Автор: Пользователь скрыл имя, 15 Ноября 2011 в 05:49, дипломная работа
При проектировании межстанционной соединительной линии на базе
оптического кабеля в дипломном проекте необходимо:
зная емкость АТС-6,АТС-5, определить величины нагрузок
между АТС-5 и АТС-6
рассчитать число соединительных линий, необходимое для
организации межстанционной связи;
исходя из заданной длины волны и рассчитанного числа
соединительных линий, выбрать систему передачи и рассчитать
требуемое число оптических волокон;
в зависимости от заданной длины волны и рассчитанного числа
оптических волокон выбрать тип и марку оптического кабеля;
рассчитать параметры оптического кабеля: числовую апертуру,
затухание, дисперсию;
определить длину регенерационного участка, сделать выбор о
необходимости установки необслуживаемого регенерационного
пункта (НРП);
рассмотреть вопросы организации строительно-монтажных
работ при прокладке оптического кабеля в кабельной канализации;
рассчитать растягивающее усилие при прокладке оптического
кабеля на проектируемом участке;
Введение 4
Перспективы развития телефонной сети
города Тобольска. 7
2.Выбор системы передачи и типа оптического кабеля. 10
2.1.Расчет числа межстанционных соединительных
линий на участке АТС-5 – АТС-6 города Тобольска. 10
2.1.1.Определение нагрузки на выходе коммутационного
поля АТС-5 и АТС-6 города Тобольска. 10
2.1.2.Определение межстанционных нагрузок. 11
2.1.3.Определение интенсивности нагрузок между
АМТС и АТС-6города Тобольска. 12
2.1.4. Расчет числа соединительных линий между АТС-5
и АТС-6. 13
2.1.5. Расчет числа соединительных линий между АМТС
и АТС-6. 13
2.2.Выбор системы передачи. 13
2.3.Основные сведения о мультиплексоре STM-1. 15
2.3.1.Назначение мультиплексора STM-1. 15
2.3.2.Основные технические данные
мультиплексора STM-1. 21
2.4. Организация связи между двумя АТС цифрового
типа с использованием мультиплексора STM-1. 21
2.5.Выбор оптического кабеля, его конструкция и
технические характеристики. 22
3.Расчет параметров оптического волокна. 25
3.1.Физические основы передачи сигналов по ОВ. 25
3.1.Расчет числовой апертуры и определение режима
работы оптического волокна. 29
3.2.Расчет затухания оптического волокна. 31
3.3.Расчет дисперсии и пропускной способности световода. 35
4.Определение длины регенерационного участка. 38
4.1. Расчет длины регенерационного участка
по дисперсии. 38
4.2. Расчет длины регенерационного участка
по затуханию. 38
5.Строительство и монтаж волоконно-оптической
линии передачи. 40
5.1.Организация и особенности строительства ВОЛП. 40
5.2.Подготовительные работы по строительству. 40
5.3.Прокладка оптического кабеля в кабельной
канализации. 43
5.4.Расчет растягивающих усилий при прокладке
оптического кабеля на проектируемом участке. 52
5.5.Монтаж оптического кабеля. 54
5.5.1.Сварка оптического волокна. 56
5.5.2.Соединение ОВ методом склеивания и с помощью
металлических сростков. 57
5.5.3.Измерения выполняемые в процессе монтажа
оптического кабеля. 58
5.5.4.Наложение защитного покрытия и герметизация
оптического волокна. 59
6.Эксплуатационные и монтажные измерения параметров
волоконно-оптических линий передачи. 61
6.1.Измерение затухания. 61
6.1.1.Метод обрыва. 62
6.1.2.Измерение вносимого затухания. 63
6.1.3.Метод обратного рассеения 63
6.2.Измерение уровней оптической мощности. 64
6.3.Измерение коэффициента ошибок. 65
6.4.Измерение энергетического потенциала и чувствительности
приемного оптического модуля. 66
6.5.Измерение дисперсии. 67
7.Оценка надежности межстанционной волоконно-
оптической линии передачи. 70
8.Оценка технико-экономической эффективности
проектируемой волоконно-оптической линии передачи. 74
8.1.Описание вариантов организации межстанционной связи. 74
8.2.Расчет капитальных затрат на организацию
межстанционной соединительной линии. 75
8.3.Расчет затрат на производство и реализацию услуг связи. 79
8.4.Расчет показателей эффективности капитальных вложений. 81
9.Охрана труда и техника безопасности при строительстве ВОЛП. 83
9.1.Перечень опасных и вредных производственных факторов. 83
9.2.Требования безопасности, указываемые в технологической
документации. 84
9.3.Прокладка кабеля. 84
9.4.Работа в подземных смотровых устройствах. 86
9.5.Монтажные работы. 87
9.6.Работа с измерительными приборами. 88
9.7.Погрузочно – разгрузочные работы. 89
9.8.Противопожарная безопасность. 90
9.9.Охрана окружающей природной среды. 91
Заключение.
Подставляя, получим:
Критическая длина волны
Подставляя, получим :
Определим нормативную частоту:
где
а = 5 мкм – радиус сердцевины оптического волокна ;
l = 1,31 мкм – длинна волны ;
NA – числовая апертура.
Подставляя, получим:
По
полученному результату можно сделать
вывод, что оптическое волокно является
одномодовым.
3.3 Расчет затухания
оптического волокна
Важнейшим параметром световодов затухание передаваемой энергии.
Для заданных значений скорости передачи информации и вероятности ошибки мощность сигнала на входе фотодетектора должна быть больше некоторой определенной величины. Потери энергии в световодах наряду с дисперсией определяют длину регенерационного участка цифровых ВОЛС. Коэффициент затухания световодных трактов оптических кабелей обусловлен собственными потерями в волокнах световодах a к , называемыми структурами, а также деформацией и изгибами световодов при наложении упрочняющих покрытий оболочек в процессе изготовления оптического кабеля :
Собственные потери волоконных световодов состоят из потерь поглощения энергии в диэлектрике a р . Кроме этого значительный вклад в затухание вносит наличие примесей в сердцевине световода a пр . Таким образом:
a
с = a
п + a
р + a
пр
Величина потерь на поглощение обусловлена комплексным характером диэлектрической проницаемости, которая связана с tg d и линейно растет с частотой:
где n 1 – показатель преломления сердцевины;
l - длинна волны в км;
tg d - тангенс угла диэлектрических потерь в материале световода.
Подставляя соответствующее значение, получим:
Рассеяние обусловлено неоднородностями материала волоконного световода, размеры которых сравнимы с длинной волны, и тепловой флуктуацией показателя преломления
где К = 1,38 × 10 – 23 Дж / К – постоянная Больцмана;
Т = 1500 ° К – температура перехода стекла в твердую фазу;
c = 8,1 × 10 – 11 м 2 / Н – коэффициент сжимаемости
n 1 –показатель преломления сердцевины;
По формуле определяем потери рассеяния:
Тогда, собственные потери будут равны:
Дополнительные потери в оптических кабелях классифицируются на следующие:
a 1 – вследствие микроизгибов;
a 2 – вследствие микроизгибов оптического волокна и других нарушений прямолинейности;
a 3 – за счет потерь в защитной оболочке ;
a 4 – вследствие термохимических воздействий на волокно в процессе изготовления кабеля.
Микроизгибы
представляют собой мелкие
локальные (сравнимые с диаметром
волокна) нарушения прямолинейности
волокна. Они обусловлены
а1 =( N . h2 . a . 10 – 3) /( b6 . Δ 3 ) , дБ.
где N – число микроизгибов;
h – высота микроизгиба, мкм;
а – радиус сердцевины волокна;
Δ – относительная разность показателей преломления.
Определим потери на микроизгибах при разных значениях N и h.
Расчет коэффициента затухания а1 приведен в таблице 2.
Потери на микроизгибах
0,03 дБ/км.
Макроизгибы обусловлены
Определим потери на
| Rизг | 10 . Дкаб | 20 . Дкаб | 40 . Дкаб |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| а2, дБ | 0,205 | 0,102 | 0,05 |
Таблица 3 – Зависимость
а2 от Rизг
Дкаб = 21 . 10 - 3 м
При прокладке оптического кабеля в канализации в канализации минимально допустимый радиус изгиба составляет 20 . Дкаб, поэтому примем а2 = 0,102 дБ/км.
Потери в защитной оболочке характеризуются тем, что при полном внутреннем отражении часть энергии просачивается во внешнее пространство, окружающее световод и затухает по экспоненциальному закону. Это энергия достигает защитной оболочки и поглощается последней.
Примем а3 = 0,01 дБ/км.
Потери термомеханического характера обусловлены различием в температурных коэффициентах удлинения стекла и материала оболочки, в силу чего появляются внутренние напряжения, сюда же относятся механические воздействия на волокна в процессе изготовления кабеля.
Потери
термомеханического характера
Таким образом, кабельные потери составят:
Общее затухание сигнала в оптическом кабеле составит:
3.4 Расчет дисперсии и пропускной способности световода
Дисперсия – рассеяние во времени спектральных составляющих оптического сигнала. При работе ЦСП они выражаются в уширении передаваемых импульсов и, как следствие, - в ограничении пропускной способности оптического кабеля.
Дисперсия возникает по двум причинам: некогерентность источников излучения и существование большого числа мод.
Дисперсия, вызванная первой причиной, называется хроматической (t хр) и состоит из двух составляющих - волноводной (t в) и материальной (t м) . Волноводная дисперсия обусловлена зависимостью коэффициента распространения от длины волны. Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления от длины волны.
Дисперсия, вызванная второй причиной, называется модовой (межмодовой) t мод . Она обусловлена наличием большого количества мод, каждая из которых распространяется со своей скоростью.
Уширение импульсов в результате дисперсии, которое характеризуется временем нарастания сигнала и определяемое как разность между самым большим и самым маленьким временем прихода лучей в сечении световода на расстоянии от начала 1 км, может быть рассчитано по формуле:
Различные виды дисперсии проявляются по-разному в различных типах волоконных световодов. Так, в одномодовых волокнах модовая дисперсия отсутствует, и результирующее значение дисперсии определяется хроматической дисперсией.
t
р = t
хр = t
в + tм
.
Информация о работе Перспективы развития телефонной сети города Тобольска