Выбор и обоснование проектных решений

Информатики

 

 

Кафедра "СИСТЕМ СВЯЗИ"

 

Сдана на проверку Допустить к защите

 

"_____"___________ 2013 г. "_____"___________2013 г.

 

Защищена с оценкой_____

 

"_____"___________2013 г.

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

ОПТИЧЕСКАЯ ЦИФРОВАЯ ЛИНИЯ ПЕРЕДАЧИ

 

 

Пояснительная записка

на 17 листах

 

Студент группы ОС-91 _____________ Хабиров Р.Г. 08129

(роспись) (ФИО) (№ зачетной книжки)

 

Руководитель ______________ Иванов В.И.

(роспись) (ФИО)

 

Самара 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Стр

Задание по курсовому проекту................................................................................................ 3

Рецензия..................................................................................................................................... 4

Введение..................................................................................................................................... 5

1. Выбор и обоснование проектных решений...................................................................... 6

1.1. Трасса кабельной линии передачи............................................................................. 6

1.2. Характеристика оконечных и промежуточных пунктов......................................... 10

1.3. Выбор и характеристика транспортной системы..................................................... 11

1.4. Выбор типа оптического кабеля и муфт.................................................................... 13

1.5. Схема организации связи и распределения оптических волокон.......................... 17

2. Расчёт параметров ВОЛП..................................................................................................... 19

2.1. Расчёт распределения энергетического потенциала по длине

регенерационного участка................................................................................................. 19

2.2. Расчёт шумов оптического линейного тракта.......................................................... 21

2.3. Расчет вероятности или коэффициента ошибки одиночного регенератора.......... 24

2.4. Расчёт быстродействия ВОЛП.................................................................................... 26

2.5. Расчёт порога чувствительности ПРОМ.................................................................. 28

3. Линейно – аппаратный цех (ЛАЦ)....................................................................................... 29

4. Разработка и расчёт цепей электропитания....................................................................... 31

5. Технология прокладки оптического кабеля....................................................................... 33

Заключение................................................................................................................................ 35

Список используемых источников......................................................................................... 36

 

 

РЕЦЕНЗИЯ

 

ВВЕДЕНИЕ

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 цифровых способов передачи 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;

- отсутствие искрения при обрывах, коротком замыкании и ненадёжных контактах;

- допустимость изгиба ОВ под малым радиусом;

- возможность использования ОК, не обладающих электропроводностью и индуктивностью;

- высокая скрытность связи;

- высокая прозрачность ОВ;

- возможность постоянного усовершенствования системы связи по мере появления источников с улучшенными характеристиками.

Поэтому на данном этапе развития ВСС весьма важным является умение проектировать цифровые оптические линии передачи и оценивать качество их функционирования.

 

 

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ

ТРАССА КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ

Оконечные пункты: ТРК «Парк Хаус» - Московское шоссе 81а, ТРК «Космопорт» - ул. Дыбенко 30

Промежуточные пункты: ПГУТИ - Московское шоссе 77, центральный автовокзал - ул. Авроры 207, офисный центр - ул. Авроры 150/1.

 

Трасса прокладки кабеля. Общий вид:

 

 

Рис.1.1.1 Общий вид трассы прокладки кабеля

 

Трасса прокладки кабеля. Детально:

 

 

Рис.1.1.2 Детальный вид трассы прокладки кабеля. (Рисунок 1)

 

 

Рис.1.1.3 Детальный вид трассы прокладки кабеля. (Рисунок 2)

 

 

 

Рис.1.1.4 Детальный вид трассы прокладки кабеля. (Рисунок 3)

 

 

 

Рис.1.1.5 Детальный вид трассы прокладки кабеля. (Рисунок 4)

 

 

 

Рис.1.1.6 Детальный вид трассы прокладки кабеля. (Рисунок 5)

 

Таблица 1.1.1 Характеристики трассы.

 

Характеристики трассы прокладки кабеля
Наименование	Значение	Единица измерения
Общая длина трассы	3.5	км
Число опор		шт
Максимальное расстояние между колодцами		м

 

 

СХЕМА ОРГАНИЗАЦИИ СВЯЗИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

 

 

РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ВОЛП

РАСЧЁТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ПО ДЛИНЕ

РЕГЕНЕРАЦИОННОГО УЧАСТКА

 

Уровень оптической мощности сигнала, поступающего на вход ПРОМ линейного регенератора, зависит от энергетического потенциала ВОСП, потерь мощности в ОВ, потерь мощности оптического излучения в разъемных и неразъемных соединениях.

Таблица с исходными данными для расчета распределения энергетического потенциала по длине регене­рационного участка.

Таблица 2.1.1

№ п/п	Параметры	Обозначение	Единица измерений	Значение параметра
	Уровень мощности передачи оптического сигнала	рпер	дБм
	Минимальный уровень мощности приема	рпр	дБм	-24
	Энергетический потенциал ОЦТС	Э	дБм
	Количество неразъемных соединений	nнс	шт
	Затухание оптического сигнала на неразъемном соединителе	Aрс	дБ	0,1
	Количество разъемных соединений	nрс	шт
	Затухание оптического сигнала на разъемном соединителе	Aнс	дБ	0,5
	Коэффициент затухания ОК	α	дБ/км	0,36

 

Рассчитаем распределение энергетического потенциала на длине регенерационного участка для ОЦТС, технические параметры которой приве­дены в таблице 2.1.1

Порядок решения:

Определяем уровень сигнала после первого разъемного соединения (PC):

дБм

Уровень сигнала после второго РС:

дБм

Уровень сигнала после первого неразъемного соединения (НС):

дБм

Далее сигнал проходит по станционному опти­ческому кабелю 40 метров. Коэффициент затухания ОК α = 0,36 дБ/км и уровень сигнала на входе второго НС будет равен:

дБм

Уровень сигнала после второго НС будет равен:

дБм.

Уровень сигнала после прохождения линейного кабеля длиной 1180 метров на входе третьего НС будет ранен:

дБм

Уровень сигнала после третьего НС будет равен:

дБм

Уровень сигнала после прохождения станционного кабеля длиной 45 метров на входе четвертого НС будет равен:

дБм

Уровень сигнала после четвертого НС будет равен:

дБм

Уровень сигнала после третьего РС:

дБм

Уровень сигнала после четвертого РС:

дБм

 

По результатам расчета можно сделать вывод, что затухание на регенерационном участке меньше энергетического потенциала ОЦТС, равного Э = 24 дБ. Эксплуатационный запас ОЦТС можно принять равным Э_з = 6дБ.

Диаграмма распределения энергетического для рассмотренного случая приведена на рис.2.1.1, где приняты следующие обозначения: ППМ - приемoпередающий модуль линейного регенератора, PC - разъемное соединение, НС - неразъемное соединение, ОВ - оптическое волокно.

Поскольку все уровни передачи диаграммы распределения энергетического потенциала рассчитаны, то ее изображение возможно в условном масштабе, как это сделано на рис.2.1.1, но с обязательным указанием характерных основных точек диаграммы.

Диаграмма распределения энергетического потенциала служит основой для расчета основных параметров оптического линейного тракта.

 

Рис.2.1.1 Диаграмма распределения энергетического потенциала

 

РАСЧЕТ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ ВОЛП

Быстродействие ВОЛП определяется инертностью элементов воло­конно-оптической системы передачи и дисперсионными свойствами оп­тического волокна. Расчет быстродействия сводится к определению до­пустимого быстродействия, ожидаемого быстродействия и их сравне­ния.

Допустимое быстродействие цифровых ВОЛП зависит от характера передаваемого сигнала, скорости передачи линейного цифрового сигнала и определяется по формуле:

(2.13)

где, β - коэффициент, учитывающий характер линейного цифрового сигнала (линейный код) и равный 0,7 для кода NRZ и 0,35 для всех дру­гих; В - скорость передачи цифрового линейного тракта.

Общее ожидаемое быстродействие ВОЛП (как совокупности воло­конно-оптической системы передачи и оптического кабеля) равно:

(2.14)

где - быстродействие передающего оптического модуля (ПОМ), зависящее от скорости передачи информации и типа источника излуче­ния; t_пp - быстродействие приемного оптического модуля (ПРОМ), опре­деляемое скоростью передачи информации и типом фотодетектора; t_oв - уширение импульса оптического излучения импульса при его прохожде­нии по оптическому волокну оптического кабеля (ОК) регенерационного участка, которое равно:

(2.15)

Быстродействие ПОМ и ПРОМ для типовых скоростей передачи ОЦТС приведены в табл. 2.4.1.

Если < , то выбор типа кабеля и длины регенерационного участка выполнены верно. Величина называется запасом по быстродействию. При достаточно большом его значении можно осла­бить требования к компонентам ВОСП. Если условие < не вы­полняется, то следует выбрать ПОМ, ПРОМ и ОК с другим и параметрами.

 

Таблица 2.4.1. Быстродействие ПОМ, ПРОМ

 

Быстродействие ПОМ или ПРОМ	Скорость передачи цифрового потока, Мбит/с
tпер,нс			0,5		0,1	0,05
tпр,нс		2,5	0,4	0,8	0,08	0,04

 

Определим быстродействие ВОЛП, если длина регенерационного участка L_ру =1.265 км, среднеквадратическое значение дисперсии пс/км. Система передачи для которой скорость информацион­ного потока В = 33 Мбит/с, линейный код – NRZ.

Порядок решения:

1. По формуле (28) найдем значение допустимого быстродействия t_доп.∑, положив в ней β = 0,7, так как используется линейный код NRZ, и В = 33 Мбит/с:

t_доп.∑ = β/B =0,7 / 33 = 21,2 нс.

2. Подставив в формулу (30) значения σ_ов = 3,5 пс /км и L_ру = 1,265 км, найдем величину уширения импульса на длине регенерационного участка:

пс

3. По формуле (29) найдем ожидаемую величину быстродействия t_ож.∑ , подставив в нее значения t_пер = 0,5 нс, t_пр = 0,4 нс и t_ов = 0,728 нс, получим:

нс.

Сравнение полученных значений t_ож.∑ и t_доп.∑ показывает, что условие Δt = t_доп.∑ - t_ож.∑ = 21,2 – 3,9 = 17,3нс выполняется.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В данном курсовом проекте были рассмотрены вопросы построения ВОЛП, а именно:

 

· выбор трассы прокладки ОК

· выбор ОК, используемого при прокладке в кабельную канализацию и в здании

· выбор системы передачи

· расчет параметров ВОЛП

· проектирование ЛАЦ

· расчет цепей электропитания

В заключение хотелось бы отметить, что волоконно-оптические линии связи на сегодняшний день являются наиболее перспективным направлением проводных систем связи с уверенной линией развития. Все больше инсталляций на волоконно-оптических кабелях находят применение в проектах, где раньше медные имели неоспоримое преимущество. Такой стремительно нарастающей популярности волоконно-оптические сети обязаны своим многочисленным преимуществам, среди которых высокая скорость передачи информации, способность передачи данных на большие расстояния, устойчивость к электромагнитным помехам, защита передаваемой информации от несанкционированного доступа, электробезопасность, длительный срок эксплуатации волоконно-оптического оборудования и т. д.

 

Информатики

 

 

Кафедра "СИСТЕМ СВЯЗИ"

 

Сдана на проверку Допустить к защите

 

"_____"___________ 2013 г. "_____"___________2013 г.

 

Защищена с оценкой_____

 

"_____"___________2013 г.

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

ОПТИЧЕСКАЯ ЦИФРОВАЯ ЛИНИЯ ПЕРЕДАЧИ

 

 

Пояснительная записка

на 17 листах

 

Студент группы ОС-91 _____________ Хабиров Р.Г. 08129

(роспись) (ФИО) (№ зачетной книжки)

 

Руководитель ______________ Иванов В.И.

(роспись) (ФИО)

 

Самара 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Стр

Задание по курсовому проекту................................................................................................ 3

Рецензия..................................................................................................................................... 4

Введение..................................................................................................................................... 5

1. Выбор и обоснование проектных решений...................................................................... 6

1.1. Трасса кабельной линии передачи............................................................................. 6

1.2. Характеристика оконечных и промежуточных пунктов......................................... 10

1.3. Выбор и характеристика транспортной системы..................................................... 11

1.4. Выбор типа оптического кабеля и муфт.................................................................... 13

1.5. Схема организации связи и распределения оптических волокон.......................... 17

2. Расчёт параметров ВОЛП..................................................................................................... 19

2.1. Расчёт распределения энергетического потенциала по длине

регенерационного участка................................................................................................. 19

2.2. Расчёт шумов оптического линейного тракта.......................................................... 21

2.3. Расчет вероятности или коэффициента ошибки одиночного регенератора.......... 24

2.4. Расчёт быстродействия ВОЛП.................................................................................... 26

2.5. Расчёт порога чувствительности ПРОМ.................................................................. 28

3. Линейно – аппаратный цех (ЛАЦ)....................................................................................... 29

4. Разработка и расчёт цепей электропитания....................................................................... 31

5. Технология прокладки оптического кабеля....................................................................... 33

Заключение................................................................................................................................ 35

Список используемых источников......................................................................................... 36

 

 

РЕЦЕНЗИЯ

 

ВВЕДЕНИЕ

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 цифровых способов передачи 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;

- отсутствие искрения при обрывах, коротком замыкании и ненадёжных контактах;

- допустимость изгиба ОВ под малым радиусом;

- возможность использования ОК, не обладающих электропроводностью и индуктивностью;

- высокая скрытность связи;

- высокая прозрачность ОВ;

- возможность постоянного усовершенствования системы связи по мере появления источников с улучшенными характеристиками.

Поэтому на данном этапе развития ВСС весьма важным является умение проектировать цифровые оптические линии передачи и оценивать качество их функционирования.

 

 

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ