Проектирование волоконно-оптической линии передачи" на участке Кемерово-Белово

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ ДЛЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

 

 

По дисциплине "Физические основы передачи информации по волоконно-оптическим линиям связи".

На тему: "Проектирование волоконно-оптической линии передачи" на участке Кемерово-Белово.

Студента группы АЕ-01 Волкова  Ильи Александровича

 

 

 

Вариант  005

 

 

Исходные данные:

1) Численность населения

   Кемерово 529934 человек

    Белово 159432 человек

2) Диаметр сердцевины  оптического волокна

    dc=50 мкм

3) Показатель преломления  сердцевины оптического волокна

    n₁=1,455

4) Показатель преломления  оболочки оптического волокна

    n₂=1,440

5) Длина волны источника  излучения

    λ=1,31 мкм

6) Мощность сигнала на  выходе регенератора

    P₀=3 dBм

7) Минимальная мощность  сигнала на входе фотоприёмника

    P_kmin=-55 dBм

8) Потери в неразъёмных  соединениях

    α_n=0,1 dB

9) Потери в разъёмных  соединениях

    α_p=1,2 dB

 

Дата выдачи 12.04.2013 г.                                          Дата окончания 22.05.2013

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОТЗЫВ РУКОВОДИТЕЛЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Город Кемерово – административный центр Кемеровской области, расположен на юго-востоке Западной Сибири, в  центре Кузнецкой котловины, в северной части Кузнецкого угольного бассейна, на обоих берегах реки Томь, в  среднем ее течении, при впадении в нее реки Искитим. Правобережная  часть города связана с левым  берегом двумя автомобильными и  одним железнодорожным мостами. Город Кемерово является вторым в области после города Новокузнецка по численности населения (536,3 тыс. человек на начало 2012 года), занимает площадь 29476,0 га. Город Кемерово – крупный промышленный, административный и культурный центр Кемеровской области, узел шоссейных и железнодорожных линий. В городе функционирует международный аэропорт. Через город Кемерово проходят автомобильная трасса федерального значения – М-53 «Москва – Иркутск» и железная дорога Топки – Барзас Западно-Сибирской железной дороги. С Транссибирской магистралью железнодорожная станция Кемерово связана через станцию Юрга.

Белово занимает 4 место  по численности населения в области  после Новокузнецка, Кемерово и Прокопьевска. По предварительным итогам Всероссийской  переписи населения 2010 года численность  населения города составляет 135,2 тыс. человек. По объёму добычи угля город  Белово занимает 4 место в Кемеровской  области после Прокопьевского района, Междуреченского и Новокузнецкого городских округов.

Добыча угля в городе производится 4 шахтами и Бачатским угольным разрезом – вторым по величине угольным предприятием Кузбасса. Её объём составил 4,0 млн. тонн. Наибольший удельный вес  в общем объёме добычи приходится на филиал ОАО УК «Кузбассразрезуголь» «Бачатский угольный разрез».

Исходя из предоставленных  данных можно сделать вывод о  том, что имеющиеся города являются промышленными и транспортными центрами. Следовательно предприятия и население этих городов имеют высокие информационные потребности, удовлетворение которых линии электросвязи обеспечить не могут, по причине низкой пропускной способности. На основании чего можно сделать вывод об однозначной рентабельности проекта строительства трассы ВОЛП на данном участке.

 

 

 

 

 

1 РАСЧЕТ ЧИСЛА КАНАЛОВ НА МАГИСТРАЛИ

 

Число каналов, связывающих заданные оконечные пункты, в основном зависит от численности населения в этих пунктах и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи. Количество населения в заданном пункте и его подчиненных окрестностях с учетом среднего прироста населения определяется по формуле (1.1):

 

                                                ;                                                 (1.1)

 

где H₀ – народонаселение в период проведения переписи;

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

р = 0,4;

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

 

                                                

,                                                (1.2)

 

где t_m – год составления проекта, 2012 г;

        t₀ – год проведения переписи населения, 2002 г.

 

лет.

 

Для города Кемерово, количество населения составит:

 

 человек.

 

Для города Белово, количество населения составит:

 

 человека.

 

Количество телефонных каналов  между заданными городами определяется по формуле (2):

 

                                           

,                                    (2)

 

где α = 1,03 – коэффициент, учитывающий фиксированную доступность канала;

β₁ = 1,05 – коэффициент,  учитывающий потери в канале;

 

 

 

 

f₁ = 0, 05 – коэффициент тяготения между городами;

y = 0, 05 – удельная нагрузка, создаваемая одним абонентом.

 

Количество абонентов, обслуживаемых АМТС, зависит от численности населения проживающих в данной местности и от оснащенности населения телефонными аппаратами. Количество абонентов определяется по формуле (3):

 

                                                     

                                                    (3)

 

Кемерово:                      абонентов.

Белово:                       абонентов.

 

Определяем количество телефонных каналов между городами Кемерово и Белово:

 

 

= каналов.

 

Кроме телефонных каналов  между заданными городами нужно  организовать каналы, позволяющие передавать другие виды сообщений, формула (4):

 

                                        

,                                     (4)

 

- телеграфные: ;

- проводного вещания: ;

- передача данных: ;

- транзитные каналы: .

 

 канал.

 

Таким образом, количество каналов  между городами Кемерово – Белово, составляет 1191 канал.

Так как данный участок  находится на территории одной области - это внутризоновая сеть.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ВЫБОР СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ И КАБЕЛЯ

Для организации 1191 канала передачи между городами Кемерово и Белово, необходимо использовать одну систему передачи типа Сопка-4 . При этом на первом этапе будет задействовано 1200 каналов, а 720 останется в резерве на дальнейшее развитие.

        В проекте необходимо использовать оптический кабель производства российского завода "ОПТЕН" следующего типа: ДАС-04-004Г16-7,0

Кабель оптический, внутризоновый, многомодульный, с центральным силовым элементом (ЦСЭ) из стеклопластикового стержня, вокруг которого расположены оптические модули (ОМ), кордель; ОМ содержат оптические волокна (ОВ), двухслойной внутренняя оболочка: водоблокирующий слой из алюминиевой ленты с полимерным покрытием и слой из полиэтилена. Внутренняя полиэтиленовая оболочка. Заполнение из гидрофобного геля. Однослойная броня из стальных оцинкованных проволок. Наружная полиэтиленовая оболочка. Кабель предназначен для прокладки в грунтах всех категорий, по мостам и эстакадам, в кабельной канализации, а также для прокладки через болота, озёра и неглубокие несудоходные реки. На рисунке 2.1 приводится конструкция кабеля:

 

1

2

 

 

       3

4

 

 

       5

 

     6

7

    

 

1. Оптические модули(ОМ).       

2. Центральный силовой элемент(ЦСЭ).

3. Кордели.

4. Двухслойной внутренняя оболочка.

5. Заполнение из гидрофобного геля.

6. Броня из стальных оцинкованных проволок.

7. Наружная полиэтиленовая оболочка.

 

Рисунок 2.1 – Конструкция кабеля  ДАС-04-004Г16-7,0

 

 

 

 

В таблице 2.1 приведены технические характеристики системы передачи  типа Сопка-4.

Таблица 2.1 Технические характеристики системы передачи Сопка-4.

Характеристика	Значение
Количество каналов передачи	1920
Скорость передачи, Мбит/с	139,264
Тип источника излучения	Лазерный диод
Расстояние между ОРП, км	240

 

Расшифровка марки кабеля ДАС-04-004Г16-7,0:

Д - тип центрального силового элемента: диэлектрический;

А - тип внутренней оболочки: двухслойная: водоблокирующий слой из алюминиевой ленты с полимерным покрытием и слой из полиэтилена. Внутренняя полиэтиленовая оболочка;

С - тип защитного покрова: однослойная броня из стальных оцинкованных проволок;

04 - число элементов в  повиве сердечника;

004 - количество оптических  волокон в кабеле;

Г - тип оптического волокна: многомодовое градиентное (диаметр сердцевины волокна 50 мкм);

16 - максимальное количество  оптических волокон в модуле;

7,0 - допустимая растягивающая  нагрузка, кН.

 

Таблица 2.2 Характеристики кабеля.

Характеристика	Значение
Тип сердечника	Повивный
Число оптических волокон	4
Материал силового элемента	Стеклопластик
Материал влагозащитной  оболочки	Водоблокирующий слой из алюминиевой  ленты с полимерным покрытием  и слой из полиэтилена
Тип защитного покрытия	Однослойная броня из стальных оцинкованных проволок
Строительная длина, км	8
Допустимое тяговое усилие, кН	7,0

 

 

 

 

3 ВЫБОР И ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАССЫ

 

Все требования, учитываемые  при выборе трассы, можно свести к трем основным: минимальные капитальные  затраты на строительство, минимальные  эксплуатационные расходы и удобство обслуживания.

Для соблюдения указанных  требований трасса должна иметь наикратчайшее  расстояние между заданными пунктами и наименьшее количество препятствий, усложняющих и удорожающих строительство. При пересечении водных преград  следует избегать в месте перехода обрывистых и заболоченных берегов, перекатных участков, паромных переправ, стоянок судов, причалов  и т.д.

Исходя из этого, трасса проектируемой  ВОЛП будет проходить вдоль автомобильной  дороги Кемерово-Белово.

В таблицах 3.1 и 3.2 приведены характеристики трассы ВОЛП.

Таблица 3.1 – Характеристика трассы с правой стороны:

Показатели	Значения
	ОП1-ОП2
Протяженность трассы, км	119
Переходы через дороги, переход	12
- автомобильные	10
- железные	2
Переходы через реки	2
- судоходные	0
- несудоходные	2

 

Таблица 3.2 – Характеристика трассы с левой стороны:

Показатели	Значения
	ОП1-ОП2
Протяженность трассы, км	119
Переходы через дороги, переход	14
- автомобильные	12
- железные	2
Переходы через реки	4
- судоходные	1
- несудоходные	3

 

 

Волоконно-оптическую линию  передачи выгодно прокладывать с  правой стороны дороги, так как  в этом случае меньше пересечений со сложными препятствиями, такими как реки и автомобильные дороги. На рисунке (3.1) приведена ситуационная схема трассы.