Проектирование магистрального участка сети с применением оптического кабеля

 

 

Соединитель SC, дизайн которого принадлежит японской фирме NTT, считается самым перспективным и применяется во всех отраслях, связанных с ВОЛС. Соединитель ST применяется в сетях передачи данных. Резьбовой соединитель FC преимущественно используется с одномодовым волокном, но менее удобен, чем SC, кроме того, он не имеет дуплексного аналога.

Поэтому для проектируемой  линии связи целесообразно применять  соединители типа SC и ST. Вносимые потери при применении соединителей SC для волокна SMF составляют менее 0,5 дБ; соединителей SТ для волокна SMF составляют менее 0,7 дБ.

 

 

 

 

4.4 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

                                           П = Р_пер - а_вх - а_вых - Р_{пр мин}                                                            (4.7) 

 

где Э_П = (Р_пер–Р_пр) – энергетический потенциал волоконно-оптической системы передачи. Э_П = 30 дБ. 

        а_вх = а_вых = 0,55дБ.

П =30 – 0,55 – 0,55 = 28,9дБ

 

4.5 Расчет энергетического запаса  

 

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

 

П - α _∑ = 28,9 – 7,95 = 20,95

 

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

 

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

 

                                                                                                       (4.8)

где  - вероятность ошибки, приходящаяся на 1 км оптического линейного тракта (для магистральной сети 10^–11, для внутризоновой 1,67·10^–10, для местной 10^–9). 

       Обычно р_ош=10^–8 – 10^–9.

        l _р.у. = 100 км

        р_ош = 100 ∙10^–11=1∙10^-9

 

4.7 Определение уровня передачи мощности оптического излучения на выходе передающего оптического модуля (ПОМ) 

 

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

                                                                                                      (4.9)

где Р_с – уровень средней мощности оптического сигнала на выходе источника излучения, Р_с = 0дБ;

       ΔР – снижение уровня средней мощности, зависящее от характера сигнала (для кода NRZ  3дБ, для RZ 6дБ), Для STM-16,64 выбирают NRZ, для STM-1,4 выбирают RZ .

Р_пер = 0 – 3 = -3дБ.

 

4.8 Определение уровня мдм (порога чувствительности приемного оптического модуля – ПРОМ) 

 

Уровень МДМ (порог чувствительности ПРОМ):

 

для pin-фотодиода:  

 

; 

 

для лазерного диода: 

 

                                .                 (4.10)

 

B = 2488,32 Мбит/c

p_min = - 55 + 10 ∙ lg 2488,32 = -21,04

p_min = - 70 + 10 ∙ lg 2488,32 = -36,04

 

 

4.9 Определение  быстродействия системы  

 

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

                                                                                                               (4.11)

где β – коэффициент, учитывающий  характер линейного сигнала (линейного  кода), для кода NRZ β = 0,7; для остальных  β = 0,35.

t_∑ = 0,7/(2488,32∙10⁶)=  0,28 ∙ 10^-9 с = 0,28 нс

 

Общее ожидаемое быстродействие ВОСП рассчитывается по формуле:

                                                                            (4.12)

где t_пер = (0,5…10) нс – быстродействие ПОМ;

      t_пр = (0,2..20) нс – быстродействие ПРОМ;

      t_ОВ – уширение импульса на длине регенерационного участка:

                                                                                                         (4.13)

где τ – дисперсия оптического  волокна, с/км. τ = 3.5 пс/(нм км) 

      l _р.у. = 100 км

      τ _ов = 3.5∙ 10^-12 ∙ 100 = 350 ∙ 10^-12 с

τ _ож = 1,111∙ = 0,869

Если t_ож< t_Σ, то выбор оптического кабеля сделан верно.  В моем случае 0,869∙10^-9<0,28∙10^-9, значит оптический кабель выбран правильно.

Запас по быстродействию, с, определяется разностью

                                                                                                       (4.14)

 ∆t= 0.869 нс- 0.28 нс= 0.589 нс

 

4.10 Расчет надежности  

 

Надежность является одной  из важнейших характеристик современных  магистралей и сетей связи. Основными  показателями надежности являются:

- интенсивность отказов Х, часов;

- вероятность безотказной работы для заданного интервала времени Р(t₀);

- средняя наработка на отказ Т₀, час;

- среднее время восстановления Т_в, час;

- коэффициент готовности К_г;

- интенсивность восстановления М, 1/час.

Расчет показателей надежности магистрали проводится при следующих  допусках: отказы элементов магистрали являются внезапными, независимыми друг от друга, их интенсивность постоянна  в течение всего периода эксплуатации.

Интенсивность отказов определяется по формуле:

                                                                                                    (4.15)

где n – число оконечных пунктов, n = 2;

      L – длина линии, L = 326 км;

      Х₁ – интенсивность отказов оконечного пункта, 1/час;

      Х₂ – интенсивность отказов одного километра линейно-кабельных сооружений, 1/км. 

 

Таблица  4.5 – Показатели надежности

Показатели надёжности	ОРП	Кабель на 1 км
Интенсивность отказов λ, 1/ч	10 Е-7	5 ∙ 10 Е-8
Время восстановления повреждения  tв, ч	0,5	5,0

 

 

Из таблицы берем      Х₁ = 10^-7, Х₂ = 5 ∙ 10^-8

Х_∑ = 2∙10^-7 + 326 ∙ 5 ∙ 10^-8 = 165∙10^-7

 

Средняя наработка на отказ  определяется выражением

                                                                                                              (4.16)

Т₀ = 1/ 165∙10^-7 = 60610

 

Коэффициент готовности системы  определяется по формуле

                                                                                                        (4.17)

Среднее время восстановления приводится в справочных данных на аппаратуру T_в = 0,5.

К_г = 60610/ (0,5+60610) = 0,99

 

Коэффициент простоя системы  будет составлять

                                                                                                          (4.20)

К_п = 1- 0,99 =0,01

 

Интенсивность восстановления определяется выражением

                                                                                                               (4.21)

М = 1/0,5 = 2

 

Вероятность безотказной  работы:

                                                                                                     (4.22) 

 

          P(t₀) = ^0,99

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Схема организации связи 

 

В данном разделе проекта  приводится краткое изложение основных решений проектируемой схемы  организации связи. Схема организации связи приведена на рисунке 5.1

Рисунок 5.1- Схема организации связи на проектируемом участке

 

Таблица 5.1- Примерные данные о проектируемом распределении каналов между пунктами А – Б

Число каналов.	Использование.	Сфера обслуживания.
Пункт А
1…250	Телефония	Удовлетворение потребностей населения в междугородней связи
250…400	Internet, видеоконференцсвязь проводное вещание, банковская сеть, передача данных и т. п.	Государственное управление, финансово-кредитная сфера, здравоохранение, промышленный комплекс, топливно-энергетический комплекс, наука и образование, т.п.
400…650	Аренда, развитие
Пункт Б
1…200	Телефония	Удовлетворение потребностей населения в междугородней связи
200…350	Internet, проводное вещание, передача данных, кабельное телевидение, транзит и т.п.	Государственное управление, здравоохранение, промышленный комплекс, топливно-энергетический комплекс и  т.п.
350…650	Аренда, развитие

6 Монтаж и прокладка оптического кабеля с  учетом выбранной трассы

 

На этапе подготовительных работ, в соответствии с проектными спецификациями, проводится закупка  необходимого оборудования и материалов. Осуществляется строгая проверка полученной от поставщиков продукции: входной  контроль кабеля и проверка оборудования.         

 

6.1 Методы прокладки ОК   

 

При строительстве сетей  связисты часто сталкиваются с невозможностью использовать кабельную канализацию  или существующую жилую и административную застройку, для прохода методом  воздушного подвеса, в таких случаях  монтаж кабеля по опорам освещения  или столбам электропередач может существенно облегчить задачу.

В целом используются два  основных метода подвески ОК: подвеска самонесущих ОК и подвеска ОК без  несущих силовых элементов, с  креплением их к существующим несущим  элементам (тросам, проводам и др.).

OK должен подвешиваться  на опорах при условии, что  несущая их способность достаточна  для восприятия всех действующих  и дополнительных нагрузок от  подвешиваемого ОК, а расположение  ОК не препятствует нормальному  техническому обслуживанию линии, на которой он подвешивается.

Подвеска ОК на опорах контактной сети железных дорог осуществляется с полевой стороны, с обеспечением нормируемых расстояний от проводов и сооружений, а также от поверхности  земли. Переходы ОК с одной стороны  эл.ж.д. на другую выполняются либо подземным способом с использованием кабельного канала из неметаллических труб, либо по воздуху с подвеской ОК на дополнительно установленных опорах. Расстояние перехода от фундамента ближайшей опоры контактной сети должно составлять не менее 10 м, а угол пересечения переходом железной дороги должен быть близок к 90°.

При подвеске ОК на опорах предварительно устанавливаются раскаточные ролики, по которым протягивается диэлектрический  трос-лидер. Через вертлюг и кабельный  чулок он соединяется с барабаном  ОК, установленном на подъемно-тормозном  устройстве. Протяжка троса-лидера с  прикрепленным к нему ОК производится плавно лебедкой. При протягивании ОК производится визуальный контроль за его провисанием и отсутствием  закручивания по трассе членами бригады, оснащенными биноклями и переносными  радиостанциями. При подходе во время  протяжки стыка троса-лидера и ОК к раскаточному ролику скорость протяжки, которая находится в пределах 1,8 км/ч, снижают до минимума.

Работы по закреплению  ОК в расчетном положении производят не позднее, чем через 48 часов после  его раскатки. В ходе этих работ  выполняют: крепление ОК на опорах натяжными  зажимами, перекладывание ОК с роликов  в поддерживающие зажимы, укладывают и закрепляют на опорах технологические  запасы длин ОК. В качестве натяжных и поддерживающих зажимов преимущественно  применяют спиральные зажимы.

Существует несколько стандартных методов монтажа:

-Поддерживающий.

-Натяжной.

-Комбинированный.

Монтаж оптического  кабеля с использованием поддерживающих зажимов.

Поддерживающие зажимы используются для участков, где кабель идет по прямой линии, максимальный угол поворота при использовании таких зажимов  составляет от 10 до 20 °. Отечественные  и зарубежные производители предлагают множество вариантов зажимов  для поддерживающего монтажа  самонесущих (ADSS) и 8-образных кабелей.