Проект внедрения технологии волнового уплотнения на участке Новосибирск – Кемерово

1. Тема проекта  Проект внедрения  технологии волнового уплотнения на участке Новосибирск – Кемерово

Утверждена  приказом по университету от «____» __________2004 года.

 

2. Срок сдачи студентом  законченного проекта ____________________________________

 

3. Исходные данные к проекту (эксплуатационно-технические данные):
0. Скорость передачи по транспортным потокам – 16 Гбит/с;
0. Численность населения г. Новосибирска – 2797,7 тыс. чел;

Численность населения г. Кемерово – тыс. чел.

Технические характеристики промышленных систем WDM;

Схема резервирования – 1+1;

Режим работы – круглосуточный;

Требования по защите окружающей среды – в соответствие с действующими нормами и правилами;

Требования к исполнительной документации – в соответствие с РД45.156-2000.

4.  Содержание расчетно - пояснительной записки                                         Срок

     (перечень  подлежащих разработке вопросов)                                        выполнения

     и сроки  выполнения по разделам:

4.1  Геолого-географический  очерк и анализ существующих схем организации связи. Обоснование выбора аппаратуры;

4.2  Анализ  промышленных систем WDM;

4.3  Анализ  эволюции прохождения многоволнового  оптического сигнала и определение расстояния между усилительными пунктами;

4.4  Принципы  построения аппаратуры WDM и обоснование технических требований к основным узлам;

4.5  Разработать  схему организации связи и  разместить усилительные пункты;

4.6  Разработать  мероприятия по приемке и вводу  в эксплуатацию проектируемой  линии;

4.7  Измерения и настройка  в каналах WDM;

4.8  Произвести технико-экономические  расчеты;

4.9  Рассмотреть мероприятия  по обеспечению безопасности  жизнедеятельности при строительстве  ВОЛП;

4.10 Оформление пояснительной  записки.

 5.  Определение интегрального критерия уровня готовности к информационному обществу по результатам, полученным в дипломном проекте.

6.  Перечень графического материала  (с точным указанием обязательных  чертежей).

6.1 Ситуационная схема  связи между г.Новосибирском и  г.Кемерово;

6.2 Схема организации  связи;

6.3 Схема измерений и настройки каналов;

6.4 Технико- экономические  показатели;

6.5 Основные технологии  WDM мультиплексирования.

 

Консультанты по проекту (с указанием  относящихся к ним разделов проекта).

 

По основным разделам – Горлов Н.И.                         _________________________________

По технико-экономическому обоснованию

По охране труда и технике безопасности – Горлов Н.И. ____________________________

Дата выдачи задания ___________________

 

Руководитель ________________  /Н.И.Горлов/

 

Задание принял к исполнению «_____» ____________2004г.

 

_______________________

(подпись студента)

 

 

 

Аннотация

В данном дипломном проекте рассматриваются  вопросы модернизации оптической линии  на основе технологии волнового уплотнения на участке Новосибирск – Кемерово.

При модернизации ВОЛП используется проложенное одномодовое оптическое волокно на длину волны 1,55 мкм, а также аппаратура WDM на основе технологии волнового уплотнения синхронной цифровой иерархии уровня STM – 16 со скоростью передачи 2488 Мбит/с. Описаны вопросы, связанные с измерениями и паспортизацией систем WDM. Даны краткие характеристики оптических волокон и основных узлов аппаратуры уплотнения.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

Одним из основных направлений современного научно-технического прогресса является всестороннее развитие волоконно-оптических систем связи, обеспечивающих возможность доставки на значительные расстояния чрезвычайно большого объема информации с наивысшей скоростью. Уже сейчас имеются волоконно-оптические линии связи (ВОЛП) большой информационной емкости с длиной регенерационных участков более 200 км. Однако область применения волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) не ограничивается передачей данных на большие расстояния для непосредственной связи, а имеет более широкий спектр, от бортовых систем до локальных (LAN) и глобальных (WAN), волоконно-оптических  телекоммуникационных сетей. Весьма перспективно использование волоконно-оптической техники в кабельном телевидении, т.к. она позволяет с одной стороны обеспечить высокое качество передачи изображения, а с другой стороны – существенно расширить возможности информационного обслуживания абонентов. Развитие телекоммуникационных технологий по пути многоцелевого назначения для телефонной и телеграфной связи, телевидения, передачи данных, мультимедиа приложений и т.д., как единой цифровой сети интегрированного обслуживания (ISDN), а затем появившейся технологии асинхронного режима переноса (АТМ), как связующей с транспортными сетями синхронной цифровой иерархии (SDN), вообще немыслимо без использования ВОЛП.

Одной из перспективных технологий систем передачи с использованием ВОЛП является технология WDM. Эта технология становится актуальной, когда оператор заинтересован в увеличении скорости передачи своих сетей. На междугородной сети с появлением новых услуг и технологий (мультисервисных сетей, АТМ технологий, мультимедиасвязи и т.д.) потребность в цифровых каналах растет очень быстро и уже ощущается недостаточное количество оптических волокон, используемых в сетях SDH. Кроме того, для резервирования сети необходимо создать обходные пути, что приводит к избыточности и разветвленности сети.

Чтобы получить дополнительные цифровые каналы с меньшими капитальными затратами и предлагается использовать спектральное уплотнение уже проложенных и эксплуатируемых ВОЛП. Для увеличения полосы пропускания используется технология WDM/DWDM, при которой на одном волокне получается несколько длин волн. При этом получаемые длины волн эквивалентны по пропускной способности оптическим волокнам.

Переходя к технологии WDM, владельцы сетей сразу получают систему на 16 оптических канала с планируемым увеличением в будущем до 128 каналов. При этом себестоимость каналов резко падает. Частотный интервал между каналами первоначально составляет 100 ГГц (0,8 нм), но при модернизации системы уменьшается до 50 ГГц (0,4 нм), более того, система может быть двунаправленной, например: 16 каналов передают сигнал в одном  направлении и 16 каналов –  в противоположном. 

В настоящее время в междугородных  магистральных  цифровых сетях используют скорости передачи информации 2,5 Гбит/с. Реализовав переход к системам WDM, телекоммуникационные компании получают сети со скоростями 10 Гбит/с и вполне очевидно, что с удешевлением подобного оборудования станет возможным дальнейший рост скорости передачи до 40 Гбит/с.

В дипломном проекте освещены некоторые  вопросы при модернизации существующей сети с применением аппаратуры WDM.

 

1 Геолого-географический очерк и анализ существующих схем организации связи.

Применение одной из самых перспективных  на сегодняшний день технологий волнового мультиплексирования обусловлено многими факторами, в том числе,- быстрым ростом объема передаваемых сообщений, трафика сети Интернет, компьютерных технологий, заставляет операторов связи искать новые пути для увеличения пропускной способности существующих сетей. Участок трассы Новосибирск – Кемерово включен в стратегически важную волоконно-оптическую линию Москва – Хабаровск ОАО «Ростелеком». В связи с развитием сети связи, для увеличения скорости передачи и объема передаваемой информации возникает требование производить модернизацию существующей сети связи.

1.1 Характеристика оконечных пунктов.

Новосибирская область расположена  в географическом центре страны, в  юго-восточной части Западной Сибири, главным образом, в междуречье  Оби и Иртыша.  Территория представляет собой плоскую равнину и только в восточной части обрамлена горами – предгорьями Салаирского кряжа.  Ее площадь составляет 178,2 тыс. кв. км. Новосибирская область заключена в пределах 75-85 градусов восточной долготы и 53-57 градусов северной широты. Протяженность с запада на восток более 600 км., с юга на север более 400 км. На юго-западе Новосибирская область граничит с Казахстаном, на западе – с Омской, на севере – с Томской, на востоке – с Кемеровской областями, на юге – с Алтайским краем.

Географическое положение области  обуславливает ее континентальный климат. Рельеф области неоднороден. Долина Оби разделяет территорию на две неравные части. Левобережная часть, составляющая около 80% территории, расположена на обширной равнине Обь-Иртышского междуречья (Васюганской равнине, Барабинской и Кулундинской низменности), где высоты колеблются от 100 до 200 м над уровнем моря и лишь на Приобском плато – 300 м. Меньшая, правобережная часть, к востоку от Оби,  представляет собой возвышенную равнину от 160 до 300 м над уровнем моря, с резко выраженными чертами эрозионного ландшафта и густой сетью речных долин, оврагов, балок, холмов и увалов. С юго-востока примыкают предгорья Салаирского кряжа с высотами до 500 м.

Недра области достаточно богаты полезными  ископаемыми. Водные ресурсы области включают многочисленные реки, около 350,  с общим объемом стока 8 куб.км. в год и озера. Все реки и озера зимой покрываются льдом, некоторые промерзают до дна. Характерным элементом ландшафта области являются озера, которых насчитывается до 3000, они занимают 3,5% территории области. Новосибирская область богата ресурсами подземных вод: пресных и маломинерализированных – пригодных для хозяйственно-питьевого водоснабжения, минеральных – для лечебных целей, термальных – для теплофикации.

Растительность области отличается разнообразием и представлена лесами, болотной и луговой типами. Площадь сельскохозяйственных угодий составляет 48% территории. Ведению сельского хозяйства благоприятствует и относительно мягкий климат. Продолжительность солнцестояния в Новосибирске немногим меньше, чем в Краснодаре. Средняя дневная температура июля +25 градусов С, на юге – до +40. Средняя температура января – 20 градусов С. Численность населения 2 797,7 тыс.чел. (2002г.).

Областной центр – Новосибирск, крупнейший промышленный, научный, культурный и административный центр Сибири с населением около 1,7 млн. человек. В 1993 году его жители отпраздновали свой первый вековой юбилей. Здесь сосредоточено 80% промышленного потенциала области, пересекаются важнейшие транспортные магистрали страны. В Новосибирске находятся центры Сибирских отделений Российской академии наук, Российской академии сельскохозяйственных наук, Российской академии медицинских наук. В городе семь театров, и не случайно изображение одного из них – Государственного академического театра оперы и балета – является своеобразной визитной карточкой, символом города.

Город занимает по численности –  четвертое место в России, по площади  территории он следует сразу за Москвой  и Санкт-Петербургом. Грандиозные  здания железнодорожного вокзала и сто- квартирного дома, Дома Ленина, городского и областного исполкомов и комплекса центральной площади, включающего в себя оперный театр, определяют архитектурный облик Новосибирска. Сохранились здания дореволюционной постройки: областного краеведческого музея и Дома офицеров, собора Александра Невского. Современные здания ТЮЗа и областного совета, ГПНТБ, цирка, Гумма «Россия» формируют архитектурную внешность города. Город делится на десять районов.

Кемерово (до 1932 - Щегловск), город, центр Кемеровской области РСФСР. Расположен на обоих берегах р. Томь, при впадении в неё р. Искитим. К. связано с Транссибирской магистралью через станцию Юрга. Пристань на р. Томь. 492 тыс. жителей в 2000. Город образован в 1918 из сёл Щеглово (основано в 1720) и Кемерово (основано в 1863). В 1907 были построены первые угольные шахты. За годы Советской власти К. превратилось в важный промышленный центр Кузбасса. Ведущие отрасли промышленности: химическая, угольная и машиностроительная. В районе города - угольные шахты и разрезы, дающие коксующиеся и энергетические угли. Важнейшие химические предприятия: Новокемеровский химкомбинат, коксохимический, азотно-туковый, пластических масс и анилинокрасочный заводы. Заводы химического машиностроения, строительных машин, электротехнический и электромоторный. Развиваются лёгкая, пищевая и промышленность стройматериалов. Город развился в советское время. Река Томь делит город на 2 части - левобережную, где размещен центр города, и правобережную.

По генеральному плану, разработанному в начале 1950-х гг. (Государственный институт проектирования городов), построены крупные общественные здания (Драматический театр, Дворец культуры, кинотеатры, стадион "Химик") и жилые районы, автодорожный мост через р. Томь, проведены благоустройство и озеленение. В 1971 разработан новый генеральный план (архитектор Л. С. Гришина и др.). В К. - институты: политехнический, педагогический, медицинский, культуры, пищевой промышленности, филиал Всесоюзного заочного финансово-экономического института; химико-технологический, химический, индустриально-педагогический, пищевой промышленности, механизации учёта, строительный, вечерний горный и др. техникумы, медицинское, музыкальное и культурно-просветительное училища. Драматический театр, театр оперетты, театр кукол, краеведческий музей.

 

2 Основные принципы технологии WDM

2.1 Эволюция волоконно-оптических систем и сетевых технологий

Волоконно-оптические линии связи  – это вид линий связи, при  котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, известным под названием «оптическое волокно».

Оптическое волокно в настоящее  время считается самой совершенной  физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния.

Способность волноводов переносить информацию впервые была открыта в 60-е годы. Уже в 70-х годах с изобретением кварцевого оптического волокна с низким показателем потерь, которое имеет три окна прозрачности на 0,8 мкм, 1,3 мкм и 1,55 мкм длинах волн и показатель потерь менее 0,25 дБ/км в области 1,55 мкм стало возможна передача световых сигналов на расстоянии свыше нескольких десятков километров.