Проектирование ВОЛС на участке Комсомольск-на-Амуре - Владимировка (1207934), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Также выявлены запасы меди, вольфрама, свинца, цинка, золота, серебра и висмута. Из ископаемых, применяемых в строительстве, имеются известняки, сланцы, туфы, базальты, цеолиты, камни облицовочные базальты, минеральные краски, тугоплавкие и керамзитовые глины. Разведаны месторождения бурого угля, торфа,минеральных вод. Район относится к числу многолесных районов Хабаровскогокрая.Среди разведанных полезных ископаемых района им.
Полины Осипенко –месторождения золота, известняка, алунитов, вольфрама, торфа и минеральныхвод. Лесопокрытая площадь составляет около 70% территории района.112 АНАЛИЗ СИСТЕМ DWDM2.1 Развитие волоконно-оптических систем связиВолоконно-оптические системы передачи – это совокупность оптическихустройств и оптических линий передачи для создания, обработки и передачиоптических сигналов. В качестве оптического сигнала выступает модулированное оптическое излучение лазера или светодиода.
Передача информации происходит по оптическим волокнам. Передача сигнала по оптическому волокнуисключает недостатки электрической и радиопередачи сигнала: отсутствуютпомехи, которые могут повредить сигнал, а также нет необходимости лицензировать необходимую радиочастоту.Оптическое волокно – это волновод, по которому распространяются электромагнитные волны с длиной волны в тысячи нанометров. Материалом волокна является стекло или полимер. Волокно имеет круглое сечение и состоит издвух частей – сердцевины и оболочки, причем абсолютный показатель преломления сердцевины выше, чем показатель преломления оболочки. Это условиенеобходимо для того, чтобы в волокне осуществлялось полное внутреннее отражение.При определенном подборе материала волокна и его диаметра возникает ситуация, когда для некоторых длин волн внутренняя среда становится почтипрозрачной и при попадании на границу между волокном и внешней средойбольшая часть энергии отражается обратно внутрь волокна.
Так обеспечиваетсяпрохождение излучения по волокну практически без потерь, остается лишьпринять это излучение на другом конце волокна.Оптическое волокно считается одной из самых совершенных и перспективных физических сред для передачи больших потоков информации на большиерасстояния.Изобретение кварцевого оптического волокна с окнами прозрачности 0,85мкм, 1,3 мкм и 1,55 мкм и низким затуханием позволило осуществлять передачу оптического сигнала на очень большие расстояния.
Также для увеличения12расстояния передачи применяются регенераторы, преобразующие электрический сигнал в оптический и обратно.Первые волоконно-оптические системы передачи строились с использованием многомодовых оптических волокон, с диаметром сердцевины 50-85 мкм,совместно с лазерными источниками множественной продольной моды (MLM),называемыми лазерами Фабри-Перо. Передатчики оптических сигналов, выполненные на основе MLM, генерировали оптическое излучение в диапазонедлин волн 0,8 и 1,3 мкм с достаточно широким спектром, единицы - десятки нм.Энергия импульса передается посредством ряда волн, которые, распространяясь вдоль волокна, проходят неравный путь, приводящий к разным скоростямраспространения.
И как следствие, импульсы на выходе становятся нечеткимии размытыми. Эта нечеткость называется дисперсией, а в многомодовом волокне – модовая дисперсия. Для уменьшения ее влияния в первых системахприменялись регенераторы, которые восстанавливали сигнал каждые несколькокилометров.Устранение модовой дисперсии стало следующим этапом в развитии волоконно-оптических систем.
Для этого было использовано одномодовое волокнос MLM лазерами в диапазоне длины волны 1,3 мкм. В отличие от многомодового волокна оно передает всю энергию светового сигнала посредством одноймоды, что эффективно устраняет модовую дисперсию и обеспечивает значительное увеличение не только скорости передачи, но и допустимого расстояниямежду регенераторами. В конце 80-х годов стали применять системы с длинойволны 1,55 мкм, которые позволили увеличить расстояния между регенераторами, ранее определяемые потерями в волокне.
По сравнению с длиной волны1,3 мкм, длина волны 1,55 мкм позволила уменьшить потери. Но на этом этапепоявился другой отрицательный фактор – хроматическая дисперсия, которая, всвою очередь, стала ограничивать увеличение битовой скорости.В одномодовом волокне различные составляющие частотного спектра импульса распространяются с различной скоростью, что приводит к нечеткостиимпульса на выходе. Волокно, практически не имеющее хроматической дис13персии в диапазоне 1,3 мкм и имеющее значительное влияние в диапазоне 1,55мкм носит название стандартного одномодового волокна. Такое проявлениехроматической дисперсии вызвало необходимость разработки волокна со смещенной дисперсией.
Из необходимости обеспечения нулевого значения хроматической дисперсии в окне длин волн 1,55 мкм такое волокно было специальноразработано. Это решение не было эффективным для существующей к томувремени огромной базы стандартных одномодовых кабелей.Поэтому нашли другой способ преодоления хроматической дисперсии –уменьшение спектра передаваемого импульса до размеров, близких к полосепропускания частоты модуляции.
Это было реализовано за счет MLM лазеров,которые излучают в достаточно широком спектре, составляющем несколько нм.Так появились лазеры с распределенной обратной связью (DFB) с одной продольной модой (SLM). Эти лазеры имеют узкую ширину спектра и позволяютдостичь скорости более 1 Гбит/с.С появлением в 1990 году первых оптических усилителей на основе волокна, легированных эрбием (EDFA), становятся очевидными возможности их широкого использования в протяженных линиях связи. Оптические усилители, будучи прозрачными по отношению к скорости передачи и видам модуляции,позволяют проводить эффективное усовершенствование системы путем заменытолько оконечного оборудования.
Были разработаны новые системы, в которыхбыла произведена замена регенераторов на EDFA. За счет этого была существенно снижена их стоимость.С ростом популярности сети Интернет старые линии связи перестали справляться с объѐмами трафика, оптическое волокно оказалось именно той средойпередачи, которая позволила справиться с огромными потоками информации.Сначала для деления полосы пропускания отдельного оптического волокна навыделенные каналы связи применялось временное мультиплексирование TDM(Time Division Multiplexing), но рост сложности оборудования для модуляции имультиплексирования при увеличении скоростей передачи данных ограничилобласть применения данной технологии.
Дальнейшее увеличение полосы про14пускания смогли обеспечить лишь технологии волнового уплотнения (WDM) иплотного волнового мультиплексирования (DWDM).2.2 Системы DWDMСистемы DWDM нашли свое применение с конца двадцатого века, в основекоторых лежит способность оптического волокна одновременно передаватьсвет различных длин волн без взаимной интерференции, т.е. каждая длина волны представляет отдельный канал в волокне.
Таким образом, технологияDWDM позволяет организовать в одном волокне несколько оптических каналовс разницей длин волн между соседними каналами которая может составлятьдоли нанометра. В результате развития технологии плотного волнового мультиплексирования стало возможным создание коммерческих сетей, в которых поотдельным волокнам передается более сотни независимых оптических каналов,а также передача данных в обоих направлениях в одном и том же оптическомволокне.Разработка усилителей на оптическом волокне, легированном эрбием EDFAускорила развитие технологии DWDM. В данных усилителях за счет энергиинакачки лазера происходит усиление всех поступающих на вход каналов, длины волн которых лежат в «C» диапазоне (1530-1565 нм) – рабочем диапазонеусилителей EDFA. В усилителе EDFA оптические сигналы усиливаются безпреобразования в электрические и обратно, это дает возможность создавать сети передачи данных большой протяженности при серьезной экономии электронных компонентов.2.3 Разделение каналов и стандартизация DWDMСамым важным параметром в технологии плотного волнового мультиплексирования, бесспорно, является расстояние между соседними каналами.
Стандартизация пространственного расположения каналов нужна, уже хотя бы потому, что на ее основе можно будет начинать проведение тестов на взаимнуюсовместимость оборудования разных производителей. Сектор по стандартиза15ции телекоммуникаций Международного союза по электросвязи ITU-T утвердил частотный план DWDM с расстоянием между соседними каналами 100ГГц,приведенный в Приложении А. В тоже время большие дебаты продолжаютсявокруг принятия частотного плана с еще меньшим расстоянием между каналами 50ГГц (нм).
Без понимания того, какие ограничения и преимущества имееткаждый частотный план, операторы связи и организации, планирующие наращивание пропускной способности сети, могут столкнуться со значительнымитрудностями и излишними инвестициями.Реализация той или иной сетки частотного плана во многом зависит от трехосновных факторов:тип используемых оптическихусилителей (кремниевый или фтор-цирконатный)скорость передачи на канал — 2,4 Гбит/с (STM-16) или 10 Гбит/с (STM-64)влияние нелинейных эффектовПричем все эти факторы сильно взаимосвязаны между собой.Стандартные EDFA на кремниевом волокне имеют один недостаток —большую вариацию коэффициента усиления в области ниже 1540 нм, что приводит к более низким значениям соотношения сигнал/шум и нелинейности усиления в этой области. Одинаково нежелательны как сильно низкие, так и сильно высокие значения коэффициента усиления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
