Проектирование магистральной волоконно-оптической системы передачи с повышенной пропускной способностью (стр. 1 из 31)
Аннотация
Дипломный проект посвящен вопросу проектирования магистральной волоконно-оптической системы передачи с повышенной пропускной способностью.
Разработана методика проектирования магистральных ВОСП, на ее основе произведен расчет магистрали Екатеринбург – Хабаровск. Проведены выбор и обоснование аппаратуры, экспериментально исследованы основные параметры проектируемой системы передачи.
Annotation
The Degree project is dedicated to question of the designing the main fiber-optic system of the issue with raised by reception capacity.
The Designed methods of the designing main VOSP, on her(its) base is made calculation to pathways Ekaterinburg - a Khabarovsk. The Organized choice and motivation of the equipment, experimental explored main parameters of the designed system of the issue.
Содержание
Введение
1. Технико-экономическое обоснование
1.1 Обзор методов повышения пропускной способностимагистральной ВОСП
1.1.1 Анализ путей решения поставленной задачи
1.1.2 Методы повышения пропускной способности ВОСП
1.2 Краткая характеристика метода WDM
1.2.1 Принцип спектрального уплотнения (WDM)
1.2.2 Классификации систем со спектральным уплотнением
1.3 Технологии передачи информации в ОЛС
1.3.1 Обзор современных цифровых технологий передачиинформации на глобальных сетях связи
1.3.2 Краткое описание выбранной технологии
2. Теоретическая часть – расчет параметров ОЛТ ВОСП с WDM
2.1 Структура ОЛТ ВОСП с WDM
2.2 Расчет параметров КЭМ передачи и приема
2.2.1 Выбор типа источника излучения и фотоприемника
2.2.2 Расчет параметров КЭМ передачи и приема
2.3 Оценка параметров оптического волокна
2.3.1 Выбор рабочей длины волны
2.3.2 Расчет пропускной способности ОВ
2.3.3 Выбор метода модуляции оптической несущей
2.3.4 Расчет параметров передачи оптических волокон
2.3.5 Расчет параметров ЭКУ ВОЛП
3. Техническая часть
3.1 Разработка структурной схемы
3.2 Разработка функциональной схемы
3.2.1 Разработка функциональной схемы опорного пункта
3.2.2 Разработка аппаратуры ОЛТ
3.2.3 Разработка аппаратуры выделения и транзитацифровых потоков
3.3 Выбор оборудования магистральной ВОСП
3.3.1 Выбор оборудования WDM
3.3.2 Результаты сравнения систем передачи информации
4. Экспериментальная часть - измерение параметров ПОМ
4.1 Исследование зависимости мощности оптическогопередатчика от температуры
4.2 Исследование влияния затухания ВОЛС на скоростьпередаваемой информации при различной температуреокружающей среды
4.3 Глазковые диаграммы
5. Конструктивно-технологическая часть
5.1 Выбор и обоснование конструкции эрбиевого усилителя
5.2 Процесс изготовления и сборки прибора EDFA
6. Экономическая часть
6.1 Составление плана-графика разработки (календарный план)2
6.2 Составление смет затрат на разработку
6.3 Расчет цены НИР
6.4 Расчет и выводы по эффективности предложений
7. Безопасность и экологичность проекта
7.1 Безопасность при работе с оптическим кабелем
7.2 Пожарная безопасность
7.3 Экологичность проекта
Заключение
Библиографический список
Приложение
Введение
В настоящее время системы связи стали одной из основ развития общества. Рост потребностей в передаче информации привлек к тому что вконце 1990-х годов объемы передачи информации по международным сетям связи многократно возросли за счет такого феномена, как Интернет. Последовавший рост пропускной способности каналов связи намного превысил самые смелые прогнозы (рис. В.1).
Это предъявляет новые требования к современным сетям связи, их пропускной способности. Общепризнанно, что удовлетворить потребности человеческого общества в передаче информации можно только на основе волоконно-оптических систем связи (ВОЛС).
К основным преимуществам ВОЛС относятся: высокая помехоустойчивость; слабая зависимость качества передачи от длины линии; стабильность параметров каналов ВОСП; возможность построения цифровой сети связи; и самое главное - высокие технико-экономические показатели.
Многоканальные волоконно-оптические системы передач (ВОСП) широко используются на магистральных и зоновых сетях связи страны, а также для устройства соединительных линий между городскими АТС. Объясняется это тем, что по ОВ обладает очень широкой полосой пропускания. Особенно эффективны и экономичны подводные солитонные оптические магистрали.
Исходя из вышесказанного, можно сформулировать цель выпускной работы, которая заключается в проектировании магистральной ВОСП повышенной пропускной способности.
Для достижения поставленной цели требуется решение следующих задач:
· найти наиболее эффективный метод увеличения пропускной способности;
· подобрать телекоммуникационную технологию, в рамках которой будет работать магистральная система передачи;
· выбрать и рассчитать параметры элементов ОЛТ;
· разработать структурную и функциональную схемы системы передачи, приемника, передатчика и используемого ретранслятора;
· экспериментально оценить основные параметры созданной линии;
Решение отмеченных выше задач позволяет достичь поставленной цели, а именно, - разработки методики проектирования магистральной ВОСП повышенной пропускной способности.
Актуальность темы выпускной работы может быть обоснована следующими фактами. Во-первых, результаты работы могут быть использованы в учебном процессе при изучении дисциплины "Волоконно-оптические системы передачи" студентами связных специальностей. Во-вторых, материалы, опубликованные в учебниках носят разрозненный характер, и его систематизация и унификация является актуальной задачей. В-третьих, как известно, предполагается развитие NGN (nextgenerationnetworks) сетей. В их основе лежат пакетные технологии, они могут опираться непосредственно на слой прозрачных оптических каналов. С помощью технологии спектрального уплотнения это легко реализуемо.
Таким образом, тема дипломного проекта, заключающаяся в разработке методики проектирования магистральной ВОСП повышенной пропускной способности, является актуальной.
1. Технико-экономическое обоснование
Поставленная в рамках диплома задача проектирования магистральной волоконно-оптической системы передачи информации с повышенной пропускной способностью связана прежде всего с бурным развитием волоконно–оптических технологий сегодня.
На сегодняшний день в России построены две крупнейшие магистральные SDH – сети (Ростелеком, ТрансТелеКом), которые охватывают большую часть территории России. Также построена DWDM сеть Ростелекома, позволившая значительно увеличить пропускную способность существующей SDH - сети.
Уровень загрузки российских магистральных сетей иногда или зачастую далек от проектного. В большинстве городов России оптических каналов немного, но даже их емкость используется далеко не полностью. А в Москве, наоборот, при большой загрузке линий пока очень много свободной оптики. Загрузка существующих SDH - сетей на некоторых участках близка к максимальной (на тот момент уровень 2,5 Гбит/с). Но загруженность тоже зависит только от конкретных операторов и направления. Рост мирового трафика передачи данных составляет около 30% в год. Сети SDH магистральных операторов заполнены на 60-90% и давно требуют расширения. Уже развернутые единичные DWDM-сети загружены на 2% от теоретически возможного.
Перспективы развития магистральных сетей в нашей стране сопряжены с решениями "последней мили" в различных сценариях. Тенденция развития магистральных сетей в нашей стране не отличается от мировой практики. Магистральные линии будут строиться на оборудовании DWDM, а для построения городских транспортных сетей использоваться мультисервисные SDH-платформы с поддержкой IP. Без магистрали нет и сети, поэтому перспективы очень значительные.
Обоснование реконструкции магистральной ВОЛС. На участке Екатеринбург - Хабаровск проложен волоконно-оптический кабель Fujikura OGNMLJFLAP-WAZE SM•10/125x8C тип 3, по которому осуществляется работа цифровой системы передачи (ЦСП) уровня STM-4, обеспечивающей передачу информации со скоростью 622,08 Мбит/с.
Используемая в настоящее время ЦСП не удовлетворяет растущим потребностям клиентов в пропускной способности волоконно-оптической линии связи. Так как объем передаваемой информации постоянно возрастает, необходимо максимально увеличить пропускную способность.
При выполнении дипломного проектирования поставлены следующие задачи:
1. изучить конструкцию и параметры магистральной ВОЛС
Екатеринбург - Хабаровск;
2. оценить возможность увеличения пропускной способности
существующей магистральной ВОЛС Екатеринбург - Хабаровск;
3. изучить возможные варианты реконструкции ВОЛС и выделить
наиболее эффективный;
4. спроектировать магистральную ВОСП повышенной пропускной способности для участка Екатеринбург – Хабаровск ВСС РФ.
Проектирование магистральной ВОСП повышенной пропускной способности позволит достичь всех целей, о которых говорилось выше и поднять транспортную систему нашей страны на новый уровень в передачи трафика на большие расстояния. В дальнейшем можно будет как угодно расширять ее возможности, усовершенствовать и перейти на использование отечественных комплектующих, что, безусловно, является экономически выгодным.
1.1 Обзор методов повышения пропускной способностимагистральной ВОСП
1.1.1 Анализ путей решения поставленной задачи
Постановка задачи следующая: необходимо в несколько раз повысить пропускную способность магистральной ВОЛС Екатеринбург - Хабаровск.
Рассмотрим подробнее, что собой представляет стандартная ВОСП. На рис. 1.1. изображена многоканальная ВОСП, состоящая из передающей стороны (Пер.), линейного оптического тракта (ЛОТ), оптических усилителей (ОУ) и приемной стороны (Пр.). Оптический линейный тракт может содержать усилители и регенераторы оптического сигнала.