151795 (Волоконно-оптические системы связи), страница 3

3) Защитные покровы и силовые элементы ОК должны обеспечивать необходимую защиту ОВ от механических повреждений и воздействий, достаточную надежность работы ОК. Кабель должен допускать прокладывание примерно такое же, как и большинство электрических кабелей.

4) Кабель должен с малым затуханием, достаточной легкостью и за приемлемый отрезок времени сращиваться в муфтах ОК и соединяться с помощью разъемов в полевых и станционных условиях.

5) Механические и электрические свойства ОК должны соответствовать их конкретному применению и условиям окружающей среды, включая стойкость к воздействию статических и динамических нагрузок, влаги, содержанию ОК под избыточным воздушным давлением для обеспечения достаточной надежности работы в течение проектируемого срока эксплуатации ОК.

6) Отдельные световоды в кабеле должны быть различимы для их идентификации.

Оценивая параметры и конструкцию ОК применительно к различным звеньям сети связи, при проектировании ВОЛС для внутризоновой связи используем градиентные ОВ на длине волны 1,3 мкм, кабель типа ОКСН 10.01.022.

При выборе ОК с определенным видом ОВ (одномодовым) оценим соответствие пропускной способности ОВ, зависящей от его дисперсионных свойств, скорости передачи ВОСП в линейном тракте.

В транспортных системах SDH фирмы Alcatel в качестве линейного используется код без возврата к нулю NRZ, поэтому скорости передачи цифрового сигнала в линейном тракте равны скоростям передачи STM соответствующего уровня.

1.5 Одномодовые ОВ

В одномодовых ОВ межмодовая дисперсия отсутствует (передается одна мода). Уширение импульса обусловлено хроматической дисперсией, которую разделяют на материальную и волноводную.

Волноводная дисперсия обусловлена зависимостью групповой скорости моды от частоты и определяется профилем показателя преломления ОВ.

В нормальных условиях материальная дисперсия преобладает под волноводной. Обе компоненты могут иметь противоположный знак и различаются зависимостью от длины волны. Это позволяет, оптимизируя профиль показателя преломления, минимизировать общую дисперсию ОВ на заданной длине волны за счет взаимокомпенсации материальной и волноводной дисперсией.

Для одномодовых ОВ в паспортных данных указывается нормированная среднеквадратичная дисперсия ( = 6 пс/(нмкм)), которая с ненормированной величиной связана выражением

= 10^-3 _н, нс/км, (1.1)

где - ширина полосы оптического излучения, нм, определяется из справочных данных соответствующего источника излучения; =5 нм

Тогда = 10^-6 5 10^-9 6 10^-12 = 0,003 нс/км (1.2)

1.6 Расчет предельных длин участков регенерации

Известно, что длина регенерационного участка ВОСП определяется двумя параметрами: суммарным затуханием РУ и дисперсией сигналов ОВ /7/.

Длина РУ с учетом только затухания оптического сигнала, то есть потерь в ОВ, устройствах ввода оптического излучения (как правило, потерь в разъемных соединениях), неразъемных соединениях (сварных соединениях строительных длин кабеля) можно найти из формулы [2]:

А_ру = Э = l_ру + А_р n_р + А_н n_н , дБ, (1.3)

где А_ру – затухание оптического сигнала на регенерационном участке, дБ;

Э - энергетический потенциал системы передачи, дБ,

- коэффициент затухания ОВ, дБ /км,

l_ру - длина регенерационного участка, км,

А_р, А_н - затухание оптического сигнала на разъемном и неразъемном соединениях, дБ

n_р, n_н - количество разъемных и неразъемных соединений ОВ на регенерационном участке.

В этой формуле количество неразъемных соединений ОВ на длине регенерационного участка равно:

n_н = ,

где l_с - строительная длина ОК.

Подставив количество неразъемных соединений на регенерационном участке в уравнение (1.3), получим:

Э = l_ру + А_р n_р + А_н ,

Э = l_ру + А_р n_р + l_ру - А_н ,,

l_ру = Э - А_р n_р + А_н .

Отсюда можно выразить длину регенерационного участка

l_ру = .

Современные технологии позволяют получать затухания А_р 0,5 дБ, А_н 0,1 дБ. Кроме того, на регенерационном участке количество разъемных соединений n_р = 2.

Тогда можно найти максимальную и минимальную длины регенерационных участков с учетом потерь на затухание в ОВ, потерь в устройствах ввода/вывода оптического сигнала (в разъемных соединителях), потерь в неразъемных сварных соединениях при монтаже строительных длин кабеля

l_{ру max} = , км, (1.4)

где Э_з - энергетический (эксплутационный запас) системы, необходимый для компенсации эффекта старения элементов аппаратуры и ОВ, Э_з = 6 дБм,

l

25 – 6 – 0,5 2 + 0,3

0,15 + 0,3/2

ру max = = 61 км

При проектировании оптической линии передачи SDH энергетический потенциал ВОСП рассчитывается как разность уровней передачи и минимального уровня приема.

При расчете минимальной длины регенерационного участка результат может получиться с отрицательным знаком. Это означает, что минимальная длина РУ равна нулю.

Как было отмечено выше, длина регенерационного участка ВОСП зависит также и от дисперсии сигнала в ОВ. Максимальная длина РУ с учетом дисперсионных свойств ОВ рассчитывается по следующей формуле:

l_{ру max} = , км, (1.5)

где - дисперсия сигнала в ОВ, определенная для одномодового ОВ,

В` – скорость передачи цифрового сигнала в линейном тракте

l

0,03 10^-9 622,080 10⁶

0,25

ру max = =133,9 км

Из рассчитанных максимальных длин по формулам (1.4) и (1.5) в проекте выбираем наименьшее значение, равное 61 км.

Затухание, рассчитанное по формуле

А_{ру max} = l_{ру max} , дБ ,

должно быть не больше допустимого затухания на РУ.

Ару max = 0,03 10^-9 61 = 1,83 10^-9 дБ

1.7 Схема организации связи

1.7.1 Общие положения

Схема организации связи разрабатывается на основе размещения ОП, ОРП, НРП, технических возможностей аппаратуры и технического задания с целью получить наиболее экономичный вариант организации необходимого числа каналов ТЧ, ОЦК или цифровых потоков более высокого порядка между соответствующими населенными пунктами или АТС (МТС), если строится городская сеть.

В процессе разработки схемы организации связи решены вопросы организации цифровой связи, служебной связи, телеконтроля и телемеханики. Кроме того, на схеме организации связи показаны количество систем передачи (транспортных систем), распределение каналов, тип аппаратуры оконечных и промежуточных пунктов, сервисного оборудования.

1.7.2 Схема организации связи с ВОСП SDH

На сетях связи РФ часто используется следующие сетевые структуры (топологии) [12]:

- цепочечная (линейная) сетевая структура с вводом/выводом компонентных сигналов (рисунок 1.5);

- кольцевая структура с вводом/выводом компонентных сигналов (рисунок 1.6).

На внутризоновой сети в настоящее время используются цепочечные структуры. Разновидностью цепочечной структуры является структура “точка-точка” без ввода/вывода компонентных сигналов между оконечными пунктами.

ОМ-4

Х

Х

2 М

34 М

140 М

STM-1

ОМ-4

МВВ-4

МВВ-4

Х

Х

Х

Х

2 М

34 М

140 М

STM-1

2 М

34 М

140 М

STM-1

------ Резервная (опция)

Х - Регенераторы (опция)

ОМ-4 - Оконечный мультиплексор 4-го уровня

МВВ-4 - Мультиплексор ввода-вывода 1-го уровня

Рисунок 1.5 - Цепочечная (линейная) сетевая структура

На рисунках 1.5 и 1.6 приняты следующие обозначения:

КС – компонентные сигналы,

В, З – восточный и западный порты мультиплексора ввода/вывода.

На внутризоновой сети используются цепочечные и кольцевые структуры.

Линейная цепь, показанная на рисунке 1.5, является самой простой по структуре, но требует универсальных мультиплексоров ввод/вывода с встроенными устройствами оперативного переключения. Такие мультиплексоры, работающие на высоких агрегатных скоростях (например, STM-4), производятся фирмой Alcatel.

Рисунок 1.6 - Кольцевая сетевая структура

На проектируемом кольце транспортной сети Волгоградской области проектом предусматривается защитный механизм SNCP, обеспечивающий быстродействие и надежность защиты, а также возможность взаимодействия с другими перспективными кольцами при дальнейшем развитии внутризоновой сети.

Переход на другой тип защиты трафика по MS-Spring невозможен по следующим причинам:

1. В мультиплексорах СЦИ уровня STM-4 фирмы Alcatel, переносимых с сети ГТС г. Волгограда, механизм поддержки MS-Spring не реализован.

2. Переход на МS-Spring потребует задействования дополнительно по 2 волокна в оптическом кабеле на каждом участке сети, что труднореализуемо, так как на участке Камышин – Дубовка в настоящее время ОАО "Волгоградэлектросвязь" выкупило в ВОК ОАО "Ростелеком" только два волокна.

Сеть SDH, охватывающая все районы области, позволяет соединить основные узлы телефонной сети качественными высокоскоростными каналами связи. Сеть SDH используется и как транспортная среда для передачи данных, предоставления услуг широкополосной связи с интеграцией служб (B-ISDN).

Синхронизация сети SDH осуществляется от источника эталонной частоты типа SYSTEM-2000 с рубидиевым генератором. Эталонный генератор обеспечивает относительную нестабильность частоты

,

где f – отклонение частоты задающего генератора от номинала;

fзг – номинальное значение частоты задающего генератора.

Корреляция частоты задающего генератора осуществляется через искусственный спутник Земли от центра Всемирного координирования времени. После подключения городской сети SDH к Транссибирской линии (ТСЛ) синхронизация задающего генератора будет осуществляться выделенной из этой линии тактовой частотой.

Географически эталон частоты (ЗГ) размещается на АМТС.