Деятельность Предприятия связи (стр. 6 из 18)
Метод буферной трубы также применяется в случае сжатия или расширения кабеля из-за перепадов температур. Структура также хороша как защита против поперечного сжатия. Используется SZ – скрутка с чередованием направления повива. При SZ скрутке направление ее меняется через определенное число витков, поэтому скручиваемые элементы описывают вдоль оси кабеля сначала форму S, а затем после смены направления форму Z. В точке смены направления они лежат параллельно оси кабеля. При SZ скрутке вследствие упругости скручиваемых элементов необходимо положить вокруг них по спирали фиксирующую липкую ленту для того, чтобы удерживать их в правильном скрученном состоянии. Технические характеристики кабеля приведены в таблице 2.2.
2.3 Расчет длины участка регенерации ВОСП
Необходимо рассчитывать две величины длины участка регенерации по затуханию:
Lamax – максимальная проектная длина участка регенерации;
Lamin – минимальная проектная длина участка регенерации.
Для оценки величины длин участка регенерации могут быть использованы следующие выражения:
(2.6) 
(2.7)где Amax, Amin (дБ) – максимальное и минимальное значения перекрываемого затухания аппаратуры ВОСП.
Aok(дБ/км) – километрическое затухание в оптических волокнах кабеля;
Aнс(дБ) – среднее значение затухания мощности оптического излучения неразъемного оптического соединителя на стыке между строительными длинами кабеля на участке регенерации;
Lстр (км) – среднее значение строительной длины кабеля на участке регенерации;
Аpc (дБ) – затухание мощности оптического излучения разъемного оптического соединителя;
n – число разъемных оптических соединителей на участке регенерации;
M (дБ) – системный запас ВОСП по кабелю на участке регенерации;
2.3.1 Программа для расчета длины регенерационного участка
10 CLS
20 l = 5E-10
30 M = .3098
40 PRINT "Допустим, L="; l; " и M="; M
50 t = l * M
60 PRINT "Тогда по формуле t = L * M, t="; t
70 l2 = 1.55E-06
80 l1 = l
90 n1 = 1.46775
100 D = .003
110 c = 300000
120 t3 = t
130 PRINT "Данные для волноводной и суммарной дисперсии:"
140 PRINT "l1="; l1; "l2="; l2; "n1="; n1; "d="; D; "c="; c; "t3="; t3
150 t1 = (l1 / l2) * ((2 * n1 ^ 2 * D) / c)
160 PRINT "Посчитаем волноводную дисперсию"
170 PRINT "t1 = (l1 / l2) * ((2 * n1 ^ 2 * d) / c), отсюда t1="; t1
180 t2 = t3 + t1
190 PRINT "t2="; t2
200 F = 1 / t2
210 PRINT "Следовательно, ширина пропускания световода:"
220 PRINT "F="; F
230 l3 = 6
240 F1 = 2.5E+09
250 PRINT "Значит, если F1="; F1; "ГГц"
260 PRINT "и строительная длина кабеля l3="; l3; "км"
270 l4 = (F ^ 2 / F1 ^ 2) * l3
280 PRINT "Тогда по формуле для вычисления длины регенерационного участка:"
290 PRINT "l4 = (F ^ 2 / F1 ^ 2) * l3"
300 PRINT "l4="; l4
310 PRINT ""
320 PRINT "длина PУ с учетом затухания"
330 PRINT "Исходные данные:"
340 M = 11
350 P1 = 45
360 P2 = 15
370 B = .05
380 c = 6
390 h = .22
400 PRINT "M="; M; "h="; h; "B="; B; "c="; c; "P1="; P1; "P2="; P2
410 A = P1 + P2
420 G = (A - M) / (h + B / c)
430 D = -27.5
440 PRINT "И, если D="; D
450 G1 = (ABS(D) - M) / (h + B / c)
460 PRINT "и длина РУ без усилителей и предусилителей"; G1
470 PRINT "Длина РУ без бустеров"
480 P3 = 6
490 PRINT "Если уровень вых. сигнала ОПУ ="; P3
500 A1 = A - P3
510 G2 = (A1 - M) / (h + B / c)
520 PRINT "Тогда G="; G, "G1="; G1, "G2="; G2
530 END
2.4 Расчет участка регенерации
ВОКМ состоит из проложенных и срощенных строительных длин кабеля и проходит до первых разъемных соединений на своих концах. Наиболее важными передаточными параметрами, которые должны быть учтены при проектировании волоконно-оптических кабельных магистралей являются затухание и ширина полосы пропускания применяемых волоконных световодов, потери в разъемных соединителях, ответвителях, устройствах ввода-вывода и т.д., а также запас который необходимо закладывать в проект на аппаратуру, запас для компенсации потерь при ремонте неразъемных соединений, поскольку кабельные магистрали проектируются на длительный период эксплуатации. Характеристики ВОК должны обеспечить максимальную длину участка регенерации Lр. Регенераторы практически полностью восстанавливают первоначальную форму сигнала и его положение во времени, поэтому Lр является одним из основных параметров ВОЛС. Для кабеля с применением волокна фирмы SiecorA-DF(ZN)2Y 3х4 E9/125 0.38 F3.5+0.22H18 строительная длина 6000 м., поток STM-16 со скоростью передачи 2,5 Гбит/с. В приложении 5 приведена блок-схема организации связи с использованием синхронных мультиплексоров SMA-16 линейных модулей SLD-16 фирмы Siemens, состоящих на передаче из мультиплексоров, передатчиков и усилителей; на приеме: усилителей, приемников и демультиплексоров.
Таблица 2.2 - технические характеристики кабеля тип A-DF(ZN) 2Y 3x4 E9/125 0.38F3.5+0.22H.18
| Число волокон | 2 – 30 | 32 – 48 | 50 – 96 |
| Диаметр приблизительно (мм) | 10,3 | 12,3 | 13,8 |
| Вес, приблизительно (кг/км) | 85 | 125 | 141 |
| Минимальный радиус изгиба, ммВо время монтажаВ установленном виде | 300200 | 350250 | 400300 |
| Прочность на растяжение, НКороткий срок (во время монтажа)Длительный срок (смонтированный) | 27001300 | 27001300 | 27001300 |
| Напряжение при сжатии/при раздавливающем напряжении (полностью реверсивное увеличение затухания) (Н/10см) | 2000 | 2000 | 2000 |
| Сопротивление удару (Е=3Nm, r=300mm) (полностью реверсивное увеличение затухания) (импульсы) | 30 | 30 | 30 |
| Диапазон температуры при транспортировки и хранении (0С) | -30...70 | -30...70 | -30...70 |
| Диапазон температуры при монтаже (0С) | -5...50 | -5...50 | -5...50 |
Технические характеристики оборудования линейного тракта SMA-16 соответствуют нормам МСЭ и имеют следующие параметры на длине волны равной 1550 нм:
Уровень оптической мощности на выходе передатчика: Рвых пер= -3…2 дБ;
Уровень оптической мощности на выходе усилителя: Pвых ус=13…16 дБ;
Уровень оптической мощности на входе предусилителя: Рвх предус= -45…-15 дБ;
Уровень оптической мощности на входе приемника: Рвх пр = -36…-8;
Функциональные схемы оконечного оборудования приведены в приложениях.
Учитывая, что самый протяженный участок магистрали Семипалатинск Шемонаиха - 171 км, сделаем расчет для этого участка.
Найдем число муфт на данном участке :
L=171 км; Строительная длина кабеля Lстр=6 км.:
Nмуфт =L/Lстр-1=171/6+1=30 муфт (2.8)
Определим затухание кабеля:
Sк=0,22×171=37,62 дБ
Sк-затухание кабеля, 37,62 дБ
Аэзап – эксплуатационный запас аппаратуры, 3 дБ;
Арс – потери в разъемных соединителях, 0,15 дБ;
Аэзк – эксплуатационный запас кабеля, 3 дБ;
a - погрешность D измерения затухани
Da = Nмуфты× Анс (2.9)
где Анс – среднее значение неразъемного соединения, 0,05 дБ.
Da = 30×0,05 = 1,5 дБ .
Тогда общее затухание составит:
Sобщ=Sк+ Аэзап+4Арс+Аэзк+ Da = 37,62+3+0,6+3+1,5 = 45,72 дБ(2.10)
Уровень на входе приемника будет :
Рвх = 2 дБ – 45,72дБ= - 43,72 дБ
Уровень сигнала на входе приемника будет ниже нормы, а следовательно необходим бустер на передаче, который усиливает уровень сигнала на 13дБ.
Тогда уровень на приеме будет:
Рвх = 2дБ+13дб-43,72дБ= -28,72 дБ
Это соответствует норме.
Определим длину регенерационного участка не требующего дополнительного предусилителя.
Учитывая то, что уровень сигнала Рвх не должен быть меньше –36дБ, а на длине участка 171 км мы получили затухание 45,72 дБ , то превышение затухания составит:
а=45,72дБ-36дБ=9,72 дБ
Тогда длина регенерационного участка без предусилителя равна:
Lрег= 171- 9,72/0,22= 126,8 км
Учитывая данные расчетов на шести участках необходимо использовать предусилители. Это участки:
- Семипалатинск – Шемонаиха (L=171 км.)
- Усть-Каменогорск – Георгиевка (L=155,2 км.)
- Жангизтобе – Аягуз (L=169 км.)
- Таскескен – Учарал (L=142,9 км.)
- Учарал – Сарканд (L=151 км.)
- Сарканд – Талдыкоран (L=162,7 км.)
2.5 Расчет основных характеристик оптического волокна
Качество ОК проверяется с использованием общепринятых методов измерений. Требуется установить стандарты на параметры ОВ и соответствующие методы измерения. На европейском уровне за разработку таких стандартов отвечает Рабочая группа 28 Комитета по электронным компонентам CENELEC, на всемирном уровне - Технический комитет 86 Международной электротехнической комиссии.
Важнейшим обобщённым параметром волоконного световода, используемым для оценки его свойств, является нормированная частота V Она получается суммированием аргументов цилиндрических функций для сердцевины (g1 a) и оболочки (g2 a):
V=((g1 a)2 - (g2 a)2)1/2=((k12 - b2)+(b2 - k22))2=(k12- k22)1/2=2· π· a(n12 - n22)1/2/
=2 × 3.14 × 4,5 ×10-6× 0.13 / ( 1.55×10-6 ) = 2,3702 (2.11)где -a радиус сердцевины оболочки, а = 4,5 мкм;
n1 - показатель преломления сердцевины, n1=1,4681;
n2 - показатель преломления оболочки, n2=1,4623.
Произведем расчет параметров кабеля, исходя из того, что мы имеем одномодовые волокна со ступенчатым профилем показателя преломления с диаметром сердцевины 2а=9мкм и критической длиной волны l=1250нм, диаметр поля моды 2w0 при длине волны 1550нм.