86839

Проект волоконно-оптическая линии передачи с 3 коммутационными станциями

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Целью курсового проекта является разработка цифровой волоконно–оптической системы передачи, которая обеспечит высокое качество организуемых каналов и цифровых потоков на заданных направлениях. В настоящее время оптоволоконные сети являются самым перспективным видом информационных сетей...

Русский

2015-04-11

190.8 KB

3 чел.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1    Описательный раздел                         6

1.1 Выбор и характеристика системы передачи                              6

1.2 Характеристика кабеля                     9

2    Расчетный раздел                                                                              11

2.1 Расчет параметров передачи оптического волокна                          11

2.2 Расчет длины участков регенерации                  18

2.3 Расчет параметров участков регенерации                22

2.4 Расчет вероятности ошибки                  24

2.4.1 Расчет допустимой вероятности ошибки                          24

2.4.2 Расчет ожидаемой вероятности ошибки                   26

3    Конструктивный раздел                 29

3.1 Разработка схемы организации связи                29

3.2 Комплектация оборудования       30

4    Графический раздел                    -

  1. Схема состава оборудования                      -
  2. Схема организации связи          -

Заключение          32

Литература          33


ВВЕДЕНИЕ

Целью курсового проекта является разработка цифровой волоконно – оптической системы передачи, которая обеспечит высокое качество организуемых каналов и цифровых потоков на заданных направлениях.

В настоящее время оптоволоконные сети являются самым перспективным видом информационных сетей, что обусловлено множеством их преимуществ. В то время как одна из проблем коаксиальных кабелей – это их восприимчивость к электромагнитным полям, у оптоволоконных сетей такой недостаток отсутствует в принципе! А поэтому в современном мире именно оптоволокно является наилучшим способом передачи телекоммуникационных данных.

Область  возможных  применений  ВОЛС  весьма   широка   —   от   линий внутригородской связи и бортовых комплексов до  систем  связи  на  большие расстояния  с  высокой  информационной  емкостью.  На  основе   оптической волоконной связи могут быть созданы принципиально новые  системы  передачи информации,  а  также  существенно  улучшены  и  удешевлены   существующие системы. Весьма  перспективно  применение   оптических   систем   в   кабельном телевидении,  которое  обеспечивает   высокое   качество   изображения   и существенно    расширяет    возможности    информационного    обслуживания индивидуальных абонентов. В этом случае  обеспечивается  заказная  система приема и предоставляется возможность абонентам получать на  экранах  своих телевизоров изображения газетных полос, журнальных  страниц  и  справочных данных  из  библиотек,  учебных  центров,  специальных  центров   хранения информации. Развитие получит видеотелефонная связь, при  которой  абоненты смогут не только слышать, но и видеть друг друга.  Перспективной  областью применения ВОЛС является высокоскоростная связь внутри мощных  ЭВМ,  между ЭВМ  и  терминалами,  а  также  между  отдельными  ЭВМ  на  расстоянии  от нескольких метров до десятка километров.    Представляет   интерес   применение   ВОЛС   в   системах   управления производственными процессами в условиях повышенной опасности для  здоровья человека (например, на атомных электростанциях, химических  предприятиях), а  также  в  условиях  сильных  электромагнитных  помех,  возникающих  при включении и выключении силовых кабелей, сильноточных реле и т. д. Высокая  помехозащищенность,  скрытность  передачи,  малая   масса   и небольшие габаритные размеры  особенно  важны  при  использовании  ВОЛС  в бортовой  радиоэлектронной  аппаратуре  самолетов,  танков,   кораблей   и подводных лодок. Высокая популярность ВОЛС обусловлена тем, что оптоволокно имеет массу преимуществ не только перед медным кабелем, но и перед витой парой. Среди них можно выделить такие, как широкая полоса пропускания (частота несущей составляет 1014 Гц, что позволяет увеличить поток информации, передаваемый по одному оптическому волокну, до нескольких терабит в секунду), малое затухание светового сигнала в волокне (0,2-0,3 дБ на длине волны 1,55 мкм в расчете на 1 км, что позволяет строить линии протяженностью до 100 км) и высокая защита от помех (диэлектрический материал, из которого изготавливается оптоволокно, делает его невосприимчивым к электромагнитным помехам).

Еще одним важным преимуществом оптоволокна является его высокая защита от несанкционированного доступа. Передаваемую по нему информацию невозможно прослушать, не нарушив волоконно-оптический кабель. При этом специальные системы непрерывного контроля за целостностью линии тут же блокируют этот канал связи и подают сигнал тревоги. Поэтому ВОЛС идеально подходит для организаций с повышенными требованиями к защите данных.

Несмотря на дороговизну этой технологии, обусловленной сложностью и высокими затратами на подключение, преимуществом оптоволокна является его экономичность. Поскольку само волокно изготовлено из кварца на основе двуокиси кремния, который, в отличие от меди, широко распространен, затраты на его производство вдвое меньше, чем затраты на производство медного кабеля. При этом срок эксплуатации волоконно-оптического кабеля достигает 25 лет.

Конечно, как и у любых линий связи, у ВОЛС есть свои недостатки. И главным на сегодняшний день является то, что данная технология все еще остается несколько дорогостоящей. Однако цены на компоненты оптоволокна постоянно снижаются, в то время как затраты на дальнейшее развитие коаксиальных сетей возрастают.

Все несомненные преимущества волоконно-оптических линий связи, а также значительные перспективы в их развитии и распространении только подтверждают то, что будущее современных телекоммуникационных сетей за ними.


1    ОПИСАТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ

1.1 Выбор и характеристика системы передачи

Выбор системы передачи основывается на числе каналов тональной частоты (ТЧ) и первичных цифровых потоков (ПЦП), организуемых между станциями. Система передачи должна иметь возможность развития, т.е. увеличения пропускной способности в заданных направлениях.

Определяем число ПЦП на заданных направлениях передачи по формуле:

                                                   (1)

где Nтч – число каналов ТЧ на данном направлении;

     СПЦП – пропускная способность ПЦП в каналах ТЧ, равная 30;

     N* - число заданных ПЦП.

Определяем число ПЦП на участке А-В:

                             ПЦП.

Аналогично выполняем расчеты для остальных направлений и результаты расчетов заносим в таблицу 1.


Таблица 1 – Число ПЦП между станциями

Направление

A-B

A-C

B-C

NПЦП

23

17

4

Определяем суммарное число ПЦП от станции А:

                                        (2)

=23+17=40

Для организации требуемого числа цифровых потоков выбираем волоконно–оптическую систему МТ–20-12.

Система связи цифровая волоконно-оптическая МТ-20-12 предназначена для организации магистральных, зоновых и городских линий связи по одномодовым оптическим кабелям в диапазоне длин волн 1,3 или 1,55 мкм и обеспечивает передачу 12-ти потоков 2 Мбит/с. Изделие представляет собой оборудование вторично-третичного мультиплексирования первичных групповых сигналов. В аппаратуре предусмотрена возможность осуществления внешней синхронизации (вход/выход) с частотой 2048 кГц.

В базовом блоке ЛОТ-20-12 размещаются:

1. Модуль оптического приемопередатчика МОПП-20.

2. Комплект модуля вторичного мультиплексирования (до 3-х модулей МВМ-20), каждый из которых обеспечивает четыре первичных стыка 2048 кбит/с.

3. Модуль телеметрии МТС-20.

Обслуживание системы организовано на базе служебного канала телеконтроля и программного обеспечения для сетевого компьютера. Служебный канал обеспечивает передачу по рабочему волоконному кабелю сигналов служебной телефонной связи и сигналов данных телеметрии. Центр обслуживания с сетевым компьютером может быть установлен в любой точке волоконно-оптической сети и позволяет оператору получать информацию об авариях любого блока в текущий момент, анализировать результаты статистической обработки ошибок, тестировать оборудование путем установки дистанционных шлейфов и т.д.

Система обслуживания и управления изделия обеспечивает:

– автоматический контроль за функционированием и техническим состоянием изделия, включая поиск и локализацию неисправности;

– передачу сигналов управления для организации шлейфов на любом из пунктов линейного тракта;

– передачу сигналов управления для автоматического переключения изделия на резерв;

– формирование и передачу обобщенных сигналов извещения для системы управления и контроля.

В изделии контролируются и отображаются устройствами сигнализации следующие аварийные и предаварийные сигналы:

1. Аварийные сигналы (срочная авария):

– коэффициент ошибок в линейном тракте хуже 10-3;

– пропадание входного линейного оптического сигнала;

– пропадание входного сигнала интерфейса Е1 (2048 кбит/с);

– потеря цикловой синхронизации на высокоскоростном входе;

– пропадание напряжения питания;

– удаление модуля;

2. Предаварийные сигналы:

– увеличение тока полупроводникового излучателя (деградация лазера);

Максимальное время между появлением неисправности и обнаружением информации об этой неисправности на центральном пульте управления составляет не более 3 секунд.

Изделие обеспечивает формирование сигнала индикации аварийного состояния (СИАС) в сторону линии при пропадании входного сигнала на цифровом стыке Е1.

Изделие обеспечивает формирование СИАС в сторону станции при возникновении следующих аварий:

– превышение коэффициентом ошибок в линейном тракте величины 10-3;

– пропадание входного линейного оптического сигнала;

– потеря цикловой синхронизации на высокоскоростном входе.

    Таблица 2 –Основные параметры системы передачи

Наименование параметра

МТ-20-12

Параметры цифровых стыков Е1 соответствуют рекомендации ITU-T G.703

2.048 (15010-6) Мбит/с

код HDB-3 (МЧПИ)

симметричный вход/выход, 120 Ом или несимметричный 75 Ом

Оптический выход

Средняя мощность выходного оптического сигнала

0…минус 3дБм

Длина волны оптического излучения

1310 нм либо 1550 нм

Тип полупроводникового излучателя

одномодовый лазерный диод

Тип оптического соединителя

FC/PC (SC/PC)

Оптический вход

Допустимый диапазон оптического сигнала (при коэффициенте ошибок потока Е1 не хуже 10-10)

минус 3дБм … минус 35дБм

Тип оптического соединителя

FC/PC (SC/PC)

Энергетический потенциал, дБ

32

Энергетический запас, дБ

3…6

Пределы АРУ, дБ

30

Линейный код

3В6В

Скорость передачи линейного сигнала, Мбит/с

68,736

Конструктивные параметры

Габаритные размеры (ШВГ)

436170277мм

Полная масса

8кг

Электропитание

Напряжение внешнего источника питания

минус 60В (исполнение Б) минус 24В (исполнение А)

Допустимое изменение напряжения питания

48,0…72,0 (исполнение Б) 20,4…28,0 (исполнение А)

Потребляемая мощность

не более 12 Вт

Схема состава оборудования приведена на чертеже 1.  

Первичный цифровые потоки 2048 кбит/с поступают на комплекты мультиплексора МВМ, в каждом из которых из четырёх первичных формируется один вторичный цифровой поток . Пять вторичных цифровых потоков поступают в комплект оптического приёмопередатчика, где из четырёх потоков формируется один третичный поток. К пятому добавляются сигналы телеконтроля и служебной связи, и всё объединяется в общий сигнал, из которого формируется линейный код, модулирующий оптическое излучение. Предусмотрена возможность вместо комплектов мультиплексирования (МВМ) подключать интерфейсные модули, в которых стыковой код HDB-3 преобразуется во внутренний код NRZ. Это позволяет на разветвленной сети выделять и вводить в линейный сигнал цифровой поток от ИКМ-120 или ИКМ-480.

Контроль за работой блоков осуществляет модуль телеметрии и служебной связи МТС, который по внутренней шине собирает информацию со всех блоков и передаёт её в компьютер. С помощью программы через канал телеметрии можно собирать информацию со всех станций, включенных в линию и передавать команды для организации шлейфа.

1.2 Характеристика кабеля

Для организации связи на заданных направлениях выбираем волоконно-оптический кабель марки ОМЗКГМ-… (ОМЗКГМН-…).

Полиэтиленовая

изоляция

Оболочка ОВ

Сердцевина ОВ

Данный тип кабеля предназначен для прокладки в грунте, на речных переходах, а также в кабельной канализации, трубах, блоках, коллекторах, на мостах и кабельных шахтах.

Рисунок 1 – Конструкция кабеля и оптического волокна

Материалы, применяемые при изготовлении, и детали конструкции кабеля марки ОМЗКГМ (ОМЗКГМН):

  1. Оптическое волокно.
  2. 4. Гидрофобные заполнители.
  3. Центральный силовой элемент – стальной трос (ОМЗКГМ-xx-02-…) либо стеклопластиковый пруток (ОМЗКГМ-xx-01-…).
  4. 8. Промежуточная и внешняя оболочки изготавливаются из полиэтилена. Возможно изготовление кабеля из полиэтилена, не распространяющего горение.
  5. Кабель армирован сплошной обмоткой из оцинкованной стальной проволоки диаметром 1,8 мм.
  6. Кабель имеет продольную гидроизоляцию бронирующего слоя (между внутренней полиэтиленовой оболочкой и стальным бронепокровом вводится гидрофобный заполнитель).
  7. Оптические модули могут быть изготовлены как на основе полиэтилена (ПЭ), так и на основе полибутелентерефталата (ПБТ).


Таблица 3 - Основные технические характеристики кабеля

Параметры

Значения

1. Наружный диаметр кабеля (в зависимости от конструкции)

12,9 ÷ 20,8 мм.

2. Номинальный вес

258 ÷ 859 кг/км.

3. Допустимое сдавливающее усилие, не менее

0,6 кН/см.

4. Допустимое растягивающее усилие, не менее

7 кН.

5. Строительные длины

до 5 км

6. Коэффициент затухания:

на длине волны 1.31 мкм

< 0.35 дБ/км

на длине волны 1.55 мкм

< 0.20 дБ/км

7. Хроматическая дисперсия:

на длине волны 1.31 мкм

< 3.5 пс/(км*нм)

на длине волны 1.55 мкм

< 18 пс/(км*нм)

8. Температурный диапазон эксплуатации

от -40 до +60°С

9. Срок службы ВОК, не менее

25 лет

2    РАСЧЕТНЫЙ РАЗДЕЛ

2.1 Расчет параметров оптического волокна

Для того чтобы оптическое излучение распространялось по волокну необходимо выполнить условия полного внутреннего отражения. Для этого показатель преломления серцевины оптического волокна (ОВ) должен быть больше показателя преломления оболочки и источник излучения должен находится в пределах числовой апертуры. Значение числовой апертуры определяется по формуле:

                                                            (3)

где n1 – показатель преломления сердцевины оптического волокна (ОВ);

     n2-показатель преломления оболочки ОВ.

Большое значение апертуры увеличивает дисперсию. Для ОВ применяемых в системах передачи числовая апертура должна находится в пределах (0,1-0,25).

По заданию известно значение n2 и относительное значение показателя преломления ∆, которая определяется выражением:

                                                              (4)

Из данного выражения определяем показатель преломления n1:

                                                      (5)

Подставляя значения в формулы определяем значения показателя преломления и числовую апертуру.

                                              

                                             

                                      

                                               

Определяем значение нормированной частоты которая характеризует режим работы оптического волокна (одномодовый, многомодовый).

Нормированная частота определяется по формуле:

                                                 (6)

где  d - диаметр сердцевины ОВ;

       λ - расчетное значение длины волны.

                                    

При значениях нормированной частоты от 0 до 2,405 в волокне распространяется только одна мода HE11 , при превышении заданного предела создаются условия для распространения нескольких мод.

Определяем число мод распространяемых по оптическому волокну во 2 и 3 окнах прозрачности на длинах волн 1,31 мкм и 1,55 мкм соответственно. Число распространяемых мод определяется по формуле:

                          (7)

Определяем число мод для 2 и 3 окон прозрачности.

                                    

                                   

Из формулы расчета видно что уменьшение диаметра сердцевины уменьшает число мод но увеличиваются потери на вводе и на микроизгибах в результате расчета в каждом окне прозрачности число мод невелико то режим работы ОВ близок к одномодовому.

Из-за малой разности коэффициентов преломления передаваемое излучение распространяется не только в сердцевине  но и частично в оболочке.

Для характеристики этого явления вводится понятие модовое поле, которое учитывает увеличение площади распространения излучения, диаметр модового поля определяется по формуле:

                                                         (8)

                             

Соотношение диаметра сердцевины ОВ и модового поля приведем на рисунке

Рисунок 2 – Соотношение диаметров ОВ и модового поля

Определяем скорость распространения излучения в оптическом волокне, которая зависит от коэффициента преломления сердцевины

                                                            ,                                                              (9)

где с0 – скорость света в вакууме (3 108м/с ).

 

                                           м/с

Результаты расчётов основных параметров ОВ заносим в таблицу 4.

Таблица 4 – Основные параметры ОВ

Параметры

мод

V

С,

2оп

3оп

Значение

1,43

1,407

0,201

10

7

5

10,5

2,097

Качество передачи цифрового сигнала определяется величиной потерь и уширением импульсов из-за дисперсии.

Величина потерь определяется коэффициентом затухания определяемый по формуле:

                                                                ,                                                      (10)

где  коэффициент, учитывающий потери на поглощение молекулами вещества;

коэффициент, учитывающий потери на рассеивание на неоднородностях.

Коэффициент затухания на поглощение определяется по формуле:

где  параметр, учитывающий свойства материала, (для кварца ).

Коэффициент затухание на рассеяние определяется по формуле:

где  коэффициент рассеивания (для кварца 0,6…0,9).

Для расчетов выбираем  равный 0,7

Определяем величину потерь для длины волны 1,55мкм

 

дБ/км

                        дБ/км           

 

                          дБ/км.

Аналогично выполняем расчеты для других длин волн, и результаты вычислений заносим в таблицу 5. При расчетах учитываем, что на длинах волн : 0,95; 1,384; 1,625; 1,675 возникают дополнительные потери на поглощение, равные соответственно: 0,6; 0,8; 0,07; 0,2 дБ.

Таблица 5 – Результаты расчета коэффициента затухания

λ,мкм

αп,дБ/км

αр,дБ/км

αдоп,дБ/км

α,дБ/км

0,8

0,207

1,709

---

1,916

0,85

0,195

1,340

---

1,535

0,95

0,174

0,859

0,6

1,633

1,0

0,165

0,7

---

0,865

1,26

0,131

0,278

---

0,409

1,31

0,126

0,238

---

0,364

1,36

0,121

0,205

---

0,326

1,384

0,12

0,191

0,8

1,111

1,4

0,118

0,182

---

0,3

1,43

0,116

0,167

---

0,283

1,53

0,108

0,128

---

0,236

1,55

0,106

0,121

---

0,227

1,565

0,106

0,117

---

0,223

1,625

0,102

0,1

0,07

0,272

1,675

0,099

0,089

0,2

0,388

           По результатам расчётов строим график зависимости , который приведен на рисунке 3.


Рисунок 3 – График зависимости коэффициента затухания ОВ от длины волны

Из графика видно, что на отдельных участках имеется минимумы затухания. Эти участки получили название окон прозрачности.

Расстояние между станциями ограничивается не только потерями, но и уширением импульсов, которое приводит к межсимвольным искажениям и увеличению коэффициента ошибок, т.к. режим работы близкий к одномодовому, учитываем влияния только хроматической дисперсии, считая что межмодовая дисперсия равна нулю.

Хроматическая дисперсия определяется по формуле:

                                      

где M(λ) – материальная составляющая дисперсии;

      В(λ) – волновая составляющая дисперсии.

Для стандартных волокон хроматическая дисперсия определяется по формуле:                           

 

где S0 – крутизна наклона дисперсионной кривой (0,093 );

      λ0 – длина волны нулевой дисперсии (1290нм);

      λ – расчетная длина волны.

Определяем значение хроматической дисперсии для длины волны 1550нм

Значение дисперсии на других длинах волн определяем аналогично, и результаты расчетов заносим в таблицу 6.

Таблица 6 – Зависимость хроматической дисперсии от длины волны

λ, нм

1260

-2,891

1290

0

1310

1,818

1350

5,219

1400

9,086

1450

12,593

1500

15,798

1550

18,748

1600

21,481

1625

22,777

1675

25,243

Рисунок 4 – Изменения хроматической дисперсии от длины волны

Из графика видно, что на некоторых длинах волн дисперсия отрицательна. Это явление используется для создания волокон с отрицательной дисперсией в рабочем диапазоне, что позволяет уменьшить общую величину дисперсии на участке регенерации.

2.2 Расчет длины участков регенерации

Расстояние между соседними регенераторами ограничивают два фактора:

- допустимые потери;

- уширение импульсов.

Определим значение длин участков регенерации ограниченных величиной потерь. Максимальная длина участка регенерации определяется по формуле:

Где Эп - энергетический потенциал системы передачи, дБ;

 Эз - энергетический запас (3…6дБ);

Ар -  потери в разъемных соединениях(0,3…0,5дБ);

 Ан - потери в неразъемных соединениях(0,05…0,15дБ);

 α - коэффициент затухания на рабочей длине волны;

  - строительная длина кабеля.

Минимальная длина участка регенерации определяется по формуле:

   

где   пределы автоматической регулировки уровней в регенераторе.

Для расчета используем следующие значения

Эп = 35дБ;

Эз = 6дБ;

Ар =0,4дБ;

Ан = 0,1дБ;

ΔАРУ = 30дБ.

Определяем допустимые длины участков регенерации во втором и третьем окнах прозрачности:

а) для второго окна прозрачности λ=1,31мкм

б) для третьего окна прозрачности λ=1,55 мкм

Результаты вычислений допустимых длин участков регенерации заносим в таблицу 7.

Таблица 7 – Допустимые длины участков регенерации

, мкм

, км

, км

1,31

73,18

13,74

1,55

113,76

22,03

Дисперсия влияет на пропускную способность оптического волокна. Определяем пропускную способность оптического волокна на длине волны 1,55мкм т.к. на этой длине волны значение дисперсии значительно больше, чем на 1,31мкм.

Для линии большей длины пропускная способность определяется по формуле

где  длина линии в километрах;

длина участка с известной дисперсией (1км).

Задаваясь длиной линии, определяем пропускную способность оптического волокна и результаты вычислений заносим в таблицу 8.

Таблица 8 – Результаты расчёта пропускной способности оптического волокна

, км

20

40

60

80

100

120

140

160

ГГц

11,927

8,434                                                                                                                                                              

6,886

5,963

5,334

4,869

4,508

4,217

По результатам расчетов вычислений строим график зависимости пропускной способности от длины линии. На графике отмечаем скорость передачи системы (В) и точка пересечения с кривой пропускной способности дает значения максимальной длины ограниченной величиной дисперсии.

ГГц

, км

Рисунок 5 – График зависимости пропускной способности от длины линии

Из рисунка видно, что при заданной скорости работы длина участка регенерации будет больше 160км. Поэтому для дальнейших расчетов используем значения длин ограниченных величиной потерь.

Определяем число участков регенерации  для участка максимальной длины между станциями А и С:

где   максимальная длина участка на рабочей длине волны.

Определяем число участков при работе на длинах волн 1,31 и 1,55мкм

;

                                  
                                            

По результатам расчётов выбираем рабочую длину волны (1,55мкм), т.к. для этой длины волны не требуется оборудование промежуточных станций, и участки регенерации будут соответствовать расстояниям между станциями.

Значение длин участков регенерации приведены в таблице 10.

Таблица 10 – Распределение длин участков регенерации

Наименование участка регенерации

AB

AC

BC

Длина участка регенерации, км

40

59

19

Размещение станций на проектируемой линии приведена на рисунке 6.

19км

C

B

A

 

40км

Рисунок 6 – Схема размещения станций

2.3 Расчет параметров участков регенерации

Определяем значения затухания и величину дисперсии на участках регенерации. Затухание определяется по формуле:

,                                                       (20)

где   коэффициент затухания на рабочей длине волны;

                 длина участка регенерации;

число сварных соединений на участке регенерации;

число разъемных соединений на участке регенерации;

дополнительное затухание, вносимое оптическим аттенюатором (удлинителем).

Число неразъемных сварных соединений определяется по формуле:

Число разъемных соединений зависит от способа окончания кабеля. И при использовании оптического кросса на одном участке равно 4.

Аттенюатор включается на участках, где затухание меньше минимального допустимого, а также на участках с малым затуханием для облегчения работы устройств Ару. Затухание аттенюатора (Адоп) выбирается после предварительного расчета, и может принимать значения (5; 10; 15; 20дБ).

Величина дисперсии на участке регенерации определяется по формуле

,                                           (22)

где  - величина дисперсии волокна длиной 1км на рабочей длине волны.

Определяем параметры участка регенерации между станциями АВ на длине волны 1,55мкм

              

Аналогично выполняем расчеты для остальных участков регенерации и результаты расчетов заносим в таблицу 11.

Таблица 11 – Параметры участков регенерации

Наименование участка регенерации

, км 

,дБ

, дБ

, дБ

пс

АВ

40

9

19,78

19,78

749,92

AC

59

13

24,093

24,093

1106,132

BC

19

5

15,013

15,013

356,212

Затухание участка должно находиться  в пределах, определяемых по формуле

                                        (Эп – ΔАру) ≤ Ауч.рег ≤ (Эп – Эз)                                            (23)

                                        (35 – 30) ≤ Ауч.рег ≤ (35 – 6)

 

                                           5дБ ≤ Ауч.рег ≤ 29дБ

Сравнивая расчетные значения затуханий участков с допустимыми пределами, делаем заключение, что затухание находится в допустимых значениях.

2.4 Расчет вероятности ошибки

2.4.1 Расчет допустимой вероятности ошибки

Межсимвольные искажения и темновой шум приемника оптического излучения приводит к появлению ошибок при регенерации цифрового сигнала. Качество передачи оценивается значением коэффициента ошибок и для максимальной дальности связи эта величина не должна превышать 1 10-6. Из этой величины 0,2 10-6 отводиться на международный участок сети и по 0,4 10-6 на каждый участок национальной сети. На национальной сети эта норма распределяется следующим образом (рисунок 7).

Рисунок 7 – Распределение допустимой вероятности ошибок по участкам сети.

Проектируемая линия передачи относится к участку местной сети. Считая, что ошибка пропорциональна длине линии, определяем допустимую вероятность ошибки на 1км линейного тракта:

                                            (24)

где   допустимая вероятность ошибки на участке сети;

максимальная длина участка сети.

                              

 Допустимая величина ошибки на проектируемой линии будет зависеть от расстояния между регенераторами, т.к. по проекту регенераторы установлены только в оконечных пунктах. Допустимая вероятность ошибки определяется по формуле:

где  - расстояние между станциями.

Определяем допустимую вероятность ошибки на участке АВ

Аналогично выполняем расчёты допустимой вероятности ошибки для остальных участков и результаты расчетов заносим в таблицу 12.

Таблица 12 – Допустимая вероятность ошибки на проектируемой линии

Наименование станции

AB

AC

BC

, км

40

59

19

2.4.2 Расчет ожидаемой вероятности ошибки

Ожидаемая вероятность ошибки зависит от величины защищенности на входе регенератора, т.е. разности между уровнями сигнала и помех.

Величина защищенности определяется по формуле:

где   уровень цифрового сигнала на входе регенератора;

минимально допустимый уровень;

коэффициент, учитывающий разброс параметров (3…6дБ).

Уровень сигнала на входе регенератора зависит от уровня передачи и величины потерь

где  уровень сигнала на входе линии;

       – затухание участка регенерации на рабочей длине волны.

Минимально допустимый уровень определяется:

                                                     

где   скорость передачи цифрового сигнала в линейном коде (.

Определяем значение защищенности на участке АВ исходя из следующих данных:

Скорость передачи для системы МT-20 равна 68,736 ;

= - 1дБ;

δ = 3дБ.

 

Экспериментально установлена взаимосвязь между защищенностью и коэффициентом ошибок. Эта зависимость приведена в таблице 13.

Таблица 13 –  Зависимость вероятности ошибки от величины защищенности

21,7

22,5

23,1

23,7

24,2

24,6

25,0

25,4

25,7

26,0

10-6

10-7

10-8

10-9

10-10

10-11

10-12

10-13

10-14

10-15

По рассчитанной величине защищенности на участке АВ определяем вероятность ошибки на этом участке:

                                             Рош.ож(АВ)=

Аналогично определяем защищенность и вероятность ошибок для остальных участков и результаты расчетов представим заносим в таблицу 14.

Таблица 14 – Ожидаемая вероятность ошибки

Наимен. станции

AB

AC

BC

, км

40

59

19

, дБ

19,78

24,093

15,013

, дБ

- 20,78

- 25,093

- 16,013

, дБ

27,848

29,535

38,615

27,848·

29,535·

38,615·

Сравнивая значения допустимой и ожидаемой вероятности ошибок сделаем вывод, что качество связи будет соответствовать норме, т.к. на всех направлениях ожидаемая вероятность ошибки меньше допустимой.

3 КОНСТРУКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ

3.1 Разработка схемы организации связи

Схема организации связи составляется на основе исходных данных с учётом технических возможностей оборудования. На схеме указывается распределение каналов и цифровых потоков с учётом вида коммутационных станций. Все ПЦП перед вводом в оборудование проходят через панель коммутации, которая позволяет делать измерения в сторону линии, в сторону станции, а также осуществлять различные переключения.

Цифровые коммутационные станции формируют ПЦП и в системах передачи аналого-цифровое оборудование не используется. Такое оборудование необходимо для аналоговых коммутационных станций, для преобразования каналов ТЧ в ПЦП.

Схема организации связи приведена на чертеже 2. Определим требуемое число систем передачи в каждом направлении по формуле:

где  пропускная способность системы передачи в ПЦП;

       число ПЦП в заданном направлении.

Определяем число систем передачи  на участке АВ

,92=2

Для остальных направлений расчеты проводим аналогично, и результаты расчетов заносим в таблицу 15.

Таблица 15 – Число систем передачи между станциями

Наименование станции

AB

AC

BC

Число систем

2

2

1

                  

 Распределение систем передачи по направлениям приведено на рисунке 8.

Ст. C

3 системы

4 системы

Ст. А

Ст. В

2 сист.

1 сист.

2 сист.

2 системы

Рисунок 8 – Распределение систем между станциями

Для работы системы каждой передачи требуется 2 оптических волокна. Исходя из рисунка 8, определяем, что на участке между станциями АВ оптический кабель должен содержать не менее 8 волокон. На участке ВС – 6, оптических волокон.

3.2 Комплектация оборудования

На основе схемы организации связи и учитывая технические возможности определяем состав оборудования систем передачи для каждой станции. При комплектации учитываем, что на схеме организации связи отсутствует оборудование переключения каналов ТЧ и ПЦП. Оборудование переключения обеспечивает большие удобства в эксплуатации, позволяя организовать измерения, организацию замены и транзит. Оборудование систем передачи выполняется в виде функциональных блоков, которые монтируются на телекоммуникационную стойку типа СТ – 26, которая обеспечивает ввод и распределение питания, а также общую сигнализацию. Состав оборудования для каждой станции приведен в таблице 16.

Таблица 16 – Состав оборудования станций

Наименование оборуд.

Емкость оборуд.

                      Количество оборудования

Станция А (цифровая)

Станция B (цифровая)

Станция C (аналоговая)

ПСП

600 ТЧ

---

---

1

БАЦС

30 ТЧ

---

---

10

ПК-16

16 ПЦП

2

2

1

СП -26

16 ПК-16

1

1

1

МBM

4 ПЦП

12

9

7

MOПП

5 ВЦП

3

3

2

ОЛТ

2 Сист.

1

1

1

СТ - 26

6 блоков

2

2

1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте мной было спроектирована волоконно-оптическая линию передачи с 3 коммутационными станциями. Для организации заданных соединительных линий использовали кабель марки ОМЗКГМ (ОМЗКГМН).

Для организации заданного числа ПЦП  выбрали волоконно-оптическую систему МТ-20. Общее число систем передачи для станции А равно 5.

Затухание участков регенерации находится в пределах 5≤А≤29, при этом обеспечиваются нормальные условия работы оборудования.

Следовательно, на линии передачи дополнительные регенераторы не требуется.

Ожидаемая вероятность ошибки не превышает допустимых значений, следовательно, качество связи на проектируемой линии будет высокой

Курсовой проект состоит из 4 разделов, содержит 36 листов, включает 16 таблиц , 8 рисунков.

ЛИТЕРАТУРА

1 Скляров Н.Н. Волоконно-оптическая система связи. –М.: Солон-пресс, 2000.

2 Слепов О.К. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи. –М.: Радио и связь, 2003. -468 с.

3 Псекофонтов С.Н., Портков Э.Л. Направляющие системы электросвязи.
-М.: Горячая линия-телеком, 2004.

4 Мисько М.В. Стандарт предприятия. Курсовое и дипломное проектирование. –Мн.: ВГКС, 2004. -113 с.

5 Прудников Н.И. Методические указания по выполнению курсового проекта. –Витебск, 2005.

6 Агафонов М.К. Перспективы развития связи в РБ.// Веснiк сувязи. -2004. -№4. –С. 33 – 35.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

72286. ДЕПОЗИТ ЯК ГОЛОВНЕ ДЖЕРЕЛО ФОРМУВАННЯ БАНКІВСЬКИХ РЕСУРСІВ 316.81 KB
  За останні роки в економіці України відбулися радикальні зміни, обумовлені досягненням Україною політичної та економічної незалежності і переходом до розбудови соціально орієнтованої ринкової економіки, тому сучасні банківські установи пропонують своїм клієнтам широкий набір послуг...
72288. Электронные и квантовые приборы СВЧ 143.42 KB
  Кривая электронной перестройки частоты имеет такой вид: Диапазон частот Частота колебаний ЛОВ зависит от напряжения U0 приложенного между замедляющей системой и катодом. Ширина диапазона электронной перестройки частот характеризуется либо коэффициентом перекрытия диапазона либо относительной...
72292. Учреждения и органы, исполняющие наказания 346 KB
  Нормы уголовно-исполнительного законодательства закрепляющие виды исправительных учреждений правила их назначения и изменения различным категориям осужденных а также правила определения места отбывания лишения свободы содержат существенные недостатки выражающиеся в их рассогласованности отсутствии...
72293. Економічне обґрунтування конкурентоспроможності продукції (на прикладі ПАТ «Поліссяхліб») 827 KB
  Дослідження конкурентоспроможності підприємства в умовах економічної ситуації, яка склалась в Україні, дає змогу розглядати її як комплексну характеристику потенціальних можливостей забезпечення конкурентних переваг у перспективі.
72294. Бизнес-план по созданию дополнительного гостиничного комплекса ЗАО «ГК «Крона №2» 442.09 KB
  Одновременно план является руководством к действию и исполнению. Он используется для проверки идей, целей, для повышения эффективности управления предприятием и прогнозирования результатов деятельности организации.