Техническое описание волоконно-оптической линии связи как системы передачи, при которой информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам. Обоснование выбора и проектный расчет оптической лини связи. Параметры кабеля и участки регенерации.
Аннотация к работе
КУРСОВАЯ РАБОТА на тему: «Построение волоконнооптической линии связи».1 Расчет параметров оптического волокна3.1 Разработка схемы организации связиВыбор системы передачи основывается на числе каналов и групповых потоков, организуемых между станциями. Определяем число первичных цифровых потоков (ПЦП) в заданных направлениях по формуле: (1) где NТЧ - число каналов тональной частоты (ТЧ) в заданном направлении; Определяем число первичных цифровых потоков между станциями Модем оптический МО-4ХЕ1 предназначен для использования в качестве оконечного оборудования на волоконнооптических линиях связи и позволяет организовать от одного до четырех первичных цифровых стыков (далее Е1) по паре одномодовых волоконных световодов (прием-передача), на длине волны 1,31 мкм или 1,55 мкм. Электрический интерфейс Е1 МО-4ХЕ1 соответствует Рек.G703 МСЭ-Т и обеспечивает работу с существующими типами оборудования первичного уровня 2048 кбит/с в стандартном коде МЧПИ (HDB-3).Кабель марки ОКСНМ-… изготавливается на основе лучших импортных и отечественных материалов. Данный тип кабеля предназначен для подвески на опорах линий электропередачи, контактной сети железных дорог, воздушных линий связи. Внутренняя оболочка изготавливается из полиэтилена производства фирмы Borealis (Финляндия). В кабеле используются гидрофобные заполнители Naptel 851 и Naptel OP308 производства фирмы British Petroleum (Франция). Промежуточная и внешняя оболочки изготавливаются из полиэтилена производства фирмы Borealis (Финляндия).Определяем значение показателя преломления и числовую апертуру: Определяем значение нормированной частоты, которая характеризует режим работы оптического волокна (одномодовый, многомодовый). Величина потерь определяется коэффициентом затухания, который определяется по формуле: (10) где ?п - коэффициент, учитывающий потери на поглощение малекулами вещества; Определяем величину потерь для длины волны 1,55 мкм: Аналогично выполняем расчеты для других длин волн и результаты вычислений заносим в таблицу. Определяем допустимые длины участков регенерации во втором и третьем окнах прозрачности: а) Для второго окна прозрачности ?=1,31 мкм: б) Для третьего окна прозрачности ?=1,55 мкм: Результаты вычислений допустимых длин участков регенерации заносим в таблицу: Таблица 6 - Допустимые длины участков регенерации ?, мкм ?max, км ?min, км Задаваясь длиной линии, определяем пропускную способность оптического волокна, и результаты расчетов заносим в таблицу: Таблица 7 - Результаты расчета пропускной способности оптического волокна ?х, км 20 40 60 80 100 120 150 160Схема организации связи составляется на основе исходных данных с учетом технических возможностей оборудования. Все ПЦП перед вводом в оборудования проходят через панель коммутации, которая позволяет делать измерения в сторону линии, в сторону станции, а также осуществлять различные переключения. Определяем требуемое число систем передачи в каждом направлении: ,(33) где Nпцп - число первичных в заданном направлении; Определяем число систем передачи на участке АВ: Для остальных направлений расчеты проводим аналогично и результаты расчетов заносим в таблицу.
План
Содержание
Введение
1. Описательный раздел
1.1 Выбор и характеристика системы передачи
Список литературы
Введение
Оптоволоконные сети, безусловно, являются одним из самых перспективных направлений в области связи. Пропускные способности оптических каналов на порядки выше, чем у информационных линий на основе медного кабеля. Кроме того, оптоволокно невосприимчиво к электромагнитным полям, что снимает некоторые типичные проблемы медных систем связи. Оптические сети способны передавать сигнал на большие расстояния с меньшими потерями. Несмотря на то, что эта технология все еще остается дорогостоящей, цены на оптические компоненты постоянно падают, в то время как возможности медных линий приближаются к своим предельным значениям и требуются все большие затраты на дальнейшее развитие этого направления.
Волоконнооптическая линия связи (ВОЛС) - это вид системы передачи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, известным под названием «оптическое волокно».
ВОЛС - это информационная сеть, связующими элементами между узлами которой являются волоконнооптические линии связи. Технологии ВОЛС помимо вопросов волоконной оптики охватывают вопросы, касающиеся электронного передающего оборудования, его стандартизации и протоколов передачи, а также вопросы топологии сети и общие вопросы построения сетей.
ВОЛС в основном используются при построении объектов, в которых СКС должна объединить многоэтажное здание или здание большой протяженности, а также при объединении территориально-разрозненных зданий.
Преимущества ВОЛС. Передача информации по ВОЛС имеет целый ряд достоинств перед передачей по медному кабелю. Стремительное внедрение в информационные сети ВОЛС является следствием преимуществ, вытекающих из особенностей распространения сигнала в оптическом волокне.
Широкая полоса пропускания обусловлена чрезвычайно высокой частотой несущей 1014 Гц. Это дает потенциальную возможность передачи по одному оптическому волокну потока информации в несколько терабит в секунду. Большая полоса пропускания - это одно из наиболее важных преимуществ оптического волокна над медной или любой другой средой передачи информации.
Малое затухание светового сигнала в волокне. Выпускаемое в настоящее время отечественными и зарубежными производителями промышленное оптическое волокно имеет затухание 0,2-0,3 ДБ на длине волны 1,55 мкм в расчете на один километр. Малое затухание и небольшая дисперсия позволяют строить участки линий без ретрансляции протяженностью до 100 км и более.
Низкий уровень шумов в волоконнооптическом кабеле позволяет увеличить полосу пропускания путем передачи различной модуляции сигналов с малой избыточностью кода.
Высокая помехозащищенность. Поскольку волокно изготовлено из диэлектрического материала, оно невосприимчиво к электромагнитным помехам со стороны окружающих медных кабельных систем и электрического оборудования, способного индуцировать электромагнитное излучение. В многоволоконных кабелях также не возникает проблемы перекрестного влияния электромагнитного излучения, присущей многопарным медным кабелям.
Малый вес и объем. Волоконнооптические кабели (ВОК) имеют меньший вес и объем по сравнению с медными кабелями в расчете на одну и ту же пропускную способность. Например, 900-парный телефонный кабель диаметром 7,5 см может быть заменен одним волокном с диаметром 0,1 см. Если волокно «одеть» в множество защитных оболочек и покрыть стальной ленточной броней, диаметр такого ВОК будет 1,5 см, что в несколько раз меньше рассматриваемого телефонного кабеля.
Высокая защищенность от несанкционированного доступа. Поскольку ВОК практически не излучает в радиодиапазоне, то передаваемую по нему информацию трудно подслушать, не нарушая приема-передачи. Системы мониторинга (непрерывного контроля) целостности оптической линии связи, используя свойства высокой чувствительности волокна, могут мгновенно отключить «взламываемый» канал связи и подать сигнал тревоги. Сенсорные системы, использующие интерференционные эффекты распространяемых световых сигналов (как по разным волокнам, так и разной поляризации), имеют очень высокую чувствительность к колебаниям, к небольшим перепадам давления. Такие системы особенно необходимы при создании линий связи в правительственных, банковских и некоторых других специальных службах, предъявляющих повышенные требования к защите данных.
Гальваническая развязка элементов сети. Данное преимущество оптического волокна заключается в его изолирующем свойстве. Волокно помогает избежать электрических «земельных» петель, которые могут возникать, когда два сетевых устройства неизолированной вычислительной сети, связанные медным кабелем, имеют заземления в разных точках здания, например, на разных этажах. При этом может возникнуть большая разность потенциалов, что способно повредить сетевое оборудование. Для волокна этой проблемы просто нет.
Взрывы, пожаробезопасность. Изза отсутствия искрообразования оптическое волокно повышает безопасность сети на химических, нефтеперерабатывающих предприятиях, при обслуживании технологических процессов повышенного риска.
Экономичность ВОК. Волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а потому недорогого материала, в отличие от меди. В настоящее время стоимость волокна по отношению к медной паре соотносится как 2: 5. При этом ВОК позволяет передавать сигналы на значительно большие расстояния без ретрансляции. Количество повторителей на протяженных линиях сокращается при использовании ВОК. При использовании солитонных систем передачи достигнуты дальности в 4000 км без регенерации (то есть только с использованием оптических усилителей на промежуточных узлах) при скорости передачи выше 10 Гбит/с.
Длительный срок эксплуатации. Со временем волокно испытывает деградацию. Это означает, что затухание в проложенном кабеле постепенно возрастает. Однако, благодаря совершенству современных технологий производства оптических волокон, этот процесс значительно замедлен, и срок службы ВОК составляет примерно 25 лет. За это время может смениться несколько поколений/стандартов приемопередающих систем.
Удаленное электропитание. В некоторых случаях требуется удаленное электропитание узла информационной сети. Оптическое волокно не способно выполнять функции силового кабеля. Однако, в этих случаях можно использовать смешанный кабель, когда наряду с оптическими волокнами кабель оснащается медным проводящим элементом.1. Скляров Н.Н. Волоконнооптическая система связи. - М.: Солон-пресс, 2000.
2. Слепов О.К. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи. - М.: Радио и связь, 2003. -468 с.