проектирование волп. курсовой. 2. 1 Выбор трассы на загородном участке
 Скачать 0.53 Mb.
|
|
4.3 Расчет дисперсии Дисперсия – рассеивание во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. Полная дисперсия рассчитывается как сумма модовой и хроматической дисперсии.  В свою очередь хроматическая дисперсия состоит из материальной, волноводной и профильной дисперсии. Материальная дисперсия обусловлена тем, что показатель преломления сердцевины изменяется с длинной волны.  , пс/кмгде  - удельная дисперсия материала,  ; - ширина спектра источника излучения, нм (20 – 40 нм). Волноводная дисперсия – обусловлена процессами внутри моды и характеризуется зависимостью коэффициента распространения моды от длинны волны:  где  - волноводная дисперсия материала, ; - ширина спектра источника излучения, нм (10 – 30 нм). пс/кмПрофильная дисперсия проявляется в реальных ОК и обусловлена отклонением продольных и поперечных геометрических размеров и форм реального ОВ от номинала.  где  - удельная профильная дисперсия, ; - ширина спектра источника излучения, нм (10 – 30 нм). пс/кмРезультирующая дисперсия:  пс/кмМодовую дисперсию для градиентного ОВ можно найти по формуле:  , пс/км,где NA – числовая аппертура ОВ; n1 – показатель преломления сердцевины ОВ; с – скорость света, км/с. Полная дисперсия:  пс/км5. Выбор системы передачи и определение емкости кабеля Емкость кабеля и система передачи выбираются в зависимости от необходимого числа телефонных каналов и каналов телевидения при использовании серийно выпускаемой аппаратуры для их уплотнения. Тип кабеля и система передачи выбираются так, чтобы при соблюдении необходимых качественных показателей проектируемая линия была наиболее экономичной как по капитальным затратам, так и по эксплуатационным расходам. Система связи оптического кабеля предусматривает передачу информации оп одному оптическому волокну, а прием по другому, что эквивалентно четырехпроводной, одно-кабельной схеме организации связи. 5.1 Выбор системы передачи При выборе системы передачи по оптическому кабелю следует использовать оптические системы передачи, созданные на базе стандартных систем ИКМ для электрического кабеля. Параметры стандартных систем передачи приведены в таблице 3 Таблица 3 – Основные параметры систем передачи  Выбираем систему уплотнения “Сопка-3М” в количестве 5 штук для передачи 2087 каналов. Структурная схема ВОсп “Сопка-3М” приведена на рисунке 2  Рисунок 2 – Структурная схема ВОсп “Сопка-3М” 5.2 Выбор конструкции и емкости оптического кабеля При разработке конструкции кабеля следует учесть ряд требований: Кабель должен быть надежно защищен от внешних механических воздействий; При изгибе кабеля или при его растяжении в процессе прокладки оптические волокна должны оставаться неповрежденными по всему сечению кабеля; Магистральный кабель ОКЛ изготавливается из одномодовых волокон (12 штук) с сердцевиной диаметром 9 мкм (рисунок 4), имеет две модификации: с медными проводниками диаметром 1,2 мм для дистанционного питания регенераторов и без медных проводников с питанием от местной сети или автономных источников теплоэлектрогенераторов.  1 — оптическое волокно; 2 — оболочка оптического модуля; 3 — центральный силовой элемент из стеклопластикового стержня;4—оболочка; 5—медная жила; 6—изоляция медной жилы; 7—гидрофобное заполнение; 8 — обмоточная лента; 9 — промежуточная оболочка из полиэтилена; 10— подушка из крепированной бумаги; 11 — сталеленточная броня; 12—наружная защитная оболочка из полиэтилена (с битумной подклейкой к броне) Рисунок 5 – Магистральный оптический кабель марки ОКЛ Центральный силовой элемент выполнен из стеклопластиковых стержней. Наружный покров кабеля имеет несколько разновидностей: для прокладки в канализации — это полиэтиленовый шланг (марка ОКЛ), для подземной прокладки—броневой покров из стеклопластиковых стержней (ОКЛС), стальных лент (марка ОКЛБ), круглой проволоки (ОКЛК). 6. Расчет длины участка регенерации ВОЛП При проектировании высокоскоростных ВОЛП должны рассчитываться отдельно длина участка регенерации по затуханию (Lα) и длина участка регенерации по широкополосности (LB), так как причины, ограничивающие предельные значения Lαи LB независимы. В общем случае необходимо рассчитывать две величины длины участка регенерации по затуханию: Lα макс – максимальная проектная длина участка регенерации; Lαмин – минимальная проектная длина участка регенерации. Для оценки величин длин участка регенерации могут быть использованы следующие выражения:  , ,где Амак и Амин - максимальное и минимальное значения перекрываемого затухания выбранной аппаратуры ВОЛП, обеспечивающее к концу срока службы значение коэффициента ошибок не более 10-10; αок - километрическое затухание выбранного ОК (0,3 дБ); αнс - среднее значение затухания мощности оптического излучения на стыке между строительными длинами кабеля на участке регенерации (0,07 дБ); Lстр - среднее значение строительной длины на участке регенерации; αрс - затухание мощности оптического излучения разъемного оптического соединителя (0,4 дБ); n - число разъемных оптических соединителей на участке регенерации (n=2);  - суммарная дисперсия одномодового ОВ в выбранном ОК;Δλ - ширина спектра оптического излучения выбранной СП; В - широкополосность цифровых сигналов, передаваемых по оптическому тракту для выбранной СП; М - системный запас ВОЛП по кабелю на участке регенерации. Рассчитаем значения:  км, км, км.Критерием окончательного выбора аппаратуры или кабеля должно быть выполнение соотношения:  Как видно, данное условие выполняется, следовательно аппаратура и кабель выбраны верно. Схема размещения регенераторов с указанием расстояния между ними показана на рисунке 6  Рисунок 6 – Схема размещения регенераторов ОРП (пункты №2, 3, 4, 6) располагаются в населенных пунктах, где они могут быть обеспечены электроэнергией, водой, топливом, культурно-бытовыми условиями для обслуживаемого персонала. НРП (пункт №1 и 5) оборудуются на возвышенных, незатопляемых местах с возможностью организации к ним подъезда и минимальным ущербом для плодородных земель, лесных массивов и так далее. 7. Составление сметы на строительство линейных сооружений Рассчитаем количество муфт на трассе:  Количество муфт в канализации:  Общее количество муфт:  Локальная смета приведена в таблице 4 Таблица 4 – Локальная смета на прокладку и монтаж оптического кабеля  Для оценки экономичности проекта определяются показатели единичной стоимости, т.е. стоимости 1 канало – километра и 1 км трассы проектируемой магистрали. Эти показатели определяются по формулам:  руб.руб. Объектная смета приведена в таблице 5. Таблица 5 – Объектная смета на строительство сооружений на участке ОРП-ОРП
8. Расчет параметров надежности ВОЛП Требуемая быстрота и точность передачи информации средствами электросвязи обеспечиваются высоким качеством работы всех звеньев сети электросвязи: предприятий, линий связи, технических средств. Обобщающим показателем работы средств связи является надежность. Надежность – комплексное свойство, которое в зависимости от условий строительства и эксплуатации, может включать долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость, либо определенное сочетание этих параметров. Надежность ОК – свойство сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения. Среднее число (плотность) отказов ОК за счет внешних повреждений на 100 км. кабеля в год: μ= 0,34 Тогда интенсивность отказов ОК за 1 час на длине трассы ВОЛП (L) определится как :  При существующей на эксплуатации стратегии восстановления, начинающегося с момента обнаружения отказа (аварии),коэффициент простоя (неготовности) определяется по формуле:  Коэффициент готовности:  При длине канала (магистрали) L не равной Lм среднее время между отказами определяется как:  Полученные расчетные данные вполне удовлетворяют качественным показателям надежности ВОЛП, представленным в таблице 6. Таблица 6 - Показатели надежности для ВзПС, LМ = 1400 км
9. Измерения по оценке качества соединений ОВ Какой совершенной ни была бы аппаратура для сварки оптоволокна проверка сварных стыков при монтаже остаётся обязательной и оговорённой различными нормативными документами. Выполняется оптическими рефлектометрами (OTDR) и ведётся с первого стыка на соединении кабель-шнур до самой последней муфты. Стекло осталось стеклом и, несмотря на очистку и совершенные сварочные аппараты иногда подкидывает сюрпризы. На сегодняшнее время выработаны некоторые требования к затуханиям на стыках (неразъёмных соединениях).
Начинают процесс соединения проложенных оптических кабелей с оконечного устройства, то есть с оптического шнура. Первой проблемой для контроля стыка является так называемая мёртвая зона рефлектометра. Связана она с особенностью работы прибора и зависит от ширины зондирующего импульса. На рефлектрограмме выглядит всплеском, следующим за зондирующим импульсом. Как правило растягивается на десятки метров (на рисунке 48,3 м, обведено красным) и делает невозможным контроль первого стыка.  Специально для решения этой проблемы используются километрические катушки, состоящие из некоторой длины (500 м или 1 км) оптоволокна и позволяющие контролировать первую сварку. Полностью проблемы это не решает так как соединение на коннекторах катушка – шнур, как правило, имеет большое затухание, да к тому же создаёт на рефлектограмме достаточно высокий отражённый импульс (на рисунке всплеск на расстоянии 1 км) и соответственно свою мёртвую зону. В данном случае контроль относительный, так как невозможно различить, сколько вносят затухания коннектор, сколько сварной стык. Измеряется суммарное затухание на соединении, то есть, производится оценка потерь между участками катушка-кабель. Чтобы контролировать стыки в муфтах, собственно, муфты необходимо делать последовательно от начала трассы. Как правило, каких-то дополнительных проблем не возникает, если используется кабель от одного завода изготовителя и барабаны раскладываются по порядку номеров выданных на заводе. Так же желательно соблюдать направление укладки, то есть начало следующего барабана соединяется с концом предыдущего. В этом случае стыки могут оказаться вообще не различимы.Пример такой трассы на следующей рефлектограмме. Длина 38 км, а соединений рефлектометр различает всего 5.  Технология требует контроля с обоих сторон трассы, но при монтаже длинных участков это не всегда выполнимо (требуется «закольцовка» всех волокон на следующей муфте) поэтому трасса контролируется только с одной стороны. А проверка с другой стороны выполняется уже после окончательного соединения всей линии. При этом, естественно, могут быть накладки, вот, например, пример плохого стыка, который обнаружился при измерении с обратной стороны. Иногда приходится возвращаться на готовую муфту, чтобы переделать такую сварку. Как некоторую особенность измерений оптическим рефлектометром можно выделить возможность получения отрицательного затухания на стыке.  Если вникнуть в суть картинки на рефлектограмме можно подумать, что на стыке возник усилительный участок. В данном случае это, конечно же, ошибка, причём не ошибка OTDR, а ошибка самого метода измерений. Не стоит забывать, что измерения рефлектометром носят относительный характер (абсолютны показания оптического тестера). Волокно, находящееся за стыком отражает свет более интенсивно, чем волокно перед соединением, а рефлектометр фиксирует это подъёмом на рефлектограмме. Подобные стыки часто возникают при соединении оптических волокон от разных производителей кабеля. Часто при монтаже вставка другого кабеля выглядит как на экране OTDR как приподнятая платформа (хорошо видно на рисунке). При измерениях с обратной стороны трассы, эти подъёмы выглядят как «ямы». Причём именно в таких случаях часто возникают ситуации, когда волокно невозможно сварить с нормальным затуханием на стыке. В данном случае стоит обратить внимание на выписку из руководящего документа (вверху страницы) о том, что значение потерь для каждого неразъёмного соединения определяется как среднее арифметическое результатов измерения. Как правило, стык, который сваривается только с большим затуханием с обратной стороны, будет отрицательным. Сложив отрицательное значение с одной стороны и затухание на «плохом» стыке, разделив на два, вы получите вполне приемлемую цифру. Стоит заметить, что подобные «ступеньки» на рефлектограмме, не делают линию лучше, а скорее являются некоторой неизбежностью. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
