1.3 Выбор типа кабеля

Связь необходимо организовать по воздушной ОВ линии связи и необходимо обеспечить связью 200 абонентов, поэтому я решил использовать одномодовый оптический кабель компании ЗАО «Трансвок».

ОКСМ-А-6(2.4)Сп-24(2) - диэлектрический самонесущий с наружной оболочкой из полиэтилена, с наружным покровом из арамидных нитей, внутренней оболочкой из полиэтилена; шесть оптических модулей с номинальным наружным диаметром 2,4 мм, скрученных вокруг стеклопластикового прута; 24 стандартных одномодовых волокна (Рек. МСЭ-Т G.652). Применяется для подвески на опорах контактной сети и линий автоблокировки железных дорог, на опорах линий электропередачи (ЛЭП) до 500 кВ, воздушных линиях связи и эксплуатации при температуре окружающей среды от минус 60°С до плюс 70°С;

Структурная схема кабеля на листе 1 графического материала.

Развернутый рисунок сварного соедининения волокон на оптическом кроссе на одном из оконечных пунктов указан на листе 2 графического материала.

1.4 Описание линейного кода

Потенциальный код NRZ - для передачи единиц и нулей используются два устойчиво различаемых потенциала:

биты 0 представляются значением U (В);

биты 1 представляются нулевым напряжением (0 В).

Достоинства метода NRZ:

— Простота реализации.

— Метод обладает хорошей распознаваемостью ошибок (благодаря наличию двух резко отличающихся потенциалов).

Недостатки метода NRZ:

— Метод не обладает свойством самосинхронизации. Даже при наличии высокоточного тактового генератора приёмник может ошибиться с выбором момента съёма данных, так как частоты двух генераторов никогда не бывают полностью идентичными. Поэтому при высоких скоростях обмена данными и длинных последовательностях единиц или нулей небольшое рассогласование тактовых частот может привести к ошибке в целый такт и, соответственно, считыванию некорректного значения бита.

— Вторым серьёзным недостатком метода, является наличие низкочастотной составляющей, которая приближается к постоянному сигналу при передаче длинных последовательностей единиц и нулей. Из-за этого многие линии связи, не обеспечивающие прямого гальванического соединения между приёмником и источником, этот вид кодирования не поддерживают. Поэтому в сетях код NRZ в основном используется в виде различных его модификаций, в которых устранены как плохая самосинхронизация кода, так и проблемы постоянной составляющей.

1.5 Расчет и размещение линейных регенераторов

В курсовом проекте отсутствует привязка к конкретной трассе прокладки кабеля, что не вызывает необходимости учета топологии трассы

Для расчета длины регенерационного участка руководствуются двумя параметрами: суммарным затуханием регенерационного участка и дисперсией оптического волокна (ОВ).

Если исходить из затухания с учетом всех потерь, имеющих место в линейном тракте, то расчетная формула длины регенерационного участка выглядит следующим образом:

L_py ≤ ( Э_п – α_рс·n_рс – α_нс·n_нс ) / ( α + α_нс/L_c ),

где:

Э_п – энергетический потенциал ВОСП, дБ, определяемый как разность

Э_п = Р_вых – Р_вх,

α – коэффициент затухания оптического волокна, дБ/,

n_рс – число разъемных соединителей,

n_нс – число неразъемных соединителей на участке регенерации,

а_рс – потери в разъемном соединителе, дБ

а_нс – потери в неразъемном соединителе, дБ

α=0.22 дБ/км

Э_п= 0-(-28)=28дБ

а_рс=0,4дб

а_нс=0,1дб

Расчет проводится для всего тракта передачи. Сначала определяется число строительных длин на рассматриваемом участке:

n_{с =} L/ l_с

где l_с = 4км – строительная длина кабеля.

n_{с =} 320/ 4 = 80

Общее число строительных длин для участка передачи определяет число неразъемных соединителей:

n_с= n_с-1

n_с= 80-1 = 79

Потери в неразъемных соединителях одномодового волокна 0,1дБ

Потери в разъемных соединителях с типом разъема FC/APC 0,5дБ

L_py ≤ ( Э_п – α_рс·n_рс – α_нс·n_нс ) / ( α + α_нс/L_c )

L_py ≤ (28 – 0,4·4 – 0,1· 79) / ( 0,22 + 0,1/4 )

L_py ≤ = 29,84 км

В моем случае - длинна тракта передачи L>L_ру, следовательно необходимо применение регенераторов или оптических усилителей.

Для определения количества регенераторов, которые необходимо установить на линии, используем формулу:

N_рег = L / L_ру – 1,

где:

L – длина линии,

L_ру – максимальная длина регенерационного участка для выбранной аппаратуры, км.

N_рег = L / L_ру – 1,

N_рег = 320 / 29,84 – 1 = 10

Далее, необходимо рассчитать длину регенерационного участка одного РП L_рп

L – L_ру = 320 – 29,84 = 290, 16 км

Выходная оптическая мощность наиболее распространенных оптических усилителей (EDFA) составляет:

Р_вых.оу = 12..24дБм

Для определения количества оптических усилителей n_ОУ необходимо рассчитать длину регенерационного участка одного ОУ l_оу по формуле

Lоу ≤ (Рвых.оу – αрс·nрс – αнс·nнс – αз)/( α + αнс/Lc)

Здесь значение энергетического потенциала заменено на значение выходной мощности оптического усилителя, так же используется коэффициент запаса, который принимается равным а_з = 2 дБ.

Расчет количества оптических усилителей произвести для максимального и для минимального значений выходной мощности, т.е, сначала рассчитать для Р_вых.оу = 12дБм, а затем для Р_вых.оу = 24дБм/

Рассчитываем для Р_вых.оу = 12дБм,

Lоу min ≤ (12 – 0,4·0 – 0,1·69 – 2)/(0,22 + 0,1/4)

Lоу min ≤ 12,65 км

Рассчитываем для Р_вых.оу = 24дБм,

Lоу max ≤ (24 – 0,4·0 – 0,1·69 – 2)/(0,22 + 0,1/4)

Lоу max ≤61,63км

В данной формуле был взят участок L-Lру, следовательно количество неразъемных соединений изменено в соответствии с длинной полученного участка.

требуемое число ОУ определится приближенно по формуле

N_оу = int ((L – l_ру )/ l_оу)

N_{оу min} = int ((320 – 29,84 )/ 12,65) = 22

N_{оу max} = int ((320 – 29,84 )/ 61,63) = 4

где

int(x) – целая часть числа х.

Выбираем N_{оу max} т.к. это обеспечивает большую эффективность построения линии и требует меньшего количества усилительных участков.

Эквивалентное значение энергетического потенциала Э_е

Э_е = Э_п + Р_вых.оу · N_оу

Э_е = 24 + 12 · 22 = 292

Э_е = 24 + 24 · 4 = 120

Выбираем Pвых.оу=24 дБм т.к. это обеспечивает большую эффективность построения линии и требует меньшего количества усилительных участков.

Расчет энергетического баланса заданного участка

Энергетический баланс участка показывает, как изменяется уровень сигнала на всем участке.

Р_вх.оп1 = Р_вых.оп – α· L_ру - α_рс·n_рс – α_нс·n_нс

ОП_1вых=0

ОРП_1вх=0-0,22 · 72,24-0,1 · 18-2 ·0,5=-18,6928

ОРП1_вых=24+(-18,6928)=5,3072

ОРП2_вх=5,3072-0,22 · 61,63-0,1 · 15-0 ·0,5=-9,7514

ОРП2_вых=24+(-9,7514)=14,2486

ОРП3_вх=14,2486-0,22 · 61,63-0,1 · 15-0 ·0,5=-0,81

ОРП3_вых=24+(-0,81)=23,19

ОРП4_вх=23,19-0,22 · 61,63-0,1 · 15-0 ·0,5=8,1314

ОРП4_вых=24+8,1314=32,1314

ОРП5_вх=32,1314-0,22 · 61,63-0,1 · 15-0 ·0,5=17,0728

ОРП5_вых=24+17,0728=41,0728

ОП2_вх=41,0728-0,22 · 31,24-0,1 · 15-2 ·0,5=32,5