Содержание

Введение………………………………………………………………………….......3

1. Определение числа каналов на внутризоновых и магистральных линиях..…..6

2. Выбор системы передачи и определение емкости кабеля………………….......8

3. Выбор трассы……………………………………………………………….…..…9

3.1. Выбор трассы на загородном участке……………………………………........9

3.2. Выбор трассы в населенных пунктах………………………………….……..12

4. Расчет параметров оптического волокна……………………………….……...14

4.1. Расчет затухания……………………………………………………….……....15

4.2. Расчет дисперсии……………………………………………………….……...16

5. Выбор конструкции оптического кабеля……………………………….……...18

6. Расчет длины участка регенерации ВОЛП…..………………………………...19

7. Выбор метода прокладки оптического кабеля………………………………...19

7.1. Прокладка ОК в грунт кабелеукладчиком…………………………………...19

7.2. Прокладка в защитной пластмассовой трубе с задувкой…………………...20

7.3. Подвеска ОК на ЛЭП или контактной сети железной дороги……………...22

7.4. Прокладка оптического кабеля Омск – Калачинск………………………….23

8. Заключение……………………………………………………………………….27

9. Список использованной литературы…………………………………………... 28

Введение

Оптоволокно - это стеклянная или пластиковая нить, используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Оптоволокна используются в оптоволоконной связи, которая позволяет передавать цифровую информацию на большие расстояния и с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи. Простой принцип действия позволяет использовать различные методы, дающие возможность создавать самые разнообразные оптоволокна:

■ Одномодовые оптоволокна

■ Многомодовые оптоволокна

■ Оптоволокна с градиентным показателем преломления

■ Оптоволокна со ступенчатым профилем распределения показателей преломления.

Из-за физических свойств оптоволокна необходимы специальные методы для их соединения с оборудованием. Оптоволокна являются базой для различных типов кабелей, в зависимости от того, где они будут использоваться.

Оптоволоконные коммуникационные линии по сравнению с металлическими системами имеют определенные преимущества. Передаваемый сигнал не искажается исходящими извне электромагнитными и радиочастотными помехами, поэтому оптический кабель абсолютно невосприимчив к воздействию высокого напряжения или молнии. Кроме того, в оптоволоконных кабелях отсутствует электромагнитное излучение, что идеально соответствует строгим стандартам, предъявляемым сегодня к телевизионным и компьютерным прикладным системам.

Благодаря тому, что оптические сигналы не требуют заземления, передатчик и приемник изолированы и, следовательно, свободны от проблем, связанных с организацией заземляющего контура.

Строение_оптоволокна

Основные составляющие элементы оптоволокна:

Стержень - Зона прохождения света через волокно (стекло или пластик). Чем больше диаметр стержня, тем больший пучок светового излучения передается по волокну Оболочка - обеспечивает достаточно низкий показатель преломления на поверхности стержня, чтобы вызвать эффект полного внутреннего отражения в сердечнике для передачи световых волн через волокно.

Покрытие - Представляет собой многослойную пластмассовую оболочку, предназначенную для защиты волокна от ударов и других внешних воздействий. Такие буферные покрытия имеют толщину от 250 до 900 мкм. Размеры стекловолокна обычно характеризуются внешним диаметром сердечника, оболочки и покрытия. Например: 50/125/250 указывает, что у оптоволокна диаметр сердечника - 50 микрон, оболочки - 125 микрон и покрытия - 250 микрон. Для сравнения - лист бумаги по толщине приблизительно равен 25 микронам. При подключении или соединении волокон покрытие всегда удаляется.

Волоконно-оптическая линия передачи (ВОЛП) — волоконно-оптическая система, состоящая из пассивных и активных элементов, предназначенная для передачи информации в оптическом (как правило — ближнем инфракрасном) диапазоне.

Активные компоненты:

Мультиплексор/Демультиплексор — широкий класс устройств, предназначенных для объединения и разделения информационных каналов. Мультиплексоры и демультиплексоры могут работать как во временно́й, так и в частотной областях, могут быть электрическими и оптическими (для систем со спектральным уплотнением).

Регенератор — устройство, осуществляющее восстановление формы оптического импульса, который, распространяясь по волокну, претерпевает искажения. Регенераторы могут быть как чисто оптическими, так и электрическими, которые преобразуют оптический сигнал в электрический, восстанавливают его, а затем снова преобразуют в оптический.

Усилитель — устройство, усиливающее мощность сигнала. Усилители также могут быть оптическими и электрическими, осуществляющими оптико-электронное и электронно-оптическое преобразование сигнала.

Лазер — источник монохромного когерентного оптического излучения. В системах с прямой модуляцией, которые являются наиболее распространёнными, лазер одновременно является и модулятором, непосредственно преобразующим электрический сигнал в оптический.

Модулятор — устройство, модулирующее оптическую несущую по закону информационного электрического сигнала. В большинстве систем эту функцию выполняет лазер, однако в системах с непрямой модуляцией для этого используются отдельные устройства.

Фотоприёмник (фотодиод) — устройство, осуществляющее оптоэлектронное преобразование сигнала.

Пассивные компоненты

Оптический кабель, светонесущими элементами которого являются оптические волокна. Наружная оболочка кабеля может быть изготовлена из различных материалов: поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена, тефлона и других материалов. Оптический кабель может иметь бронирование различного типа и специфические защитные слои (например, мелкие стеклянные иглы для защиты от грызунов).

Оптическая муфта — устройство, используемое для соединения двух и более оптических кабелей.

Оптический кросс — устройство, предназначенное для оконечивания оптического кабеля и подключения к нему активного оборудования.

Одним из важнейших достижений последнего времени в области связи является появление оптических кабелей (ОК) и волоконно-оптических систем

передачи (ВОСП), которые по своим характеристикам превосходят все традиционные кабели и системы связи. Оптические системы и кабели используют не только для организации телефонной городской и междугородной связи, но и для кабельного телевидения, видеотелефонии, радиовещания, вычислительной техники, технологической связи и т. д. Кроме того, они получили применение в машиностроении, медицине, для связи с подвижными объектами, в энергосистемах.

Очень важен и стоимостной фактор. В конце прошлого века волоконные линии связи, как правило, по стоимости были соизмеримы с проводными линиями, но с течением времени, учитывая дефицит меди, положение непременно изменится. Эта убежденность основана на том, что материал световода – кварц – имеет неограниченный сырьевой ресурс, тогда как основу проводных линий составляют такие теперь уже редкие металлы, как медь и свинец. И дело даже не только в стоимости. Если связь будет развиваться на традиционной основе, то к концу века вся добываемая медь и весь свинец буду расходоваться на изготовление телефонных кабелей – а как развиваться дальше. В настоящее время оптические линии связи занимают доминирующее положение во всех телекоммуникационных системах, начиная от магистральных сетей до домовой распределительной сети. Благодаря развитию оптико-волоконных линий связи активно внедряются мультисервисные системы, позволяющие довести до конечного потребителя в одном кабеле телефонию, телевидение и Интернет.

1.Определение числа каналов на внутризоновых и магистральных линиях

Число каналов, связывающих заданные оконечные пункты, в основном зависит от численности населения в этих пунктах и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи.

Численность населения в любом областном центре и в области в целом может быть определена на основании статистических данных последней переписи населения в РФ. По данным переписи 2016 года население города Калачинск составляет 22 700 человек. При проектировании будем учитывать прирост населения. Количество населения в заданном пункте и тяготеющих к нему окрестностях с учетом среднего прироста населения равно:

, чел., ( 1.1)

Нt=22700(1+0.02)^5= 22700 *1.02^5=22700 *1.04= 23608 чел.

где Н₀ — народонаселение в период переписи населения , чел.;

р - средний годовой прирост населения в данной местности, % (принимается по данным переписи 2-3%);

t — период, определяемый как разность между назначенным перспективного проектирования и годом проведения переписи населения.

Год перспективного проектирования принимается на 5-10 лет вперед по сравнению с текущим временем. В курсовой работе следует принять 5 лет вперед. Следовательно, t = 5+(t_m — t₀), где t_m — год составления проекта; t₀ — год, к которому относятся данные Н₀.

T=5+(2016-2016)=5 Степень заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи зависит от политических экономических, культурных и социально- бытовых отношений между группами населения, районами и областями. Взаимосвязь между заданными оконечными и промежуточными пунктами определяется на основании статистических данных, полученных предприятием связи за предшествующие проектированию годы. Практически эти взаимосвязи выражают через коэффициент тяготения f₁, который, как показывают исследования, колеблется в широких пределах (от 0,1 до 12%).

Учитывая это, а также то обстоятельство, что телефонные каналы в междугородной связи имеют превалирующее значение, необходимо определить сначала количество телефонных каналов между заданными оконечными пунктами. Для расчета телефонных каналов используют приближенную формулу:

, (3.2 )

где ₁ и f₁ — постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям; обычно потери задаются 5%, тогда ₁ = 1,3; β₁= 5,6;

f₁ — коэффициент тяготения, f₁ = 0,05 (5 %);

y – удельная нагрузка, т.е. средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом, y=0,05Эрл;

m_а и m_б - количество абонентов, обслуживаемых оконечными станциями АМТС соответственно в пунктах А и Б.

В перспективе количество абонентов, обслуживаемых той или иной оконечной АМТС, определяется в зависимости от численности населения, проживающего в зоне обслуживания. Принимая средний коэффициент оснащенности населения телефонными аппаратами равным 0,5, количество абонентов в зоне АМТС m=0,5 H_t,(3.3)

m =0.5*23608=11804

где Нt- из формулы (3.1 ).

N тф=1,55*0,05*0,05* ( (11804*11804)/ (11804+11804))+5,6=29

Таким образом можно рассчитать число каналов для телефонной связи между заданными оконечными пунктами, но по кабельной магистрали организуют каналы и других видов связи, а также должны проходить и транзитные каналы. Общее число каналов между двумя междугородными станциями заданных пунктов.

n_об=n_тф +n_пд+n_инт +n_тв +Δn ≈ 2 n_тф + n_пд +n_инт+n_тв , (3.4)

где: n_тф – число двухсторонних каналов для телефонной связи; n_тв – то же для передачи телевидения; n_пд – то же для передачи данных; n_инт – число каналов интернета;

Δn ≈ n_тф- число каналов для телеграфной связи, проводного вещания, транзитных каналов и т. д.

Потребности в передаче данных в настоящее время растут быстрее потребности в телефонных каналах и n_пд может быть принято 1,2 n_тф. Рост потребности в интернет-связях очень велик и может быть принят n_инт =5 n_тф. Также при проектировании предусмотрим два двусторонних телевизионных канала, которыми обмениваются соседние области. Учитывая, что один ТВ-канал занимает 1600 телефонных каналов, получаем общее число каналов:

n_об≈ 2 n_тф + n_пд +n_инт+n_тв=(2+1.2+5) n_тф+2*1600=8.2 n_тф+3200. (3.5)

Согласно рекомендациям фирмы Corning при резком обострении ситуации, например, во время стихийных бедствий и чрезвычайных обстоятельств, потребность в каналах связи резко возрастает, поэтому необходимо учесть резервирование и возрастание потребности, вследствие чего рассчитанную величину следует увеличить по крайней мере в 2 раза.

Окончательно получим: n_об = 16.4 n_тф+3200. (3.6)

n_об = 16.4 *29 +3200=3675 кан.