Обоснование линии связи волоконно-оптических систем передачи между пунктами Курск-Брянск (стр. 3 из 7)
.Число цифровых потоков Е1 будет определяться исходя из следующего соотношения:
Для данного случая нам вполне подойдет оборудование передачи с уровне иерархии SDH уровня STM1,в нем скорость вполне подходящая- 155 Мбит/с и 63 потока Е1. Но следует предусмотреть потоки для аренды, транзита, Интернет, а также потоки, выделяемые в промежуточных населенных пунктах - оставшихся 4-х Е1 вряд ли будет достаточно, поэтому следует подобрать оборудование с возможностью установки двух интерфейсов STM1,тогда скорость передачи будет составлять 311Мбит/с и количество потоков увеличиться до 126,этого будет вполне достаточно.
Далее в курсовом проекте следует определить необходимое число оптических волокон в ОК, выбрать систему передачи (при необходимости указать количество СП).
3. Выбор системы передачи и определение ёмкости кабеля
емкость кабеля и система передачи выбираются исходя из необходимого числа телефонных каналов и каналов телевидения.
Тип кабеля и система передачи выбираются так, чтобы при соблюдении необходимых качественных показателей проектируемая линия была наиболее экономичной как по капитальным затратам, так и по эксплуатационным расходам.
Система связи по оптическому кабелю предусматривает передачу информации оп одному оптическому волокну, а прием по другому, что эквивалентно четырехпроводной однокабельной схеме организации связи.
В волоконно-оптических системах передачи (ВОСП) применяется, как правило, цифровая импульсная передача. Это обусловлено тем, что аналоговая передача требует высокой степени линейности промежуточных усилителей, которую трудно обеспечить в оптических системах. Используя модуляцию интенсивности излучения света проще использовать цифровые системы передачи (ЦСП).
В настоящее время выпускается достаточно много ВОСП как отечественных, так и зарубежных. Большой интерес представляет аппаратура Синхронной Цифровой Иерархии (SDH).
Системы передачи Синхронной Цифровой Иерархии разработаны специально для ВОЛП и имеют следующие преимущества:
· высокая скорость передачи STM-1 – 155 Мбит/с, STM-4 -622Мбит/с, STM-16–2,5 Гбит/с;
· упрощенная схема построения и развития сети связи;
· малые габариты и энергопотребление;
· высокая надежность сети;
· полный программный контроль за состоянием сети;
· гибкая система маршрутизации потоков;
· высокий уровень стандартизации технологии SDH.
Исходя из требуемой скорости передачи выбираем:
Фирма Nortel
Аппаратура TN-4X относится ко второму уровню SDH и соответствует стандарту ITU-T, ETSI и требованиям регламента SDH РФ.
Аппаратура формирует агрегатный сигнал STM–4 со скоростью передачи 622,080 Мбит/с из следующих плезиохронных и синхронных компонентных сигналов: 2, 34 ,140 Мбит/с, STM – 1.
Максимальное число компонентных сигналов:
· 252 х 2 Мбит/с в двенадцати блоках: 21 интерфейс 2 М в каждом блоке;
· 6 х 34 Мбит/с в шести блоках: 3 интерфейса 34 М в каждом блоке;
· 4 х140 Мбит/с: 1 интерфейс 140 Мбит/с в одном блоке;
· 4 х STM – 1: 1 интерфейс STM – 1 в одном блоке.
Допускается сочетание различных компонентных сигналов, не превышающих суммарную емкость STM – 4.
Мультиплексор ввода/вывода TN-4X конфигурируется в четырех режимах:
· оконечном без ТSI;
· оконечном с TSI;
· ввода/вывода;
· кольцевом;
В оконечном режиме с оперативным переключением осуществляется изменением временных позиций компонентных сигналов.
В режиме ввода/вывода осуществляется введение/выделение требующихся компонентных сигналов 2, 34 и 140 Мбит/с в агрегатный линейный сигнал и передача остальных компонентных сигналов из одного агрегатного сигнала в другой. В этом режиме возможна также перестановка временных позиций (TSI) компонентных сигналов 2 и 34 Мбит/с в дополнении к вводу/выводу.
В кольцевом режиме TN-4X обеспечивает кольцевую структуру с резервированием трактов, путем организации по двум оптическим волокнам двух встречных направлений передачи: по и против часовой стрелки. В этом режиме один компонентный электрический или оптический интерфейс STM-4 может обеспечить связь между кольцами.
Аппаратура TN-4X обеспечивает резервирование мультиплексорных секций по схеме 1+1, резервирование трактов VC-12, VC-3 и VC-4 в кольцевых конфигурациях и резервирование блоков по схеме 1+1 или 1:N. В рассматриваемом проекте применяется резервирование мультиплексорных секций по схеме 1+1.
Аппаратура TN-4X контролируется и управляется с помощью встроенных микропроцессорных устройств и специализированного программного обеспечения.
Она имеет интерфейс Q3 для системы сетевого контроля и управления рабочей станции NMS и интерфейс для системы станционной сигнализации.
Рабочая станция NMS подключается к сетевому элементу (мультиплексору) по локальной сети, с остальными сетевыми элементами связь осуществляется по встроенным в заголовок STM-4 DCC – каналам с использованием протокола QECC по рекомендации G.784.
Тип приемника - lnGaAs;
тип лазера - DFB.
Линейный код – бинарный скремблированный NRZ.
Интерфейсы аппаратуры TN-4X
Оптические интерфейсы STM-4
· Соответствует рекомендации G.957;
· Уровень передачи, дБм -3...+2
· Диапазон волн, нм 1530 – 1570
· Ширина спектра на уровне -20 дБ, нм 0.1...1
· Подавление мод, дБ > 30
· Чувствительность приемника при Кош < 10-10,дБм -32,5¼-8
· Затухание линии , дБ 10-32
· Максимальная дисперсия, пс/нм 3500
4. Расчёт параметров оптического волокна
Простейшее оптические волокна (ОВ) представляет собой круглый диэлектрический (стекло или прозрачный полимер) стержень, называемый сердцевиной, окружённый диэлектрической оболочкой. Показатель преломления материала сердцевины
, всегда больше показателя преломления оболочки 
.Показатель преломления оболочки обычно постоянен, а показатель преломления сердцевины в общем случае является функцией поперечной координаты. Эту функцию называют профилем показателя преломления.
Если сердцевина имеет постоянное по диаметру значение показателя преломления, то такие ОВ называют ОВ со ступенчатым профилем показателя преломления или ступенчатым.
Если показатель преломления сердцевины от центра к краю изменяется плавно, то такие ОВ называют ОВ с градиентным профилем показателя преломления или градиентным.
Зная значения показателей преломления сердцевины и оболочки ОВ, найдем числовую апертуру:
где: n1=1,49 – показатель преломления сердцевины ОВ;
n2=1,486 – показатель преломления оболочки ОВ.
Отсюда найдем значение апертурного угла:
В зависимости от числа распространяющихся на рабочей частоте мод ОВ имеют два режима работы: одномодовые и многомодовые. Число мод зависит от соотношения диаметра сердцевины и длины волны. В настоящее время принято при длинах волн равным 0,85 – 1,55 мкм применять ОВ с диаметром сердцевины 8 - 10 мкм для одномодовой передачи.
Значение нормированной частоты рассчитывается по формуле:
,где:
– радиус сердцевины ОВ; 
- длина волны.Определим число мод:
- для ступенчатого ОВ
- для градиентного ОВОпределим критическую частоту ОВ:
где:
– скорость света; - длина волны.Определим критическую длину волны ОВ:
где: d = 8 мкм – диаметр сердцевины ОВ;
NA = 0,109 – числовая апертура ОВ.
В ходе расчета получили, что данные, представленные в задании соответствуют параметрам одномодового волокна:
1.Числовая апертура должна быть как можно меньше, и зависит она от Δ для одномодового режима Δ=(0.01~0.003),в нашем случае 0.0027 ,что соответствует режиму одномодовости.
2.Одномодовый режим реализуется, если нормированная частота γ≤2.405,т.е.при этом волноводе распространяется только одна фундаментальная мода H11. Чем меньше разность
,тем при большем радиусе световода обеспечивается одномодовый режим. Если нормированная частота лежит в пределах 2.405<γ<5.520 в ОВ распространяются моды E01 и H01,т.е. это уже не одномодовый режим (в нашем случае1.763).Расчет затухания
Собственное затухание ов зависит от l, n1 и рассчитывается по формулам:
aс=aп+aр+aпр
где: aп - затухание поглощения, зависит от чистоты материала и обуславливается потерями на диэлектрическую поляризацию.
где: tgd примем равным tgd=10-12 .
l - длина волны, км.
aр – затухание рассеивания, обусловлено неоднородностями материала и тепловыми флуктуациями показателя преломления;