Міністерство транспорту та зв’язку України

Українська державна академія залізничного транспорту

Кафедра”Транспортний зв’язок”

Розрахунок лінійного обладнання первинної мережі

Пояснювальна записка та розрахунки до курсового проекту з

дисципліни: «Виброничі процеси та обладнання об’єктів автоматизації»

Керівник роботи доцент

_________

Розробиd студент

групи

_________

5.12.2010р.

Харків 2010

Зміст

Вступ………………………………………………………………………………3

1 Вихідні дані…………………………………………………………………….4

2 Розрахунок лінійного обладнання первинної мережі………………………..6

2.1 Оцінка можливості використання існуючих оптичних волокон………….6

2.2 Вибір квантових оптичних підсилювачів……………………………….…..7

2.3 Оптичні мультиплексори введення-виведення……………………………..8

2.4 Розрахунок мережі зв’язку з використанням технології хвильового мультиплексування…...…………………………………………………………10

2.4.1 Розрахунок дисперсії………………………………………………12

2.4.2 Розрахунок довжини підсилювальної дільниці………………….14

2.5 Визначення співвідношення «сигнал-завада»…………………………….16

2.6 Побудова діаграми рівнів для ділянки № 6……………………………..…20

Висновок…………………………………………………………………………22

Список використаної літератури…………………….…………………………23

Вступ

Даний курсовий проект грунтується на розрахунку лінійного обладнання первинної мережі. У проектах мають передбачатися найбільш сучасні в технічному розумінні кабелі та обладнання, вироби і матеріали вітчизняного виробництва та виробництва зарубіжних провідних фірм і компаній, а також передові індустріальні методи будівництва лінійно-кабельних споруд.

Під час розробки проектів необхідно приймати технічні рішення, які забезпечать: надійність і довгострокову експлуатацію лінійно-кабельних споруд та обладнання, можливість зростання обсягів передавання інформації з мінімальними витратами, високу якість послуг даного зв’язку.

Необхідність подолати обмеження в швидкості та дальності передачі, обумовлені впливом міжмодової дисперсії, привела до появи одномодових волокон. В наш час використовують одномодове волокно, як середовище передачі для DWDM систем. Значні переваги одномодового оптичного волокна в порівнянні з багатомодовим і стали причиною переходу на виробництво одномодових оптичних волокон для телекомунікаційних кабелів. Застосування одномодових оптичних волокон в комплексі з удосконаленням передавальних систем дозволило досягти багаторазового росту пропускної здатності лінії зв’язку. В даний час оптичні системи і кабелі зв’язку вийшли зі стадії лабораторних досвідів і виступили в стадію практичного застосування для пристрою сполучення ліній між АТС у великих містах і в пригородах.

1 Вихідні дані

Дільниця	Довжина
29	368

Типи оптичних волокон

Оскільки одномодове оптичне волокно має низьке загасання, широку смугу пропускання, невелику вартість, легко змінювану і нарощувану місткість, було досягнуто міжнародної угоди – використовувати одномодове волокно як середовища передачі для DWDM систем. В даний час ITU-T визначило чотири типи одномодових волокон з різними конструкціями – Рекомендації G.652, G.653, G.654 і G.655.

Волокно G.652 звичайне одномодове волокно для широкого використовування, називається волокном з оптимальними параметрами на 1310нм і також називається волокном з незміщеною дисперсією. По показнику заломлення перетину серцевини підрозділяється на два типи: із злагодженою оболонкою і із стислою оболонкою. У них приблизно однакові властивості. Перший тип простіше у виготовленні але володіє порівняно великим загасанням на макровигинах і мікровигинах, а другий великі втрати на з'єднаннях.

Волокно G.653 називається волокном із зміщеною дисперсією або волокно оптимізоване на 1550нм. Шляхом підбору профілю показника заломлення в перетині, точка нульової дисперсії цього типу волокна зміщується у вікно 1550нм, з мінімальним коефіцієнтом загасання. Це дає можливість використовувати його у високошвидкісних лініях наддалекої оптичної передачі.

Волокно G.654 це одномодове волокно із зміщеною довжиною хвилі відсічення. Цей тип волокна створений для зменшення втрат на 1550нм. Точка нульової дисперсії у нього біля 1310нм. Дисперсія на 1550нм порівняно велика, порядку 18пс/(нм х км). Для зменшення впливу дисперсії треба використовувати лазер з однією подовжньою модою. Волокно G.654 головним чином використовується в підводних лініях зв'язку з дуже великою відстанню між регенераторами.

Волокно G.655 це одномодове волокно з ненульовою зміщеною дисперсією, подібний волокну G.653 і має невелику дисперсію біля 1550нм для подолання ефекту чотирьоххвильового змішування при DWDM передачі. Добре підходить для DWDM систем.

За винятком вищеописаних чотирьох типів стандартних волокон, з'явилося волокно з великою робочою смугою, яке теж підходить для високошвидкісних ліній великої дальності. Точка нульової дисперсії у нього біля 1510нм і робоча смуга до 72 квадратних мкм. Тому, можна обійти вплив нелінійних явищ і це волокно добре підходить для додатків DWDM систем на базі 10Гбит/с.

2 Розрахунок лінійного обладнання первинної мережі

2.1 Оцінка можливості використання існуючих оптичних волокон

Частотний план, що будемо використовувати для хвильового мультиплексування наведено у таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 – Частотний план, що використовується

Частота, ТГц	№ каналу	Довжина хвилі, нм
	STM-4
193,8	1	1546,92
193,7	2	1547,72
193,6	3	1548,51
193,5	4	1549,32

Через значну дисперсію та рівень загасання багатомодові волокна не використовуються в сучасних мережах SDH і WDM.

Стандартні волокна із ступінчастим показником переломлення - SSF використовувалися до теперішнього часу дуже широко.

Їх загасання на λ= 1,55 нм було понижено до 0.22-0.19 дБ/км, але вони мали суттєвим недоліком на довжині хвилі λ = 1,55 мкм їх хроматична дисперсія була 17÷20 пс/нм×км.

По своїм технічним характеристикам кабелі марки ОКЛБ-01-0,3/2,0-4(8,16)задовольняють вимогам по їх застосуванню у системах хвильового мультиплексування технологій WDM (DWDM) у заданому діапазоні частот.

Розглянемо можливості використання оптичних підсилювачів для існуючих кабельних ліній.

2.2 Вибір квантових оптичних підсилювачів

Квантові підсилювачі розроблялися для довжини хвилі 1,55 мкм, там де загасання оптичного кабелю є мінімальним. Їх перевагами, крім того – широка смуга частот пропускання, низький рівень шумів.

Використання квантових підсилювачів в системах спектрального ущільнення виправдане тим, що вони дають можливість підсилити сигнали всіх оптичних складових лінійного спектру без необхідності регенерації сигналів кожної складової окремо.

На даний час основними вживаними квантовими підсилювачами в системах WDM є квантові підсилювачі на волокнах легованих ербієм, причому, тільки у вікні прозорості 1530-1560 нм. Параметри оптичних квантових підсилювачів вказаного типа різних компаній виробників дані в таблиці 1.2.

Для подальшого використання доцільно використовувати оптичні підсилювачі компанії HUAWEI TECHNOLOGIES (Китай) марки Huawei FLА-1565, які задовольняють вимогам по підсиленню сигналу у заданому діапазоні.

Таблиця 1.2 - Основні параметри оптичних підсилювачів типу EDFA

Параметри	Huawei FLА-1565	Lucent 1712	Lucent 1713	Alcatel 1664	Ciena	IRE-Polus   EAU-200
1	2	3	4	5	6	7
Діапазон швидкостей модулюючого сигналу, Гбит/с	0.6-10.0	2.5-10.0	2.5-10.0	0.6-2.5	0.05-10.0	Нд
Діапазон підсилюваних довжин хвиль, нм	1535-1565	1530-1560	1535-1565	1530-1565	1540-1560	1530-1570
Смуга підсилення, нм	30	30	30	Нд	нд	Нд
Нерівномірність АВХ, дБ	< ±0.5	Нд	Нд	Нд	±1	Нд
Діапазон підсилюваних вхідних сигналів в режимі бустера, дБм	≥-6.0	≥-6.0	≥-6.0	-6.0…+4.0	нд	Нд
Вихідна потужність в режимі бустера, дБм	10, 12, 14, 16	12, 14, 16	12, 14, 16	10, 13, 15	14, 17	Нд
Продовження табл. 1.2
1	2	3	4	5	6	7
Потужність насичення, дБм	21	Нд	10.75	Нд	нд	23
Коефіцієнт малосигнального підсилення, дБ	35	33, 30, 38	30, 35	нд	35	42
Чутливість в режимі попереднього підсилювача, дБм	-35	-30	-30	-37	-30	Нд
Поляризаційна чутливість, дБ	0.2	0.2-0.5	0.2-0.5	Нд	нд	0.2
Хвильова чутливість, дБ	0.5	<1.5	0.6-1.5	Нд	нд	Нд
Коефіцієнт шуму, дБ	<5	<5; 7; 5	<8.5	нд	<5	5.5-6.0
Довжина хвилі накачки, нм	980	980	1480	нд	980	965
Діапазон робочих температур, оС	-20…+65	0…+65	0…+65	нд	нд	-30…+65
Споживана потужність, Вт	<20	<30	<30	нд	нд	<25