Курсовая работа: Планирование и реализация процедуры внедрения линий связи на железнодорожном пути

1.1 Характеристика волоконно-оптических систем передачи

При проектировании трактов оптической связи необходимо в первую очередь принять оптимальное решение по выбору волоконно-оптической системы передачи. В настоящее время в волоконно-оптических системах передачи общего пользования применяется унифицированная каналообразующая аппаратура цифровых систем передачи различных ступеней иерархии. Системы передачи с частотным разделением каналов связи по оптическим кабелям еще не нашли практического применения, что связано с определенными трудностями в обеспечении качественных показателей линейного тракта.

В настоящее время созданы следующие системы передачи: "Соната-2", "Сопка - 2" с аппаратурой ИКМ - 120; "Сопка - 3" и "Соната-Зм" с аппаратурой ИКМ - 480; "Соната - 4" и "Соната - 4м" с аппаратурой ИКМ - 1920.

Для данного курсового проекта буду использовать систему передачи “Cопка-3” с аппаратурой ИКМ-480 (описание – табл. 1.1.)

Табл. 1.1.

Характеристика	Система передачи	Длина волны, мкм	Энергетический потенциал, дБ	Тип линейного кода	Дальность связи, км	Тип источника излучения	Тип приемника излучения	Тип оптического волокна	Скорость передачи, Мбит/с
Сопка-3	ИКМ-480	1,3	41	5В6В	До 600	ЛД	ЛФД	Многомодовое градиентное	34

1.2 Характеристика оптических кабелей связи

Оптические кабели (ОК) содержат 4, 8 и 16 волокон. Волокна классифицируются на ступенчатые, градиентные и одномодовые и используются на длинах волн 0,85. 1,3 и 1.55 мкм. Кабели могут изготовляться с металлическими элементами (оболочки, оплетки, армирующие стержни) и без них. Достоинствами ОК без металлических элементов являются существенно меньшие габаритные размеры и масса.

Выбор ОК осуществляется на основе: заданного числа каналов магистральной связи и типа аппаратуры связи; назначения кабеля.

В соответствии с заданным числом каналов магистральной связи и типом волоконно-оптической системы передачи следует определить число волокон ОК. При использовании цифровой системы - передачи ИКМ-480 для организации 400 двусторонних каналов связи необходимо два волокна в ОК: одно - для организации 400 каналов связи в прямом, а другое - в обратном направлении.

Исходя из типа системы передачи, типа оптического волокна и значения рабочей длины волны (λ, мкм), (см. табл. 1.1), выбирается марка кабеля: ОЗКГ - линейный оптический многомодовый градиентный зоновый кабель с броней из круглых проволок для прокладки в грунт с оптическим волокном на длину волны 1,3 мкм.

Маркировка оптического кабеля связи может быть записана условно в следующем виде:

ОЗКГ -1-0.7-4/4

где 1 - номер разработки конструкции данного типа оптического кабеля;

0.7-максимальное затухание оптического волокна, дБ/км;

4 - число оптических волокон;

4 - число медных жил для дистанционного питания аппаратуры;

ОЗКГ – кабель оптический с металлическими армирующими элементами, центральным профильным элементом;

Строительная длина 2200 м, диаметр сердечника 50 мкм.

1.3 Оценка параметров световодов

Важной характеристикой световода является числовая апертура NA, представляющая собой синус максимального угла падения φ_пад лучей на торец световода, при котором в световоде луч на границу "сердцевина-оболочка" падает под критическим углом φ_кр . Если значение угла падения φ_пад ≥ φ_кр то в световоде происходит полное внутреннее отражение луча. Следовательно

NA=n₁ cos φ_кр =, (1.3.1.)

где n₁ и n₂ показатель преломления соответственно сердцевины и оболочки (для многомодового световода 1,53 и 1.5 соответственно).

NA==0.30

Число мод определяет способность световода "принимать" свет. Чем больше мод, тем больше световой энергии можно ввести в световод от источника. С увеличением числа мод полоса передаваемых частот снижается. Чем меньше мод, тем лучше качество связи, и можно организовать большее число каналов.

Для расчета числа мод необходимо рассчитать нормированную частоту

V=, (1.3.2)

где a - радиус сердечника световода, 50 мкм (определяется по маркировке кабеля);

λ - длина волны, 1.3 мкм;

NA - числовая апертура;

V==72.46