ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Игровые автоматы с быстрым выводом

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по дисциплине «Технология монтажа и обслуживания направляющих систем» на тему:

«Проект волоконно-оптической линии связи на заданном участке»

для студентов специальности СПО 11.02.09

«Многоканальные телекоммуникационные системы»

Хабаровск

М.В.Кузнецова. Методические указания по курсовому проектированию по дисциплине «Технология монтажа и обслуживания направляющих систем» для студентов среднего профессионального образования специальности 11.02.09 «Многоканальные телекоммуникационные системы»

- г. Хабаровск, ХИИК ФГОБУ ВПО СибГУТИ, 2016 г

Методические указания предназначены для студентов очной и заочной формы обучения. Методическое пособие составлено в соответствии с требованиями к уровню подготовки выпускников специальности 210709 (базового уровня среднего профессионального образования). Выполнение курсового проекта предполагает разработку схемы организации связи, выбор типа оборудования, выбор типа оптического кабеля, выбор трассы проектируемой ВОЛС, расчет количества ПЦП.

Рецензент – заведующая кафедрой МТС Кудашова Л.В, рассмотрено на методическом совете ХИИК ФГОБУ ВПО «СибГУТИ» и рекомендовано к изданию.

г. Хабаровск, 2013 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение

1 Общие указания по выполнению курсового проекта 4

2 Задание на проектирование ВОЛС 5

3 Выбор трассы ВОЛС 9

4 Расчет требуемого количества ПЦП 13

5 Выбор системы передачи и типа оптического кабеля 17

6. Расчет параметров волоконно- оптического кабеля 18

7. Разработка схемы организации связи 39

8. особенности строительства ВОЛС44

Приложение А: Параметры оптических стыков 48

Приложение Б: Пример графического оформления 51

ВВЕДЕНИЕ

В соответствии с учебной программой дисциплины «Технология монтажа и обслуживания направляющих систем» студенты выполняют курсовой проект на тему «Проект волоконно-оптической линии связи на заданном участке».

Основной целью курсового проектирования является закрепление знаний, полученных по курсу «Технология монтажа и обслуживания направляющих систем», а также получение практических навыков: по расчёту основных параметров волоконно-оптического тракта; по разработке схемы организации связи, выбора трассы.

Курсовой проект предусматривает выполнение основных этапов работ, выполняемых при реальном проектировании.

Последовательность выполнения курсового проекта, а также указания по выполнению каждого раздела приводятся в данных методических указаниях. После выполнения курсового проекта студенты в индивидуальном порядке защищают его. К защите курсового проекта необходимо проработать и подготовить как вопросы практического выполнения задания, так и связанные с ними вопросы теории.

1 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Варианты задания (отдельные исходные данные) приведены в таблице 1.1

Курсовой проект должен содержать: содержание, введение, общую часть, расчётную часть, графическую часть, заключение по результатам проектирования и список использованных источников.

Перечень и очерёдность разделов и подразделов, которые должен содержать курсовой проект, приведён ниже.

.

Содержание

Таблица 1.1 – Варианты задания

ВАРИАНТЫ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

1 Организация и строительство ВОЛП.

2 Подготовительные работы по строительству ВОЛП.

3 Проведение входного контроля и группирование строительных длин ОК.

4 Прокладка ОК в телефонной канализации.

5 Прокладка ОК в грунте.

6 Особенности прокладки ОК в условиях многолетне – мерзлотных грунтов.

7 Прокладка ОК через водные преграды.

8 Входной контроль ОВ.

9 Измерения, проводимые в процессе прокладки ОК.

10 Измерения, проводимые в процессе монтажа ОК.

11 Измерения на смонтированном регенерационном участке ВОЛП.

12 Приёмосдаточные измерения.

13 Измерения по оценке качества соединений ОВ.

14 Измерение расстояния до места повреждения ОВ.

15 Аварийно восстановительные работы при повреждении ВОЛС.

16 Способы определения трассы прокладки ОК.

17 Меры безопасности при эксплуатации систем передачи

18 Требования к организации рабочих мест

19 Меры безопасности при прокладке кабеля

20 Техника безопасности при монтажно-измерительных работах

21 Техника безопасности при прокладке оптического кабеля в кабельной канализации и грунте

22 Техника безопасности при земляных работах

23 Принцип действия рефлектометра.

24 Современные сварочные аппараты.

25 Техника безопасности при погрузочно-разгрузочных работах

26 Охрана труда и техника безопасности при монтаже оптического кабеля

27 Технология изготовления ОВ.

28 Оптические кабели внутренней прокладки.

29 Экологическая безопасность и охрана окружающей среды.

30 Подводные оптические кабели

31 Анализ опасных и вредных факторов при строительстве ВОЛС

32 Оптические кабели для подвески на опорах

33 Охрана труда и техника безопасности при монтаже оптического кабеля.

34 Особенности строительства ВОЛС

35 Правила безопасности при работах в помещениях линейно-аппаратного цеха

36 Кабельная арматура применяемая для монтажа ОК

37 Способы соединения ОВ

38 Измерения, проводимые в процессе монтажа ОК.

39 Аварийно восстановительные работы при повреждении ВОЛС.

40 Технология изготовления ОВ.

Заданием на курсовое проектирование предусмотрено, что учащиеся должны выбирать марку оптического кабеля соответствующего завода производителя в зависимости от варианта задания на курсовое проектирование:

– ЗАО "Севкабель-Оптик", (адрес сайта: http://sk.sevcable.ru/) – 1, 2,3,26,27 варианты;

– ЗАО "Еврокабель-1" (адрес сайта: http://www.еврокабель.su/kontaktnaya-informaciya.html) – 4, 5, 6, 28, 29 варианты;

– ЗАО "ОПТЕН" (адрес сайта: http://www.opten.spb.ru/) – 7,8,9 варианты;

– "Эликс Кабель" (адрес сайта: http://www.elixcable.ru/ru/production/) – 10, 11, 12 ,30, 31варианты;

– ЗАО "Сарансккабель-Оптика" (адрес сайта: http://www.sarko.ru/) – 13, 14, 15 ,32, 33варианты;

– ЗАО "Трансвок" (адрес сайта: http://www.transvoc.ru/about/index.php) – 16, 17, 18, 34,35 варианты;

– ЗАО "Интегра " (адрес сайта: http://www.intg.ru/production/) – 19, 20, 21,36 ,37 варианты;

– ЗАО "Электропровод" (адрес сайта: http://www.elprovod.ru/produkciya/volokonno-opticheskie) – 22, 23, 24, 25 ,38,39,40 варианты.

3 ВЫБОР ТРАССЫ

При выборе оптимального варианта трассы прокладки волоконно-оптического кабеля (ВОК) 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 линий связи, эффективную и надёжную её работу.

3.1 ВЫБОР ТРАССЫ НА ПРОЕКТИРУЕМОМ УЧАСТКЕ

Для выбора трассы проектируемой ВОЛП на заданном участке необходимо воспользоваться атласом автомобильных дорог.

Трасса прокладки кабеля определяется расположением оконечных пунктов. При выборе трассы необходимо учитывать следующие основные требования:

- минимальные капитальные затраты на строительство;

- возможность максимального применения наиболее эффективных средств индустриализации и механизации строительных работ;

- наименьшая протяженность трассы проектируемого кабеля;

- наименьшее число препятствий, усложняющих и удорожающих стоимость строительства (реки, автомобильные и железные дороги, подземные сооружения и прочие препятствия);

- наименьшие эксплуатационные расходы;

- удобство эксплуатационно-технического обслуживания сооружений и надежность их работы.

Для обеспечения первых четырех требований учитывают протяженность трассы, наличие и сложность пересечения рек, железных и шоссейных дорог, трубопроводов, характер местности, почв, грунтовых вод, возможность применения механизированной прокладки, необходимость защиты сооружений связи от электромагнитных влияний и коррозии, возможность и условия доставки грузов (материалов, оборудования) на трассу.

Для обеспечения других требований учитывают жилищно-бытовые условия и возможность размещения обслуживающего персонала, а также создание соответствующих условий для исполнения служебных обязанностей.

Для соблюдения указанных требований трасса должна иметь наикратчайшее расстояние между заданными пунктами и наименьшее количество препятствий, усложняющих и удорожающих строительство. За пределами населенных пунктов трассу обычно выбирают в полосе отвода автомобильных дорог или вдоль профилированных проселочных дорог, охранных и запретных зонах, а также на автодорожных и железнодорожных мостах, в коллекторах и тоннелях автомобильных и железных дорог.

Допускается спрямление трассы кабеля, если прокладка вдоль автомобильной дороги значительно удлиняет трассу.

При пересечении водных преград переходы выбирают в тех местах, где река имеет наименьшую ширину, нет скальных и каменистых грунтов, заторов льда и т.д. Следует при строительстве избегать в месте перехода обрывистых или заболоченных берегов, перекатных участков, паромных переправ, стоянок судов, причалов и т.д.

Для фиксации трассы волоконно-оптической линии связи замерные столбики устанавливаются на загородных участках трассы и в сельских населенных пунктах, против каждой муфты, на поворотах, на пересечениях автомобильных и железных дорог, водных препятствий, трубопроводов. Установка замерных столбиков на пахотных землях не допускается. В этом случае замерные столбики должны быть вынесены в сторону дороги за границу пахотной земли и устанавливаются в местах, обеспечивающих их сохранность. В населенных пунктах, где по условиям местности установка столбиков невозможна, устанавливаются указательные знаки на стенах зданий или других постоянных сооружений.

При выборе размещения регенерационных пунктов учитывается обеспеченность населенных пунктов надежным источником внешнего электроснабжения от двух независимых источников, наличием в этом районе существующих предприятий связи, радиорелейных станций, имеющих гарантированный источник питания, а также простота в обслуживании данных регенерационных пунктов.

Выбор трассы прокладки ВОК на заданном участке следует проводить в следующей последовательности:

По географическим картам или атласу автомобильных дорог необходимо выбрать возможные варианты трассы;

Сравнить варианты по следующим показателям: длина, количество переходов через препятствия, удобство строительства и эксплуатации.

К проекту прилагается ситуационный план трассы, выполненный на листе формата А4 или А3, на который наносятся трасса, а в пояснительной записке (ПЗ) приводятся их сравнение и обоснование выбранного варианта. Основные показатели сравниваемых вариантов рекомендуется свести в таблицу 3.1.

Данные для заполнения таблицы 3.1 определяются на основании изучения материала и природных условий районов прохождения трассы. Ориентировочный объём прокладки кабеля в канализации берётся в пределах 3-4 км на каждый областной центр, расположенный по трассе с населением примерно 500 тыс. жителей. В более крупных и менее крупных населённых пунктах соответственно изменяется и протяжённость канализации.

В городах и крупных населённых пунктах ВОК, как правило, прокладывается в телефонной кабельной канализации или в коллекторах. При наличии метро кабели могут прокладываться в его тоннелях.

В проекте необходимо предусмотреть прокладку ОК в существующей кабельной канализации.

Таблица 3.1 – Характеристика вариантов трассы

При расчёте необходимого количества прокладываемого ВОК необходимо предусмотреть запас с учётом неровности местности, выкладки кабеля в котлованах, колодцах и др. Норма расхода ВОК на 1 км трассы приведена в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Нормы расхода волоконно-оптического кабеля

Глубина прокладки подземных ВОК в грунте 1-4 группы должна быть не менее 1,2 м. При пересечениях автомобильных и железных дорог прокладка ВОК проектируется в асбестоцементных трубах с выводом по обе стороны от подошвы насыпи или полевой бровки на длину не менее 1 м.

На рисунке 3.1 приведен ситуационный план прокладки кабеля

Рисунок 3.1 - Ситуационный план трассы

4 РАСЧЕТ ТРЕБУЕМОГО КОЛИЧЕСТВА ПЦП

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. Количество населения в заданном пункте и его подчиненных окрестностях с учетом среднего прироста населения

,чел., (4.1)

где: – народонаселение в период переписи населения, чел.,

р – средний годовой прирост населения в данной местности, %,

t – период, определяемый как разность между назначенным годом перспективного проектирования и годом проведения переписи населения.

Год перспективного проектирования принимается на 5-10 лет вперед по сравнению с текущим временем, следовательно,

, (4.2)

где: – год составления проекта;

– год, к которому относятся данные .

Пример

t = 5 + (2010 –2008) = 7

Биробиджан,

H_t = 78000 = 95930,16

H_t =1929 = 2372,4

Степень заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи зависит от политических, экономических, культурных и социально-бытовых отношений между группами населения, районами и областями. Практически эти взаимосвязи определяются через коэффициент тяготения .

Для расчета телефонных каналов используют приближённую формулу:

, (4.3)

– коэффициент тяготения, ;

у – удельная нагрузка, т.е. средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом, Эрл;

и – 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

m=0.38H_t, (4.4)

Таким образом, можно рассчитать количество каналов для телефонной связи между заданными оконечными пунктами, но по кабельной магистрали организуются каналы и других видов связи, а также должны проходить транзитные каналы. Общее число каналов n_ad определяется суммой:

, (4.5)

где: n_tp – число двухсторонних каналов для телефонной связи,

n_tg – то же для телеграфной связи,

n_pw – то же для передачи проводного вещания,

n_pd – то же для передачи данных,

n_tr – транзитные каналы.

Так как число каналов для организации связи различного назначения может быть выражено через число телефонных каналов, то целесообразно общее число каналов между оконечными пунктами выразить через телефонные каналы.

, (4.6)

Тогда общее число каналов можно рассчитать по формуле:

, (4.7)

Пример

Биробиджан -Известковый:

m_a = = 36453,4 ,чел

m_b = чел

n_тф = = 13

Биробиджан - Известковый:

n_аб = , 1ПЦП

По рассчитанному количеству ПЦП выбирается оптический стык, при этом оптический стык STM-1 обеспечивает передачу 63 ПЦП, STM-4 – 252 ПЦП, STM-16 – 1008 ПЦП. Параметры оптических стыков приведены в Приложении А.

Далее в курсовом проекте следует выбрать систему передачи (при необходимости указать количество СП) и тип ОК.

5 ВЫБОР ТИПА СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ И ТИПА ОК

Система передачи выбираются исходя из необходимого числа телефонных каналов.

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.

5.1 Выбор системы передачи

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 – 622 Мбит/с, STM-16 – 2,5 Гбит/с;

­ упрощённая схема построения и развития сети связи;

­ малые габариты и энергопотребление;

­ высокая надёжность сети;

­ полный программный контроль за состоянием сети;

­ гибкая система маршрутизации потоков;

­ высокий уровень стандартизации технологии SDH.

В курсовом проекте возможен выбор систем передачи SDH и PDH, информацию о которых можно получить в дополнительной литературе. При этом необходимо привести основные технические характеристики выбранной аппаратуры в таблицу 5.1.

Таблицу 5.1- Основные технические данные STM-N

Рабочая длина волны, нм
Максимальная ширина спектра излучения ППЛ ,нм
Минимальная мощность сигнала на выходе ППЛ pпер. min , дБ
Максимальная мощность сигнала на выходе ППЛ pпер.max, дБ
Минимальная чувствительность фотоприёмника pпр.min , дБ
Уровень перегр. фотоприёмника pперегр.max, дБ

5.2 Выбор типа ОК

В настоящее время существует большое разнообразие оптических кабелей с одномодовыми волокнами как импортного, так и отечественного производства. Надо отметить, что отечественная промышленность выпускает кабели, практически не уступающие импортным по своим характеристикам. Это достигается использованием при их производстве импортных компонентов, в первую очередь, оптического волокна, от ведущих мировых фирм.

Прокладка ОК производится с использованием техноло­гий, виды которых определяются проектом, условиями про­кладки, типами используемых ОК, используемым оборудо­ванием и др.

Во всех случаях при прокладке не должны превышаться нормируемые нормативно-технической документацией на кабели механические воздействия (в первую очередь уси­лия растяжения и сжатия), климатические условия (нижняя предельная температура прокладки, как правило, состав­ляет минус 10 °С), допустимые радиусы изгиба ОК (ради­ус изгиба не должен быть менее 20 наружных диаметров ОК) и т.д.

В курсовом проекте необходимо выбрать марку кабеля для проектируемой ВОЛС и привести его сечение на отдельном листе.

Кроме того, заданием на курсовое проектирование предусмотрено, что учащиеся должны выбирать марку оптического кабеля соответствующего завода производителя в зависимости от варианта задания на курсовое проектирование. В пункте 2 данного учебного пособия приведены названия фирм производителей для каждого из вариантов и электронные адреса сайтов, где выложена информация о производимой данным заводом продукции.

При выборе марки ОК предпочтение следует отдавать маркам кабеля, имеющего меньшую массу, меньший диаметр (для упрощения прокладки), меньшую стоимость. Не следует забывать, что ОК должен удовлетворять требованиям по растягивающему усилию и выдерживать изменения температур, в местности, где он будет проложен. Число оптических волокон (ОВ) в выбранном ОК, не должно превышать 8 - 12 (2 основных ОВ + 2 резервных ОВ, оставшиеся ОВ можно сдавать в аренду или оставить для развития проектируемой сети в будущем).

Основные технические характеристики выбранных кабелей следует привести в виде таблицы 5.2

Таблица 5.2 - Технические характеристики ОК (указать маркировку)

Для каждого из выбранных кабелей необходимо привести подробную расшифровку марки ОК (маркообразование). Маркообразование можно найти на сайте завода-производителя данного ОК. Ниже приведён пример маркообразования для кабеля ОКБ-М8П-10-0,22-32:

ОК – оптический кабель, производства ЗАО «Самарская оптическая кабельная компания»
Б – тип защитного бронепокрова (повив из круглых стальных оцинкованных проволок)
П – тип центрального силового элемента (стеклопластиковый пруток)
М8– количество модулей в ОК

10 – тип оптического волокна (одномодовое)

0,22- километрическое затухание кабеля
32 – количество оптических волокон в кабеле
На рисунке 5.1 показано, как должен выглядеть этот рисунок на примере оптического кабеля ОКБ-М8П-10-0,22-32:.

Условные обозначения

1- кордель

2-Оптическое волокно

3-Внутримодульный гидрофобный заполнитель

4-Центральный силовой элемент:

стеклопластиковый пруток (П)

5-Межмодульный гидрофобный заполнитель

6-Промежуточная оболочка из полиэтилена

7-Броня из стальной оцинкованной проволоки диаметром 1,6 - 2,0 мм

8-Гидрофобный заполнитель

9-Защитная оболочка из полиэтилена (ОКБ-М)

Рисунок 5.1 - Оптический кабель марки ОКБ-М8П-10-0,22-32

6 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ВОЛП

6.1 Расчет параметров волоконно- оптического кабеля

6.1.1 Расчет показателя преломления оптического волокна

Основными параметрами ОК являются:

- числовая апертура ( ), характеризующая эффективность ввода (вывода) световой энергии в оптическое волокно и процессы их распространения в ОК;

- затухание (α), определяющее дальность передачи по оптическому кабелю и его эффективность;

- дисперсия (τ), характеризующая уширение импульсов и пропускную способность ОК.

Для выбора оптического кабеля нужно рассчитать его апертуру и нормированную частоту.

Числовая апертура характеризует эффективность ввода (вывода) световой энергии в оптическое волокно и процессы их распространения в ОК.

Расчет числовой апертуры производится по формуле:

, (6.1)

где: - показатель преломления сердцевины оптического волокна;

- показатель преломления оболочки волокна.

Значение задано в задании на курсовой проект, значение определяется с учетом заданного соотношения между и (см. таблицу 3.1):

, (6.2)

где: - заданное превышение над в процентах.

Режим работы оптического волокна оценивается значением обобщенного параметра, называемого нормированной частотой.

Расчет нормированной частоты производится по формуле:

, (6.3)

где: a- радиус сердцевины ОВ, мкм;

- длина волны, мкм;

числовая апертура.

Если - режим работы ОВ одномодовый, при - режим работы многомодовый.

6.1.2 Расчет затухания оптического волокна

Оптическое волокно характеризуется двумя важнейшими параметрами: затуханием и дисперсией. Чем меньше затухание (потери) и чем меньше дисперсия распространяемого сигнала в волокне, тем больше может быть расстояние между регенерационными пунктами.

Затухание в общем понимании обусловлены собственными потерями в оптическом волокне a_с и дополнительными потерями, так называемыми кабельными, обусловленными скруткой , а также деформацией и изгибами оптических волокон при наложении покрытий и защитных оболочек в процессе изготовления оптического кабеля. Собственные потери волоконных световодов состоят из потерь поглощения (α_п) и потерь рассеяния (α_р).

(6.4)

Ослабление за счет потерь поглощения α_п связано с потерями на диэлектрическую поляризацию, линейно растет с частотой и существенно зависит от свойств материала световода и рассчитывается по формуле:

дБ/км, (6.5)

где: - показатель преломления сердцевины;

- длина волны( или ), м;

- тангенс угла диэлектрических потерь в световоде .

Рассеивание обусловлено неоднородностями материала волоконного световода, размеры которых меньше длины волны и тепловой флуктуации показателя преломления. Потери на рассеивание рассчитываются по формуле:

(6.6)

где: - показатель преломления сердцевины;

- длина волны, м;

K - постоянная Больцмана, равная ;

T - температура перехода стекла в твердую фазу, равная ;

- коэффициент сжимаемости, равный .

Таким образом, согласно формуле (6.4) определяется собственное затухание кабеля

Дополнительные потери в оптическом волокне обусловлены деформацией оптического волокна в процессе изготовления, скруткой, изгибами волокон и т.д. При этом потери на микроизгибе могут изменяться в пределах (0,01-0,1) дБ, затухание кабеля, выше которого волокно признается несоответствующим эксплуатационным нормам и признается неисправным, с учетом дополнительных потерь равно:

(6.7)

Кабельные потери в ОК обусловлены потерями на macro и micro изгибах, т.е деформацией ОВ в процессе изготовления, скруткой, изгибами волокон и т.д.

В курсовом проекте значение кабельных потерь необходимо выбрать согласно таблице 6.1.

Таблица 6.1 – Значения кабельных потерь в дБ для различных вариантов КП

Номер варианта КП	1–5, 26-29	6–10, 29-32	11–15, 33-34	16– 20, 35-38	21 – 25 39-40
, дБ	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07

6.2 Расчет дисперсии оптических волокон

В световодах при передаче импульсов после прохождения некоторого расстояния импульсы искажаются, расширяются и наступает момент, когда соседние импульсы перекрывают друг друга. Это явление называется дисперсией.

Дисперсия возникает по двум причинам : некогерентность источника излучения и появление спектра ,существование большого числа мод.

Первая называется хроматической (частотной) дисперсией, которая делится на материальную и волноводную. Материальная дисперсия обусловлена зависимостью коэффициента преломления материала световода от длины волны. Второй вид дисперсии носит название модовой, которая отсутствует в одномодовых световодах. В одномодовых световодах проявляется материальная и волноводная дисперсии, которые рассчитываются по формулам :

(6.8)

(6.9)

где: - ширина спектра источника излучения, при использовании инжекционного лазера составляет нм;

-удельная дисперсия материала;

-удельная волновая дисперсия.

В одномодовом оптическом волокне результирующая дисперсия определяется хроматической дисперсией по формуле:

(6.10)

Значение удельной дисперсии материала и удельной волноводной дисперсии определим по таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Значения М(l) и В(l)

6.3 Расчет длины регенерационного участка

6.3.1 Расчет длины регенерационного участка с учетом ослабления сигнала

На вводе луча в волокно сигнал затухает на величину . Часть сигнала также теряется в разъемном соединителе, соединяющем приемник и передатчик с оптическим кабелем, это затухание равно . Так как регенерационный участок содержит определенное количество строительных длин, которые соединены между собой неразъемными соединителями, вносящими затухание , то общее, вносимое ими ослабление определяется количеством этих соединителей. На выводе луча из волокна также имеет место ослабление сигнала, равное а_вых. Следует также учесть затухание, вносимое самим кабелем:

,дБ, ( 6.11)

где : - километрическое затухание (ослабление) кабеля, дБ/км;

- длина усилительного участка, км.

С учетом вышесказанного можно записать:

,дБм (6.12)

Р_пр.мин – минимальный уровень сигнала на входе фотоприемника

α_рс– потери в разъемном соединении, возникающие при подключении приемника и передатчика к оптическому кабелю; Потери в лучших образцах разъемных соединителей (оптических коннекторах) составляет 0,3 – 0,5 дБ на одно соединение.

α_вх, α_вых – потери при вводе и выводе излучения из волокна, дБ.

Потери при вводе света в волокно для полупроводникового лазера составляют

α_вых = 1 дБ, при вводе света на фотоприемник – α_вх = 1 дБ.

α_нс – потери в неразъемных соединениях, дБ.

Способы сращивания оптических волокон, посредством сварки автоматическими уст ройствами, обеспечивают величину потерь на одном сростке в пределах 0,01 – 0,3дБ.

α – коэффициент ослабления оптического волокна, дБ/км;

l_сд – строительная длина оптического кабеля, 4 км.

Энергетический потенциал аппаратуры рассчитывается по формуле

(6.13)

Из технических данных на аппаратуру STM-N имеем:

Энергетический потенциал для аппаратуры STM-N таким образом составляет:

дБ (6.14)

Длину усилительного участка рассчитывается по формуле (при расчете следует учесть, что = 0,1 - 0,3 дБ, = 1 - 2 дБ,):

км, (6.15)

где : - строительная длина кабеля, км.

Минимальная длина регенерационного участка рассчитывается по формуле:

(6.16)

где: П_min – минимальный энергетический потенциал системы передачи. Рассчитывается по формуле:

(6.17)

где: Р_{перегрузки -} уровень перегрузки,

6.3.2 Расчет длины регенерационного участка с учетом дисперсии

Длина регенерационного участка с учетом дисперсии рассчитывается по формуле 6.16:

, км, (6.16)

где: тактовая частота системы передачи, Гц зависит от уровня STM в проектируемой сети связи;;

рассчитанное значение результирующей дисперсии оптического кабеля, с/км.

Из произведенных расчетов сделать соответствующие выводы .

6.4 Расчет параметров надежности ВОЛП

Требуемая быстрота и точность передачи информации средствами электросвязи обеспечиваются высоким качеством работы всех звеньев сети электросвязи: предприятий, линий связи, технических средств. Обобщающим показателем работы средств связи является надёжность.

Надёжность – комплексное свойство, которое в зависимости от условий строительства и эксплуатации, может включать долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость, либо определённое сочетание этих параметров. Надёжность ОК – свойство сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения.

При проектировании должна быть произведена оценка показателей надёжности. В курсовом проекте необходимо рассчитать коэффициент готовности ( ) и время наработки на отказ ( ).

Коэффициент готовности кабеля (ВОЛП) – вероятность того, что кабель (ВОЛП) окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых он подвергается профилактическому контролю.

Наработка на отказ – среднее значение времени наработки между двумя последовательными отказами.

Время восстановления ОК – продолжительность восстановления работоспособного состояния двух или нескольких ОВ.

Требуемые показатели надёжности для внутризоновой первичной сети (ВзПС) и магистральной первичной сети (СМП) ВВС РФ с максимальной протяжённостью (без резервирования) приведены в таблицах 6.3 и 6.4 в соответствии с РД 45.047-99.

Таблица 6.3 – Показатели надёжности для ВзПС, = 1400 км

Таблица 6.4 – Показатели надёжности для СМП, = 12 500 км

Расчёт параметров надёжности в курсовом проекте будем производить для канала ОЦК на перспективной цифровой сети.

Среднее число (плотность) отказов ОК за счёт внешних повреждений на 100 км кабеля в год:

μ = 0,34

Тогда интенсивность отказов ОК за 1 час на длине трассы ВОЛП ( ) определится как:

, (6.17)

где: – длина проектируемой магистрали, км;

8760 – количество часов в году.

При существующей на эксплуатации стратегии восстановления, начинающегося с момента обнаружения отказа (аварии) коэффициент простоя (неготовности) определяется по формуле:

, (6.18)

где: – время восстановления (из табл. 6.3 и 6.4);

– среднее время между отказами для проектируемой линии протяжённостью ,

– время подъезда (t=2часа).

, (6.19)

где: и из таблиц 6.3 и 6.4.

Тогда определится по формуле

(6.20)

В курсовом проекте необходимо сравнить полученные значения параметров надёжности с нормативными показателями, сделать выводы.

7 РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ СВЯЗИ

После расчётов длин регенерационных участков необходимо разработать схему организации связи

Для того чтобы спроектировать сеть в целом нужно пройти несколько этапов на каждом из которых решается та или иная функциональная задача – это могут быть:

- выбор топологии сети ( в курсовом проекте выберем топологию линейная цепь)

- выбор оборудования узлов сети в соответствии с указанной топологией

7.1 Разработка схемы организации связи

Размещение ОРП и НРП производится с учётом полученных допустимых длин регенерационных участков, ОРП и НРП следует располагать в населённых пунктах, где они могут быть обеспечены электроэнергией. В случае размещения НРП на трассе в незатопляемых возвышенных местах необходимо предусмотреть организацию дистанционного питания НРП и соответственно выбрать оптический кабель с медными жилами.

Длина проектируемого участка, т.е. расстояние между НРП, должно обеспечивать выполнение следующего условия:

Примерная схема организации связи представлена на рисунке 7.1

8 ОСОБЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА ВОЛС

В данном пункте курсового проекта студент должен описать пункт согласно своего индивидуального задания

Рисунок 7.1 – Схема организации связи

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица А.1 – Параметры оптических стыков STM-1

Таблица А.2 – Параметры оптических стыков STM-4

Таблица А.3 – Параметры оптических стыков STM-16

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и одного демонстрационного листа.

Пояснительная записка должна иметь не более 25-30 страниц. Полученные в результате расчётов значения затухания, дисперсии ОВ, длин регенерационных участков и т. п. нужно округлять до двух значащих цифр после запятой.

Необходимо обратить внимание на то, чтобы у всех величин были указаны соответствующие размерности. Это в полной мере относится и к таблицам. Размерности обозначаются русскими буквами без каких-либо скобок, например: 0,21 дБ/км; 12 пс/(км×нм) и т.д.

Пояснительная записка выполняется на стандартных листах бумаги (210х297 мм), На каждой странице пояснительной записки должна быть рамка с границами: с левой стороны листа 20 мм от края, сверху, снизу и справа по 5 мм от края листа. Текст располагается на расстоянии 5 мм от рамки (слева и справа), красная строка находится на расстоянии 20 мм от рамки слева.

Пояснительная записка выполняется 12 шрифтом «Times New Roman», межстрочный интервал полуторный, цвет шрифта чёрный, распределение текста «по ширине». В соответствии с ГОСТ запрещено в тексте КП применение: подчёркнутого шрифта, жирного шрифта или курсива [2].

Текст проекта разделяется на разделы, а последние (в случае необходимости) – на подразделы. Разделы нумеруются арабскими цифрами в пределах всего проекта. Подразделы следует нумеровать: первого раздела 1.1; 1.2; 1,3 …, второго раздела 2.1; 2.2 и т.д. Названия разделов пишутся ПРОПИСНЫМИ буквами. Названия подразделов – строчными (кроме первой прописной). Расстояние между заголовком и текстом должно быть равно 3-4 интервала ( 1,5 см), а расстояние между заголовком раздела и подраздела 2 интервала (0,8 см). В конце: заголовка раздела, подраздела, названия рисунка, таблицы точку не ставят. Подчёркивать заголовки или переносить слова в них не допускается. Названия разделов, подразделов и таблиц пишутся с абзацевого отступа [2].

Каждый новый раздел (не подраздел) должен начинаться с нового листа.

Рисунки размещаются после ссылки на них на отдельном листе пояснительной записки. Все рисунки нумеруются последовательно в пределах раздела арабскими цифрами. Номер рисунка состоит из номера раздела и порядкового номера рисунка, разделённых точкой. Каждый рисунок сопровождается подписью. Подпись размещается по центру под рисунком [2]. Каждая таблица должна иметь заголовок и номер в пределах раздела. Заголовок таблицы помещается над таблицей с абзацевого отступа. В названии рисунка (или таблицы) после номера рисунка ставится тире, например: Рисунок 1.1 – Функциональная схема мультиплексора XDM-1000; Таблица 1.2 – Технические характеристики выбранных оптических кабелей.

Любой текст внутри рисунка (или таблицы) должен выполняться 12 шрифтом «Times New Roman» [Л2]. Цветные рисунки должны быть вынесены из пояснительной записки в приложение. Запрещается размещать в тексте курсового проекта сканированные рисунки или фотографии. Все рисунки должны быть выполнены в программе «Visio».

Формулы, на которые имеются ссылки в тексте, должны нумероваться в пределах раздела. Номер формулы состоит из номера раздела и порядкового номера формулы, разделённых точкой и заключённых в круглые скобки, например: (2.16). Номер формулы помещается с правой стороны листа на