Проектирование волоконно-оптических линий связи на участке Ижевск-Июльское

19/88,58-1=-0,21

Таким образом, установки дополнительного  НРП  на секциях между обслуживаемыми регенерационными  пунктами не требуется.

 

                                     Определение  суммарных потерь  в оптическом  тракте

Параметры полной совокупности элементов  кабельной  системы должны удовлетворять следующему неравенству:

-общая длина отрезка оптического кабеля J-го типа, причем -общая длинна оптического тракта:

α    -коэффициент затухания  оптического кабеля J-го  типа ;

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:

количество точек перехода

З - энергетический запас, принимаемый равным 2…3 дБ и расходуемый в процессе  эксплуатации волоконо-оптического  канала  связи  на старение элементов, введение сростков новых неразъемных  соединителей  при ремонтах, модернизациях и тд.

-энергетический  потенциал  аппаратуры, численно равный общему допустимому затуханию оптического сигнала в тракте

Подставляя  все необходимые значения  в  выражение, проверяем  выполнение  этого неравенства:

19*0.34+0.6+4*0.02+2≤37               9.44≤37    неравенство верно.

Расчеты производились  из предположения ,что пользуется:

Автоматический  аппарат FSM-30S с типовыми потерям на стыке  0,02дБ

Разъемное соединение  типа FC ( керамика ) со средними потерями  на длине волны 1,3мкм для одномодового  волоконного световода 0,6дБ.

 

                                                   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 :

 

уровень выходной мощности оптического излучателя, дБм:

чувствительность приемника, дБм:

  потери на вход/выход.

 

Подставляя все значения выражение, получаем следующий результат

П=3-0,6-0,6-(-34)=36 дБ

 

                                                         Расчет энергетического  запаса 

Энергетический  запас  системы  определяют  как разность  между  полным запасом мощности и суммарным  затуханием. Значение энергетического  запаса работоспособности системы  должно быть  положительным.

 Подставляя значение  в  выражение, мы проверяем выполнение этого неравенства

36-6,88=29,12≥0 равенство верно.

 

 

 Определение  отношения сигнал /шум или вероятности  ошибки, отводимой на длину       регенерационного участка                                     

 

Отношение сигнал /шум или вероятности  ошибки, отводимые на длину регенерационного участка для цифровой волоконно-оптической системы связи определяется по  формуле:

вероятность ошибки, приходящаяся на 1 км оптического  линейного тракта (для магистральной сети ,для внутризоновой , для местной )

Подставляя значения в выражение, получаем  следующий результат

19*1,67* ≈3,17

Действительно, вероятность ошибок, отводимые на длины регенерационного участка находится в пределах

 

                                  Определение  уровня передачи мощности оптического излучения

                                               на выходе передающего  оптического  модуля (ПОМ)

Уровень передачи мощности оптического  излучения  на выходе ПОМ, дБм, определяется по формуле 

уровень средней  мощности оптического сигнала на выходе источника излучения

снижение уровня средней мощности, зависящее от характера сигнала (для кода NRZ-3дБ).

 

                                                           Определение уровня МДМ

                Порога чувствительности приемного оптического модуля –ПРОМ

Уровень МДМ(порог чувствительности ПРОМ)

Для pin фото диода :

Подставим значения

 

 

 

 

 

 

                                                         Определение быстродействия  системы 

Допустимое быстродействие зависит от  характера передаваемого сигнала, скорости передачи информации и определяется

Β-коэффициент,учитывающий характер линейного сигнала (линейного кода), для кода NRZ β=0.7;

для остальных  0,35

Общее ожидаемое быстродействие ВОСП рассчитывается:

уширение импульса на длине  регенерационного участка, которое  рассчитывается по формуле 

где дисперсия оптического волокна

Подставляя  необходимые значения в  выражение получим следующий результат

19*7* =0,133нс

1,111 + + =15,33нс

Если выполняется  следующее неравенство:

то выбор оптического кабеля сделан верно. Запас по быстродействию, определяется разностью

Проверим  правильность выбора кабеля и рассчитаем запас по быстродействию

15,33* <0,0045  |15,33* -4500000* |=0,00449с

Расчеты производились  из предположения , что 

                                  СТРОИТЕЛЬСТВО ВОЛС С УЧЕТОМ ВЫБРАННОЙ ТРАССЫ

При строительстве  ВОЛС выполняются следующие работы: разбивка линии: доставка кабеля и материалов на трассу; испытание, прокладка и монтаж кабеля, и устройство вводов.

 Прокладка оптического кабеля в грунте

Для прокладки междугородных ОК в грунт в настоящее время получили применение три способа: прокладка кабелеукладчиком, траншейная прокладка и прокладка кабеля в пластмассовой трубе.

Эти методы и технологии предусматривают обеспечение  защиты муфт и кабелей от механических повреждений, от внешних электромагнитных влияний, ударов молнии и актов вандализма, а также возможности быстрого устранения возникающих повреждений или выполнения переключений и ответвлений в муфтах на новые объекты, строящиеся в районах, где проходят ВОЛС.

Бестраншейный способ прокладки кабеля с помощью кабелеукладчика, благодаря высокой производительности и эффективности, является основным. Он широко применяется на трассах с размытыми рельефами местности и разными грунтами. Дня прокладки используются кабелеукладчики с активными и пассивными рабочими органами. С помощью ножевого кабелеукладчика в грунте прорезается узкая щель, и кабель укладывается на ее дно на заданную глубину залегания 0.9... 1.2 м. При этом на кабель действуют механические нагрузки. Кабель на пути от барабана до выхода из кабеленаправляющей кассеты подвергается воздействию продольного растяжения, поперечного сжатия и изгиба, а в случаях применения вибрационных кабеле кладчиков - вибрационному воздействию. В зависимости от рельефа местности и характера грунтов, конструкции и технического состояния кабелеукладчиков, а также режимов его работы механические нагрузки на кабель могут изменяться в широких пределах.

Обязательной  является планировка трассы перед прокладкой ОК бульдозером. Подъемы и уклоны трассы не должны превышать 30°. При  прокладке ОК в сложных грунтах  обязательно должна применяться предварительная пропорка грунта. Цель предварительной пропорки -обнаружение скрытых препятствий, которые могли бы повредить кабель. При обнаружении таких препятствий грунт на этих участках разрабатывается с помощью бурильных и взрывных работ, машин и механизмов для разработки траншей и т.п.

Прокладку кабеля рекомендуется выполнять  под постоянным оптическим контролем. Контроль осуществляется по результатам  измерения затухания ОВ кабеля с  помощью оптического тестера, оптического  рефлектометра или других аналогичных средств измерения.

Прокладка ОК на городском участке сети

При прокладке  ОК на городском участке сети, как  правило. используется имеющаяся инфраструктура (кабельная канализация, коллекторы, туннели). Трасса прокладки и типы используемых для прокладки подземных сооружений определяются проектом, при этом из соображений пожарной безопасности ОК. прокладываемые в коллекторы и туннели, должны иметь оболочку из материала, не распространяющего горение.

С целью  минимизации риска повреждения ОК в ходе прокладки используемые на трассе прокладки подземные сооружения (трубы и колодцы кабельной канализации, коллекторы и туннели должны быть проверены, при необходимости отремонтированы, трубы прочищены и проверены на проходимость, возможные перепады уровней устранены и т.п.). Как правило, прокладка ОК производится в отдельный канал кабельной канализации или же. с целью более эффективного использования канала, в него предварительно прокладываются до 4 полиэтиленовых труб 32 мм. каждая из которых затем применяется для прокладки в нее отдельного кабеля.

Для прокладки  в кабельной канализации, учитывая вероятность повреждения ОК грызунами. Телефонную канализацию прокладывают на глубине 0.4... 1.5 м отдельными блоками, герметично состыкованными между собой. Через 80... 150 м по трассе телефонной канализации размещают смотровые устройства- телефонные колодцы. По стенкам колодцев имеются особые консоли, на которых укладывают кабели, а в местах стыка двух строительных длин - кабельные муфты.

 Прокладка  оптического кабеля через водные преграды

Подводная прокладка рассматривается как  часть или отрезок подземной  прокладки, когда приходится пересекать реки, ручьи, болота, озера, искусственные  водоемы, каналы. По действующим нормам прокладки кабеля связи через  судоходные реки, сплавные и несудоходные реки глубиной до 3 м проводится с минимальным заглублением до 1 м. Без заглубления прокладка допускается при глубине водоемов более 8 м по согласованию с организациями, эксплуатирующими водоем. Заглубление кабеля в дно неглубоких каналов аи и рек является обязательным. Практически целесообразность заглубления кабеля и его величина определяется проектом.

Для такой  прокладки используются ОК с металлическими упрочняющими элементами и металлическими оболочками. Эти кабели более герметичны, и их механические характеристики позволяют использовать традиционные технические средства прокладки.

Кабелеукладчики рекомендуется применять только на мелководье, так как на больших глубинах невозможно проконтролировать процесс прокладки кабеля. Грунты при этом не должны быть выше III категории.

Прокладка ОК без металлических  элементов через отдельные водные преграды вызывает определенные трудности. Например, не исключается

возможность всплывания кабеля при  небольших перемещениях донных грунтов. При сильном течении кабель находится под дополнительной нагрузкой и нужно контролировать, чтобы уровень этой нагрузки не превысил допустимый. Поэтому прокладку кабеля рекомендуется выполнять с применением укладки защитного трубопровода и его заглублением в дно. Полиэтиленовые трубки, а на опасных участках стальные трубы могут прокладываться, (как подземный кабель) на глубине до 1.2 м. Преимуществом применения трубок является то. что при встрече с неожиданным препятствием (даже при пропорке грунта) возможные повреждения ограничиваются трубкой, а не кабелем.

При прокладке магистральных ОК первичной сети на переходах через внутренние водные пути - судоходные и сплавные реки, водохранилища, осуществляется резервирование кабельного перехода путем прокладки кабелей по двум створам (верхнему и нижнему), расположенным на расстоянии не менее 300 м друг от друга. При наличии на трассе мостов автомобильных дорог общегосударственного и республиканского значения допускается прокладка одного из кабелей по мосту. При этом в основном и резервном кабелях включается по 50 % ОВ.

При невозможности бестраншейной  прокладки ОК кабелеукладчиками  кабели на переходах через водные преграды прокладываются в предварительно разработанные подводные траншеи. Траншеи разрабатываются техническими средствами специализирующихся на подводных работах организаций. На судоходных реках подводные траншеи в русле при глубине до 0.8 м можно разрабатывать экскаваторами. При больших глубинах экскаваторы необходимо устанавливать на понтонах. перемещаемых по створу перехода с помощью тросов лебедками.

Прокладка ОК на морских и прибрежных участках (как правило, начиная с  глубин 6 м) осуществляется специализированных кабельным судном. Конструкция ОК определяется его назначением и условиями прокладки, в частности, на протяженной линии связи ОК содержит медные жилы для обеспечения дистанционного электропитания усилителей (регенераторов).

Учитывая, что при прокладке ОК на прибрежном участке имеется высокая вероятность повреждения кабеля из-за приливных воздействий и жизнедеятельности человека, к ОК для прокладки на этом участке предъявляются наиболее высокие требования по механической стойкости, а сама прокладка ОК производится преимущественно с заглублением ОК в грунт, с применением подводных кабелеукладчиков.

Прокладка ОК на глубоководных участках мирового океана осуществляется непосредственно на поверхность дна. Механические требования к ОК определяются конкретными условиями прокладки.

                                                                  Монтаж ВОЛС

Типовые значения строительных длин ОК составляют в настоящее время 2.4 и 6 км. В связи с этим только при сооружении локальных оптических сетей с использованием ОК. а также при сооружении коротких соединительных оптических линий можно обойтись без монтажа соединительных муфт на стыках строительных длин ОК. ограничиваясь только концевой заделкой ОК.

Так же, как и в традиционных сетях связи на основе медно-жильных кабелей, в оптических сетях используются неразъемные и разъемные соединения ОВ.

Сращивая два ОВ. стандартный  диаметр по оболочке которых составляет 125±1 мкм. необходимо выполнить их соединение с микронной точностью, обеспечивая  при этом следующие основные требования:

Простота монтажа. Должны применяться  простые технологии, с использованием инструмента и оборудования, требующего небольшой период обучения.

Низкие вносимые потери. Оптические сети основываются на применении ОК с очень низкими потерями, поэтому потери, вносимые сростками ОВ и оптическими соединителями, также должны быть низкими. Типичные значения потерь, вносимых сварными соединениями ОВ. составляют 0.03 дБ. типичные значения потерь, вносимых оптическими соединителями, составляют 0.2 дБ.