Содержание
Введение............................................................................................................ 5
1 Обоснование проектных решений.............................................................. 8
1.1 Характеристика оконечных пунктов................................................... 8
1.2 Выбор трассы....................................................................................... 9
1.3 Расчет пропускной способности проектируемой системы DWDM. 11
1.4 Выбор оптического кабеля................................................................ 14
1.5 Обоснование технологии................................................................... 18
2 Конструкция и архитектура аппаратных средств системы DWDM OptiX BWS 1600G................................................................................... 20
2.1 Выбор типа аппаратуры.................................................................... 20
2.2 Структура системы............................................................................ 25
2.3 Оптический оконечный мультиплексор (OTM)................................ 25
2.4 Оптический линейный усилитель (OLA)........................................... 26
2.5 Оптический мультиплексор с функцией вставки/выделения (OADM) 27
2.6 Регенератор........................................................................................ 28
2.7 Оптический корректор....................................................................... 29
3 Обоснование технических требований к основным компонентам системы DWDM....................................................................................... 31
3.1 Мультиплексоры и демультиплексоры............................................ 31
3.2 Оптические усилители....................................................................... 34
3.3 Передатчики....................................................................................... 37
3.4 Фотоприемники................................................................................. 38
3.5 Компенсаторы дисперсии.................................................................. 39
3.6 Аттенюаторы..................................................................................... 41
4 Измерения и настройка систем DWDM.................................................... 42
4.1 Параметры сигналов и компонентов................................................ 42
4.2 Методы измерения и контроля.......................................................... 46
4.3 Анализатор оптического спектра...................................................... 47
4.4 Анализ поляризационно-зависимых потерь..................................... 49
4.5 Рефлектометрические измерения....................................................... 51
5 Расчет параметров регенерационного участка.......................................... 54
5.1 Определение длины участка по затуханию и дисперсии................. 54
5.2 Расчет дисперсии............................................................................... 57
5.3 Расчет энергетического бюджета....................................................... 60
6 Расчет стрелы провеса кабеля................................................................... 63
7 Расчет показателей надежности................................................................ 66
8 Экономическая эффективность инвестиций.............................................. 69
8.1 Исходные данные............................................................................... 69
8.2 Расчет объема капитальных вложений............................................. 69
8.3 Определение объема услуг и доходов от основной деятельности... 72
8.4 Расчет годовой суммы эксплутационных расходов......................... 73
8.5 Расчет прибыли и убытков................................................................ 76
8.6 Определение экономической эффективности проекта...................... 77
9 Расчет интегрального критерия уровня готовности к информационному обществу.................................................................. 81
10 Защита от электростатического разряда (ESD)....................................... 89
11 Охрана труда и техника безопасности..................................................... 92
12. Безопасность жизнедеятельности, природопользование и охрана окружающей среды при разработке проекта........................................ 95
Заключение.................................................................................................... 107
Библиография................................................................................................ 108
В последние два десятилетия прошедшего и в начале текущего века происходит смена эпохи индустриально-технологического развития передовых государств эпохой информационно-технологической. Ярким проявлением этого процесса является невиданный по скорости и результатом прогресс в создании новых методов и средств телекоммуникаций. Бурное развитие технологии производства систем и средств связи с практически неограниченной пропускной способностью и дальностью передачи и массовое их использование, по сути, привели к информационно-технологической революции и формированию глобального информационного общества. Сегодня телекоммуникации - это одна из самых быстроразвивающихся высокотехнологических и наукоемких отраслей мировой экономики. Уровень развития технологических разработок, производства и внедрения в различные сферы деятельности телекоммуникационных систем во многом формируют положительный образ передового государства.
Значение магистральных сетей в мире связи очень велико. Именно от их надежной работы зависит функционирование международной и междугородней телефонной связи, Internet, корпоративных сетей многих крупных компаний.
Одним из основных направлений современного научно-технического прогресса является всестороннее развитие волоконно-оптических систем связи, обеспечивающих возможность доставки на значительные расстояния чрезвычайно большого объёма информации с наивысшей скоростью. Уже сейчас имеются волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) большой информационной емкости с длиной регенерационных участков более 200 км. Однако область применения волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) не ограничивается передачей данных на большие расстояния для непосредственной связи, а имеет более широкий спектр, от бортовых систем до локальных (LAN) и глобальных (WAN) волоконно-оптических телекоммуникационных сетей. Весьма перспективно использование волоконно-оптической техники в кабельном телевидении, так как она позволяет с одной стороны обеспечить высокое качество передачи изображения, а с другой — существенно расширить возможности информационного обслуживания абонентов. Развитие телекоммуникационных технологий по пути многоцелевого назначения для телефонной и телеграфной связи, телевидения, передачи данных, мультимедиа приложений и т. д. как единой цифровой сети интегрированного обслуживания (ISDN), а затем появившейся технологии асинхронного режима переноса (АТМ) как связующей с транспортными сетями синхронной цифровой иерархии (SDH) вообще немыслимо без использования ВОЛС.
Пропускная способность оптических сетей никогда не бывает избыточной. Волоконно-оптические линии, не задействованные сегодня, уже завтра будут загружены “под завязку”. Преобладание трафика Internet и других пакетных сетей в суммарном объеме всей передаваемой информации требует совершенно новых подходов к организации каналов связи и приводит к проблеме нехватки волокна. Преодолеть ее можно было бы за счет прокладки дополнительных линий, однако на это требуются огромные затраты.
Потребности в дальнейшем наращивании пропускной способности систем передачи информации стимулировала исследования в направлении поиска новых методов решения этой задачи. Одной из перспективных технологий систем передачи с использованием ВОЛС является технология WDM. Эта технология становится актуальной, когда оператор заинтересован в увеличении скорости передачи своих сетей. На междугородной сети с появлением новых услуг и технологий (мультисервисных сетей, АТМ технологий, мультимедиасвязи, и.т.д.) Потребность в увеличении пропускной способности сетей связи удваивается каждый год, и этот темп вряд ли замедлится в ближайшие десять лет. Снижение цен поставщиками, ослабление монопольных позиций государства в телекоммуникациях и неослабевающий интерес к использованию Интернета приводят только к увеличению спроса на скорость передачи. На сегодняшний день технология DWDM обеспечивает самый быстрый и экономичный рост полосы пропускания, на практике показывая свою надежность. Во многих случаях благодаря применению технологии DWDM пропускная способность оптической линии связи может быть увеличена в сотни раз.
По-видимому, данная технология еще не скоро достигнет своего предела по пропускной способности. В опытных системах уже достигнута передача нескольких сотен каналов по одному оптическому волокну. Дальнейший рост числа каналов возможен за счет уменьшения спектрального расстояния между ними, использования усилителей EDFA с большей шириной спектра, или за счет применения специализированных волокон, позволяющих осуществлять передачу в диапазоне шириной до 1200 нм без дополнительного усиления.
Впечатляющий рост пропускной способности достигается при увеличении скорости передачи данных в каждом канале. В современных цифровых системах передачи эта скорость составляет 2.5 Гбит/с или 10 Гбит/с. Были продемонстрированы опытные образцы систем со скоростью передачи 40 Гбит/с на канал, причем уже возможна одновременная передача данных по 192 каналам со скоростью 40 Гбит/с в каждом. Это соответствует суммарной скорости передачи более 5 Тбит/с по одному волокну.
Чтобы получить дополнительные цифровые каналы с наименьшими капитальными затратами, и предлагается использовать спектральное уплотнение. При этом получаемые длины волн эквивалентны по пропускной способности оптическим волокнам при технологии SDH. Внедрение систем DWDM определяется несколькими факторами:
- увеличение пропускной способности волоконно-оптического кабеля с помощью мультиплексирования на основе DWDM может оказаться более экономичным, чем строительство новых кабельных линий;
- появляются новые службы – "пожиратели полосы пропускания";
- сигнал, мультиплексированный в системе DWDM, переносится в оптической форме без промежуточных преобразований.
В качестве магистральной системы передачи наиболее перспективно использование технологии DWDM, поэтому темой дипломного проекта является проект транспортной сети с использованием технологии спектрального уплотнения на участке ст. Свердловск – ст. Тюмень железной дороги.