курсовая проектирование магистральных ВОЛП. Курсовая работа Направляющие системы электросвязи. "Проектирование магистральных и внутризоновых волп"
 Скачать 418.5 Kb.
|
|
Министерство РФ по связи и информатизации Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики Межрегиональный центр переподготовки специалистов Курсовая работа по предмету Направляющие системы электросвязиНа тему: "Проектирование магистральных и внутризоновых ВОЛП" Выполнил: Группа:СДТ-44 Проверил: ___________________ Новосибирск, 2005 Содержание Введение. Выбрать и обосновать трассу ВОЛП. Привести схему трассы. Определить необходимое число каналов. Рассчитать параметры оптического кабеля. Выбрать систему передачи и определить требуемое число ОВ в кабеле. Привести эскиз выбранного типа ОК и его основные параметры. Рассчитать длину регенерационного участка. Разработать схему организации связи на основе выбранной системы передачи. Привести схему размещения ОРП и НРП на трассе. Рассчитать параметры надежности ВОЛП. Составить смету на строительство линейных сооружений по укрупненным показателям и определить стоимость канало-километра линейных сооружений. Рассмотреть вопросы строительства, монтажа и измерений параметров ВОЛП в соответствии с индивидуальным заданием (по указанию руководителя проекта). Заключение. Список литературы Введение Цифровая связь по оптическим кабелям , приобретающая всё большую актуальность, является одним из главных направлений научно-технического прогресса. Преимущества цифровых потоков в их относительно лёгкой обрабатываемости с помощью ЭВМ, возможности повышения отношения сигнал/шум и увеличения плотности потока информации. Преимущества оптических систем передачи перед системами передачи, работающими по металлическому кабелю заключается в: -возможности получения световодов с малым затуханием и дисперсией, а значит увеличение дальности связи; -широкой полосе пропускания ,т.е. большой информационной ёмкости; -оптический кабель не обладает электропроводностью и индуктивностью, то есть кабели не подвергаются электромагнитным воздействием; -пренебрежимо малых перекрестных помех; -низкой стоимостью материла оптического кабеля, его малый диаметр и масса; -высокой скрытности связи; -возможности усовершенствования системы при полном сохранении совместимости с другими системами передачи. Уровень современной цивилизации определяется объемом передаваемой и перерабатываемой информации. Двадцать первый век станет веком всеобъемлющей информатизации общества. Это уже сейчас подтверждается бурным развитием информационных технологий, созданием глобальных сетей связи и телекоммуникаций, становлением и развитием всемирной компьютерной сети Интернет, обусловившей взрывной рост спроса на объемы передаваемой информации. По имеющимся в литературе данным только за четыре последних года трафик сети Интернет увеличился в 30 раз, а потребности в полосе частот (или скорости передаваемой информации) возрастают еще быстрее. Этот информационный бум напрямую связан с экономическим развитием общества. Как показывают аналитические исследования американских специалистов, увеличение национального валового продукта в 2 раза требует 4-х кратного увеличения объема передаваемой информации. В настоящее время речь идет о практической реализации и использовании терабитных каналов связи и передачи информации. Единственной передающей средой, способной обеспечить такие информационные потоки, является оптическое волокно. Вот почему волоконно-оптические технологии, приборы и системы связи являются ключевым направлением развития информационных систем, определяющим в современных условиях (и в ближайшем будущем) уровень развития страны и степень ее безопасности. Прогресс, достигнутый в производстве оптических волокон с малыми потерями, уже сейчас позволяет передавать информацию со скоростями в сотни Гбит/с. на расстояния в сотни километров без регенерации сигнала. Относительная дешевизна массового производства волоконно-оптического кабеля приводит к возрастающему вытеснению спутниковой связи волоконно-оптической даже на рынке межконтинентальных телекоммуникаций. Серьезными аргументами в пользу волоконно-оптических систем являются также высокая помехозащищенность и электромагнитная совместимость каналов связи, скрытность предаваемой по ним информации. В последние годы созданы и продолжают активно разрабатываться волоконно-оптические лазеры и усилители света, которые открывают возможности создания уникальных, полностью оптических информационных систем, включающих в себя оптический компьютер с огромным быстродействием, волоконно-оптические сенсоры. Компьютер подключается к внешним волоконным линиям связи также с помощью оптических волокон. Фактически речь идет о переходе от электронной обработки информации к световой. По масштабам эта технологическая революция будет сравнима с переходом от письма к радио и телевещанию. Исходные данные:
Выбрать и обосновать трассу ВОЛП. Привести схему трассы. Проектируемая трасса волоконно-оптической системы передачи будет проходить по территории Хабаровского края. Рассматривая местность между этими населенными пунктами, можно выбрать два варианта прокладки кабеля 1. По лесному массиву с вырубкой просеки. 2. Вдоль автомобильной дороги. Так как местность, где планируется проложить волоконно-оптический кабель, связывающий населенные пункты Хабаровск и Вяземский, имеет болотистую почву, прокладка кабеля, по просеке, механизированным способом вызывает определенные трудности, за этим следует и удорожание проекта. Обслуживание трассы, в случае прокладки ее по просеке, будет вызывать определенные затруднения. Так же учитывая тот факт, что большая часть лесного массива, в районе планируемой трассы, является лесами первой категории, для вырубки просеки в которых требуется специальное разрешение, трассу Хабаровск – Вяземский протяженностью 125 километров запроектировать в полосе отвода автомобильной дороги областного значения Хабаровск - Владивосток. В этом случае есть возможность большую часть трассы проложить механизированным способом с помощью кабелеукладчика. Что существенно сократит расходы на прокладку кабеля, являющиеся основными в строительстве ВОЛП, и расходы на последующее обслуживание. В населенных пунктах Хабаровск и Вяземский кабель положить в существующую кабельную канализацию, имеющую необходимое количество свободных кабель - каналов. В населенном пункте Переясловка, который находится в 5 километрах от трассы и в 60 километрах от Хабаровска, организовать обслуживаемый усилительный пункт. Проектируемая кабельная магистраль пресекает несколько водных преград, где пройдет по существующим мостам в существующем специальном кабельном канале. В землю кабель укладывать на глубину не менее 1,2 метра. Схема трассы Масштаб 1:500000   Определить необходимое число каналов Численность населения, в период 2002 года, для населенного пункта Вяземский, составляла 17,3 тысяч человек. Численность населения города Хабаровска и области 1435 тысяч. При перспективном проектировании, учитывая прирост населения, определим количество населения согласно формуле   , чел., где Н0 - народонаселение в период 2002 г. р- средний годовой прирост населения в данной местности, % (принимается по данным переписи 2-3%); t = 5+(tm — t0), -период, определяемый как разность между назначенным перспективного проектирования и годом проведения переписи населения. tm=2006 - год составления проекта t0=2002 - год, к которому относятся данные Н0 t = 5+(2006-2002)=9 лет Для Вяземского:  Для Хабаровска:  Степень заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи, зависящую от политических экономических, культурных и социально- бытовых отношений между группами населения, районами и областями, выразим через коэффициент тяготения f1, который, который принимаем равным пяти процентам. f1= 5%. Количество каналов для междугородней телефонной связи, имеющей приоритетное значение, используем приближенную формулу:  , где  и  — постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям;  f1 — коэффициент тяготения, f1 = 0,05 (5 %); y – удельная нагрузка, т.е. средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом, y=0,05Эрл; mа и mб - количество абонентов, обслуживаемых оконечными станциями АМТС соответственно в пунктах А и Б. Принимая средний коэффициент оснащенности населения телефонными аппаратами равным 0,38, количество абонентов в зоне АМТС m=0,38 Ht, mА=0,38 20680=7858 (Вяземский) mБ=0,38 1517000=651700 (Хабаровск)  Учитывая то, что 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 равно nаб=nтф+nтг+nпв+nпд+nпг+nтр+nтв, где: nтф – число двухсторонних каналов для телефонной связи; nтг – то же для телеграфной связи; nпв – то же для передачи проводного вещания; nпд – то же для передачи данных; nпг – то же для передачи газет; nтр – транзитные каналы. Для проекта принимаем nтф  nтг+nпв+nпд+nпг+nтр, Тогда общее число каналов рассчитываем по упрощенной формуле nаб 2nтф, гдеnтф – число двухсторонних телефонных каналов, в нашем случае равно 71 nаб=2 71=142 канала Для передачи цифрового телевидения запроектируем дополнительно 240 каналов, используя оборудования ЗАО Радиан (кодер КТВМ-200 и декодер ДТВМ-200), обеспечивающее сжатие телевизионного сигнала по стандарту MPEG-2 и работающее по стандартным потокам Е1. Оборудование КТВМ-200 и ДТВМ-200 специально разработано для передачи телевизионного сигнала от студии к аналоговым передатчикам по системам ВОЛС и имеет следующие параметры: интерфейс: до 4-х каналов G.703 2048 Кбит/с; входное сопротивление: 120 Ом балансное; структура входного потока: G.704, на приемной стороне процедура CRC4 выключена; структура выходного потока: G.704 с выключенным CRC4. информация пользователя занимает 31 канальный интервал каждого потока. В итоге общее количество необходимых каналов составляет: n=71+240=311 каналов Рассчитать параметры оптического кабеля Значения показателей преломления сердцевины и оболочки ОВ, в нашем случае, равны: n1=1,492 n2=1,472 найдем числовую апертуру:  Отсюда найдем значение апертурного угла:  Значение нормированной частоты рассчитаем по формуле:  a – радиус сердцевины ОВ; для многомодового волокна, а = 50мкм  - длина волны. Определим число мод: N=V2/4=58,8382/4=865 - для градиентного ОВ; N=V2/2=58,8382/2=1731 - для ступенчатого ОВ. Расчет затухания Затухание определяет длину регенерационных участков (расстояние между регенераторами) и для трактов оптических кабелей обусловлено собственными потерями в волоконных световодах c и дополнительными потерями, вызываемыми кабельными k, обусловленные скруткой, а также изгибами световодов при наложении покрытий и защитных покрытии в процессе изготовления оптического кабеля. Собственные потери ВС состоят в первую очередь из потерь поглощения nи потерь рассеянияp  с= п+ р где п затухание поглощения, зависит от чистоты материала и обуславливается потерями на диэлектрическую поляризацию.  - тангенс диэлектрических потерь ОВ, в проекте принимаем равным:   - длина волны.Тогда  р – затухание рассеивания, обусловлены неоднородностями материала, расстояния между которыми меньше длины волны, и тепловой флуктуацией показателя преломления. Величина потерь на рассеяние, дБ/км, называемое рэлеевским, определяется по формуле:ap=Kp/  2, где Kp - коэффициент рассеяния, для кварца равный 0,8 (мкм4дБ)/км . тогда  c = 0,312+0,615=0,937 дБ/км Кабельное затухание – обусловлено условиями прокладки и эксплуатации оптических кабелей. В проекте к принимаем в соответствии с таблицей 5.1 согласно варианту №8к =0,15 дБ/км Итак =c+к=0,937+0,15=1,087 дБ/км Расчет дисперсии Наряду с затуханием пропускная способность dF является важнейшим параметром ВОСП. Она определяет полосу, пропускаемую световодом, и соответственно объём информации, который можно передавать по оптическому кабелю. Теоретически по волоконному световоду можно организовать огромное количество каналов для передачи информации на большие расстояния. Однако имеются значительные ограничения, обусловленные тем, что сигнал на вход приёмного устройства приходит искажённым, чем длиннее линия тем больше искажение. Данное явление носит название дисперсии и обусловлено различием времени распространения различных мод в световоде и наличием частотной зависимости показателя преломления. Дисперсия – рассеивание во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. Полную дисперсию рассчитываем как сумму модовой и хроматической дисперсии.  Хроматическая дисперсия состоит из материальной, волноводной и профильной дисперсии. Материальная дисперсия обусловлена тем, что показатель преломления сердцевины изменяется с длинной волны, и рассчитывается по формуле:  , где  – удельная дисперсия материала, . При длине волны, в нашем случае, 1,3 мкм = -5  - ширина спектра источника излучения, нм. =0,1 1 нм для лазера =10 30 нм для светодиода. для лазера для светодиодаВолноводная дисперсия обусловлена процессами внутри моды. Характеризуется зависимостью коэффициента распространения моды от длины волны. Рассчитывается по формуле:   =8 при =1,3 мкм  , для лазера , для светодиодаПрофильная дисперсия проявляется в реальных оптических кабелях. Она обусловлена отклонением продольных и поперечных геометрических размеров и форм реального ОВ от номинала.  , где = 4 при =1,3 мкм  , для лазера , для светодиодаИтак, хроматическая дисперсия равна:  , для лазера , для светодиодаМодовую дисперсию для градиентного ОВ находим по формуле:  , гдеNA =0,243 – числовая апертура оптического волокна, рассчитанная выше; n1 =1,492– показатель преломления сердцевины ОВ; с =300000 км/сек– скорость света.   , для лазера , для светодиодаВыбрать систему передачи и определить требуемое число ОВ в кабеле. Согласно вышеприведенному расчету необходимо обеспечить не менее 311 каналов связи. Российская фирма “Морион”(г.Пермь) выпускает оборудование PDH ТЛС-32 со следующими характеристиками: ТЛС-32 - Аппаратура третичного временного группообразования (480 каналов) с линейным оптическим интерфейсом и сервисными каналами. Оборудование предназначено для организации межстанционной связи по волоконно-оптическому кабелю с возможностью построения протяженных линий с регенерацией оптического сигнала на местных, городских и внутризоновых сетях связи. ОСОБЕННОСТИ И ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ Модульная архитектура. Предоставление сервисных каналов: 2 канала служебной связи для организации 2 независимых участков служебной связи с возможностью объединения участков служебной связи вдоль различных оптических трактов в единую сеть; канал телеконтроля и управления; канал передачи данных 64 кбит/с по V.35. Управление: по RS-232; по Ethernet 10 Base-T; по Qx. Синхронизация: от внутреннего источника; от внешнего задающего генератора; от входного потока Е3. Состав:
Технические данные:
Выбираем оборудование ТЛС с оптическим стыком и платой ЛT-33L РТ5.231.123-03 для длинных линий. Кабель выбираем Российского производства, фирма-изготовитель - ЗАО "Интегра-Кабель", марка ИКП-4Д-А8-13, с восемью оптическими жилами с учетом резервирования и развития. Привести эскиз выбранного типа ОК и его основные параметры. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||