Дипломной работы актуальна, так как сегодня волоконная оптика находит применение практически во всех задачах, связанных с передачей информации

Введение

Современные первичные сети должны обеспечивать передачу и переключение потоков информации, ввод и выделение этих потоков в произвольных пунктах, глубокий контроль качества и тарификацию в соответствии с действительным временем пользования связью и её качеством. Перечисленные выше требования можно выполнить при синхронной системе группообразования. В 1998 году МККТТ принял технологию СЦИ, разработанную с учётом мирового опыта создания цифровых сетей. Аппаратура СЦИ является программно управляемой и интегрирует в себе средства преобразования, передачи, переключения, контроля управления.

В соответствии с этим, в настоящее время в Республике Казахстан активно ведутся работы по строительству национальной сети на основе технологии СЦИ с использованием волоконно-оптических кабелей. Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной средой передачи информации, оптический световод позволяет передавать большие потоки информации на значительные расстояния.
Тема дипломной работы актуальна, так как сегодня волоконная оптика находит применение практически во всех задачах, связанных с передачей информации. Если на уровне настольного ПК волоконно-оптический интерфейс только начинает единоборство с проводным, то при построении магистральных сетей давно стало фактом безусловное господство оптического волокна. Коммерческие аспекты оптического волокна также говорят в его пользу - волокно изготавливается из кварца, то есть на основе песка, запасы которого очень велики.
Целью данного дипломного проекта является проектирование линии связи на основе волоконно-оптических кабелей. В связи с чем особое внимание уделено строительству волоконно-оптической линии связи. Проект состоит из пяти глав. В первой главе рассмотрены краткие характеристики и принцип организации связи на основе оптических систем передачи с использованием технологии СЦИ. Трасса прохождения проектируемой линии также описывается в этой главе. Даны сведения о наличии рек шоссейных дорог.
Глава 2 посвящена расчёту необходимого числа каналов для двух областей, а также выбору системы передачи. Также приводится предполагаемая схема организации связи. Приведены принципы выбора типа оптического кабеля, который предполагается использовать на магистрали.
В третьей главе рассматривается методы проектирования и строительства волоконно-оптической линии связи. В этой главе приводится расчет длин участков регенерации ирассмотрены современные методы проведения геодезических работ, а также особенности прокладки оптического кабеля. Также рассмотрены способы организации речных переходов, переходы через железные дороги и автодороги на проектируемой магистрали. В данную главу включены подразделы посвящённые маркировке трассы, метрологическому контролю, расчёту оптической длины линии связи и расположения муфт.
Расчёту основных параметров электропитающей установки посвящена глава 4, также приведён расчёт токораспедилительной сети на минимум проводникового материала.
В главе 5 рассматриваются меры повышения надёжности системы связи и расчёт основных показателей надёжности.
Создание высоконадежных оптических кабельных систем связи стало возможным в результате разработки в начале 70-х годов оптических волвкон с малыми потерями сигнала. Такие волокна в значительной мере стимулировали разработку специализированного оборудования и элементов линейного тракта оптических кабельных систем передачи (генераторов, фотоприемников, разъемных и неразъемных соединителей, ответвителей и других элементов).
Оптические волокна послужили основой разработки и создания оптических систем связи высокой эффективности, обеспечивающих возможность передачи большого потока информации на любые расстояния. Технико-экономическое сравнение показало, что в перспективе при массовом производстве оптических кабелей они будут конкурентоспособными с электрическими при потребностях в больших пучках связи(свыше 500…1000 цифровых каналов).
1. Разработка аппаратуры синхронной цифровой иерархии

.1 Обзор волоконно-оптических систем

При разработке аппаратуры СЦИ была предусмотрена обязательная совместимость не только скоростей, но также стыков, что отсутствует в аппаратуре плезеохронной цифровой иерархии. Для этого все разработчики аппаратуры СЦИ руководствуются соответствующими рекомендациями ITU-T, в частности для СЦИ такими рекомендациями являются G.957 и G.691, которые регламентируют оптические и электрические интерфейсы систем СЦИ всех уровней. В частности, к стандартным оптическим интерфейсам, определённым рекомендациями G.95, относятся следующие параметры: длина волны оптического излучения, диапозон длин волн, ширина спектральной линии излучения, уровень оптической мощности на передаче, уровень чувствительности приёмного устройства при заданном коэффициенте ошибки для данной скорости передачи. Выбор значений этих параметров определяется скоростью передачи информации и максимальной длинной линии. Аппаратура СЦИ всех уровней иерархии предназначена для работы на оптическое волокно, параметры которого также регламентированы рекомендациями G.652, G.653, G.655.

В тех случаях, когда расстояние между пунктами, которые необходимо соединить при помощи ВОЛС с аппаратурой СЦИ, превышает ту длину, которая позволяет перекрыть энергетический потенциал системы, либо на передающей стороне, либо на обоих концах линии применяется соответственно оптический усилитель мощности на передаче и на приёме. Выбор этих вариантов регламентируется рекомендацией G.691.
Структурно аппаратура СЦИ состоит из следующих блоков:
оборудование внешнего доступа;
синхронный линейный регенератор;
синхронные разветвительные мультиплексоры;
Таким образом, системы СЦИ любого производителя строятся по обобщённой схеме, представленной на рисунке-1.
Кроме упомянутых выше основных узлов и блоков в состав аппаратуры СЦИ входят:
система контроля и управления;
блоки аварийной и предварительной сигнализации;
блоки питания и защиты от перегрузок и внешних воздействий, в том числе электромагнитных полей.
Система контроля и управления представляет собой совокупность датчиков различных параметров и цепей, соединяющих точки контроля и управления с персональным компьютером. На дисплее компьютера отображаются значения всех необходимых параметров, как оптических, так и электрических. Эта система позволяет осуществлять диагностирование состояния всего участка сети связи, в котором задействована данная аппаратура СЦИ. Предусмотрена также возможность управления и конфигурирования участков сети.
В случаях повреждения сети, например обрыва оптического кабеля, в аппаратуре СЦИ всех уровней для предоставления возможности проведения восстановительных работ и обеспечения безопасности персонала предусмотрено устройство автоматического отключения лазера. Это устройство периодически включает лазер со следующим временным интервалом: 70..90 секунд лазер выключен, от 1 до 5с - включён. При восстановлении линии система автоматически восстанавливает свои функции.

Рисунок 1 Общая структурная схема системы ВОСП с СЦИ.

М-Р - мультиплексор;

ОУ - оптический усилитель;
СИ - соединительный интерфейс;
ППП - порт первичных потоков;
ЦБС - центральный блок синхронизации;
БУС - блок управления и связи;
СС - служебная связь;
КПД - канал передачи данных;
БОУ - блок обработки указателей;
Основным Функциональным модулем сетей СЦИ является мультиплексор. Термин Мультиплексор используется как собственно для мультиплексоров, служащих для сборки (мультиплексирования) высокоскоростного потока из низкоскоростных, так и для разборки (демультиплексирования) высокоскоростного потока с целью выделения низкоскоростных потоков Мультиплексоры СЦИ в отличие от обычных мультиплексоров, используемых, например, в сетях ПЦИ, выполняют как функции собственно мультиплексора, так и функции устройств терминального доступа, позволяя подключить низкоскоростные каналы ПЦИ непосредственно к своим входным портам. Они являются более универсальными и гибкими устройствами, кроме задачи мультиплексирования выполняют ещё и задачи коммутации, концентрации и регенерации. Это оказывается возможным в силу модульной конструкции СЦИ мультиплексоров - SMUX, при которой выполняемые функции определяются лишь возможностями системы управления и составом модулей, включённых в спецификацию мультиплексора. Принято, однако, выделять два основных типа мультиплексора: терминальный мультиплексор и мультиплексор ввода - вывода.
Терминальный мультиплексор (ТМ) является мультиплексором и оконечным устройством СЦИ сети с каналами доступа, соответствующими трибами ПЦИ и СЦИ. ТМ может или вводить каналы, то есть коммутировать их со входа трибного интерфейса на линейный вход, или выводить каналы, то есть коммутировать их с линейного входа на выход трибного интерфейса.
Как правило, эта коммутация ограничена трибами 1,5 и 2Мбит/с. для мультиплексора максимального на данный момент действующего уровня СЦИ (STM-64), имеющего скорость выходного потока 10 Гбит/с, максимально полный набор каналов доступа может включать ПЦИ трибы 1,5, 2, 6, 34, 45, 140 Мбит/с, и СЦИ трибы 155, 622 и 2500 Мбит/с соответствующие STM - 1, 4, 16.
Другой важной особенностью мультиплексора является наличие двух оптических линейных выходов (каналов приёма/передачи), называемых агрегатными выходами и используемых для создания режима стопроцентного резервирования, или защиты по схеме 1+1 с целью повышения надёжности.
Мультиплексор ввода/вывода (ADM) иметь на входе тот же набор трибов, что и терминальный мультиплексор. Он позволяет вводить и выводить соответствующие им каналы. Дополнительно к возможностям коммутации, обеспечиваемым ТМ, ADM позволяет осуществлять сквозную коммутацию выходных потоков в обоих направлениях, а также осуществлять замыкание канала приёма на канал передачи на обоих сторонах в случае выхода из строя одного из направлений. Наконец он позволяет (в случае аварийного выхода из строя мультиплексора) пропускать основной оптический поток мимо него в обходном режиме. Всё это даёт возможность использования ADM в топологиях типа кольцо.

Таблица 1 Основные параметры оптических интерфейсов

Наименование показателя	Данные для планирования
Длина волны в световоде, нм Скорость передачи, Кбит/с		1530..1560 2488320
Сторона передачи Тип лазера Ширина спектра,нм Подавление боковой моды,дБ Уровень передачи, дБм (S в соответ. с ITU-TG.957)	DFB 0,6 30 -1...2	DFB 0,6 30 2,5…5	DFB со встроенным внешним модулятором вместе с:
			Станд бустер 0,1 30 11...13	Высоко-мощ. Бустер 0,1 30 13…16	Станд. Бустер 0,1 30 10…13	Высоко-мощ. бустер 0,1 30 13…16
Сторона приёма Диод приёма Уровень приёма при BERЈ10^-10,дБм (R в соответ. с ITU-TG.957)	APD Станд -28..-6	APD Вы-соко- чувствит. -30..-9	APD Стандарт. -28...-6		APD Стандарт. Вместе с оптическим усилителем -40...-15
Секция регенератора Одномодовый световод Допусимая дисперсия, пс/км Потери из-за дисперсии, дБ Допуст. Затухание секции, дБ	1800 2 8…26	2400 2 14...31	4500 2 19...36	4500 2 22...39	4500 2 28...48	4500 2 31…51

1.2 Основные особенности трассы ВОЛС

В настоящее время в соответствии с генеральным планом развития телекоммуникаций Республики Казахстан ведутся работы по строительству новой информационной супермагистрали (НИСМ), протяжённость которой составит около 10000 км и обеспечит цифровой связью все областные центры республики. Строительство НИСМ "Казахтелеком" планирует завершить к 2015году.

Рассматриваемая в данном дипломном проекте магистраль на участке Тараз-Алматы является лишь дополнением к НИСМ, и будет обеспечивать телекоммуникационными услугами два областных центра, а также прилегающие к трассе ВОЛС районные центры.
Между городами Тараз и Алматы существует крупная автомобильная дорога республиканского значения, проходящая через множество райцентров. Как правило, одним из важнейших критериев выбора трассы ВОЛС является прохождение её вдоль автомобильной дорогой. Этим обеспечиваются подъездные пути техническому персоналу к местам прокладки кабеля и НРП, а в случае повреждения оперативное устранение неисправности на линии. Наличие населённых пунктов на пути прохождения трассы даёт возможность размещения в необслуживаемых регенерационных пунктов (ОРП) и использование уже существующих сооружений районных узлов телекоммуникаций (РУТ), что значительно уменьшает объём строительных работ и способствует снижению затрат на строительство магистрали в целом.
Обращаясь к карте местности (рисунок.2) видим, что очевиден единственный целесообразный вариант трассы. Это вариант прокладки кабеля вдоль автодороги, соединяющей г.Тараз, с. Михайловка, с. Луговое, с.Мерке, г.Чу и г. Алматы. Общая длина магистрали составляет 553 км. Трасса магистрали прокладывается на расстоянии 30 - 60м. (в зависимости от конкретных условий местности) от оси автомобильной дороги.
Речные переходы организуются на реке Меркенка и Талас. В местах организаций перехода ширина реки Меркенка достигает до 50м., а в половодье порядка 80м., глубина - до2м. Ширина реки Талас - 40м., глубина - до 1,7 м. Для проезда автотранспорта через эти реки построены мосты, что также имеет немаловажное значение, при прокладке кабеля через реку, так как резервные створы можно проложить через мост , которые имеют равнинный рельеф, это позволяет прокладывать кабель в основном механизированным способом. Более подробно организация речных переходов, железнодорожных переходов, а также механизированные способы прокладки кабеля рассмотрены в соответствующей главе настоящего дипломного проекта.



Рисунок 2 Карта местности
2. Расчёт необходимого числа каналов и выбор системы передачи

Создание высоконадежных оптических кабельных систем связи стало возможным в результате разработки в начале 70-х годов оптических волвкон с малыми потерями сигнала. Такие волокна в значительной мере стимулировали разработку специализированного оборудования и элементов линейного тракта оптических кабельных систем передачи (генераторов, фотоприемников, разъемных и неразъемных соединителей, ответвителей и других элементов).

Оптические волокна послужили основой разработки и создания оптических систем связи высокой эффективности, обеспечивающих возможность передачи большого потока информации на любые расстояния. Технико-экономическое сравнение показало, что в перспективе при массовом производстве оптических кабелей они будут конкурентоспособными с электрическими при потребностях в больших пучках связи(свыше 500…1000 цифровых каналов).
Численность населения в любом областном центре и области в целом может быть определена на основании статистических данных переписи населения. Согласно этим данным численность населения в Жамбылской области на 2011 год составила 410,6 тыс. чел, а в Алматинской области 1946,6 тыс. чел. В расчётах будем учитывать не численность населения областных центров, а областей в целом.
Численность населения с учётом прироста определяется по формуле:


(1)

где Н_Т - количество населения, тыс. человек;

H₀ - население в период проведения переписи, тыс. человек;
Р- среднегодовой прирост населения в данной местности
(принимается равным 2-3%);
Т - период, определяемый, как разность между назначенным годом перспективного проектирования и годом проведения переписи населения;
Год перспективного проектирования принимается на 5-10 лет вперёд. В настоящем проекте год перспективного проектирования принимаем на 10 лет вперёд. В соответствии с этим параметр Т определяем по формуле:

T=10+(T_m-T₀) (2)

где T_m - год составления проекта;

T₀ - год к которому относятся данные H₀;
Среднегодовой прирост населения в Жамбылской и Алматинской областях принимаем равным 3%. Пользуясь формулой (2) определим параметр Т:

T=10+(2013-2011)=12 лет

Численность населения в Алматинской области согласно формуле (1) составит:

H_T^C-K=1946,6Ч(1+ )¹²=1,78058 млн. человек;

Численность населения в Жамбылской области согласно формуле (1) составит:

H_T^А=410,6Ч(1+ )¹²=0,871105 млн. человек;

Учитывая то, что телефонные каналы междугородней и международной связи имеют превалирующее значение необходимо сначала определить количество телефонных каналов между заданными областями. Для этого воспользуемся следующей формулой

n_ТФ=LЧK_TЧyЧ ; (3)

где L и b - постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности к заданным потерям, обычно потери принимаются равными 5%, тогда L=1,3, а b=5,6;

K_T - коэффициент тяготения;
y - удельная нагрузка, то есть средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом, y=0,05Эрл;
m_a, m_в - количество абонентов обслуживаемое оконечными АМТС, соответственно в пунктах А и Б.
Взаимосвязь между выбранными оконечными и промежуточными пунктами определяется на основе статистических данных, полученных предприятиями связи за предшествующие проектированию годы. Практически эти взаимосвязи выражают через коэффициент тяготения К_Т, который, как показывают исследования, колеблется в широких пределах, от 0,1-12%. В проекте коэффициент тяготения К_Т принимаем равным 10%, т.е. K_T=0,1.
В перспективе количество абонентов, обслуживаемых оконечными АМТС, определяется в зависимости от численности населения, проживающего в зоне обслуживания. Принимая средний коэффициент оснащённости населения телефонными аппаратами равным 0,7, количество абонентов в зоне АМТС можно определить по формулам:
m_a^A=0.7ЧH_Т^A (4)
m_в^C-K=0.7ЧH_Т^С-К 5)

Подставляя данные в формулы (4) и (5) определим количество абонентов, обслуживаемых оконечными АМТС:

m_a^A=877,5Ч0,7=614,25 тыс. чел.

m_в^С-К=1114,7Ч0,7=780,29 тыс. чел.

Пользуясь формулой (3) определим количество телефонных каналов:

n_ТФ=1,3Ч0,1Ч0,05Ч +5,6= +5,6=2240 кан.

По кабельной линии передачи выделяют каналы и для других видов связи: телеграфные данные, радиовещание и.т.д., а так же учитывают транзитные каналы. Так как проектируемая линия связи относится к магистральной сети транзитные потоки будут иметь большую скорость передачи информации. В данном случае число транзитных каналов учитывать не будем, они будут браться в расчёт при выборе системы передачи.

Поскольку число каналов для организации связи различного назначения может быть выражено через число телефонных каналов, т.е. каналов ТЧ, целесообразно общее число каналов между пунктами выразить через каналы ТЧ.
В соответствии с вышесказанным общее число телефонных каналов вычислим по формуле:

n= n_ТФ+ n_ТГ+ n_ПД+ n_ТВ (6)

где n_ТГ - число каналов ТЧ для телеграфной связи;

n_ПД - число каналов ТЧ для передачи данных;
n_ТВ- число каналов ТЧ для теле - и радиовещания;
Обычно общее число каналов рассчитывают по упрощённой формуле:

n=2Чn_ТФ (7)=2240Ч2=4480

Данный расчёт был произведён без учёта количества транзитных каналов. Так если учитывать транзитные потоки, а также перспективу дальнейшего развития сети и кроме того возможность повреждения, при котором может возникнуть необходимость организации обходного пути через данную магистраль, то на проектируемой магистрали требуемая скорость передачи составит 2,5 Гбит/с. В соответствии с этим на проектируемой магистрали предполагается установка синхронного оборудования производства фирмы "Siemens" SMA-16.

Схема организации связи представлена на рисунке 3. Данная схема составлена в соответствии с заданием на дипломный проект. На схеме показаны требуемое количество 2Мбит потоков, которые необходимо выделить в соответствующих пунктах, так же указаны расстояния между населёнными пунктами, где необходимо устанавливать оборудование.

.1 Выбор типа оптического кабеля

В магистральных ВОЛС расходы на приобретение и прокладку оптического кабеля является основной частью стоимости всей системы. Поэтому целесообразно проложить кабель с возможно низким затуханием и широкой полосой частот в расчёте на возможность его использования при развитии системы.

Для магистральных сетей представляет интерес кабели с длиной волны 1,55 мкм, позволяющие реализовать регенерационные участки длинной до 170 км. Учитывая то что, максимальное расстояние между населёнными пунктами составляет 125 км, необходимо выбрать кабель с такими параметрами, при которых можно было бы обойтись без дорогостоящих необслуживаемых регенерационных пунктов.
Выбираем кабель производства фирмы "Siemens" следующего типа:
A D F (ZN) 2Y 2×6 E 9/125 0,36 F 3,5+0,22 H 180LG. Дадим расшифровку буквенных и цифровых обозначений:
А - линейный кабель;
D - модуль многоволоконный, заполненный;
F - гидрофобное заполнение;
ZN - неметаллический усилительный элемент;
Y - полиэтиленовая оболочка;
- количество модулей;
- количество волокон в модуле;
E - одномодовое волокно;
- диаметр сердечника, мкм;
-диаметр оболочки, мкм;
,36 - коэффициент затухания на длине волны 1,55 мкм, дБ/км;
F - длина волны 1,3 мкм;
,5 - удельный коэффициент хроматической дисперсии, пс/нм*км,при длине волны 1,3 мкм;
0,22 - коэффициент затухания, дБ/ км, на длине волны 1,55 мкм;
H - длина волны 1,55 мкм;
- удельная хроматическая дисперсия, на длине волны 1,55 мкм;
LG - повивная скрутка;
Строительную длину кабеля выбираем равной 6км, для обеспечения минимального затухания на линии.



Рисунок 4 Поперечный разрез используемого кабеля.

- центральный стеклопластиковый силовой элемент;

- пространство, заполненное компаундом (гель);
- модуль, заполненный шестью одномодовыми волокнами;
- диэлектрические силовые армирующие нити;
- внешняя полиэтиленовая оболочка.
Цветовые коды модулей стекловолокна:
Волокно №1 - голубой Волокно №7 - красный
Волокно №2 - оранжевый Волокно №8 - чёрный
Волокно №3 - зелёный Волокно №9 - жёлтый
Волокно №4 - коричневый Волокно №10 - фиолетовый
Волокно №5 - синевато- серый Волокно №11 - розовый
Волокно №6 - белый Волокно №12 - цвет морской волны
Погрешность концентрического пятна модового поля, мкм…….....1
Некруглость покрытия, %……………………2
Эффективный групповой коэффициент преломления (для1310нм)…...1,4675
Эффективный групповой коэффициент преломления (для 1550нм)……1,4681
Числовая апертура…………….………13
Критическая длина волны ,нм…………………..….1250
Конструктивные характеристики кабеля:
Вес,кг/км……………………………101
Минимальный радиус изгиба, мм - во время монтажа………..300

• 
  в установленном виде……..200
  

Прочность на растяжение, Н, - короткий срок…………………..………..2700
- длительный срок………………………..….1300
Напряжение при сжатии/при раздавливающем напряжении, Н/10см……2000
Диапазон рабочей температуры,°С………………....-30..70
Диапазон температуры при монтаже,°С……………….-5..50

2.2 Расчёт длины участка регенерации

При проектировании стремятся получить возможно большую длину регенерационного участка (РУ), что приводит к уменьшению необслуживаемых регенерационных пунктов на ВОКМ и как следствие способствует уменьшению капитальных затрат на строительство и эксплуатации магистрали.

Согласно схеме организации связи представленной на рисунке 3 длину РУ будем рассчитывать на участках: Тараз -Михайловка, Михайловка - Луговое, Луговое - Мерке, Мерке - Чу, Чу - Алматы.
Требуемая длина участка регенерации на участке Тараз - Михайловка составляет 125 км. При расчёте длины РУ будем пользоваться данными для планирования взятых из технического описания синхронного оборудования SMA - 16. Эти данные приведены в таблице 1, из этих данных выбираем следующие параметры приёмного и передающего модуля:
Длинна волны в световоде, нм…………1510…1560
Скорость передачи, Кбит/с………2488320
Сторона передачи:
Тип лазера……………..DFB
Ширина спектра, нм……………...0,6
Подавление боковой моды, дБ…………30
Уровень передачи, дБ………………….-1…2
Сторона приёма:
Диод приёма……………...APD стандарт
Уровень приёма, дБ (при BER Ј 10 )………….…-28…-6
Секция регенератора:
Тип ………………………………………………одномодовый
Допустимая дисперсия,пс/км………………………………………….1800
Потери из за дисперсии, дБ…………………………………………..……1
Допустимое затухание секции,дБ……………………………………8…26
Длина РУ определяется двумя осноновными параметрами передачи: затуханием и дисперсией информационных сигналов. Произведём расчёт длины РУ по затуханию, для этого определим суммарные потери мощности излучения Р ,дБ, в линии связи по формуле:

Р =a ЧL +a ЧN +a ЧN (8)

где L - длина линии связи, км;

a - километрическое затухание кабеля, дБ/км;
N - количество неразъёмных соединителей;
a - потери в неразъёмных соединителях, дБ;
a - потери в разъёмных соединителях, дБ;
N - количество разъёмных соединителей.
Рассчитаем количество строительных длин кабеля на РУ q , из соотношения:

q =Ц( ) (9)

где L - требуемая длина РУ, км;

l - строительная длина кабеля, км;
Ц - символ озночающий округление в сторону большего числа.

q =Ц( )=21 (10)

Число неразъёмных соединителей определим по формуле:

N = q -1 =21-1=20

Тогда полные потери на РУ:

Р =0,22Ч125+0,1Ч20+0,5Ч2=30,5 Дб

Устойчивая работа волоконно-оптической системы связи возможна только при выполнении условия:

Р_Э>Р (11)

где Р_Э- энергетический потенциал системы.

Рассчитаем значение энергетического потенциала системы из выражения:

Р_Э=Р_пер-Р_пр (12)

где Р_пер -уровень передачи, дБ;

Р_пр - уровень приёма, дБ.

Р_Э=-1+28=27 дБ

Из выше приведённых расчётов видно, что условие Р_Э>Р не выполняется, следовательно, выбранные параметры ПРОМ и ПОМ не приемлемы. Поэтому необходимо выбрать ПОМ и ПРОМ с такими параметрами, при которых выполнялось бы условие (11).

Вновь обращаясь к таблице 1 из данных для проектирования планирования выбираем:
Длинна волны в световоде, нм…………1510…1560
Скорость передачи, Кбит/с……………2488320
Сторона передачи:
Тип лазера…………………………..DFB
Ширина спектра, нм…………………0,6
Подавление боковой моды, дБ……………………30
Уровень передачи, дБ………………2,5…5
Сторона приёма:
Диод приёма………….APD высокочувствительный
Уровень приёма, дБ (при BER Ј 10 )…………….…-30,5…-9
Секция регенератора:
Тип ……………………………………………………………одномодовый
Потери из за дисперсии, дБ…………………………………………..…..2
Допустимое затухание секции,дБ…………………………………..14…31
Значение энергетического потенциала рассчитывается по формуле (12):

Р_Э=2,5- (-30,5)=33 дБ

В этом случае условие (11) выполняется, следовательно, с точки зрения затухания, длина РУ =125 км допустима. Однако при проектировании ВОЛС всегда необходимо предусматривать запас, который учитывает процесс деградации всех компонентов при различных воздействиях во время эксплуатации. Этот запас обычно составляет 2ё4 дБ. Необходимо так же учитывать допуски на температурную зависимость. Из таблицы 1 видно, что существуют потери из-за дисперсии которые так же необходимо учесть.

В соответствии с вышесказанным формула (8) принимает вид:

Р = а Ч L +а Ч N +а Ч N +a_t+a_B+a_q (13)

Где a_t - допуск на температурную зависимость параметров ВОСП, дБ;
a_B - допуск на ухудшение паораметров вовремени

Р =0,22Ч125+0,1Ч20+0,5Ч2+0,3+3+2=35,8 дБ

В этом случае условие (11) так же не выполняется, поэтому, вновь обращаясь к таблице 1 выбираем:

Длинна волны в световоде, нм………1510…1560
Скорость передачи, Кбит/с……………2488320
Сторона передачи:
Тип лазера………………………………..DFB
Ширина спектра, нм…………0,1
Подавление боковой моды, дБ…………….30
Уровень передачи, дБ……………10…13
Сторона приёма:
Диод приёма…………………APD стандартный
Уровень приёма, дБ (при BER Ј 10 )………………-28…-6
Секция регенератора:
Тип ……………………………………………………………одномодовый
Потери из за дисперсии, дБ…………………………………………..….<2
Допустимое затухание секции, дБ…………….19…36
Пользуясь выражением (12) определяем:

Р_Э=10+28=38дБ

Из расчётов видно что условие (11) вполняется, определим запас по мощности P_З, дБ, по формуле:

P_З=Р_Э-Р_К (13)

P_З=38-35,8=2,2дБ

Запас по мощности составляет 2,2 дБ, следовательно, делаем вывод, что с точки зрения затухания протяжённость РУ на участке Петропавловск - Келлеровка 125 км., допустима.

Рассчитаем длину РУ на участке Михайловка-Луговое. Так как требуемая длина РУ на этом участке 68 км, существует возможность ослабить требования к параметрам ПОМ и ПРОМ, что будет способствовать удешевлению оборудования. В соответствии с этим выбираем следующие параметры ПОМ и ПРОМ.
Длинна волны в световоде, нм…………………1510…1560
Скорость передачи, Кбит/с……………………2488320
Сторона передачи:
Тип лазера………………………………………..DFB
Ширина спектра, нм………………………………...0,6
Подавление боковой моды, дБ………………………30
Уровень передачи, дБ……………………….-1…2
Сторона приёма:
Диод приёма………………………………...APD стандарт
Уровень приёма, дБ (при BER Ј 10 )……………….…-28…-6
Секция регенератора:
Тип ……………………………………………………………одномодовый
Допустимая дисперсия,пс/км………………………………………….1800
Потери из за дисперсии, дБ…………………………………………..……1
Допустимое затухание секции,дБ……………………………………8…26
Рассчитаем энергетический потенциал системы по формуле (12):

Р_Э=-1+28=27дБ

Определим число строительных длин на РУ из выражения (9):

q =Ц( ) =12

Число неразъёмных соединителей определим из формулы (10):

N_н.с=12-1=11

Полные потери на РУ согласно формуле (13):

P_K=0,22Ч68+0,1Ч11+0,5Ч2+0,3+3+2=22,9 дБ

Условие (11) выполняется, энергетический запас, согласно формуле (13):

P_З=27-22,9=4,1 дБ

Рассчитаем длину РУ исходя из дисперсионных характеристик волокна. Импульсы света, последовательность которых определяет информационный поток, в процессе распространения расплываются. При достаточно большом уширении импульсы начинают перекрываться, так что становится невозможным их выделение при приёме.

Дисперсия - уширение импульсов - имеет размерность времени и определяется как квадратичная разность длительностей импульсов на входе и выходе кабеля длины L по формуле:

t_вых= (14)

Дисперсия нормируется в расчёте на один километр и измеряется в пс/км. Результирующая дисперсия t, пс, определяется из формулы:

t²=t²_мод+t²_хр (15)

где t_мод - межмодовая дисперсия;

t_хр - хроматическая дисперсия;
Хроматическая дисперсия, в свою очередь состоит из материальной и волноводной, тогда формула (13) приобретает вид:

t²=t²_мод+t²_мат+t²_вв (16)

Межмодовая дисперсия возникает вследствии различной скорости распостранения у мод, и имеет место только в многомодовом волокне.

Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления волокна от длины волны и определяется из выражения:

t_мат( (17)

где М( )- удельная материальная дисперсия;

Волноводная дисперсия обусловлена зависимостью коэффициента распостранения моды от длины волны и определяется из выражения:

= (18)

где N( ) - удельная волноводная дисперсия;

Результирующее значение коэффициента удельной хроматической дисперсии D(l), определяется как: