Проект волоконно-оптичної лінії зв’язку між пунктами Запоріжжя - Васильовка (стр. 4 из 9)

Таким чином для даної мережі виберемо кабель типу ОКЛБ-01-0,3/2,0-4.

Цей кабель працює на довжині хвилі 1,55 мкм, має мінімальне загасання; для прокладки кабелю в ґрунт судноплавні і сплавні ріки потрібно броньований кабель.

У системі передачі використовується два оптичних волокна: одне на передачу, інше на прийом. Тому що для організації 466 каналів буде потрібно одна система передачі Сопка-3м, тобто, в даному випадку потрібно два оптичних волокна. З урахуванням цього в даному курсовому проекті використовується кабель, що має чотири оптичних волокна, Конструкція кабелю показана на малюнку 3.2.

Мал.3.2

1. Оптичне волокно
2. Оболонка оптичного модуля
3. Захисна оболонка силового елементу
4. Гідрофобний заповнювач
5. Кордель
6. Броня із сталевих стрічок
7. Скріплююча оболонка
8. Алюмінієва зварна оболонка
9. Проміжна ПВХ оболонка
10. Проміжна поліетиленова оболонка
11. Броня із сталевих дротів

3.5. Розрахунок необхідної кількості ОК.

Розраховуємо необхідну кількість ОК для прокладки по трасі ВОЛС з урахуванням запасів. Запаси на прокладку в ґрунт - 2%, на прокладку в кабельній каналізації 5,7%, на прокладку через водяні перешкоди 14%. Введення кабелю виконують в пунктах: Запоріжжі - 6,7км; Василівці – 2,7км.

Необхідна кількість оптичного кабелю визначається:

N=(45·1,02)+(9,4·1,057)+(0,3·1,14)= 56,2 (км)

По результаті розрахунку видно, що між пунктами Запоріжжя і Василівка необхідно прокласти 56,2 км оптичного кабелю ОКЛБ-01 -0,3/2,0-4.

4. Розрахунок основних параметрів ВС.

4.1. Розрахунок параметрів ВС.

1. Виберемо склад скла, що буде використовуватися в якості матеріалу сердцевини й оболонки. Для оболонки візьмемо 100% SiO2. Окис германію, фосфору підвищує показник переломлення; а окису бора, фтору знижують його. Враховуючи цю властивість, як матеріал серцевини виберемо скло з добавками германія -3,1% Ge₂, 96,9% Si₂, а як матеріал оболонки виберемо чистий кварц - 100% SiO₂.

Для обраних складів стекол визначимо коефіцієнти Селмейера по літературі [1]. Коефіцієнти Селмейера представимо у вигляді таблиці 4.1.

Коефіцієнти ряду Селмейера для матеріалів оболонки і серцевини

Таблиця 4.1.

Склад скла	Тип коефіцієнту	Значення коефіцієнту при i =
		1	2	3
3,1% GeO2, 96,9% SiO2	Ai ℓi,мкм	0,7028557 0,0727723	0,4146307 0,1143085	0,897454 9,896161
100% SiO2	Ai ℓi,мкм	0,6961663 0,0684043	0,4079426 0,1162414	0,897479 9,896161

1. Параметри, що розраховуємо для скла:

Показник заломлення n1 і n2 на робочії довжині хвилі;

Розраховуємо груповий показник заломлення N;

Числову апертуру NA;

-Коефіціент питомої матеріальної дисперсії М;

Відносну різницю показника заломлення ∆;

Похідну ∆ по довжині хвилі d∆ /dλ .

Для одномодового ОК вибираємо східчастий ППП (Мал.4.1.)

n

n1

n2

r (n)

Мал.4.1.

Важливим параметром, що визначає режим роботи ВС, є нормована частота V. Для того, щоб виконувався режим одномодової роботи ВС, необхідно виконання умови: V<2,405. Якщо режим одномодової роботи не виконується, вибираємо інший склад скла, щоб знизилося процентне співвідношення домішок (окису германія).Числова апертура зменшиться і зменшиться V. Якщо усе ж не вдалося зменшити нормовану частоту до потрібного значення, то зменшуємо радіус сердцевини волокна (а). Для одномодового волокна а=4,25 мкм. Якщо різниця n1-n2 дуже мала, то збільшаться втрати на мікрозгинах ВС.

Розрахунки і результати приведені в розрахунковій частині.

4.2. Розрахунок дисперсії ВС.

У одномодових ВС поширюється тільки одна мода НЕ₁₁ и σ = σ_ВН, тобто уширення імпульсу визначається дисперсією матеріалу, профільною і хвилеводною дисперсією. Розрахунки і результати приведені в розрахунковій частині.

5.РОЗРАХУНОК ДОВЖИНИ РЕГЕНЕРАЦІЙНОЇ ДІЛЯНКИ ВОЛС

5.1.Розрахунок довжини регенераційної ділянки ВОЛС по тимчасових характеристиках

Обмеження довжини регенераційної ділянки (РУ) по тимчасових характеристиках визначається наявністю дисперсії у ВР. При збільшенні швидкості передачі в оптичному лінійному тракті при фіксованій дисперсії настає момент, коли передані імпульси в оптичному лінійному тракті можуть перекриватися, тобто швидкість передачі обмежена. У курсовому проекті швидкість передачі сигналу для обраної системи Сопка-3м дорівнює 68,736 Мбіт/с. Обмеження довжини РУ для конкретних наявних ВОЛС відбувається через дві категорії факторів:

1) перекручування форми імпульсів цифрових сигналів, переданих по ВОЛС, за рахунок не ідеальності тимчасових характеристик лінійного тракту;

2) загасання сигналів, характеризуємих енергетичними характеристиками лінійного тракту.

При проходженні імпульсів світла по оптичному світловодному тракті змінюється не тільки його амплітуда, але і форма, тобто імпульс підширюється. Це означає, що тривалість його за рівнем половинної амплітуди на виході тракту t_вх більше, ніж на вході – t_вых.

Припустима швидкість передачі імпульсів визначається середньоквадратичним розширеному імпульсу у ВР:

де, f(t) - функція описуюча форму імпульсу і нормалізована так, щоб

Якщо (s₁ – погонне уширення імпульсу (у світловоді довжиною 1 км), то у світловоді довжиною L уширення визначається (якщо немає зв'язку мод):

s=s₁L

Аналіз впливу уширення імпульсів у лінійному тракті ВОЛС показав, що їм можна зневажити практично для усіх форм використовуваних для передачі імпульсів, якщо виконується умова:

У≤0,25/s

Остаточно максимальна довжина РУ обчислюється по формулі:

≤0,25/(s₁В)

З огляду на, що швидкість передачі системи Сопка-3м У=68,736 Мбіт/с, максимальна довжина РУ для робочої довжини хвилі оптичної несучої:

5.2 Розрахунок довжини регенераційної ділянки по енергетичним характеристикам

Мінімально припустимий сигнал на вході фотоприймача визначається припустимим коефіцієнтом помилок (К_ош= 10^-9).

У передавальній частині ВОЛС використовується лазерне джерело випромінювання, що володіє такою паспортною характеристикою, як вихідна потужність випромінювання. Так само ВОЛС має паспортну характеристику називаною енергетичним потенціалом системи зв'язку.

П =10lg(P_пер/Р_{min np})

Розрахунок довжини регенераційної ділянки по енергетичних характеристик здійснюється по наступній формулі:

де Р_зап- експлуатаційний запас системи зв'язку, Р_зап= 6 Дб;

a_g - втрати в оптичному рознімному з'єднанні, a_g= 1 дБ/з'єднання;

a - втрати в оптичному кабелі, а = 0,3 дБ/км (паспортні дані кабелі для довжини хвилі 1,55 мкм);

a_р - загасання в нероз'ємному з'єднанні, для обраного одномодового волокна виберемо (a_р= 0,1 дБ/з'єднання;

l_c - будівельна довжина кабелю, l_c =1,84 км; П - енергетичний потенціал системи, П = 36 дБ.

Підставляючи приведені значення у формулу для розрахунки максимальної довжини РУ, маємо:

Довжина регенераційної ділянки не може бути менше визначеної довжини у виді того, що більший рівень сигналу на вході приймача системи передачі є не припустимим, тому що приведе до перекручувань і порушення режиму роботи приймача. У випадку, якщо довжина лінія зв'язку менше мінімально припустимої довжини необхідно встановлювати оптичні атенюатори. Мінімально припустима довжина РУ визначається з вираження: