Внедрение технологии спектрального уплотнения на участке ст. Свердловск – ст. Тюмень - Дипломная работа

Бурное развитие технологии производства систем и средств связи с практически неограниченной пропускной способностью и дальностью передачи и массовое их использование, по сути, привели к информационно-технологической революции и формированию глобального информационного общества. Однако область применения волоконнооптических 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) волоконнооптических телекоммуникационных сетей. 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 (SDH) вообще немыслимо без использования ВОЛС. 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 увеличении пропускной способности сетей связи удваивается каждый год, и этот темп вряд ли замедлится в ближайшие десять лет.Екатеринбург расположен на восточном склоне Среднего Урала по берегам р. В Екатеринбурге сходятся широтные и меридиональные железные и автомобильные дороги. Екатеринбург простирается с запада на восток на 15 км, с севера на юг на 26 км. Река Исеть, разделяющая город на западную и восточные части, превращена в систему ступенчато расположенных водоемов (самый крупный - Верх-Исетский пруд, другие - Городской, Парковый и Нижнеисетский). Тюмень расположен в Западной Сибири на реке Туре, притоке Тобола.Трасса для прокладки ОК выбирается исходя из условий:-минимальной длины между оконечными пунктами; При разработке проекта линии связи Свердловск - Тюмень целесообразно для сравнения рассмотреть два варианта прокладки кабеля: - прокладка в грунт; При втором методе протяжка кабеля осуществляется по опорам, что не требует строительства новой линии и разработки специального оборудования, т.е. монтаж осуществляется обычным оборудованием. При прокладке кабеля в грунт экологический ущерб довольно значительный, в связи с тем, что возникает необходимость дополнительной вырубки лесов, загрязняются водоемы, наносится урон сельскохозяйственным угодьям. Неудачным оказался опыт эксплуатации кабеля, проложенного в пластмассовой трубе.Расчет пропускной способности системы проводится по методике [2], с целью определения количества интерфейсов и их скорости. Число каналов, связывающих эти города, зависит от численности населения и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи. Тюменской области составляет: НТЮМ= 3430200 чел. Рассчитаем количество телефонных каналов между заданными оконечными пунктами по формуле (1.1): , (1.1) где a1, b1 - постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям, a1 = 1,3; b1 = 5,6; Исходя из статистических данных, которые показывают, что в настоящее время стационарным телефоном пользуется 30% всего населения России, получаем коэффициент mt=0,3, это количество абонентов в зоне АМТС: , чел., чел.Выбор типа оптического кабеля определяется пропускной способностью линейного тракта ВОСП, также учитываются условия и место его прокладки, наличие на трассе источников электромагнитных полей, опасность повреждения. При выборе конструкции кабеля для определенного назначения следует учесть ряд аспектов, к которым следует отнести: - соответствие кабеля ГОСТ, ТУ, которые разрабатываются в соответствии с требованиями ITU-T (Международный союз электросвязи - сектор стандартизации телекоммуникации), IEC (Международная электротехническая комиссия), и CECC (комитет по электронным компонентам в составе CENELEC); При определении пропускной способности волокна следует учитывать потери волокна и требования по их изменению. При выборе нужной конструкции кабеля для заданного назначения следует учитывать условия окружающей среды, в которой кабель будет эксплуатироваться, ГОСТ Р 52266-2004. Кабель представлен на рисунке 1.2: 1 - центральный силовой элемент стеклопластиковый стержень; 2 - ПБТ трубка со свободно уложенными оптическими волокнами и гидрофобным заполнителем; 3 - кордель; 4 - гидрофобный заполнитель; 5 - промежуточная ПЭ оболочка; 6 - Повив из арамидных нитей; 7 - наружная ПЭ оболочкаЧтобы и дальше обеспечивать клиентов высококачественной и быстрой связью, необходимо увеличивать мощности основных телекоммуникационных маршрутов, и увеличивать значительно. Однако каждый следующий канал STM-64 потребует установки оборудования и проведения строительно-монтажных работ на всех узлах магистрали, а уже для третьего канала нужно будет прокладывать новый кабель. Для обеспечения растущих потребностей клиентов Компании уже в самые ближайшие годы

Содержание

Введение

1. Обоснование проектных решений

1.1 Характеристика оконечных пунктов

1.2 Выбор трассы

1.3 Расчет пропускной способности проектируемой системы DWDM

1.4 Выбор оптического кабеля

1.5 Обоснование технологии

2. Конструкция и архитектура аппаратных средств системы DWDM OPTIX BWS 1600G

2.1 Выбор типа аппаратуры

2.2 Структура системы

2.3 Оптический оконечный мультиплексор (OTM)

2.4 Оптический линейный усилитель (OLA)

2.5 Оптический мультиплексор с функцией вставки/выделения (OADM)

2.6 Регенератор

2.7 Оптический корректор

3. Обоснование технических требований к основным компонентам системы DWDM

3.1 Мультиплексоры и демультиплексоры

3.2 Оптические усилители

3.3 Передатчики

3.4 Фотоприемники

3.5 Компенсаторы дисперсии

3.6 Аттенюаторы

4. Измерения и настройка систем DWDM

4.1 Параметры сигналов и компонентов

4.2 Методы измерения и контроля

4.3 Анализатор оптического спектра

4.4 Анализ поляризационно-зависимых потерь

4.5 Рефлектометрические измерения

5. Расчет параметров регенерационного участка

5.1 Определение длины участка по затуханию и дисперсии

5.2 Расчет дисперсии

5.3 Расчет энергетического бюджета

6. Расчет стрелы провеса кабеля

7. Расчет показателей надежности

8. Экономическая эффективность инвестиций

8.1 Исходные данные

8.2 Расчет объема капитальных вложений

8.3 Определение объема услуг и доходов от основной деятельности

8.4 Расчет годовой суммы эксплутационных расходов

8.5 Расчет прибыли и убытков

8.6 Определение экономической эффективности проекта

9. Расчет интегрального критерия уровня готовности к информационному обществу

10. Защита от электростатического разряда (ESD)

11. Охрана труда и техника безопасности

12. Безопасность жизнедеятельности, природопользование и охрана окружающей среды при разработке проекта

Заключение

Библиография

В последние два десятилетия прошедшего и в начале текущего века происходит смена эпохи индустриально-технологического развития передовых государств эпохой информационно-технологической. Ярким проявлением этого процесса является невиданный по скорости и результатом прогресс в создании новых методов и средств телекоммуникаций. Бурное развитие технологии производства систем и средств связи с практически неограниченной пропускной способностью и дальностью передачи и массовое их использование, по сути, привели к информационно-технологической революции и формированию глобального информационного общества. Сегодня телекоммуникации - это одна из самых быстроразвивающихся высокотехнологических и наукоемких отраслей мировой экономики. Уровень развития технологических разработок, производства и внедрения в различные сферы деятельности телекоммуникационных систем во многом формируют положительный образ передового государства.

Значение магистральных сетей в мире связи очень велико. Именно от их надежной работы зависит функционирование международной и междугородней телефонной связи, Internet, корпоративных сетей многих крупных компаний.

Одним из основных направлений современного научно-технического прогресса является всестороннее развитие волоконнооптических систем связи, обеспечивающих возможность доставки на значительные расстояния чрезвычайно большого объема информации с наивысшей скоростью. Уже сейчас имеются волоконнооптические линии связи (ВОЛС) большой информационной емкости с длиной регенерационных участков более 200 км. Однако область применения волоконнооптических 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) волоконнооптических телекоммуникационных сетей. Весьма перспективно использование волоконнооптической техники в кабельном телевидении, так как она позволяет с одной стороны обеспечить высокое качество передачи изображения, а с другой - 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 (SDH) вообще немыслимо без использования ВОЛС.

Пропускная способность оптических сетей никогда не бывает избыточной. Волоконнооптические линии, не задействованные сегодня, уже завтра будут загружены “под завязку”. Преобладание трафика Internet и других пакетных сетей в суммарном объеме всей передаваемой информации требует совершенно новых подходов к организации каналов связи и приводит к проблеме нехватки волокна. Преодолеть ее можно было бы за счет прокладки дополнительных линий, однако на это требуются огромные затраты.

Потребности в дальнейшем наращивании пропускной способности систем передачи информации стимулировала исследования в направлении поиска новых методов решения этой задачи. Одной из перспективных технологий систем передачи с использованием ВОЛС 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 увеличении пропускной способности сетей связи удваивается каждый год, и этот темп вряд ли замедлится в ближайшие десять лет. Снижение цен поставщиками, ослабление монопольных позиций государства в телекоммуникациях и неослабевающий интерес к использованию Интернета приводят только к увеличению спроса на скорость передачи. На сегодняшний день технология DWDM обеспечивает самый быстрый и экономичный рост полосы пропускания, на практике показывая свою надежность. Во многих случаях благодаря применению технологии DWDM пропускная способность оптической линии связи может быть увеличена в сотни раз.

По-видимому, данная технология еще не скоро достигнет своего предела по пропускной способности. В опытных системах уже достигнута передача нескольких сотен каналов по одному оптическому волокну. Дальнейший рост числа каналов возможен за счет уменьшения спектрального расстояния между ними, использования усилителей EDFA с большей шириной спектра, или за счет применения специализированных волокон, позволяющих осуществлять передачу в диапазоне шириной до 1200 нм без дополнительного усиления.

Впечатляющий рост пропускной способности достигается при увеличении скорости передачи данных в каждом канале. В современных цифровых системах передачи эта скорость составляет 2.5 Гбит/с или 10 Гбит/с. Были продемонстрированы опытные образцы систем со скоростью передачи 40 Гбит/с на канал, причем уже возможна одновременная передача данных по 192 каналам со скоростью 40 Гбит/с в каждом. Это соответствует суммарной скорости передачи более 5 Тбит/с по одному волокну.

Чтобы получить дополнительные цифровые каналы с наименьшими капитальными затратами, и предлагается использовать спектральное уплотнение. При этом получаемые длины волн эквивалентны по пропускной способности оптическим волокнам при технологии SDH. Внедрение систем DWDM определяется несколькими факторами: - увеличение пропускной способности волоконнооптического кабеля с помощью мультиплексирования на основе DWDM может оказаться более экономичным, чем строительство новых кабельных линий;

- появляются новые службы - "пожиратели полосы пропускания";

- сигнал, мультиплексированный в системе DWDM, переносится в оптической форме без промежуточных преобразований.

В качестве магистральной системы передачи наиболее перспективно использование технологии DWDM, поэтому темой дипломного проекта является проект транспортной сети с использованием технологии спектрального уплотнения на участке ст. Свердловск - ст. Тюмень железной дороги.