Учебно-методическое пособие по выполнению курсового проекта Проектирование соединительной волоконно-оптической линии передачи по курсу Направляющие ср

Расчет усилия натяжения на криволинейном изгибе при протягивании ОК в горизонтальной плоскости

Определим усилие натяжения на криволинейном изгибе в горизонтальной плоскости. Если на трассе имеются изгибы, то кабель прижимается к стенке трубопровода не только под действием силы собственного веса, но и под действием нормальной составляющей силы натяжения.

Нормальная составляющая силы натяжения обычно во много раз превышает вес кабеля. В результате существенно возрастает усилие натяжения, необходимое для протяжки кабеля в телефонной кабельной канализации.

Рассчитаем усилие натяжения оптического кабеля на участке изгиба телефонной кабельной канализации по следующей формуле [2] :

где

– угол поворота трассы, рад; f – коэффициент трения.

Используя данные, полученные в предыдущем пункте, рассчитаем усилие натяжения оптического кабеля по формуле ( 23 ) при наличии на трассе изгибов для различных длин оптического кабеля и различных материалов труб телефонной кабельной канализации.

Проанализировав результаты расчета и взяв коэффициент запаса равным двум, определим предельную длину оптического кабеля, затягиваемого в телефонную кабельную канализацию, имеющую изгибы

15 , 25 и 55 .

Расчет усилия натяжения при прокладке в телефонной кабельной канализации из бетона

Расчетные данные:

P = 3508 Н/км;

f = 0,39 – без смазки; f = 0,26 – со смазкой.

- 31 -

Таблица 16

Результаты расчета усилия натяжения

Рис. 14 Усилие натяжения оптического кабеля на трассе с изгибами в зависимости от длины кабеля и угла изгиба при прокладке в телефонной кабельной канализации из бетона

Предельная длина затягиваемого ОК в канализацию из бетонных блоков:

l = от 679 м до 910 м – без смазки;

l = от 1160 м до 1410 м – со смазкой.

- 32 -

Расчет усилия натяжения при прокладке в телефонной кабельной канализации из асбоцемента

Рис. 15 Усилие натяжения оптического кабеля на трассе с изгибами в зависимости от длины кабеля и угла изгиба при прокладке в телефонной кабельной канализации из асбоцемента

- 33 -

Предельная длина затягиваемого ОК в канализацию из асбоцементных труб:

Расчет усилия натяжения при прокладке в телефонной кабельной канализации из полиэтилена

Расчетные данные:

- 34 -

поглощения и поглощения на примесях оптического волокна, соответственно.

При правильном выборе материала для оптических волокон и рабочей длины волны, а также строгом контроле процессов изготовления и путем совершенствования конструкции кабеля, потери на нерегулярностях и микроизгибах можно сделать пренебрежимо малыми.

Таким образом, коэффициент затухания в оптическом волокне определяется двумя факторами: рассеянием энергии в окружающее

Затухание рассеяния, с одной стороны, обусловлено неоднородностями материала ОВ, размеры которых меньше длины волны, а с другой – тепловыми флуктуациями показателя преломления. Оно принципиально неустранимо и вносит свой вклад в затухание ОВ даже в том случае, когда потери света на поглощение равны нулю.

Составляющую коэффициента затухания ОВ αРР за счет рэлеевского рассеяния можно определить из выражения [1]:

Потери на релеевское рассеяние определяют нижний предел потерь, присущих волоконным световодам. Этот предел различен для различных волн и с увеличением длины волны уменьшается.

Затухание за счет поглощения связано с потерями на диэлектрическую поляризацию, линейно растет с частотой, а также существенно зависит от свойств материала световода и может быть рассчитано по формуле [1]:

где - длина волны, км;

tg - тангенс угла диэлектрических потерь в световоде (10 11 - 10 12 ).

- 36 -

Подставляя соответствующие значения в (27), получаем:

Величина собственных потерь в оптическом волокне на длине волны

= 1,31 мкм определяется по формуле ( 25 ):

0.076 0.234 0.31, дБ/км.

6. Определение длины регенерационного участка

Необходимо рассчитать длину регенерационного участка выбранного и проложенного оптического кабеля.

В ВОЛП через определённое расстояние, называемое длиной регенерационного участка, устанавливают регенераторы, которые усиливают и восстанавливают световые импульсы, подверженные затуханию и искажению формы при прохождении по линейному тракту.

Исходные данные для расчета приведены в табл. 19, 20.

Таблица 19

Исходные данные для расчета

- 37 -

Длина регенерационного участка Lр2, ограниченного энергетическими характеристиками ВОЛС, определяется выражением [ 2 ]:

н lс

где

П – энергетический потенциал системы, дБ (табл. 20);н – величина потерь в неразъемных соединениях, дБ (табл. 20);

р – величина потерь в разъемных соединениях, дБ р = 0.3; lс – строительная длина кабеля, км (табл. 20);

– величина затухания ОВ, дБ/км.

LР2 24 0.02 2 0.3 73,1 км 0.02 0.31

2

В результате расчета сравнивается длина регенерационного участка Lр1, ограниченного дисперсией, с длиной регенерационного участка Lр2, ограниченного потерями в линии, и выбирается окончательный вариант. Сравнивая полученные значения длин участков регенерации, выбираем наименьшую, т.е. ограниченную затуханием: Lр2 = 73,1 км.

Поскольку длина проектируемой соединительной ВОЛС значительно меньше расчетной длины регенерационного участка, то необходимости в установке НРП нет.

7. Рекомендации по прокладке оптических кабелей в телефонной кабельной канализации и способам соединения оптических волокон и ОК на проектируемой соединительной ВОЛП

Оптические кабели поставляются на барабанах строительными длинами от 2 до 6 км. При строительстве ВОЛС возникает необходимость соединения строительных длин ОК. Как уже было отмечено выше, при вводе ОК для наружной прокладки в здание их необходимо соединить с кабелями для внутренней прокладки. При построении телекоммуникационных сетей различного назначения зачастую необходимо распределить ОВ в разных направлениях, что требует соединения более двух кабелей. На оконечном оборудовании ВОЛС и в устройствах распределения требуется переключение ОВ, подключение и отключение активного оборудования. Во всех перечисленных случаях важнейшей операцией является сращивание ОВ.

В зависимости от области применения различают разъемные и неразъемные соединения оптических волокон [2]. Разъемные соединения

- 39 -

применяются в тех случаях, когда необходимо предусмотреть возможность переключений ОВ, подключение активного оборудования и средств измерений. Обычно это реализуется в оптических кроссах, активном и измерительном оборудовании. В остальных случаях, в частности при соединении строительных длин ОК в муфтах, выполняются неразъемные соединения ОВ.

Качество соединения ОВ оценивают по его передаточным характеристикам - вносимому затуханию и коэффициенту отражения.

Необходимо сформулировать рекомендации по прокладке ОК в телефонной кабельной канализации, методам сращивания оптических волокон и кабелей [ 2; 3].

- 40 -