Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Некоммерческое акционерное общество
АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра телекоммуникационных систем
НАПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ
Методические указания к выполнению курсового проекта
для студентов всех форм обучения специальности
5B071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации
Алматы 2010
Составители: Е.Ю. Елизарова. А.К. Сакабаева, Направляющие системы электросвязи. Методические указания к выполнению курсового проекта (для студентов всех форм обучения специальности 5В071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации). – Алматы: АУЭС, 2010. - 48 с.
Методические указания, содержащие общие сведения о выполнении курсового проекта, оформлении и защите. В работе основные этапы проектирования, методика расчета параметров магистральных ВОЛС.
Перед выполнением курсового проекта студент должен повторить некоторые разделы, представленные в подготовке к работе. В работе приведены справочные данные (характеристики современных систем передачи, оптических кабелей), представлен список используемой литературы.
Методические указания предназначены для студентов всех форм обучения специальности 5В071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации.
Содержание
|
|
Введение |
5 |
|
1 |
Общие положения по проектированию ВОЛС |
5 |
|
|
1.1 Требования к курсовому проекту и его оформлению |
5 |
|
|
1.2 Содержание курсового проекта и исходные положения по проектированию |
6 |
|
2 |
Общие положения по проектированию кабельной линии связи |
8 |
|
3 |
Выбор топологии сети с учетом местоположения заданных населенных пунктов |
9 |
|
4 |
Выбор трассы ВОЛС |
9 |
|
5 |
Основные проектные решения |
11 |
|
|
5.1 Выбор ступени иерархии и типа мультиплексора на основе расчета групповой скорости потоков 5.2 Выбор типа и конструкции оптического кабеля |
11 13 |
|
6 |
Схема организации связи |
16 |
|
7 |
Инженерный расчет |
17 |
|
|
7.1 Определение пропускной способности проектируемой ВОЛС 7.2 Расчет проектной длины регенерационного участка 7.3 Определение суммарных потерь в оптическом тракте 7.4 Расчет энергетического потенциала аппаратуры ВОЛС 7.5 Расчет энергетического запаса 7.6 Определение отношения сигнал/шум или вероятности ошибки, отводимой на длину регенерационного участка 7.7 Определение уровня передачи мощности оптического излучения на выходе передающего оптического модуля (ПОМ) 7.8 Определение уровня МДМ (порога чувствительности приемного оптического модуля - ПРОМ) 7.9 Определение быстродействия системы 7.10Расчет надежности проектируемой системы связи |
17 19 21 23 23 23
23 24 24 25 |
|
8 |
Монтаж и прокладка оптического кабеля с учетом выбранной трассы |
|
|
|
Заключение |
26 |
|
|
Список литературы |
28 |
|
|
Приложения |
29 |
Введение
Курсовой проект по дисциплине «Направляющие системы электросвязи» выполняется студентами, обучающимися по специальности 5В071900 «Радиотехника, электроника и телекоммуникации».
Дисциплина «Направляющие системы электросвязи» изучается студентами на восьмом семестре, по окончании курса сдается экзамен. В методическом указании приводятся порядок выполнения, необходимые справочные данные по оптическим линиям связи, методика расчета основных параметров ВОЛС.
Каждый студент выполняет курсовой проект по индивидуальным исходным данным. Настоящие методические указания (МУ) имеют цель: закрепить и уг лубить знания, полученные на лекциях; привить студентам практические на выки самостоятельной работы со справочниками и нормативными докумен тами; выработать у студентов творческое мышление и навыки по выбору ра циональных вариантов построения магистральных сетей; изучить круг проблем, встречающихся при реальном проектировании.
1 Общие положения по проектированию ВОЛС
1.1 Требования к курсовому проекту и его оформлению
Курсовой проект выполняется по индивидуальному заданию и оформляется в виде пояснительной записки (ПЗ), отвечающей по ее оформлению требованиям стандартизации, метрологии и сертификации. ПЗ должна содержать конкретные решения выбора того или иного варианта построения волоконно-оптической линии, типов и конструкций элементов ВОЛС, выбранных способов прокладки и защиты кабеля. Выбор конкретных решений следует обосновывать технико-экономическими соображениями в соответствии с данным вариантом. В ПЗ не должно быть изложения общих положений и норм проектирования, текстовый материал следует излагать конкретно и четко.
ПЗ должна быть иллюстрирована всеми необходимыми схемами, рисунками и чертежами, поясняющими выбор тех или иных принятых в проекте решений. При этом обязательны ссылки на используемую литературу, из которой заимствованы выбранные решения. Схемы, рисунки и чертежи оформляются на листах тех же форматов, что и ПЗ, или на листах кальки, миллиметровой бумаги того же формата.
При выполнении расчетов в ПЗ должна быть приведена в общем виде расчетная формула с расшифровкой всех входящих в нее буквенных обозначений и ссылкой на литературу, из которой взята эта расчетная формула или входящие в нее исходные данные. Для одной исходной величины или частоты расчет следует привести подробно, а при других частотах или исходных значениях результаты расчета заносятся в таблицы. Результаты расчета оформляются в виде таблиц и графиков и сопровождаются выводами и анализом полученных результатов.
Курсовой проект должен иметь титульный лист, оглавление, индивидуальное задание, основную часть, заключение и список литературы, а также содержать графическую часть.
1.2 Содержание курсового проекта и исходные положения по проектированию
Тема курсового проекта: «Проектирование магистрального участка сети с применением оптического кабеля». Задание на курсовой проект составлено в 100 вариантах. Каждый студент должен выполнять проект по варианту, номер которого определяется двумя последними цифрами номера студенческого билета.
Задание на выполнение проекта указано в таблице 1.1 и 1.2. Для определения варианта задания в первом столбце (1) указаны последние цифры номера студенческого билета; во - втором (2) - трасса ВОЛС, в третьем (3) - путь прохождения трассы (Авто) - вдоль автомобильной дороги, (ЖД) - вдоль железной дороги, в четвертом (4) - количество цифровых потоков. В качестве трассы рекомендуется выбирать магистральные участки операторов АО «Казахтелеком» и АО «Транстелеком». В приложении 1 приведены кратчайшие расстояния между городами и железнодорожными станциями.
При выполнении проекта студентами разрабатываются следующие вопросы.
1 Общие положения по проектированию кабельной линии связи.
2 Выбор топологии сети с учетом местоположения заданных населенных пунктов.
3 Выбор трассы ВОЛС.
4 Основные проектные решения.
4.1 Выбор ступени иерархии и типа мультиплексора на основе расчета групповой скорости потоков.
4.2 Выбор типа и конструкции оптического кабеля.
5 Выбор схемы организации связи.
6 Технический расчет.
7 Строительство ВОЛС с учетом выбранной трассы.
Перечень необходимых чертежей.
1 Схема организации связи проектируемой ВОЛС.
2 Общий (ситуационный) план расположения трассы кабельной линии связи.
4 План расположения и профиля кабельного перехода через реку (если есть на участке).
Таблица1.1-Варианты заданий
|
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
||||
|
00 |
Алматы - Актау |
ЖД |
50 |
Астана - Павлодар |
ЖД |
||||
|
01 |
Алматы - Актау |
Авто |
51 |
Астана - Петропавловск |
Авто |
||||
|
02 |
Алматы - Атырау |
ЖД |
52 |
Астана - Петропавловск |
ЖД |
||||
|
03 |
Алматы - Атырау |
Авто |
53 |
Астана - Семей |
Авто |
||||
|
04 |
Алматы - Актобе |
ЖД |
54 |
Астана - Семей |
ЖД |
||||
|
05 |
Алматы- Актобе |
Авто |
55 |
Астана - Талдыкорган |
Авто |
||||
|
06 |
Алматы - Астана |
ЖД |
56 |
Астана - Текели |
ЖД |
||||
|
07 |
Алматы - Астана |
Авто |
57 |
Астана - Усть - Каменогорск |
Авто |
||||
|
08 |
Алматы - Дружба |
Авто |
58 |
Астана - Защита |
ЖД |
||||
|
09 |
Алматы - Дружба |
ЖД |
59 |
Астана - Уральск |
Авто |
||||
|
10 |
Алматы - Жезказган |
ЖД |
60 |
Астана - Уральск |
ЖД |
||||
|
11 |
Алматы - Жезказган |
Авто |
61 |
Астана - Шымкент |
Авто |
||||
|
12 |
Алматы - Караганда |
ЖД |
62 |
Астана - Шымкент |
ЖД |
||||
|
13 |
Алматы - Караганда |
Авто |
63 |
Астана - Хоргос |
Авто |
||||
|
14 |
Алматы - Костанай |
ЖД |
64 |
Астана - Макат |
ЖД |
||||
|
15 |
Алматы - Костанай |
Авто |
65 |
Актобе - Актау |
Авто |
||||
|
16 |
Алматы - Кокшетау |
ЖД |
66 |
Актобе - Актау |
ЖД |
||||
|
17 |
Алматы - Кокшетау |
Авто |
67 |
Актобе - Атырау |
Авто |
||||
|
18 |
Алматы - Кызылорда |
ЖД |
68 |
Актобе - Атырау |
ЖД |
||||
|
19 |
Алматы - Кызылорда |
Авто |
69 |
Актобе - КызылОрда |
Авто |
||||
|
20 |
Алматы - Лениногорск |
ЖД |
70 |
Актобе - КызылОрда |
ЖД |
||||
|
21 |
Алматы - Павлодар |
ЖД |
71 |
Актобе - Уральск |
Авто |
||||
|
22 |
Алматы - Павлодар |
Авто |
72 |
Актобе - Уральск |
ЖД |
||||
|
23 |
Алматы - Петропавловск |
ЖД |
73 |
Актобе - Усть - Каменогорск |
Авто |
||||
|
24 |
Алматы - Петропавловск |
Авто |
74 |
Актобе - Защита |
ЖД |
||||
|
25 |
Алматы - Семей |
ЖД |
75 |
Актобе - Узень |
ЖД |
||||
|
26 |
Алматы - Семей |
Авто |
76 |
Атырау - Мангышлак |
ЖД |
||||
|
27 |
Алматы - Талдыкорган |
Авто |
77 |
Атырау - Актау |
Авто |
||||
|
28 |
Алматы - Уральск |
ЖД |
78 |
Атырау - Уральск |
Авто |
||||
|
29 |
Алматы - Уральск |
Авто |
79 |
Атырау - Уральск |
ЖД |
||||
|
30 |
Алматы -Усть- Каменогорск |
Авто |
80 |
Петропавловск - Атырау |
Авто |
||||
|
31 |
Алматы - Защита |
ЖД |
81 |
Петропавловск - Атырау |
ЖД |
||||
|
32 |
Алматы - Хоргос |
Авто |
82 |
Петропавловск - Дружба |
Авто |
||||
|
33 |
Алматы - Шымкент |
ЖД |
83 |
Петропавловск - Дружба |
ЖД |
||||
|
34 |
Алматы - Шымкент |
Авто |
84 |
Петропавловск - Актау |
Авто |
||||
|
35 |
Астана - Актау |
Авто |
85 |
Петропавловск - Актау |
ЖД |
||||
|
36 |
Астана - Актау |
ЖД |
86 |
Петропавловск - Жезказган |
Авто |
||||
|
37 |
Астана - Атырау |
Авто |
87 |
Петропавловск - Жезказган |
ЖД |
||||
|
38 |
Астана - Атырау |
ЖД |
88 |
Петропавловск - Уральск |
Авто |
||||
|
39 |
Астана - Актобе |
Авто |
89 |
Петропавловск - Уральск |
ЖД |
||||
|
40 |
Астана - Актобе |
ЖД |
90 |
Петропавловск - Усть - Каменогорск |
Авто |
||||
|
41 |
Астана - Дружба |
Авто |
91 |
Петропавловск - Защита |
ЖД |
||||
|
42 |
Астана - Дружба |
ЖД |
92 |
Петропавловск - Кызыл - Орда |
Авто |
||||
|
43 |
Астана - Жезказган |
Авто |
93 |
Петропавловск - Кызыл - Орда |
ЖД |
||||
|
44 |
Астана - Жезказган |
ЖД |
94 |
Семей – Кызыл Орда |
Авто |
||||
|
45 |
Астана - Караганда |
Авто |
95 |
Семей – Кызыл Орда |
ЖД |
||||
|
46 |
Астана - Караганда |
ЖД |
96 |
Семей - Жезказган |
Авто |
||||
|
47 |
Астана - Костанай |
Авто |
97 |
Семей - Жезказган |
ЖД |
||||
|
48 |
Астана - Костанай |
ЖД |
98 |
Кандагаш - Шиили |
ЖД |
||||
|
49 |
Астана - Павлодар |
Авто |
99 |
Шу - Сары - Агаш |
ЖД |
||||
2 Общие положения по проектированию кабельной линии связи
В данном разделе проекта необходимо привести краткое изложение перспективы развития народного хозяйства и указать необходимость обеспечения средствами связи промышленности, сельского хозяйства и населения по трассе проектируемой ВОЛС.
После обоснования актуальности темы проекта необходимо составить краткую характеристику и провести анализ существующей первичной сети связи, в направлении проектируемой ВОЛС. Необходимо учесть возможность использования существующих линейных сооружений, рассмотреть возможность реконструкции существующей сети связи, привести обоснование строительства новой сети. При проектировании ВОЛС на базе существующей важно определить предназначены ли существующие линии связи для выполнения задач поставленных при новом проектировании: возможно ли расширение сети ВОЛС без изменения принципиальных решений; необходимо ли использование конвертеров из многомодовых линий в одномодовые (и наоборот); могут ли существовать две сети ВОЛС (существующая и проектируемая) отдельно с одной лишь связью, или необходимо их плотное переплетение. Карта существующей ВОЛС приведена в приложении 2.
Таким образом, в данном разделе проекта необходимо провести постановку задач по проектированию ВОЛС и кратко изложить основные методы их решения, которые будут детально проработаны в следующих разделах.
3 Выбор топологии сети с учетом местоположения заданных населенных пунктов
В данном разделе проекта необходимо решить задачу обеспечения качественного функционирования сети связи, предусмотреть организацию технической эксплуатации и обслуживания оборудования.
Волоконно-оптическую линию связи можно использовать:
- для обеспечения связью двух оконечных пунктов при ответвлении части передаваемой информации и вводе дополнительной информации в пунктах регенерации (цепочечное построение для ГТС);
- для распределения информации между значительным числом оконечных устройств, которые в этом случае связываются в многонаправленную систему распределения данных, где ответвление и ввод информации происходит в оптическом диапазоне.
Целью выбора архитектуры сети и аппаратуры оптических линейно-кабельных сооружений, используемых при построении этой сети, является создание прозрачной инфраструктуры, которая обеспечит возможность удовлетворить как текущие, так и будущие потребности.
Для того чтобы спроектировать сеть в целом, нужно пройти несколько этапов, на каждом из которых решается та или иная функциональная задача, поставленная в ТЗ на стадии проектирования. Это могут быть задачи выбора топологии сети, выбор оборудования узлов сети в соответствии с указанной топологией или задача формирования сетей управления и синхронизации. Задача выбора топологии может быть решена достаточно легко, если знать возможный набор базовых стандартных топологий, из которых может быть составлена топология сети в целом.
4 Выбор трассы ВОЛС
В данном разделе проекта анализируются возможные варианты прокладки кабелей, сравнительные характеристики этих вариантов с точки зрения обеспечения связью других районов по трассе, сближения с ЛЭП и электрифицированными железными дорогами, условий строительства и эксплуатации кабельной линии связи и т.д.
При выборе оптимального варианта трассы кабельной линии исходят из того, что линейные сооружения являются наиболее дорогой и сложной частью сети связи, поэтому при проектировании особое внимание должно быть обращено на уменьшение удельного веса расходов по строительству и эксплуатации линии, эффективную и надежную ее работу. Минимальные расходы достигаются при выборе трассы наименьшей протяженности и уменьшении объема строительных работ, в особенности ручных (немеханизированных), а также снижением затрат на защиту линий связи от механических влияний и коррозии. При выборе трассы линии необходимо учитывать вопросы удобства эксплуатации и пригодность площадок для размещения обслуживаемых, и необслуживаемых усилительных (регенерационных) пунктов.
Трасса выбирается преимущественно вдоль автомобильных и грунтовых дорог. В виде исключения, для значительного спрямления, трасса может отходить от них, прокладываться вдоль железных дорог с соблюдением допустимой ширины сближения. Также возможно применение метода воздушной подвески специальных оптических кабелей на железных дорогах или опорах линий электропередачи.
В выбранном маршруте прокладки ВОЛС должно преобладать наибольшее количество населенных пунктов либо железнодорожных станций, нуждающихся в цифровых каналах, а это главная задача цифрового кольца Республики Казахстан. В приложении 2 - приведена карта Национальной супермагистрали, в приложении 3 - карта автомобильных дорог Казахстана, в приложении 4 - приведена схема сети железной дороги АО «НК «Қазақстан Темiр жолы».
После рассмотрения всех возможных вариантов, основные характеристики трассы сводятся в таблицу 4.1. Данные для заполнения таблицы 4.1 определяются на основании изучения картографического материала и природных условий районов прохождения трассы по различным источникам.
Т а б л и а 4.1-Варианты прокладки трассы ВОЛС
|
Характеристика трассы |
Ед. измер. |
Количество единиц по вариантам |
||
|
Вар. 1 |
Вар. 2 |
Вар. 3 |
||
|
1. Общая протяженность трассы: - вдоль шоссейных дорог; - вдоль железных дорог. |
км |
|
|
|
|
2. Местность по трассе: - открытая; - застроенная. |
км |
|
|
|
|
3. Количество переходов: - через реки; - через железные дороги; - через шоссейные дороги |
1 пер. |
|
|
|
|
4. Число обслуживаемых (регенерационных) пунктов |
пункт |
|
|
|
После анализа вариантов прокладки кабеля проводят выбор и обоснование базового варианта. В пояснительной записке приводится ситуационная схема трассы (см. рисунок 4.1), на который наносятся все возможные варианты трассы.
Чертеж оптимального варианта трассы прокладки по усилительным (регенерационным) участкам выполняется с указанием марки кабеля, размещения ОРП и НРП, пересечения трассы с реками, дорогами, линиями связи и электропередачи. На чертежах речных переходов показываются план и профиль кабельного перехода.
Рисунок 4.1 - Ситуационная схема трассы прокладки кабеля
5 Основные проектные решения
5.1 Выбор ступени иерархии и типа мультиплексора на основе расчета групповой скорости потоков
Выбор системы передачи ВОЛС определяется характером передаваемой информации (телефония, передача данных, видеотелефон, телевидение и др.), а также необходимым числом каналов ТЧ проектируемой ВОЛС. Для сетей большой протяженности обычно используется типовые цифровые системы передачи ЦСП синхронной иерархии SDH. Основные характеристики систем передачи приведены в приложении Д.
На основании приведенного в ТЗ количества потоков Е1(см. таблицу 1.1) рассчитывают необходимую скорость цифрового потока.
Sтреб = 2,048·NПЦТ (1)
где 2,048 Мбит/с – скорость одного ПЦТ;
NПЦТ – количество необходимых ПЦТ.
Скорость цифрового потока выбирается по стандартной сетке скоростей SDH. Она должна удовлетворять условию:
Sк ≥ SтребּКр (2)
где Кр – коэффициент запаса на развитие сети (1,4…1,5).
Таким образом, выбирается уровень STM и синхронный мультиплексор, рассчитанный на требуемую скорость :
STM-1 – 155,520 Мбит/с;
STM-4 – 622,08 Мбит/с;
STM –16 – 2488,32 Мбит/с (2,488 Гбит/с);
STM-64 – 9,953 Гбит/с;,
в перспективе – STM-256.
На Казахстанском рынке оборудование SDH представлено несколькими фирмами изготовителями оборудования и фирмами – поставщиками. Это фирмы Siemens (Германия), ECI Telecom (Израиль), Alcatel, Lucent Technologies и др. Основные технические характеристики данного оборудования приведены в таблице 5.1.
Т а б л и ц а 5.1 - Сравнительные характеристики синхронных мультиплексоров ввода/вывода
|
Характеристика |
Фирма |
||
|
ECI |
NEC |
Siemens |
|
|
Тип оборудования |
SDM |
SMS-600W |
SMA |
|
Трибные интерфейсы, Мбит/с |
2, 34, 140, 155 |
2, 34, 140, 155 |
2, 34, 140, 155 |
|
Число портов на трибной интерфейсной карте для каждого типа триба |
16(2), 3(34) |
21х2,3х34 |
16(2), 3(34), 1(140) |
|
1 (140), 1(155) |
1х140,1х155 |
1(155), 1(622) |
|
|
Число трибных интерфейсных карт |
18 |
7(6+1) |
9(8+1) |
|
Тип защищенного режима по входу |
N:1, 1:1, 1+1 |
6:1(2) |
8:0, 8:1 |
|
Максимальная нагрузка на мультиплексор (в защищенном режиме) |
144х2/18х34 |
126х2,6х34 |
126х2/12х34/ 16х140 |
|
8х(140/155) |
- |
16х155/ 4х622 |
|
|
Линейные каналы (агрегатный выход), Мбит/с |
4хSTM-4 |
2хSTM-4 |
155 (эл,опт), 622 (опт) |
|
Варианты использования оборудования |
TM, R, ADM-л, к |
TM, R, ADM-л, к |
TM, R, ADM-л, к |
После выбора мультиплексора приводится его описание с указанием основных технических характеристик [2, 7, 8].
5.2 Выбор типа и конструкции оптического кабеля
В данном разделе проекта необходимо привести основные преимущества оптических кабелей связи (ОКС). Оптические кабели выпускаются многими компаниями, как зарубежными (Alcatel, AMP, BICC Cables Company/BICC KWO Kabel GmbH, Focas, Fujikura, Hellukabel, Lucent Technologies, Samsung, Siemens, Sumitomo), так и Росийскими («Москабельмет», Москва (теперь «Москабель-Фуджикура»); «Оптика-кабель», Москва (теперь «Москабель-Фуджикура»); «Самарская оптическая кабельная компания (СОКК)», Самара; «Севкабель-оптик», Санкт-Петербург и другие).
На магистральных и внутризоновых сетях Республики Казахстан используются волоконно-оптические кабели различных фирм таких, как: “Siеmеns” (Германия), “Alcatel” (Германия) , “Daewoo” (Южная Корея) и «Оптика-кабель» (Москва). На первичной сети Республики Казахстан используются кабели типов A-DF(ZN)2Y5х4Е, A-DF(ZN)(SR)2Y, A-DB2Y1x18E, A-DSF(L)(ZN)2Y5x4E, ДПС-048К08-06-10,0/0,8-х-к и т.д.
Выбор типа кабеля зависит от следующих факторов:
- требуемого числа оптических волокон в кабеле;
- используемой оптической системы передачи;
- условий прокладки и эксплуатации кабеля.
При определении требуемого числа оптических волокон в кабеле рекомендуется учесть запас на развитие сети, однако не стоит забывать, что увеличение числа ОВ приводит к росту стоимости оптического кабеля.
Характеристики промышленных оптических волокон приведены в таблицах 5.2; 5.3 [7, с. 388].
Существуют следующие рекомендации по применению волокон в системах связи SDH [7, с.391-392]:
- SSF-волокна ( Standard Single Mode Fiber – стандартное одномодовое волокно со ступенчатым профилем показателя преломления ОМ-СВ) Их единственный недостаток – большая хроматическая дисперсия на длине волны 1550 нм (порядка 17-20 пс/(нм·км)), но она может быть скомпенсирована использованием модулей МКД (DCM (Dispersion Compensating Module) – модуль для компенсации дисперсии). Именно такое решение применяется в тех случаях, когда используется уже существующая, «старая» оптическая кабельная сеть.
- DSF-волокна (Dispersion-Shifted Fiber – волокно со смещенной дисперсией ОМ-ВСД) соответствуют ITU-T Rec. G.653, широко используются для систем SDH (особенно STM-16 и выше) с одной несущей. Однако, если в перспективе предстоит переход на системы с WDM (Wavelength Division Multiplexing – мультиплексирование с разделением по длине волны, или спектральное уплотнение), их использование нежелательно ввиду эффекта четырехволнового смешения – ЧВС.
- С точки зрения использования одномодового волокна для среднескоростных систем SDH (при скоростях до 2,5 Гбит/с включительно, т.е. на уровне STM-16), при одной несущей может быть использовано любое волокно, удовлетворяющее по затуханию и накопленной дисперсии требованиям заказчика.
- С точки зрения использования одномодового волокна для высокоскоростных систем SDH (при скоростях 10 Гбит/с и выше, т.е. на уровне STM-64, STM-256), при одной несущей может быть использовано любое волокно, удовлетворяющее требованиям заказчика по затуханию, накопленной дисперсии и величине дисперсии поляризованной моды – PMD (должна быть не хуже 0,1…0,2 пс/), или допуску на ее накопленное значение.
Т а б л и ц а 5.2-Параметры промышленного волокна Siеmеns
|
Фирменное обозначение |
SMF-28 |
SMF-DS |
SMF-LS |
LEAF |
|
|
Тип волокна |
SSF |
DSF |
NZDSF– |
NZDSF+ |
|
|
Вид профиля показателя преломления |
ступенька |
трезубец |
трезубец |
трезубец |
|
|
Рабочие окна прозрачности, нм |
1310/1550 |
1550 |
1530-1560 |
1530-1625 |
|
|
Затухание, дБ/км |
1310 нм |
<0,4/0,34 |
<0,5/0,38 |
<0,5/0,38 |
<0,5 |
|
1550 нм |
<0,30/0,2 |
<0,25 |
<0,25 |
<0,25 |
|
|
Диаметр поля моды, мкм |
1310 нм |
9,2±0,4 |
н/д |
6,6 |
н/п |
|
1550 нм |
10,5±1,06 |
8,1±0,65 |
8,4 |
9,6±0,4 |
|
|
Длина волны отсечки , нм |
1260/- |
1260/- |
1260/- |
н/д |
|
|
Длина волны нулевой дисперсии, нм |
1301,5-1321,5 |
1535-1565 |
н/д |
н/д |
|
|
Дисперсия хроматическая, пс/(нм·км) |
1310 нм |
н/д |
н/п |
н/п |
н/п |
|
1550 нм |
7…11,5 |
<2,7 |
-3,5…-0,1 |
2,0…6,0 |
|
|
Дисперсия поляризованной моды PMD, |
<0,2 |
н/д |
н/д |
<0,2 |
|
|
Дисперсия PMD для протяженной линии, |
<0,1 |
н/д |
н/д |
<0,08 |
Т а б л и ц а 5.3-Параметры промышленного волокна Alcatel
|
Фирменное обозначение |
SM–9/125 |
DSM–8/125 |
DSMNZ–9/125 |
||
|
Тип волокна |
SSF |
DSF |
NZDSF |
||
|
Вид профиля показателя преломления |
ступенька |
н/д |
н/д |
||
|
Рабочие окна прозрачности, нм |
1310/1550 |
1310/1550 |
1310/1550 |
||
|
Затухание, дБ/км |
1310 нм |
<0,4/0,34 |
<0,45 |
<0,45 |
|
|
1550 нм |
<0,25/0,21 |
<0,25 |
<0,25 |
||
|
Диаметр поля моды, мкм |
1310 нм |
9,3±0,5 |
н/д |
н/д |
|
|
1550 нм |
10,5±1,0 |
8,1±0,65 |
9,5±0,5 |
||
|
Длина волны отсечки (кабеля/волокна), нм |
1260/1330 |
1100-1330 |
-/1450 |
||
|
Длина волны нулевой дисперсии, нм |
1301-1322 |
1525-1575 |
н/д |
||
|
Дисперсия хроматическая, пс/(нм·км) |
1310 нм |
<3,5 |
н/п |
н/п |
|
|
1550 нм |
<5,3 |
<5,3 |
1,0-6,0 |
||
|
Дисперсия поляризованной моды PMD, |
<0,2 |
<0,5 |
<0,5 |
||
Примечания к таблице:
SSF – стандартное одномодовое волокно; DSF – волокно со смещенной дисперсией; NZDSF – волокно с ненулевой смещенной дисперсией.
н/д – нет данных; н/п – не применяется.
Через наклонную черту приведены либо альтернативные, либо наиболее вероятные значения параметра.
При выборе кабеля нужно учесть особенности трассы: судоходных и несудоходных рек, агрессивных грунтов, переходов через автомобильные и железные дороги, газо- и нефтепроводы и т.п. Из всех модификаций ОК необходимо выбрать ту, которая будет учитывать особенности его прокладки, например, модификацию с защитой и усилением конструкции путем применения оболочек и брони.
После выбора марки оптического кабеля на рисунке в пояснительной записке необходимо привести его конструкцию и представить технические характеристики. Некоторые конструкции кабеля приведены в приложении 6.
Пример конструкции оптического кабеля приведен на рисунке 5.1.
Рисунок 5.1- Конструкция оптического кабеля
6 Схема организации связи
В данном разделе проекта приводится краткое изложение основных решений проектируемой схемы организации связи. Решения о принятом размещении ОРП по трассе кабельной линии приводится с обоснованием выбора пунктов организации транзитов и выделения каналов. Проводят распределение каналов между пунктами, распложенными по трассе кабельной линии, с учетом существующих потоков информации, приводят данные о проектируемом использовании каналов и заносят их в таблицу 6.1 (телеграф, вещание, передача данных, видеоконференцсвязь, Internet, аренда, сотовая связь и т.п.). На схеме показывают марку выбранного оптического кабеля и указывают расстояние между оконечными пунктами. Пример схемы приведен на рисунке 6.1.
Рисунок 6.1- Схема организации связи на проектируемом участке
Т а б л и ц а 6.1- Примерные данные о проектируемом распределении каналов между пунктами А - Б
|
Число каналов. |
Использование. |
Сфера обслуживания. |
|
Пункт А |
||
|
1…20 |
Телефония |
Удовлетворение потребностей населения в междугородней связи |
|
21…30 |
Internet, видеоконференцсвязь проводное вещание, банковская сеть, передача данных и т. п. |
Государственное управление, финансово-кредитная сфера, здравоохранение, промышленный комплекс, топливно-энергетический комплекс, наука и образование, т.п. |
|
31…63 |
Аренда, развитие |
|
|
Пункт Б |
||
|
1…15 |
Телефония |
Удовлетворение потребностей населения в междугородней связи |
|
16…20 |
Internet, проводное вещание, передача данных, кабельное телевидение, транзит и т.п. |
Государственное управление, здравоохранение, промышленный комплекс, топливно-энергетический комплекс и т.п. |
|
21…63 |
Аренда, развитие |
|
7 Инженерный расчет ВОЛС
7.1 Определение пропускной способности проектируемой ВОЛС
Предельный объем информации, который можно передать по волокну единичной длины, определяется его полосой пропускания. Полоса пропускания оптического волокна зависит от дисперсии, чем меньше значение дисперсии, тем больший поток информации можно передать по волокну [10, с. 23-27].
Полоса пропускания оптического кабеля измеряется в (Гц·км) и определяется:
(3)
где τ – результирующая дисперсия оптического волокна, с/км,
В многомодовых оптических волокнах определяющей является межмодовая дисперсия, в одномодовых присутствует только хроматическая дисперсия.
Для одномодового оптического волокна пользуются значением дисперсии, нормированным на нанометр ширины спектра источника и километр длины волокна, которое называют удельной хроматической дисперсией.
Удельная дисперсия измеряется в пс/(нм·км). Хроматическая дисперсия, с/км, связана с удельной хроматической дисперсией соотношением:
(5)
где D(λ) – удельная хроматическая дисперсия, с/(нм·км) (см. таблицу 5.2, 5.3);
Δλ – ширина спектра излучения источника, (2 нм).
В процессе проверки пропускной способности кабеля удельную полосу пропускания делят на длину кабельной трассы. Полученный результат сравнивают со значением минимальной ширины полосы пропускания, необходимой для данного конкретного типа аппаратуры.
Невыполнение условия превышения шириной полосы пропускания минимально допустимого значения влечет за собой увеличение межсимвольной интерференции, что сопровождается резким ростом вероятности ошибки в процессе передачи информации, даже в том случае, когда имеется запас по мощности оптического сигнала. Для устранения этого эффекта могут быть предложены следующие меры:
- поиск нового маршрута прокладки кабеля с меньшей протяженностью;
- использование других типов кабелей с лучшими частотными свойствами;
- переход на другую длину волны, где оптические волокна имеют минимальную дисперсию [4].
Т а б л и ц а 7.1- Удельная полоса пропускания
|
Тип ОВ |
Длина волны λ, нм |
Результирующая удельная полоса пропускания, МГц·км |
||
|
Δλ=2 нм |
Δλ=4 нм |
Δλ=35 нм |
||
|
MMF 50/125 |
850 |
958 |
766 |
125 |
|
1310 |
1062 |
1062 |
1050 |
|
|
1550 |
1058 |
1044 |
540 |
|
|
MMF 62,5/125 |
850 |
441 |
414 |
114 |
|
1310 |
452 |
452 |
450 |
|
|
1550 |
451 |
450 |
384 |
|
|
SF 8/125 |
1310 |
>120000 |
61000 |
6900 |
|
1550 |
12600 |
6300 |
720 |
|
|
DSF 8/125 |
1310 |
10400 |
5200 |
594 |
|
1550 |
>120000 |
65000 |
7400 |
7.2 Расчет проектной длины регенерационного участка
Длина регенерационного участка определяется суммарным затуханием регенерационного участка и дисперсией оптического кабеля. Суммарное затухание состоит из потерь мощности непосредственно в оптическом волокне и из потерь в разъемных и неразъемных соединениях.
Суммарные потери регенерационного участка, дБ, можно рассчитать по формуле
(6)
где – количество разъемных соединителей;
– потери в разъемных соединениях (см. таблицу 7.4);
– количество неразъемных соединений;
– потери в неразъемных соединениях (см. таблицу 7.2, 7.3);
аt – допуск на температурные изменения затухания ОВ (1 дБ);
ав – допуск на изменение характеристик компонентов РУ со временем (5 дБ);
α – коэффициент затухания ОВ .
Длину регенерационного участка, км, с учетом потерь мощности можно определить по формуле
(7)
где ЭП=(Рпер–Рпр) – энергетический потенциал волоконно-оптической системы передачи;
Рпер – уровень мощности оптического излучателя, дБм;
Рпр мин – чувствительность приемника, дБм.
С учетом энергетического потенциала системы допустимые потери в волоконно-оптическом тракте составят
адоп = ЭП – аΣ . (8)
Тогда длина регенерационного участка будет составлять
. (9)
На длину регенерационного участка накладывают ограничения дисперсионные характеристики волокна.
С учетом дисперсии оптического волокна длина регенерационного участка составит
(10)
где В – требуемая скорость передачи информации, бит/с;
τ – значение хроматической дисперсии одномодового оптического волокна, с/км (5).
Таким образом, длина регенерационного участка, рассчитанная по формуле (10), должна удовлетворять требованию:
lРУ MAX ≥ lРУ.
В результате расчета и уточнения длин регенерационных участков по секциям между обслуживаемыми регенерационными пунктами (ОРП), определяется число необслуживаемых регенерационных пунктов (НРП) на каждой секции и составляется скелетная схема кабельной линии, на которой указываются ОРП и НРП, длины участков и секций, тип кабеля и нумерация НРП. Как правило, нумерация НРП приводится дробью: в числителе указывается порядковый номер НРП, а в знаменателе – номер предыдущего ОРП (см. рисунок 7.1).
Рисунок 7.1 - Структура оптического линейного тракта на проектируемом участке
Количество НРП можно определить по формуле
(11)
где LОРП – расстояние между ОРП, км.
Как правило, при применении одномодового оптического волокна на зоновых линиях связи установки регенерационных пунктов не требуется.
7.3 Определение суммарных потерь в оптическом тракте
Оптическая линия связи соединяет оптические интерфейсы. В состав оптической кабельной системы входят все компоненты, обеспечивающие оптическое соединение передатчика одного интерфейса с приемником другого:
- оптический кабель;
- соединительные шнуры;
- оптические переключатели;
- разъемные соединители;
- неразъемные соединители.
При прохождении каждого из этих элементов оптический сигнал испытывает определенные потери. На компенсацию потерь в оптическом кабеле расходуется только часть энергетического потенциала приемопередатчиков оптических трансиверов. Оставшийся резерв распределяется на потери в неразъемных соединителях, коннекторах промежуточных и оконечных оптических кроссов, энергетический запас и т.д.
Параметры полной совокупности элементов кабельной системы должны удовлетворять следующему неравенству:
(12)
где – длина регенерационного участка;
α – коэффициент затухания оптического кабеля ;
АΔ – потери при переходе с волокна с одним диаметром сердцевины на волокно с другим диаметром или при соединении волокон с одинаковым диаметром сердцевины, но с различной числовой апертурой;
nn – количество точек перехода;
З – энергетический запас, принимаемый обычно равным 2-3 дБ и расходуемый в процессе эксплуатации волоконно-оптического канала связи на старение элементов, введение сростков новых неразъемных соединителей при ремонтах, модернизациях и т.д;
ЭП – энергетический потенциал аппаратуры, численно равный общему допустимому затуханию оптического сигнала в тракте [4].
Потери в оптическом кабеле.
Потери в ОК зависят от его длины и коэффициента затухания.
Потери в неразъемных соединителях.
В процессе создания и эксплуатации оптического тракта может возникнуть необходимость сращивания отдельных сегментов оптического кабеля. Обычно оно выполняется в виде неразъемных соединителей (сростков), которые изготавливаются с помощью сварочного аппарата или с использованием механических сплайсов. Типовые значения потерь в сростках, изготовленных этими двумя способами, приводятся в таблице 7.2 [4].
Т а б л и ц а 7.2-Потери в сростках неразъемных соединителей
|
Оборудование для выполнения соединения |
Средние значения потерь, дБ |
|
Сварочный аппарат полуавтоматический |
<0,2 |
|
Сварочный аппарат автоматический |
0,02-0,1 |
|
Механические сплайсы |
0,2-0,4 |
Типовые потери на стыке волокон при сращивании автоматическими сварочными аппаратами разных фирм-производителей указаны в табл. 7.3 [9, с. 62]
Т а б л и ц а 7.3 - Потери в сростках при использовании автоматических сварочных аппаратов
|
Типовые потери на стыке, дБ |
Модель, производитель |
||||
|
S-174H Fitel Furukawa Optical Fiber System |
FSM-30S Fujikura |
TYPE-36 Sumitomo Electric |
X60 RXS GmbH |
FSU 975 RTS ERICSSON |
|
|
MMF |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
|
SSF |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
|
DSF |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
Потери в разъемных соединителях.
Разъемные соединители применяются в оконечных разделочных муфтах и 19-дюймовых полках, а также в промежуточных кроссах.
Т а б л и ц а 7.4 - Параметры основных типов разъемных соединителей волоконных световодов
|
Тип коннектора |
Материал наконечника |
Средние потери, дБ на длине волны 1,3 мкм |
|
|
многомодовый |
одномодовый |
||
|
ST |
керамика |
0,25 |
0,3 |
|
SC |
керамика |
0,2 |
0,25 |
|
FC |
керамика |
0,2 |
0,6 |
|
биконический |
пластмасса |
0,7 |
- |
|
SMA |
сталь |
1,0 |
- |
|
MIC (FDDI) |
керамика |
0,3 |
0,4 |
Соединитель SC, дизайн которого принадлежит японской фирме NTT, считается самым перспективным и применяется во всех отраслях, связанных с ВОЛС. Соединитель ST применяется в сетях передачи данных. Резьбовой соединитель FC преимущественно используется с одномодовым волокном, но менее удобен, чем SC, кроме того, он не имеет дуплексного аналога.
Поэтому для проектируемой линии связи целесообразно применять соединители типа SC и ST. Вносимые потери при применении соединителей SC для волокна SMF составляют менее 0,5 дБ; соединителей SТ для волокна SMF составляют менее 0,7 дБ [10, с. 44].
7.4 Расчет полного запаса мощности системы
Энергетический потенциал с учетом потерь на ввод и вывод энергии из волокна, или полный запас мощности системы, дБ, можно определить по формуле
П = Рпер - авх - авых - Рпр мин (13)
7.5 Расчет энергетического запаса
Энергетический запас системы определяют как разность между полным запасом мощности (13) и суммарным затуханием (6). Значение энергетического запаса работоспособной системы должно быть положительным.
7.6 Определение отношения сигнал/шум или вероятности ошибки, отводимой на длину регенерационного участка
Отношение сигнал/шум или вероятность ошибки, отводимые на длину регенерационного участка для цифровой волоконно-оптической системы связи, определяется по формуле:
(14)
где - вероятность ошибки, приходящаяся на 1 км оптического линейного тракта (для магистральной сети 10–11, для внутризоновой 1,67·10–10, для местной 10–9).
Обычно рош=10–8 – 10–9.
7.7 Определение уровня передачи мощности оптического излучения на выходе передающего оптического модуля (ПОМ) [5]
Уровень передачи мощности оптического излучения на выходе ПОМ, дБм, определяется по формуле
(15)
где Рс – уровень средней мощности оптического сигнала на выходе источника излучения;
ΔР – снижение уровня средней мощности, зависящее от характера сигнала (для кода NRZ 3дБ, для RZ 6дБ).
7.8 Определение уровня мдм (порога чувствительности приемного оптического модуля – ПРОМ) [5]
Уровень МДМ (порог чувствительности ПРОМ):
для pin-фотодиода
;
для лазерного диода
. (16)
7.9 Определение быстродействия системы
Допустимое быстродействие зависит от характера передаваемого сигнала, скорости передачи информации и определяется по формуле:
(17)
где β – коэффициент, учитывающий характер линейного сигнала (линейного кода), для кода NRZ β = 0,7; для остальных β = 0,35.
Общее ожидаемое быстродействие ВОСП рассчитывается по формуле:
(18)
где tпер = (0,5…10) нс – быстродействие ПОМ;
tпр = (0,2..20) нс – быстродействие ПРОМ;
tОВ – уширение импульса на длине регенерационного участка:
(19)
где τ – дисперсия оптического волокна, с/км.
Если tож< tΣ, то выбор оптического кабеля сделан верно.
Запас по быстродействию, с, определяется разностью
. (20)
7.10 Расчет надежности
Надежность является одной из важнейших характеристик современных магистралей и сетей связи. Основными показателями надежности являются:
- интенсивность отказов Х, часов;
- вероятность безотказной работы для заданного интервала времени Р(t0);
- средняя наработка на отказ Т0, час;
- среднее время восстановления Тв, час;
- коэффициент готовности Кг;
- интенсивность восстановления М, 1/час.
Расчет показателей надежности магистрали проводится при следующих допусках: отказы элементов магистрали являются внезапными, независимыми друг от друга, их интенсивность постоянна в течение всего периода эксплуатации.
Интенсивность отказов определяется по формуле:
(21)
где n – число оконечных пунктов;
L – длина линии, км;
Х1 – интенсивность отказов оконечного пункта, 1/час;
Х2 – интенсивность отказов одного километра линейно-кабельных сооружений, 1/км.
Т а б л и ц а 7.1 – Показатели надежности
|
Показатели надёжности |
ОРП |
Кабель на 1 км |
|
Интенсивность отказов l, 1/ч |
10 Е-7 |
5 × 10 Е-8 |
|
Время восстановления повреждения tв, ч |
0,5 |
5,0 |
Средняя наработка на отказ определяется выражением
. (22)
Среднее время восстановления приводится в справочных данных на аппаратуру.
Коэффициент готовности системы определяется по формуле
. (23)
Коэффициент простоя системы будет составлять
. (24)
Интенсивность восстановления определяется выражением
. (25)
Вероятность безотказной работы определим по формуле (26) для следующих интервалов времени: t1 = 1 час; t2 = 1 месяц = 720 часов; t3 = 1 год = 8640 часов; t4 = 10 лет = 86400 часов. Результаты расчётов занесём в таблицу 7.2.
. (26)
Т а б л и ц а 7.2 – Вероятность безотказной работы
|
Вероятность безотказной работы |
Интервал времени t, ч |
||||
|
0 |
1 |
720 |
8640 |
86400 |
|
|
Р(t) |
|
|
|
|
|
8 Монтаж и прокладка оптического кабеля с учетом выбранной трассы
На этапе подготовительных работ, в соответствии с проектными спецификациями, проводится закупка необходимого оборудования и материалов. Осуществляется строгая проверка полученной от поставщиков продукции: входной контроль кабеля и проверка оборудования.
8.1 Методы прокладки ОК
По окончании подготовки трассы начинается непосредственная процедура прокладки кабеля. С использованием специализированного оборудования (УЗК, кабельные лебедки и домкраты, диэлектрический лидер - трос, кабельные чулки, вертлюги) монтажные бригады нашей компании квалифицированно и качественно осуществят прокладку/подвеску оптического или коаксиального кабеля.
В процессе прокладки под строгим контролем находится соблюдение нормируемых механических воздействий на кабель, в первую очередь усилий растяжения и сжатия, допустимых радиусов изгиба кабеля, климатических условий прокладки. В процессе прокладки кабель закрепляется в специализированных кабельных зажимах и подвесах, обеспечивающих надежную фиксацию.
Способы прокладки кабеля:
- подвеска кабеля по опорам осветительной сети, городского электрифицированного транспорта;
- прокладка кабеля по крышам и техническим этажам зданий;
- прокладка кабеля в кабельной канализации и коллекторах;
- прокладка кабеля по металлоконструкциям, желобам, стенам зданий,
в трубопроводах;
-прокладка кабеля в грунт.
8.2 Монтаж оптического кабеля
Монтаж оптических муфт и кроссов является наиболее ответственной операцией при строительстве ВОЛС. Монтажные бригады, оснащенные необходимым современным оборудованием и имеющие в своем составе специалистов, обладающих большим опытом работы, способны качественно выполнить работы по монтажу и измерениям волоконно-оптических трактов телекоммуникационной сети, как в стационарных, так и в полевых условиях. Оснащение бригад технологическим оборудованием и измерительными приборами позволяет производить монтаж всего представленного на рынке спектра пассивного оборудования и измерять все необходимые параметры ВОЛС. Своевременное техническое обслуживание технологического оборудования и поверка измерительных приборов гарантирует проведение работ с высоким качеством.
В составе отдела строительства телекоммуникационных сетей, наряду с переносимым и перевозимым оборудованием, имеются специализированно оборудованные подвижные оптические лаборатории [13].
В этом разделе необходимо выбрать оптимальный вариант прокладки кабеля, кратко описать этапы строительства [4].
Заключение
В заключении требуется сделать вывод о проделанной работе, сравнить полученные результаты с характеристиками реальных линий связи.
Список литературы
1. Гроднев И.И. Волоконно-оптические линии связи: Учеб. пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 1990. – 224 с.: ил.
2. Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH. – М.: Радио и связь, 1999.
3. Проектирование цифровой ГТС: Учебное пособие/ А.В. Росляков, Н.Д. Черная и др.; Под. ред. А.В. Рослякова. – Самара; ПГАТИ, 1998. – 124 с.: ил.
4. Семенов А.Б. Волоконная оптика в локальных и корпоративных сетях связи. – М.: КомпьютерПресс, 1998. – 302 с. – ил.
5. Оптические системы передачи: Учебник для вузов/ Б.В. Скворцов, В.И. Иванов, В.В. Крухмалев и др.; Под. ред. В.И. Иванова. – М.: Радио и связь, 1994. – 224с.: ил.
6. Строительство и техническая эксплуатация ВОЛС./ Под ред. Б.В. Попова. – М.: Радио и связь, 1996. – 176 с.: ил.
7. Слепов Н.Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи. – М.: Радио и связь, 2000. – 468 с.: ил.
8. Скляров О.К. Современные волоконно-оптические системы передачи, аппаратура и элементы. – М.: СОЛОН-Р, 2001. – 237 с.: ил.
9. Иванов А.Б. Волоконная оптика: компоненты, системы передачи, измерения. – М.: Компания САЙРУС СИСТЕМС, 1999. – 672 с.: ил.
10. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. – М.: Эко-Трендз, 1999. – 268 с.: ил.
11. Портнов Э.Л. Оптические кабели связи. – М.: ЦНТИ «Информсвязь», 2000. – 112 с.
Приложение 1-Кратчайшее расстояние между городами и ж/д станциями
Приложение 2
Национальная информационная супермагистраль
Приложение 3
Карта автомобильных дорог Казахстана
Приложение 4
Схема сети железной дорог АО «НК Казахстан Темир жолы»
Приложение 5
Т а б л и ц а 5.1 - Основные технические характеристики систем передачи
|
Наименование показателей |
Мультиплексор SТM 1 |
Мультиплексор SТM 4 |
Мультиплексор SТM 16 |
|
1. 1 Номинальная скорость ,Мбит/с |
155,520 |
622.080 |
2488.320 |
|
2 Напряжение электропитания, В |
40,5-75 |
48-72 |
40-75 |
|
3. 3 Потребляемая мощность, Вт |
70-160 |
35 |
48-60 |
|
4 Скорость входящих потоков, Мбит/с |
2,048 |
2,048 |
|
|
5 Общее число потоков ,кол-во |
63 |
144 |
288 |
|
6 Линейный код |
HDB 3 |
NRZ |
NRZ |
|
7 Диапазон длин волн ,нм |
1285-1330 |
1550 |
1530-1560 |
|
8 Уровень мощности передачи оптического сигнала Рпер,дБм |
- 4 |
-4 |
-3 |
|
9 Минимальный уровень мощности приёма Рпр min, дБм |
- 40 |
-36 |
-31 |
|
10 Энергетический потенциал ВОСП Э, дБ |
36 |
34 |
30 |
Приложение 6
Технические характеристики оптических кабелей
Конструкция, применяемого на строительстве ТАЕ, оптоволоконного внешнего кабеля марки A - DF(ZN)2Y 5х4Е9/125, производства фирмы “Siеmеns” (Германия) представлена на рисунке 6.1. Используемый кабель предназначен для соединения между собой международных АМТС, изготавливается согласно особым техническим условиям поставки. Кабель предусмотрен для прокладки в полевых условиях, хорошо пригодных для прокладки в защитных полиэтиленовых трубопроводах ввиду небольшого веса кабеля.
Рисунок 6.1 - Двадцативолоконный кабель фирмы «SIEMENS»
Технические характеристики
- 2…96 одномодовые стекловолокна;
- рабочая длина волны на 1310 нм и 1550 нм;
- неметаллический центральный элемент;
- пустоты и оптические модули полностью заполнены;
- неметаллические элементы конструкции над кабельным сердечником;
- внешняя оболочка из полиэтилена;
- кабель полностью диэлектрический;
- пригоден для прокладки в кабельной канализации.
Другой тип кабеля, также используемый на строительстве ТАЕ, оптоволоконный внешний кабель (см. рисунок 6.2) марки A- DВ2Y 1х18Е9/125, производства фирмы “Siеmеns” (Германия). Этот тип кабеля применяется на речных переходах.
Рисунок 6.2 – Волоконно-оптический кабель типа A-DB2Y 118E9/125
Технические характеристики
- 2…30 одномодовые стекловолокна;
- рабочая длина волны на 1310 нм и 1550 нм;
- центральная трубка с волокнами;
- центральная трубка полностью заполнена;
- бронирование стальными элементами;
- внешняя оболочка из полиэтилена;
- для прокладки в грунте.
Фазный провод с волоконно-оптическим модулем на базе самонесущего изолированного провода (СИП-3)
Рисунок 6.3
Применение
Передача, распределение электрической энергии и сооружение волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП) путём подвески комбинированного кабеля-провода на опорах линий электропередач.
Технические характеристики
|
Количество оптических волокон в кабеле |
2—24 |
|
Сечение токопроводящей жилы, мм 2 |
50—150 |
|
Диаметр кабеля, мм |
12,6—18,8 |
|
Масса кабеля, кг/км |
239—552 |
|
Минимальный радиус изгиба, мм |
252—376 |
|
Стойкость к продольному растяжению, кН |
не менее 20,6 |
|
Стойкость к раздавливающим усилиям, кН/см |
не менее 1,0 |
|
Стойкость к удару, Дж |
не менее 30 |
|
Температурный диапазон монтаж, °С
|
от-15 до + 50 |
Кабель оптический с медными жилами дистанционного питания для подводной прокладки.
Рисунок 6.4
Применение
Для подводной прокладки в морской воде на глубинах до 400 м.
Технические характеристики
|
Количество оптических волокон в кабеле |
2—48 |
|
Диаметр кабеля, мм |
21,5 |
|
Радиус изгиба, мм |
не менее 322 |
|
Стойкость к продольному растяжению, кН |
не менее 50 |
|
Стойкость к раздавливающим усилиям, кН/см |
не менее 1,5 |
|
Стойкость к удару, Дж |
не менее 30 |
|
Стойкость к радиальному гидростатическому давлению, МПа |
не менее 4,0 |
|
Температурный диапазон |
|
Грозотрос с волоконно-оптическим модулем
Рисунок 6.5
Применение
Для подвески на линиях электропередач (ЛЭП), где применяется грозотрос.
Технические характеристики
|
Количество оптических волокон в кабеле |
2—72 |
|
Диаметр кабеля, мм |
11,2—18,4 |
|
Масса кабеля, кг/км |
260—1250 |
|
Минимальный радиус изгиба, мм |
170—270 |
|
Стойкость к продольному растяжению, кН |
15—70 |
|
Максимальная строительная длина кабеля на барабане, км |
8 |
|
Температурный диапазон |
|
ДПС, ДПУ- кабель оптический для прокладки в грунт
1 Центральный силовой элемент — стеклопластиковый стержень;
2 ПБТ трубка со свободно уложенными оптическими волокнами и гидрофобным гелем;
3 Межмодульный гидрофобный заполнитель;
4 Кордель ( по заказу 2, 4, 8 медных изолированных жил);
5 Промежуточная ПЭ оболочка;
6 Армирование круглыми стальными оцинкованными провоками;
7 Наружная черная ПЭ оболочка с маркировкой. Для кабелей в негорючем исполнении оболочка из материала, не распространяющего горение.
Рисунок 6.6
Применение
При прокладке в грунтах групп 1-3 ножевым кабелеукладчиком (кроме грунтов, подверженных мерзлотным деформациям) и грунтах всех групп в открытую траншею. В кабельной канализации, трубах, блоках по мостам и эстакадам. В тоннелях и коллекторах в исполнении, не распространяющем горение электромагнитным воздействиям.
Технические характеристики
|
Количество оптических волокон в кабеле |
2—216 |
|
Количество оптических волокон в модуле |
2—12 |
|
Количество модулей в кабеле |
4—18 |
|
Диаметр кабеля, мм |
|
|
- ДПС |
15,8—26,0 |
|
- ДПУ |
18,7—26,0 |
|
Масса кабеля, кг/км |
|
|
- ДПС |
458—1186 |
|
- ДПУ |
683—1186 |
|
Минимальный радиус изгиба, мм |
|
|
- ДПС |
316—520 |
|
- ДПУ |
374—520 |
|
Стойкость к продольному растяжению, кН |
|
|
- ДПС |
7,0—15,0 |
|
- ДПУ |
20,0—40,0 |
|
Стойкость к раздавливающим усилиям, кН/см |
0,5—1,0 |
|
Стойкость к удару, Дж |
30 |
|
Температурный диапазон эксплуатации, °С |
- 60...+ 70 |
|
Температурный диапазон при прокладке, °С |
- 10...+ 50 |
ОПС, ОПУ- кабель оптический для прокладки в открытую траншею
1 ПБТ-ПА трубка со свободно уложенными оптическими волокнами (волокнами в пучках) и гидрофобным гелем;
2 Межмодульный гидрофобный заполнитель;
3 Армирование круглыми стальными оцинкованными провоками;
4 Наружная черная ПЭ оболочка с маркировкой. Для кабелей в негорючем исполнении оболочка из материала, не распространяющего горение.
Рисунок 6.7
Применение
В грунтах всех групп при прокладке в открытую траншею или ножевым кабелеукладчиком. В канализации, трубах, блоках, по мостам и эстакадам, в тоннелях и коллекторах.
Механические характеристики
|
Количество оптических волокон в кабеле |
2—48 |
|
Количество оптических волокон в пучке |
8—12 |
|
Количество пучков в кабеле |
1—4 |
|
Диаметр кабеля, мм |
11,8—14,0 |
|
Минимальный радиус изгиба, мм |
230—280 |
|
Стойкость к продольному растяжению, кН |
7,0—9,0 |
|
Стойкость к раздавливающим усилиям, кН/см |
0,5—1,0 |
|
Стойкость к удару, Дж |
30 |
|
Температурный диапазон эксплуатации, °С |
- 60... + 70 |
|
Температурный диапазон при прокладке, °С |
- 10... + 50 |
ДП2, ДА2- для прокладки через судоходные реки
Рисунок 6.8
1 Центральный силовой элемент — стеклопластиковый стержень;
2 ПБТ трубка со свободно уложенными оптическими волокнами и гидрофобным гелем;
3 Кордель ( по заказу 2, 4, 8 медных изолированных жил);
4 Межмодульный гидрофобный заполнитель;
5 Водоблокирующая и алюмополиэтиленовая лента, наложенная продольно с перекрытием;
6 Промежуточная ПЭ оболочка;
7 Армирование двумя повивами из круглых стальных оцинкованных проволок;
8 Наружная черная ПЭ оболочка с маркировкой.
Применение
В грунтах всех групп в районах с активными проявлениями мерзлотно-грунтовых процессов, а также через судоходные реки и глубокие водные преграды.
Технические характеристики
|
Количество оптических волокон в кабеле |
2—216 |
|
Количество оптических волокон в модуле |
2—12 |
|
Количество модулей в кабеле |
4—18 |
|
Диаметр кабеля, мм |
27,3—34,0 |
|
Минимальный радиус изгиба, мм |
546—680 |
|
Стойкость к продольному растяжению, кН |
80,0 |
|
Стойкость к раздавливающим усилиям, кН/см |
1,0 |
|
Стойкость к удару, Дж |
50 |
|
Температурный диапазон эксплуатации, °С |
- 60...+ 70 |
|
Температурный диапазон при прокладке,°С |
- 10...+ 50 |
ДАС, ДАУ - неглубокие несудоходные реки
1 Центральный силовой элемент — стеклопластиковый стержень;
2 ПБТ трубка со свободно уложенными оптическими волокнами и гидрофобным гелем;
3 Кордель ( по заказу 2, 4, 8 медных изолированных жил);
4 Межмодульный гидрофобный заполнитель;
Водоблокирующая и алюмополиэтиленовая лента, наложеная продольно с перекрытием;
5 Промежуточная ПЭ оболочка;
6 Наружная черная ПЭ оболочка с маркировкой.
Рисунок 6.9
Применение
В грунтах всех групп, включая болота и неглубокие несудоходные реки.
Механические характеристики
|
Количество оптических волокон в кабеле |
2—216 |
|
Количество оптических волокон в модуле |
2—12 |
|
Количество модулей в кабеле |
4—18 |
|
Диаметр кабеля, мм |
|
|
- ДАС |
15,8—26,0 |
|
- ДАУ |
18,7—26,0 |
|
Минимальный радиус изгиба, мм |
|
|
- ДАС |
316—520 |
|
- ДАУ |
374—520 |
|
Стойкость к продольному растяжению, кН |
|
|
- ДАС |
7,0—15,0 |
|
- ДАУ |
20,0—40,0 |
|
Стойкость к раздавливающим усилиям, кН/см |
0,5—1,0 |
|
Стойкость к удару, Дж |
30 |
|
Температурный диапазон эксплуатации, °С |
-60...+70 |
|
Температурный диапазон при прокладке,°С |
-10...+50 |
ДПЛ, ДПН- в кабельной канализации
1 Центральный силовой элемент — стеклопластиковый стержень;
2 ПБТ трубка со свободно уложенными оптическими волокнами и гидрофобным гелем;
3 Кордель (по заказу 2, 4, 8 медных изолированных жил);
4 Межмодульный гидрофобный заполнитель;
5 Промежуточная ПЭ оболочка;
6 Водоблокирующая и стальная гофрированная лента, наложеная продольно с перекрытием;
7 Наружная черная ПЭ оболочка с маркировкой. Для кабелей ДПН из материала, не распространяющего горение.
Рисунок 6.10
Применение
В кабельной канализации, трубах (включая метод пневмопрокладки) при опасности повреждения грызунами, по мостам и эстакадам.
Технические характеристики
|
Количество оптических волокон в кабеле |
2—216 |
|
Количество оптических волокон в модуле |
2—12 |
|
Количество модулей в кабеле |
4—18 |
|
Диаметр кабеля, мм |
14,5— 22,7 |
|
Минимальный радиус изгиба, мм |
290—454 |
|
Стойкость к продольному растяжению, кН |
1,5—4,0 |
|
Стойкость к раздавливающим усилиям, кН/см |
0,5—1,0 |
|
Стойкость к удару, Дж |
10 |
|
Температурный диапазон эксплуатации, °С |
- 60...+ 70 |
|
Температурный диапазон при прокладке, °С |
- 10...+ 50 |
ДПТ- Для подвески на опорах линий связи, контактной сети железных дорог
Рисунок 6.11
1 Центральный силовой элемент — стеклопластиковый стержень;
2 ПБТ трубка со свободно уложенными оптическими волокнами и гидрофобным гелем;
3 Кордель;
4 Межмодульный гидрофобный заполнитель;
5 Промежуточная ПЭ оболочка. Для кабелей с усиленной баллистической защитой оболочка из полиамидных материалов;
6 Повив из арамидных нитей с подклеивающим компаундом;
7 Наружная черная ПЭ оболочка с маркировкой. Для кабелей в негорючем исполнении оболочка из материала, не распространяющего горение.
Применение
Для подвески на опорах линий связи, контактной сети железных дорог, линий электропередач. В кабельной канализации, трубах, блоках (включая метод пневмопрокладки), внутри зданий по стенам, в вертикальных и горизонтпльных кабелепроводах, в тоннелях и коллекторах при особо высоких требованиях по устойчивости к внешним электромагнитным воздействиям.
Технические характеристики
|
Количество оптических волокон в кабеле |
2—216 |
|
Количество оптических волокон в модуле |
2—12 |
|
Количество модулей в кабеле |
4—18 |
|
Диаметр кабеля, мм |
11,5—23,0 |
|
Масса кабеля, кг/км |
108—414 |
|
Минимальный радиус изгиба, мм |
230—460 |
|
Длительно допустимая растягивающая нагрузка, кН |
3,5—35,0 |
|
Стойкость к раздавливающим усилиям, кН/см |
0,5 |
|
Стойкость к удару, Дж |
30 |
|
Температурный диапазон эксплуатации, °С |
- 60...+ 70 |
|
Температурный диапазон при прокладке, °С |
- 10...+ 50 |
ДПМ - Для подвески на опорах линий связи
1 Центральный силовой элемент — стеклопластиковый стержень;
2 ПБТ трубка со свободно уложенными оптическими волокнами и гидрофобным гелем;
3 Кордель;
4 Межмодульный гидрофобный заполнитель;
5 Промежуточная ПЭ оболочка;
6 Армирование стеклопластиковыми стержнями;
7 Наружная черная ПЭ оболочка с маркировкой. Для кабелей в негорючем исполнении оболочка из материала, не распространяющего горение.
Рисунок 6.12
Применение
Для подвески на опорах линий связи, электропередач. В грунтах всех групп (кроме грунтов, подверженных мерзлотным деформациям). В кабельной канализации, трубах, блоках по мостам и эстакадам. В тоннелях и коллекторах в исполнении, не распространяющем горение при особо высоких требованиях по устойчивости к внешним электромагнитным воздействиям.
Технические характеристики
|
Количество оптических волокон в кабеле |
2—216 |
|
Количество модулей в кабеле |
4—18 |
|
Диаметр кабеля, мм |
15,0—27,0 |
|
Минимальный радиус изгиба, мм |
300—540 |
|
Стойкость к продольному растяжению, кН |
10,0—30,0 |
|
Стойкость к раздавливающим усилиям, кН/см |
0,5—1,0 |
|
Температурный диапазон эксплуатации, °С |
- 60...+ 70 |