В VLT-1920 применён широко используемый в современных многоканальных системах передачи одноблочный линейный усилитель с глубокой отрицательной обратной связью (ООС). Классическая схема одноблочного ЛУс представляет собой последовательное соединение линейного выравнивателя (ЛВ) и собственно усилителя.
Как известно, затухание коаксиальной пары в первом приближении пропорционально квадратному корню из частоты. Поэтому затухание кабеля является монотонно возрастающей функцией частоты. Выравнивание помехозащищенности в каналах системы VLT-1920 обеспечивается за счет предискажения уровней передачи. Последнее позволяет также уменьшить загрузку линейного усилителя и мощность нелинейных помех; при заданной мощности нелинейных помех введение предискажения снижает требования к затуханию нелинейности ЛУс.
Система VLT-1920 является аналоговой системой передачи с частотным разделением каналов.
При частотном разделении каналов (ЧРК) канальные сигналы отличаются по положению их спектров в частотной области. Для придания канальным сигналам таких свойств в преобразующих МСП с ЧРК осуществляется модуляция переносчиков, которые представляют собой гармонические функции.
В результате модуляции на выходах преобразователя формируются ВЧ сигналы. При построении МСП с ЧРК, для экономии линейного спектра, используют метод передачи ОБП. В этом случае, при передаче ОБП происходит просто сдвиг спектра исходного сигнала по частоте.Недостатки ЧРК:
- использование большого числа аппаратуры для преобразования частот;
- малая помехоустойчивость;
- малая длина усилительного участка;
- требуется большая мощность для работы аппаратуры преобразования;
- большое затухание на участках.
1.2 Обоснование выбора трассы Алматы - Семипалатинск
Проектируемая ВОЛС будет являться одной из ветвей Национальной Информационной Супермагистрали (НИСМ) Республики Казахстана. Эта ветвь НИСМ предназначена соединить между собой два крупных промышленных и культурных центра Казахстана и замкнуть кольцо НИСМ с востока на юго-восток Республики.
При выборе трассы будем руководствоваться не только оптимальной длиной трассы, но и максимально – возможным количеством районных центров, которые нужно включить в цифровое кольцо Казахстана, чтобы обеспечить в дальнейшем создание разветвленных внутризоновых и местных сетей с доступом к ВОЛС, топология перспективной первичной сети должна экономично реализовать структуры вторичных сетей электросвязи и быть оптимальной по мере их постепенной интеграции, к кабельной магистрали должен быть доступный подъезд на спецавтотранспорте, не устанавливать муфты на сельскохозяйственных угодьях, землях повышенной деятельности, зонах отдыха и других территориях, в которых затруднено проведение аварийно-восстановительных работ. Не допускать, чтобы основная кабельная магистраль заходила в населенные пункты, которые являются источником опасности для магистрали.
Учитывая вышеизложенное возможны 3 варианта строительства ВОЛС:
1 вариант: г.Семипалатинск – вдоль железной дороге с правой стороны, до станции Чарск – Жангизтобе – Жарма – Аягуз – Актогай – Лепсы – Мулалы – Уштобе – Коксу – Сары-Озек – Капчагай – г.Алматы.
2 вариант: г.Семипалатинск – вдоль автомобильной дороги слева по направлению к Алматы) – Суыкбулак – Чарск – Георгиевка – Жангизтобе – Жарма – Аягуз – Шингожа – Шубарбайтал – Таскескен – Учарал – Андреевка Ленинск – Сарканд – Джансугурово – Кызылагаш – Талдыкорган – Кировский – Айнабулак – Сарыозек – Шенгельды – Капчагай – г.Алматы.
3 вариант: г.Семипалатинск – (вдоль автомобильной дороги слева по направлению к Алматы) – Бельагаш – Бородулиха – Шемонаиха – Верхубинка – Усть-Каменогорск – Георгиевка – Жарма – Аягуз – Шубарбайтал – Таскескен – Учарал – Андреевка – Сарканд – Джансугурово – Кызылагаш – Талдыкорган – Кировский – Айнабулак – Сарыозек – Шенгельды – Капчагай – г. Алматы.
Для сравнения этих трех вариантов прохождения трассы составим таблицу 1.1
Таблица 1.1 Варианты прохождения трассы
| Параметры | 1 вариант трассы | 2 вариант трассы | 3 вариант трассы |
| Протяженность трассы (км) | 1013 | 1097 | 1353 |
| Количество населенных пунктов, на которые нужно падать каналы (пос) | 16 | 25 | 40 |
| Количество пересечений с железной дорогой (переходов) | 1 | 6 | 9 |
| Количество пересечений с автодорогами (переходы) | 17 | 18 | 20 |
| Количество пересечений через рекиА) судоходныеБ) не судоходные | 210 | 210 | 211 |
| Количество пересечений с нефте и газопроводами | 1 | 1 | 2 |
| Протяженность трассы по пахотным землям | - | 54 | 54 |
Из таблицы видно, что самая короткая трасса ВОЛС в 1 варианте. Учитывая, что по варианту 3 – наибольшее количество населенных пунктов, нуждающихся в цифровых каналах, а это главная задача цифрового кольца Республики Казахстан, в том числе и областной центр Усть-Каменогорск. Восточно-Казахстанская область с развитой промышленностью и большим количеством проживающего населения.
Поэтому, на мой взгляд, наиболее приемлемым это строительство ВОЛС по третьему варианту: требование интересов значительного числа населения Казахстана и обеспечение промышленного района цифровой связью с выходом на Российскую Федерацию через Барнаул к Новосибирску к транссибирской цифровой магистрали.
1.3 Преимущества волоконно-оптических линий связи
Оптическим кабелем называется кабельное изделие, содержащее несколько оптических волокон, модулей или жгутов, заключенных в общую оболочку, поверх которой в зависимости от условий эксплуатации может быть наложен защитный покров.
Волоконно-оптические кабели по своему назначению, могут быть классифицированы на: магистральные, зоновые, городские, станционные (внутриобъектовые и монтажные). По конструкции оптические кабели классифицируются в зависимости от типа и взаимного расположения оптических волокон, способов их укладки, расположения силовых элементов, типа оболочки и защитных покровов.
Для любой системы связи важное значение имеет три фактора:
1. информационная емкость системы;
2. затухание, определяет длину регенерационного участка;
3. надежность, способность длительно функционировать в условиях воздействия окружающей среды;
Основные преимущества ВОЛС по сравнению с обычными кабельными линиями следующие:
- высокая помехоустойчивость, нечувствительность к внешним электромагнитным полям и практически отсутствие перекрестных помех между отдельными волокнами, уложенными вместе в кабель;
- значительно большая широкополосность;
- малая масса и габаритные размеры. Ожидается уменьшение массы и габаритов примерно в 10 раз и более по сравнению с существующими кабельными линиями связи при одинаковом числе каналов связи. Это приведет к уменьшению стоимости и времени прокладки оптического кабеля;
- полная электрическая изоляция между входом и выходом системы связи;
- малое затухание ОВ позволяет увеличить длину регенерационного участка до180-200км;
- потенциально низкая стоимость, производстве ВС не используются такие дорогостоящие материалы, как медь и свинец, запасы которых на земле ограничены; сравнительно малое энергопотребление при производстве единицы длины ОВ по сравнению с алюминием и медью.
Недостатки:
- некоторая зависимость параметров ВС, а особенно оболочек, от внешнего старения, сложность соединения ОК;
- более жесткие требования к дополнительной деформации ОК (растяжение, изгиб, поперечная деформация).
1.3.1.1 Конструкция волоконно-оптических кабелей
ВОК должен содержать следующие элементы:
1 оптические волокна для передачи информации;
2 силовые упрочняющие элементы, воспринимающие основную нагрузку на разрыв;
3 армирующие элементы, предохраняющие оптические волокна от сжимающих усилий;
4 внутреннее заполнение каналов кабеля в виде стеклопластиковых или полиэтиленовых нитей;
5 защитные наружные оболочки, предохраняющие волокна от попадания влаги, наружных паров и т.д.
Существуют три основные конструкции ОК:
- ОК повивной скрутки;
- ОК с фигурным сердечником;
- ОК ленточного типа.
При конструировании ОК необходимо выбирать:
• тип оптического волокна (жгут, моноволокно);
• покрытие волокна (плотное, трубчатое, комбинированное);
• место расположения силовых элементов (в центре, по периферии);
• оболочку кабеля (пластмасса, металл);
• конструкцию сердечника кабеля.
При проектировании и конструировании волоконно - оптических кабелей (ВОК) важно учитывать:
• факторы, вызывающие дополнительные затухания и чрезмерные механические деформации при всех условиях использования;
• возможные изменения геометрических размеров конструкции ОК в связи с сезонными изменениями температуры;
• затухание в 0В, полосу пропускания, числовую апертуру, минимально допустимый радиус изгиба, число волокон в кабеле, предельно допустимые механические нагрузки. Необходимо также учитывать простоту работы с волокном и идентификацию 0В при сращивании ОК.
Указанные параметры определяются первичными характеристиками волокон: показатель преломления сердцевины и оболочки, диаметр сердцевины, толщина оболочки, коэффициент затухания в сердцевине и оболочке, а также неоднородностями на границе "сердцевина - оболочка", изгибами волокон.
При разработке конструкций ОК должны учитываться следующие условия:
• упрочнение оптического кабеля силовыми элементами с целью ограничения его вытягивания при одновременном обеспечении малых радиусов изгиба;
• сохранение постоянного расположения оптических волокон по всему сечению ОК при различных механических воздействиях;