4.4 Выбор типа оптического кабеля для каждого участка сети и его характеристики

Российскими кабельными заводами оптические кабели (ОК) производятся в основном двух типов: с модульной конструкцией сердечни­ка (сердечник с центральным силовым элементом, преиму­щественно из стеклопластикового стержня, вокруг которого находятся трубки-модули с расположенными в них оптичес­кими волокнами (ОВ)), емкостью до 288 ОВ, и трубчатой конструкции (в виде центрального модуля-трубки), емкос­тью до 24 ОВ.

Допустимые условия прокладки оптического кабеля:

- прокладка в кабельную канализацию и специальные (защитные пластмассовые) трубы;

- прокладка в грунтах различных категорий;

- прокладка в грунтах, характеризующихся мерзлотными явлениями,

- прокладка в болотах, на речных переходах, на глубоко­водных участках водоемов (озера, водохранилища);

- прокладка на прибрежных и на глубоководных участках морей;

- подвеска на опорах воздушных линий связи, опорах ЛЭП, опорах контактной сети и автоблокировки желез­ных дорог;

- прокладка внутри зданий, в коллекторах и туннелях.

В зависимости от исполнения ОК условия прокладки мо­гут быть и расширенными (например, для прокладки в ка­бельную канализацию, специальные трубы, для подвески).

Основными особенностями конструкций ОК, определяю­щими область их прокладки, являются:

- состав элементов конструкции ОК (наличие или отсут­ствие гидрофобного заполнения, металлических эле­ментов);

- механические характеристики (в основном допустимые растягивающие и раздавливающие усилия);

- материал наружной оболочки.

Характерными особенностями конструкций ОК по сравне­нию с медно-жильными кабелями связи являются:

- малые размеры и масса;

- большая строительная длина (4 - 6 км и более);

- малая величина километрического затухания;

- отсутствие необходимости содержания ОК под избы­точным воздушным давлением;

- стойкость к электромагнитным (гроза, ЛЭП и др.) воз­действиям (металлические конструктивные элементы используются только в качестве бронепокровов и/или для предотвращения поперечной диффузии влаги).

Прокладка ОК производится с использованием техноло­гий, виды которых определяются проектом, условиями про­кладки, типами используемых ОК, используемым оборудо­ванием и др.

Во всех случаях при прокладке не должны превышаться нормируемые нормативно-технической документацией на кабели механические воздействия (в первую очередь уси­лия растяжения и сжатия), климатические условия (нижняя предельная температура прокладки, как правило, состав­ляет минус 10 °С), допустимые радиусы изгиба ОК (ради­ус изгиба не должен быть менее 20 наружных диаметров ОК) и т.д.

В курсовом проекте необходимо выбрать марку кабеля для каждого участка проектируемой сети. При выборе типа кабеля необходимо учесть, что согласно заданию на курсовой проект, между узлами А и В оптический кабель прокладывается в грунт, между узлами B и C оптический кабель подвешивается на опорах ЛЭП, а между узлами C и D оптический кабель проходит по территории города, а значит, прокладывается в кабельной телефонной канализации (КТК). Т.е. для каждого из вариантов курсового проекта надо выбрать по три марки ОК: подвесной; для прокладки в грунт; для прокладки в КТК.

Кроме того, заданием на курсовое проектирование предусмотрено, что учащиеся должны выбирать марку оптического кабеля соответствующего завода производителя в зависимости от варианта задания на курсовое проектирование.

При выборе марки ОК предпочтение следует отдавать маркам кабеля, имеющего меньшую массу, меньший диаметр (для упрощения прокладки), меньшую стоимость. Не следует забывать, что ОК должен удовлетворять требованиям по растягивающему усилию и выдерживать изменения температур, в местности, где он будет проложен. Число оптических волокон (ОВ) в выбранном ОК, не должно превышать 8 -12 (2 основных ОВ + 2 резервных ОВ, оставшиеся ОВ можно сдавать в аренду или оставить для развития проектируемой сети в будущем).

Для каждого из выбранных кабелей необходимо привести подробную расшифровку марки ОК (маркообразование). Маркообразование можно найти на сайте завода-производителя данного ОК. Ниже приведён пример маркообразования для кабеля ИКБН-Т-А12-6.0:

ИК – оптический кабель, производства «Интегра-Кабель» Б – тип защитного бронепокрова (повив из круглых стальных оцинкованных проволок) Н – оболочка из материала, не распространяющего горение Т – тип сердечника (центральная трубка) А – тип оптического волокна (одномодовое, ITU-T G.652C(D)) 12 – количество оптических волокон в кабеле 6.0 – максимально допустимое растягивающее усилие кабеля, в кН

Основные технические характеристики выбранных кабелей следует привести в виде таблицы 4.7.

Таблица 4.7 – Технические характеристики выбранных ОК

Марка оптического кабеля для прокладки	В грунт	для подвески	в канализа- ции
Параметры для указанной марки кабеля	ИКБН-Т-А12-6.0
Конструкция (На основе центральной трубки или на основе модульной конструкции)	На основе центральн. трубки
Количество оптических волокон в кабеле	До 48
Номинальный наружный диаметр кабеля, мм, от	10
Масса кабеля, кг/км, от	140
Длительно допустимая растягивающая нагрузка, кН	2,5 – 80
Допустимая раздавливающая нагрузка, кН/см	0,4 – 1,0
Минимальный радиус изгиба	20 ø кабеля
Коэффициент затухания, дБ/км на λ=1,55 мкм	< 0,22
Коэффициент затухания, дБ/км на λ=1,31 мкм	< 0,35
Коэффициент хром. дисп. на λ=1,31мкм, пс/(нм×км)	≤ 3.5
Коэффициент хром. дисп. на λ=1,55мкм, пс/(нм×км)	≤ 18

Кроме того, в данном разделе должен быть приведён рисунок – сечение оптического кабеля, который согласно проекту планируется проложить в грунте (для нечётных вариантов) и подвесного (для чётных вариантов). На рисунке 4.6 показано, как должен выглядеть этот рисунок на примере оптического кабеля ОКЛК-01-8-16-10/125-0,22-18-20.

Условные обозначения:

1 - Оптические волокна - свободно уложены в полимерных трубках (оптические модули), заполненных тиксотропным гелем по всей длине.

2 - Центральный силовой элемент (ЦСЭ), диэлектрический стеклопластиковый пруток, вокруг которого скручены модули.

3 - Кордели - сплошные ПЭ стержни для устойчивости конструкции.

4 - Поясная изоляция в виде лавсановой ленты, наложенная поверх скрутки.

5 - Гидрофобный гель, заполняющий пустоты скрутки по всей длине.

6 - Внутренняя оболочка выполнена из композиции ПЭ низкой и высокой плотности.

7 - Броня в виде одного повива оцинкованных проволок или диэлектрических высокопрочных стержней.

8 - Наружная оболочка выполнена из композиции средней или высокой плотности.

Рисунок 4.6 - Конструкция кабеля ОКЛК-01-8-16-10/125-0,22-18-20

Необходимо помнить, что каждый из рисунков в КП должны быть размещён на отдельном листе.

4.5 Разработка проектируемой схемы организации связи

Схема организации связи является самым важным документом при проектировании сети связи. При проектировании синхронной сети основными элементами схемы являются мультиплексоры SDH, соединённые в сеть оптическим кабелем.

На проектируемой схеме организации связи необходимо указать пункт, из которого будет осуществляться управление всеми мультиплексорами данного участка сети. Управление сетью связи осуществляется через интерфейс Q3. Чаще всего управление сетью и раздача синхросигнала от ВЗГ (ПЭГ) осуществляются из одного и того же узла сети. На рисунке 4.13 показан пример проектируемой схемы организации связи для варианта 0. Из этого рисунка видно, что управление сетью и раздача синхросигнала в проектируемую сеть связи производятся из узла А.

В верхней части схемы организации связи показаны все узлы сети в виде условных обозначений. Обратите внимание, чем отличаются условные обозначения терминальных мультиплексоров (TM) и мультиплексоров ввода-вывода (ADM).

Ниже должна располагаться таблица, в которой указываются марки кабеля между всеми узлами сети и расстояния между пунктами в километрах.

Под таблицей располагается сама схема организации связи. Из рисунка видно, что для соединения четырёх узлов сети использована топология «линейная цепь», применена схема резервирования оптического тракта «1+1». Оптический кабель на схемах показывают в виде следующего значка: . Между узлами в данной сети по 4 волокна: 2 основных и 2 резервных. Согласно заданию узел А находится в краевом (областном или районном центре). Абоненты узлов B, C и D связываются с другими краями (областями) через узел А. Из узла А раздаётся узлам B, C и D трафик данных (Интернет и IPTV). Согласно заданию варианта 0 из узла А в каждый из узлов B, C и D поступает трафик Гигабит Ethernet по 2 Гбит/с. Таким образом, через входные интерфейсы Гигабит Ethernet (GE) мультиплексора А в проектируемую сеть связи должен поступать суммарный трафик 6 GE (3 по 2GE).

Согласно заданию варианта 0 из узла А в узел B для обеспечения услугами речи абонентов передаётся 32 потока Е1, из узла А в узел C передаётся 41 поток Е1 и в узел D поступает 13 потоков Е1. Таким образом из узла А в на проектируемый участок сети поступает суммарный трафик 86 потоков Е1 (32+41+13).

Следует обратить внимание на условные обозначения агрегатных интерфейсов мультиплексоров. На рисунке 4.13 использованы условные обозначения агрегатных интерфейсов согласно рекомендации G.957 МСЭ-Т. Ниже приведена расшифровка условных обозначений согласно данной рекомендации (коды применения агрегатных оптических интерфейсов SDH):

- I – внутристанционное применение (intro – office);

- S – обозначает передачу на небольшие расстояния (short);

- L – обозначает передачу на большие расстояния (long);

- V – обозначает передачу на очень большие расстояния (very long);

- U – обозначает передачу на сверхбольшие расстояния (ultra long).

Цифры в обозначении оптического агрегатного интерфейса обозначают:

- Уровень STM, который может быть: 1, 4, 16, 64, 256;

- Последняя цифра в обозначении (после точки) обозначает используемую длину волны и тип волоконно-оптического кабеля:

- 1 – обозначает использование лазера с длиной волны 1310 нм и стандартного оптического волокна (ОВ) согласно рекомендации G.652;

- 2 – обозначает использование лазера с длиной волны 1550 нм и стандартного оптического волокна (ОВ) согласно рекомендации G.652;

- 3 – обозначает использование лазера с длиной волны 1550 нм и оптического волокна со смещённой дисперсией согласно рекомендации G.653.

Например, обозначение: L-64.2 говорит о том, что это оптический интерфейс на большие расстояния для мультиплексора уровня STM-64, работающих на длине волны 1,55 мкм. Очень важно в курсовом проекте произвести правильный выбор кодов агрегатных оптических интерфейсов SDH для каждого узла проектируемой сети. Этот выбор зависит от расстояния между узлами сети связи и уровня STM. В последней строке таблиц 4.4 и 4.5 пункта 4.2 данного учебного пособия приведены максимальные дальности передачи для различных кодов оптических интерфейсов.

Из рисунка 4.13 видно, что для варианта 0 расстояние между узлами А и B составляет 75 км. Однако согласно таблице 4.4 для оптического интерфейса STM-64 L-64.2 это расстояние не должно быть более чем 60 км. В данной ситуации для увеличения дальности передачи самым простым выходом из положения является включение оптического усилителя на выходе лазера. Среди блоков аппаратуры XDM фирмы ECI имеется большое разнообразие оптических усилителей, среди них наиболее подходящим является усилитель MO BAS – бустер с коэффициентом усиления до 16 дБ. Этот блок устанавливается в кассету модулей полки XDM-1000.