ВВЕДЕНИЕ
Основные достижения и возможности ВОСП связаны с появлением полупроводниковых
лазеров и волоконных световодов с небольшим
затуханием.
Первые
лазеры( л=0,85 мкм) для волоконно-оптических
линий связи (ВОЛС) имели невысокую эффективность,
так как работали в первом окне прозрачности
волокна. Первые волоконные световоды
(многомодовые со ступенчатым профилем
показателя преломления) из-за большой
межмодовой дисперсии имели полосу пропускания
не более 20 МГцкм. Многомодовые волоконные
световоды с градиентным профилем показателя
преломления обеспечили увеличение полосы
пропускания до 160 МГцкм.
Разработка
приемопередающей аппаратуры, работающей
во втором окне прозрачности (л=1,3 мкм)
позволила снизить затухание в многомодовых
волокнах с 3 дБ/км ( л=0,85 мкм) до 1 дБ/км (л=1,3 мкм).
Одновременно у многомодовых волокон
повысилась и полоса пропускания до 500
МГцкм.
Задание на курсовое
проектирование
Таблица 1.
№ Вар. |
Трасса ВОЛС |
Длина трассы, км
|
Кол-во цифровых потоков, Е1 |
Показатель преломления сердцевины
ОВ, n1 |
Показатель преломления оболочки
ОВ, n2 |
17 |
Павлодар-Курчатов |
242 |
150 |
1,48 |
1,462 |
1. Выбор трассы
Трассу для прокладки ОК выбирают
исходя из условий:
- минимальная длина между пунктами;
- выполнения наименьшего объема
работ при строительстве;
- возможность максимального
применения наиболее эффективных средств
индустриализации и механизации строительных
работ;
- удобства обслуживания.
Для обеспечения первого требования
учитывается протяженность трассы, наличие
и сложность пересечения рек, железных
дорог и автомобильных шоссейных дорог,
трубопроводов, характер местности, почв,
грунтовых вод, возможность применения
механизированной прокладки, возможность
и условия доставки грузов (материалов,
оборудования) на трассу.
Для обеспечения второго и третьего
требования учитываются жилищно-бытовые
условия и возможность размещения обслуживающего
персонала, а также создание соответствующих
условий для исполнения служебных обязанностей.
Чтобы уменьшить транспортные
расходы во время строительства и эксплуатации,
трассу кабельной линии обычно прокладывают
вдоль автомобильных или железных дорог.
При выборе трассы прокладки оптического
кабеля также должно быть учтено специфика
строительства в конкретной местности,
исходя из природно-климатических и географических
условий. В данной местности отсутствует
прямая железнодорожная линия между г.
Павлодар и Семипалатинск. Поэтому прокладку
будем осуществлять в грунт. Прокладка
кабеля должна осуществляться вдоль автомобильных
дорог, соединяющих заданные города (Павлодар-Семипалатинск).
Рассмотрим маршрут, определенные с помощью
информационных систем www.avtodispetcher.ru; www.della.kz как самый быстрый и самый короткий. Данный чертеж приведен в приложении
1.
2. Выбор системы
передач
Емкость кабеля и система передачи
выбираются исходя из необходимого числа
телефонных каналов и каналов телевидения.
Тип кабеля и система передачи
выбираются так, чтобы при соблюдении
необходимых качественных показателей
проектируемая линия была наиболее экономичной
как по капитальным затратам, так и по
эксплуатационным расходам.
Система связи по оптическому
кабелю предусматривает передачу информации
оп одному оптическому волокну, а прием
по другому, что эквивалентно четырехпроводной
однокабельной схеме организации связи.
В волоконно-оптических системах
передачи (ВОСП) применяется, как правило,
цифровая импульсная передача. Это обусловлено
тем, что аналоговая передача требует
высокой степени линейности промежуточных
усилителей, которую трудно обеспечить
в оптических системах. Используя модуляцию
интенсивности излучения света проще
использовать цифровые системы передачи
(ЦСП).
В настоящее время выпускается
достаточно много ВОСП как отечественных,
так и зарубежных. Большой интерес представляет
аппаратура Синхронной Цифровой Иерархии
(SDH).
Системы передачи Синхронной
Цифровой Иерархии разработаны специально
для ВОЛП и имеют следующие преимущества:
высокая скорость передачи
STM-1 - 155 Мбит/с, STM-4 - 622Мбит/с, STM-16-2,5 Гбит/с;
упрощенная схема построения
и развития сети связи;
малые габариты и энергопотребление;
полный программный контроль
за состоянием сети;
гибкая система маршрутизации
потоков;
высокий уровень стандартизации
технологии SDH.
На основании приведенного
в техническом задании количества потоков
Е1 рассчитывают необходимую скорость
цифрового потока:
Sтреб = 2,048·NПЦТ, (1)
где,
2,048 Мбит/с – скорость одного
ПЦТ;
NПЦТ – количество необходимых ПЦТ.
Sтреб = 2,048·150=307,2 Мбит/с
Скорость цифрового потока выбирается
по стандартной сетке скоростей SDH. Она
должна удовлетворять условию:
Sк ≥ SтребּКр, (1.1)
где Кр – коэффициент запаса на развитие
сети (1,4…1,5).
Sк =307,2·1,5=460,8 Мбит/с
Исходя из полученного результата для
скорости цифрового потока, выбираем уровень
STM-4 – 622,08 Мбит/с и мультиплексор, рассчитанный
на требуемую скорость цифрового потока,
это позволит оставить запас на дальнейшее
развитие сети.
3. Основные технические характеристики
системы передач
Исходя из требуемой скорости
передачи выбираем:
Фирма Nortel
Аппаратура TN-4X относится ко
второму уровню SDH и соответствует стандарту
ITU-T, ETSI и требованиям регламента SDH.
Аппаратура формирует агрегатный
сигнал STM-4 со скоростью передачи 622,080
Мбит/с из следующих плезиохронных и синхронных
компонентных сигналов: 2, 34,140 Мбит/с, STM
- 1.
Максимальное число компонентных
сигналов:
252 х 2 Мбит/с в двенадцати блоках: 21 интерфейс 2 М в каждом блоке;
6 х 34 Мбит/с в шести блоках: 3 интерфейса 34 М в каждом блоке;
4 х140 Мбит/с: 1 интерфейс 140 Мбит/с в одном блоке;
4 х STM - 1: 1 интерфейс STM - 1 в одном блоке.
Мультиплексор ввода/вывода
TN-4X конфигурируется в четырех режимах:
В оконечном режиме с оперативным
переключением осуществляется изменением
временных позиций компонентных сигналов.
В режиме ввода/вывода осуществляется
введение/выделение требующихся компонентных
сигналов 2, 34 и 140 Мбит/с в агрегатный линейный
сигнал и передача остальных компонентных
сигналов из одного агрегатного сигнала
в другой. В этом режиме возможна также
перестановка временных позиций (TSI) компонентных
сигналов 2 и 34 Мбит/с в дополнении к вводу/выводу.
В кольцевом режиме TN-4X обеспечивает
кольцевую структуру с резервированием
трактов, путем организации по двум оптическим
волокнам двух встречных направлений
передачи: по и против часовой стрелки.
В этом режиме один компонентный электрический
или оптический интерфейс STM-4 может обеспечить
связь между кольцами.
Аппаратура TN-4X контролируется
и управляется с помощью встроенных микропроцессорных
устройств и специализированного программного
обеспечения.
Рабочая станция NMS подключается
к сетевому элементу (мультиплексору)
по локальной сети, с остальными сетевыми
элементами связь осуществляется по встроенным
в заголовок STM-4 DCC - каналам с использованием
протокола QECC по рекомендации G.784.
Тип приемника - lnGaAs;
тип лазера - DFB.
Линейный код - бинарный скремблированный
NRZ.
Интерфейсы аппаратуры TN-4X
Оптические интерфейсы STM-4
Соответствует рекомендации
G.957;
Уровень передачи, дБм - 3. +2
Диапазон волн, нм 1530 - 1570
Ширина спектра на уровне - 20
дБ, нм 0.1.1
Чувствительность приемника
при Кош < 10-10, дБм - 32,5¼-8
Затухание линии, дБ 10-32
Максимальная дисперсия, пс/нм
3500
3.1 Расчет числа
каналов связи
Число каналов, связывающих
заданные оконечные пункты, в основном
зависит от численности населения в этих
пунктах и от степени заинтересованности
отдельных групп населения во взаимосвязи.
Численность населения в любом
областном центре и в области в целом может
быть определена на основании статистических
данных последней переписи населения
в РК. Обычно перепись населения осуществляется
один раз в пять лет. Поэтому при перспективном
проектировании следует учесть прирост
населения. Количество населения в заданном
пункте и его подчиненных окрестностях
с учетом среднего прироста населения.
, чел
(3)
где:
Н0 — народонаселение
в период переписи населения, чел.;
р - средний годовой прирост
населения в данной местности, % (принимается
по данным переписи 1-1.2%);
t — период, определяемый как
разность между назначенным перспективного
проектирования и годом проведения переписи
населения.
Год перспективного проектирования
принимается на 5-10 лет вперед по сравнению
с текущим временем. В курсовом проекте
принимаем 5 лет вперед. Следовательно
t=5+(tm-t0)
(3.1)
где
- год составления
проекта;
- год, к которому
относятся данные Н0.
Определяем
Годовой прирост населения
примем равным 1.2%.
Определим количество населения
в перспективном году в городе Павлодар:
Численность населения города
Павлодар на 2014 год составила 354000 человек
:
,чел
, чел
Численность населения города
Семипалатинска на 2011 год составляет 304531
чел:
,чел
, чел
Степень заинтересованности
отдельных групп населения во взаимосвязи
зависит от политических экономических,
культурных и социально-бытовых отношений
между группами населения, районами и
областями. Взаимосвязь между заданными
оконечными и промежуточными пунктами
определяется на основании статистических
данных, полученных предприятием связи
за предшествующие проектированию годы.
Практически эти взаимосвязи выражают
через коэффициент тяготения f1, который,
как показывают исследования, колеблется
в широких пределах (от 0,1 до 12%). В курсовом
проекте принимаем f1= 5%.
Учитывая это, а также то обстоятельство,
что телефонные каналы в междугородной
связи имеют превалирующее значение, необходимо
определить сначала количество телефонных
каналов между заданными оконечными пунктами.
Для расчета телефонных каналов используем
приближенную формулу:
(3.2)
где
a1 и
— постоянные коэффициенты, соответствующие
фиксированной доступности и заданным
потерям; обычно потери задаются 5%,
тогда a1 = 1,3; b1= 5,6;
f1 — коэффициент
тяготения, f1 = 0,05 (5 %);
y – удельная нагрузка, т.е. средняя
нагрузка, создаваемая одним абонентом,
y=0,05 Эрл;
mа и mб - количество
абонентов, обслуживаемых оконечными
станциями АМТС соответственно в пунктах
А и Б.
В перспективе количество абонентов,
обслуживаемых той или иной оконечной
АМТС, определяется в зависимости от численности
населения, проживающего в зоне обслуживания.
Принимая средний коэффициент оснащенности
населения телефонными аппаратами равным
0,38, количество абонентов в зоне АМТС:
(3.3)