Расчет длин регенерационных участков

Вариант №12

Екатеринбург

2010

Реферат

Пояснительная записка к курсовому проекту содержит: 34 страницы, 10 рисунков, 6 таблиц, 8 библиографических источников.

Ключевые слова:

ВОЛП - волоконно-оптическая линия передачи;

ВОЛС - волоконно-оптические линии связи;

ОК - оптический кабель;

ОВ - оптическое волокно;

ТКЕ - Температурный коэффициент емкости;

ПОМ - передающий оптический модуль;

ПРОМ - приемный оптический модуль.

Типы кабелей:

ММ – многомодовый;

ОМ – одномодовый;

РУ - регенерационный участок;

ОУ - оптический усилитель.

Задание

Спроектировать ВОСП на участке А-В длиной L=1070 км.

На расстоянии L₁= 200 км от пункта А проходит 2-х-путная железная дорога; на расстоянии L₃=980 км имеется водная преграда шириной h₂=19 м и глубиной h₃=35 м, а на расстоянии L₂=140 км от пункта А проходит автомагистраль шириной h₁=24 м. Использовать энергетический потенциал Эп=17 ДБ.

Организовать на участке А-В передачу n-потоков STM-N (коэффициент преломления n=1.487). Нарисовать условную карту ЛС. Выбрать тип оборудования, тип кабеля, рассчитать параметры ОК, количество регенерационных участков, максимально допустимые длины регенерационных участков по потерям, по дисперсии для двух окон 1,33; 1,55. Сделать выбор рабочего окна, используя одномодовый оптический кабель.

Рассмотреть строительство ВОСП, выбор подвеса, прокладки. Обосновать выбор типов и количество муфт, рассмотреть технологию монтажа муфт.

Все принимаемые решения и расчеты подробно обосновать, поместить необходимые рисунки.

Реферат................................................................................................... 2

Задание................................................................................................... 3

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

1.    Проектирование ВОСП................................................................. 6

1.1 Выбор оптического кабеля связи................................................ 7

1.2 Расчет длин регенерационных участков................................... 11

2.    Строительство ВОСП.................................................................. 13

2.1    Схема трассы ВОЛС.............................................................. 14

2.2 Подвес ОК на опорах линии связи............................................ 15

2.3 Прокладка оптического кабеля в грунт.................................... 16

2.4 Монтаж кабеля........................................................................... 19

2.4 Выбор оборудования................................................................ 21

2.4.1 Выбор муфт............................................................................. 21

2.4.2 Выбор ПРОМ и ПОМ............................................................. 23

2.4.3 Выбор оптических усилителей............................................... 24

2.5 Осуществление выделение потока............................................. 26

3.    Поиск и анализ повреждений...................................................... 27

4.    Паспортизация ВОЛС................................................................. 28

5.    Индивидуальная часть................................................................ 30

Заключение........................................................................................... 32

Список использованной литературы.................................................. 34

Волоконно-оптические линии связи прочно занимают свои позиции и интенсивно развиваются. Статистические данные показывают, что при числе каналов более 10 тысяч ВОЛС экономичнее радиорелейных линий и спутниковых систем связи. На долю ВОЛС в области дальней связи приходится 60...70% каналов, а на долю спутниковых и радиорелейных линий-30...40%.

В мире телекоммуникаций происходит стремительный переход от многомодовых к одномодовым оптическим волокнам (ОВ), увеличивается число ОВ в кабелях, расширяется ассортимент оптических элементов, увеличиваются длина участков регенерации - с десятков до сотен километров и скорость передачи - до нескольких гигабит в секунду, используется спектральное уплотнение, внедряются эрбиевые усилители. Приоритет отдается междугородным и международным линиям, а также линиям абонентской связи.

Стремительными темпами идет замена кабелей с металлическими жилами на волоконно-оптические кабели на всех участках сетей, в том числе и на абонентских линиях города и села. Перспективными являются наземные и подводные ВОЛС.

Объем потребления различных видов кабелей и проводов в мире увеличился за последние четыре года на 17%, а волоконно-оптических - на 110% .

Для любой системы связи важное значение имеют три фактора:

- информационная емкость системы, выраженная в числе каналов связи;

- затухание, определяющее максимальную длину участка регенерации;

- стойкость к воздействию окружающей среды.

1.

В данной главе рассмотрим общие принципы и особенности прокладки ВОЛС между пунктами А и В, на заданных нам условиях.

Строительство волоконно-оптических линий связи так же, как и электрических кабельных линий, осуществляется строительно-монтажными управлениями (СМУ), а также передвижными механизированными колоннами (ПМК), в системе которых организуются линейные или прорабские участки. Силами этих участков выполняется разбивка трассы линии и определение мест установки необорудованных регенерационных пунктов (НРП) на местности в соответствии с проектом на строительство, доставка кабеля, оборудования и других материалов на кабельную трассу, испытание, прокладка и монтаж кабеля и оконечных устройств, проведение приемосдаточных испытаний.

Волоконно-оптические кабели имеют более низкие предельные нагрузки, чем металли­ческие кабели, и при определенных обстоятельствах могут потребоваться специальные ме­ры предосторожности и мероприятия, позволяющие обеспечить их успешную прокладку. Это относится, в основном, к изгибам и натяжению ОК. При строительстве важно обращать особое внимание на рекомендации изготовителя, и установленные фи­зические ограничения, а также не превышать заданные нормы нагрузки для любого кон­кретного кабеля. Повреждение, вызванное чрезмерной нагрузкой в процессе прокладки, может проявиться не сразу, однако оно может привести к отказу в процессе эксплуатации кабеля.

При проектировке необходимо сократить до минимума пересечение кабеля с автомобильными, железными дорогами, с подземными сооружениями и с водными преградами в виду выполнения наименьшего объема работ по строительству линейно - кабельных сооружений.

Переходы дорог должны осуществляться путем бурения или горизонтального прокола с последующей закладкой пластмассовых или асбестоцементных труб и протяжку через них кабеля. Прохождение водных преград будут осуществляться в грунте с последующей прокладкой по дну реки, не заглубляя. В прибрежных и мелководных участках до 1,5 метров заглубление кабеля в дно будет осуществляться не менее чем на 1 метр (в береговой части линии до места соединения с подземным кабелем, подводный кабель должен быть заглублен также не менее чем на 1,5 метра) [1].

Для строительства ВОСП возьмем два вида оптического кабеля, так как придется прокладывать кабель и в грунте, и подвешивать его на опорах. Прокладку кабеля будем производить непосредственно в грунт по пути прохождения автомагистрали; вдоль железной дороги произведем подвес кабеля на уже имеющихся опорах контактной сети.

На пути прохождения линии встречаются преграды, такие как железная и автомобильная дороги, поэтому для большей защиты участка линии под дорогами кабель проложим в защитно-полиэтиленовых трубах ЗПТ.

В связи с этим для прокладки ВОЛС выберем универсальный кабель марки ИКПН [5], который прокладывается в ЗПТ и просто в грунте (рис. 1.1).

Рисунок 1.1

Кабель марки ИКПН изготавливается на основе лучших импортных и отечественных материалов. Данный тип кабеля предназначен для прокладки в грунте, на речных переходах, а также в кабельной канализации, трубах, блоках, коллекторах, на мостах и в кабельных шахтах.

Материалы, применяемые при изготовлении, и детали конструкции кабеля марки ИКПН:

1. оптическое волокно фирмы "Корнинг"

2. гидрофобный заполнитель

3. центральный силовой элемент (стеклопластик-01, стальной трос в ПЭ оболочке-02)

4. водоблокирующая лента (по требованию)

5. полимерная трубка

7. вспарывающий корд (по требованию)

8. стальная оцинкованная проволока

9. полимерная защитная внутренняя оболочка

10. полимерная защитная наружная оболочка

11. маркировка

Для подвеса ВОЛС на опорах выбираем кабель марки ОКПМ (рис. 1.2). Кабель марки ОКПМ изготавливается на основе лучших импортных и отечественных материалов [5]. Данный тип кабеля предназначен для подвески на опарах линий связи, контактной сети железных дорог.

Материалы, применяемые при изготовлении, и детали конструкции кабеля марки ОКПМ:

1. Оптическое волокно высшей категории качества SM.10/125.04.UV производства фирмы Fujikura (Япония).

2. В кабеле используются гидрофобные заполнители Naptel 851 и Naptel OP308 производства фирмы British Petroleum (Великобритания).

3. Центральный силовой элемент – стеклопластиковый пруток (ОКПМ-xx-02-…) производства фирмы Cousin (Франция).

4. Внешняя оболочки изготавливаются из полиэтилена Borealis (Финляндия).

5. Внешний силовой элемент: стальной трос (ОКПМ). Кабель имеет продольную гидроизоляцию бронирующего слоя (между внутренней полиэтиленовой оболочкой и стальной ламинированной лентой вводится гидрофобный заполнитель).

6. Оптические модули изготовлены на основе полибутилентерефталата (ПБТ) производства фирмы EMS Chemie AG (Швейцария) или фирмы BASF (Германия).

Таблица 1.2: Основные технические характеристики кабеля марки ОКПМ

Расчет длин регенерационных участков

Длина регенерационного участка  ВОЛС определяется передаточными характеристиками кабеля: его коэффициентом затухания a и дисперсией t.

Затухание кабеля приводит к уменьшению передаваемой мощности, что соответственно лимитирует длину регенерационного участка. Дисперсия кабеля приводит к наложению передаваемых импульсов и как следствие к их искажению, и чем длиннее линия, тем больше вносимые искажения импульсов, что, в свою очередь, также накладывает ограничения на пропускную способность кабеля ∆F.

Длина регенерационного участка должна удовлетворять значениям, как затухания, так и дисперсии. Поэтому производится расчет длины регенерационного участка, сначала исходя из допустимого значения по затуханию , затем исходя из требуемых значений дисперсии и пропускной способности . Из полученных двух значений  и  длин регенерационного участка выбирается наименьшее значение как отвечающее условиям затухания и дисперсии.

Необходимые данные:

Э_п = Р_пер - Р_пр – энергетический потенциал ВОСП

α – коэффициент затухания ОВ;

а_рс  –потери в разъемном соединении, дБ/км;

n_рс – число разъемных соединителей;

а_нс  – потери в  неразъемном соединении, дБ/км;

α=0,35 дБ/км, а_рс=0,4 дБ, n_рс=2, а_нс=0,02 дБ, n_нс=535(l_c=2 км), а_з=5 дБ.