Курсовая работа: Применение высокоскоростных волоконно-оптических линий внутризоновой связи

1. Высокая помехозащищенность цифровых линейных трактов от внешних электромагнитных полей, вследствие чего не требуется применять специальные меры по защите от опасных напряжений линий электропередачи и электрифицированных железных дорог.

2. Большая широкополосность и пропускная способность волокна. ВОК работают в диапазоне частот 10¹⁴ -10¹⁵ Гц. В световом диапазоне увеличивается несущая частота в 6-10 раз. Отсюда теоретически увеличивается объем передаваемой информации. Работают оптические линии со скоростью передачи до 10 Гбит/с (опытные образцы до 100 Гбит/с).

3. Малое значение коэффициента затухания в широкой полосе частот, что обеспечивает большие длины регенерационных участков по сравнению с электрическими кабелями (10 – 150 км вместо 2 – 6 км).

4. Малая металлоемкость и отсутствие дефицитных цветных металлов (медь, свинец) в кабеле.

5. Высокая скрытность передачи информации.

6. Небольшие размеры кабеля (масса оптических кабелей в 10 – 20 раз меньше, чем электрических).

7. Высокая техника безопасности (невоспламеняемость, отсутствие короткого замыкания).

8. Возможность прокладки кабеля между точками с большой разностью потенциалов.

Оптический кабель может быть использован при обычном построении Зоновой телефонной сети, но более полно его преимущества используются при организации связи по кольцевой схеме.

От правильности выбора оптического кабеля зависят капитальные затраты и эксплуатационные расходы на проектируемую ВОЛС. На выбор влияют, с одной стороны параметры ВОЛС (широкополостность или скорость передачи информации, длина волны оптического излучения, энергетический потенциал, допустимая дисперсия, искажения), с другой стороны, оптический кабель должен удовлетворять и техническим требованиям:

– возможность прокладки в тех же условиях, в каких прокладываются электрические кабели;

– максимальное использование существующей техники;

– устойчивость к внешним воздействиям.

Для внутризоновых сетей представляют интерес оптические кабели с длинами волны 1300 и 1550 нм, позволяющие реализовывать регенерационные участки (РУ) длинной 60 – 100 км. Промышленностью выпускаются кабели следующих марок: ОКЛ, ОКЗ, ОЗКГ, ОМЗКГ.

Исходя из технических характеристик STM-1, приведенных в табл. 4, в проекте предусматривается использование оптического кабеля марки ОКЛК-01.

Дадим краткую характеристику данного кабеля.

Кабель оптический одномодовый для магистральных и зоновых сетей на длину волны λ=1300 нм, километрический коэффициент затухания 0,22 дБ/км, среднеквадратическое значение дисперсии оптического волокна 3,5 пс/нм·км.

Кабель предназначен для прокладки в трубах, коллекторах кабельной канализации, грунтах всех категорий, на мостах через болота и водные переходы.

Допускаемая температура эксплуатации от -40 до +50⁰ С.

Строительная длина оптического кабеля составляет 2000 м. Допустимое раздавливающее усилие для данного кабеля равно 1000 Н/см, допустимое растягивающее усилие от 7000 до 80000 Н.

6. РАСЧЕТ ДЛИНЫ УЧАСТКОВ РЕГЕНЕРАЦИИ

Длина регенерационного участка (РУ) цифровой волоконно-оптической системы передачи (ЦВОСП) зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются:

1. Энергетический потенциал (Э) определяет максимально-допустимое затухание оптического сигнала в оптическом волокне (ОВ), разъемных и неразъемных соединителях на РУ, а также в других узлах ЦВОСП, дБ, равный:

, дБ, (5)

где – абсолютный уровень мощности оптического сигнала (излучения), дБм;

– абсолютный уровень мощности оптического сигнала на входе приёмного устройства, при котором коэффициент ошибок или вероятность ошибки Р_ош одиночного регенератора не превышает заданного значения, дБм.

2. Дисперсия в OB, σ, пс/нм·км. Дисперсионные явления в ОВ приводят к расширению во времени спектральных и модовых составляющих сигнала, то есть к различному времени их распространения, что приводит к изменению формы и длительности оптических импульсных сигналов, к их уширению.

3. Помехи, обусловленные тепловыми шумами резисторов, транзисторов, полупроводниковых диодов, усилителей, шумами источников оптического излучения, шумами из-за отражения оптического излучения от торцевой поверхности ОВ, модовыми шумами из-за интерферентности мод, распространяющихся в ОВ; этот вид помех интегрально учитывается как собственные шумы.

4. Квантовый или фантомный шум, носителем которого является сам оптический сигнал (в силу его малости по сравнению с другими составляющими шумов оптического линейного тракта, в проекте его не учитываем и влияние учитывается как влияние дестабилизирующих факторов).