом или наложена водоблокирующая лента.

Внутренняя оболочка - из полиэтилена.

Броня - в виде повива из стальных оцинкованных проволок.

Заполнение - свободное пространство между проволоками бронепокрова заполнено гидрофобным компаундом.

Наружная оболочка - из полиэтилена.

 

Кабели предназначены для прокладки в грунтах всех категорий (кроме мерзлотных).

 

Количество оптических волокон в кабеле: 2-288.

Стойкость к однократному удару с начальной энергией 20 Дж.

Сопротивление изоляции наружной оболочки - не менее 2000 МОм*км.

Допустимая статическая растягивающая нагрузка от 7 до 80 кН.

Допустимая раздавливающая нагрузка - не менее 0,7 кН/см.

Температурный диапазон эксплуатации: от –40°С до +50°С.

 

 

Рисунок Г.3 – Конструкция кабеля ОГД

 

Оптический кабель ОКГМ:

1. Центральный силовой элемент.

2. Оптическое волокно.

3. Оптический модуль.

4. Промежуточная оболочка из полиэтилена.

5. Гидрофобный заполнитель.

6. Круглая стальная оцинкованная проволока.

7. Внешняя оболочка из полиэтилена.

 

Кабель используется для прокладки в грунтах всех категорий, кроме подверженных мерзлотным деформациям, в кабельной канализации, трубах, блоках, коллекторах, тоннелях, на мостах и в шахтах, в воде при пересечении болот, озер и рек с максимальной глубиной не более 10м.

 

Оптический кабель магистральный с центральным силовым элементом из стеклопластикового стрежня, стального троса или стальной проволоки в полиэтиленовой оболочке (или без нее), вокруг которого скручены оптические модули, содержащие до 24 оптических волокон каждый, и (при необходимости) кордели заполнения, в промежуточной оболочке из полиэтилена, бронепокровом из круглых стальных оцинкованных проволок и внешней оболочкой из полиэтилена.

По требованию заказчика кабели изготавливаются с внешней оболочкой из полиэтилена не распространяющего горение (типа н), и из полимерных композиций, не содержащих галогенов (типа HF), с пониженным дымо- и газовыделением (типа LS).

Количество оптических волокон в кабеле – 2 – 288

Коэффициент затухания:

Одномод - 1550 нм - <0.22 дБ/км

Многомод - 1310 нм - < 0.7 дБ/км

Допустимое растягивающее усилие - 7-20 кН.

Под заказ возможно изготовление кабеля с растягивающим усилием до 80 кН.

Температура эксплуатации -40...+70 0С:

Минимально допустимая температура прокладки -30 °С.

Диаметр кабеля – до 26,9 мм.

Масса кабеля – до 1449 кг/км.

 

 

Рисунок Г.4 – Конструкция кабеля ОКГМ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

1 Выбор трассы прокладки оптического кабеля на участке местности. 7

2 Расчет требуемых эквивалентных ресурсов ВОСП.. 11

3 Варианты топологий транспортной сети. 17

4 Определение требуемых видов мультиплексоров SDH и их количества. 19

5 Выбор оптического кабеля и кабельной продукции. 22

6 Расчет длин регенерационных участков ВОЛП.. 25

7 Выбор конфигурации мультиплексоров. 30

8 Разработка схемы организации связи. 35

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 36

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 37

ПРИЛОЖЕНИЕ А.. 38

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. 39

ПРИЛОЖЕНИЕ В.. 42

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. 49

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Современные сети связи должны представлять собой единый комплекс технических средств, предназначенный для передачи всех видов сообщений независимо от характера их распределения и объемов. Они должны быть построены на цифровых системах передачи и коммутации, иметь легко управляемую структуру, удобство взаимодействия с сетями связи других операторов. Это возможно реализовать на базе единой отраслевой сети электросвязи, в том числе на базе широкого внедрения современных цифровых коммутационных узлов и за счет строительства волоконно-оптических линий передачи, использования аппаратуры цифровых иерархий SDH и PDH.

 В настоящее время первичная сеть ПАО «Ростелеком» протяженностью свыше 200 000 км базируется как на наземных технических средствах, так и спутниковых системах передачи. Протяженность ВОЛП около 25 000 км, за последние несколько лет основные магистрали были оборудованы системами спектрального разделения каналов, что значительно увеличило их пропускную способность.

Цифровые системы связи пришли на смену хорошо послужившим аналоговым сетям, основное применение SDH с момента ее появления - это построение транспортных сетей, предназначенных для передачи цифровых потоков между телефонными узлами коммутации. С развитием компьютерных сетей, интернета, технологий передачи данных, инфраструктуру транспортных сетей по основе SDH все чаще применяют для организации цифровых каналов сетей передачи данных, то есть строят, наложенные сети поверх SDH. Недостатки использования классических SDH для передачи данных стали проявляться при необходимости предоставления широкополосных услуг связи локальным сетям, в частности - небольшой ряд возможных скоростей, который, к тому же, слабо стыкуется со скоростями 10, 100, 1000 Мбит/с сети Ethernet, значительно ограничивает возможности эффективного предоставления услуг.

Для преодоления этих ограничений производители SDH оборудования пошли по пути создания систем SDH следующего поколения - NG SDH. Оборудование NG SDH имеет интегрированные интерфейсы передачи данных, в частности - Ethernet, а также использует новые технологии, которые позволяют эффективно выделять требуемую полосу для передачи данных и обеспечивают низкую стоимость внедрения этих технологий.

В оптических кабелях широко применяются одномодовые волокна, которые в настоящее время выпускаются следующих типов:

- одномодовое ступенчатое (SF);

данное волокно оптимизировано по хроматической дисперсии для работы во втором окне прозрачности; λ₀=1310±10 Нм, но при этом затухание, вносимое волокном, больше примерно в 2 раза, чем в третьем окне

прозрачности - (0,2÷04) дБ/км – 3(ОП); (0,4÷0,7) дБ/км – 2(ОП);

- одномодовое волокно со смещённой хроматической дисперсией (DSF); λ₀=1550±10 Нм; у этого ОВ обеспечивается нулевая величина хроматической дисперсии и минимальная величина вносимого затухания на фиксированной длине волны λ ₀=1550 Нм – 3 ОП; но у этого волокна длина волны λ ₀=1550 Нм входит в полосу пропускания эрбиевых волоконно-оптических усилителей, которые являются составной частью оборудования спектрального разделения СР (WDM) и при этом эта λ является главным потенциальным источником нелинейных оптических явлений (смешение четырёх волн, самомодуляция фазы оптической несущей, перекрёстная модуляция), которые проявляются в виде дополнительного шума и таким образом это волокно не оптимизировано для работы оборудования спектрального разделения каналов (WDM);

- одномодовое волокно с минимальной смещённой хроматической дисперсией (NZDSF); λ – смещённое волокно; особенность его в том, что λ₀ вынесена за пределы полосы пропускания ЭВОУ, это уменьшает нелинейные оптические явлении, и волокно оптимизировано для работ аппаратуры плотного спектрального разделения (DWDM);

(1350÷1450) Н- одномодовое ОВ с минимальной смещённой выравненной хроматической и поляризационной дисперсией (True Wave) (SVF-

LS – фирмы Corning); оптимизировано для работ аппаратуры СР (DWDM);

- ООВ LEAF – с увеличенной эффективной площадью для светового потока; диаметр светового пятна увеличен с 3 мкм до 4 мкм; главной отличительной чертой этого волокна является большая эффективная площадь для светового потока (диаметр модового пятна возрос на 1мкм);

- ООВ All Wave (всеволновое); в кривой зависимости затухания этого ОВ от длины волны имеются четыре окна прозрачности, которые слились в одно; отсюда – название; по сравнению со стандартным волокном рабочий диапазон длин волн волокна All Wave увеличился на 10 Нм и составляет величину м, что позволяет организовать 120 и более каналов спектрального разделения (WDM);

- ОВ для компенсации хроматической дисперсии ВКР (DCF); это волокно используется в специальных модулях, предназначенных для компенсации хроматической дисперсии, например, DCM;

- ОВ, легированное эрбием ВЛЭ (EDF) – используется в эрбиевых оптических усилителях типа EDFA;

- ОВ, легированное неодимом ВЛН (NDF) – используется в оптических усилителях типа NDFA, работающих во 2 ОП;

- ОВ, сохраняющее состояние поляризации ВСП (PMF) – используется в

датчиках, требующих сохранение состояния поляризации;

- ОВ для ультрафиолетовой обработки спектра, например, волокно, используемое в диапазоне (190÷250) Нм, используемое для различных специальных назначений;

- ОВ с большой площадью сечения [примерно (300÷800) мкм] для создания световых потоков большой яркости и мощности, используемое для измерений и специальных назначений.

Согласно рекомендациям МСЭТ проведено уточнение и изменение числа окон прозрачности от 3 до 6. Данные окон прозрачности приведены в таблице А.1 (приложение А).

Потенциальная пропускная способность ОВ G потенц. = 25Тбит/с.

Используя спектральное разделение каналов СР (WDM), получена пропускная способность G получ. ≥16Тбит/с.

Количество каналов СР при работе по одному ОВ получено в настоящее время несколько сот (1000- по Э.Л.Портнову при скорости передачи

3,25Гбит/с).

Для коммерческих целей используется не более 100 спектральных каналов при максимальной скорости в каждом 40 Гбит/с.

Ежегодный прирост спроса на ОВ (ОК) составляет 15%.

РФ занимает 12,5 % суши, а население 2% население земного шара.

Плотность население составляет 8,1 человека на 1 км².

При 100% замене кабеля на ОК потребуется период до 2065 года. С учетом истечения срока службы ОК этот период продолжится на десятки лет.

По одному ОВ в одном канале достигнута скорость передачи 1Тбит/с.

В данном курсовом проекте рассматриваются основные вопросы проектирования ВОСП на участке: г. Коряжма, село Черемушский, пос. Никольск; исходные данные для проектирования приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 - Исходные данные варианта «11»

 

Направление	№ вар.	Е1	Е3	Е4	SMT-1	Ethernet-100	L, км
А - В	11	6	1	-	3	7	2
А - С		37	-	1	3	-	-
В - С		72	-	-	1	5	42

 

Выбор трассы прокладки оптического кабеля на участке местности

 

В настоящее время ПАО «Ростелеком» является основным оператором междугородной и международной связи России и имеет разветвленную сеть электросвязи. Компания владеет современной цифровой сетью, которая позволяет предоставлять услуги связи в каждом субъекте Российской Федерации.

В зависимости от конкретных условий на загородном участке трасса прокладки оптического кабеля выбирается на различных земельных участках, в том числе полосах отвода автомобильных, железных дорог, охранных и запретных зонах, в коллекторах и тоннелях автомобильных и железных дорог. При отсутствии дорог трасса оптического кабеля при соответствующем обосновании может проходить по землям несельскохозяйственного назначения или по сельскохозяйственным угодьям худшего качества. При этом необходимо обходить места возможных затоплений, обвалов, промоин почвы, а также участков с большой плотностью поселения грызунов. Если возникает необходимость в выборе трассы по пахотным землям, то в проекте организации строительства следует учитывать ограничение времени производства строительно-монтажных работ на период между посевом и уборкой сельскохозяйственных культур. Для проектирования ВОЛП важное значение имеет описание местности, природных и климатических условий рассматриваемых регионов. Выбор трассы под строительство ВОЛП сводится к двум вариантам:

- прокладка в грунт вдоль автомобильной дороги Холмогоры-Усть-Пинеги, южнее (справа);

- прокладка в грунт вдоль автомобильной дороги Холмогоры-Усть-Пинеги, севернее (слева).

Участок карты местности приведен на рисунке 1. Схема трассы прокладки оптического кабеля приведена на рисунке 2. Расстояние между населенными пунктами: Зеленый Бор – Вельск  2 км – Верховажье 42 км.