При выборе оптимального варианта трассы прокладки волоконно-оптического кабеля (ВОК) исходят из того, что линейные сооружения являются наиболее дорогой и сложной частью сети связи, поэтому при проектировании особое внимание должно быть обращено на уменьшение удельного веса расходов по строительству и эксплуатации линий связи, эффективную и надежную ее работу.
Выбор трассы на загородном участке.
В зависимости от конкретных условий на загородном участке трасса прокладки ВОК выбирается на различных земельных участках, в том числе в полосах отвода автомобильных и железных дорог, охранных и запретных зонах, в коллекторах и тоннелях автомобильных и железных дорог.
Трассы магистральных и внутризоновых BОK выбираются, как правило, вдоль автодорог общегосударственного или республиканского характера, а при их отсутствии — вдоль автодорог областного и местного значений.
При отсутствии дорог трассы ВОК, при соответствующем обосновании, должны проходить по землям несельскохозяйственного назначения или по сельскохозяйственным угодьям худшего качества. При этом необходимо обходить места возможных затоплений, обвалов, промоин почвы, с большой плотностью поселения грызунов.
К проекту прилагается ситуационный чертеж трассы, на котором нанесены все возможные варианты трассы. Основные показатели сравниваемых вариантов сведены в таблицу 1.2.
Рис. 1.1 Географическая карта местности.
Рис. 1.2 Варианты трассы на местности.
Синий — вариант № 1.
Зеленый — вариант № 2.
Красный — вариант № 3.
Таблица 1.2 Характеристика вариантов трассы.
Количество единиц по вариантам
1. 0бшая протяженность
Вдоль автомобильных дорог.
Вдоль грунтовых дорог, бездорожье.
2. Способы прокладки кабеля:
3. Количество переходов.
Через судоходные реки; через несудоходные реки.
Через железные дороги.
Через автомобильные дороги.
4. Число обслуживаемых регенерационных пунктов.
Выбираем вариант трассы №2.
По протяженности выигрывает трасса вдоль железной дороги, но, учитывая, что подъездные пути к ней затруднены, и аренда опор будут приносить затраты. Поэтому отдаем предпочтение трассе №2.
Трасса №1 идентична трассе №2, но протяженность ее больше на 23 км, и имеется большое количество пересечений с автомобильными и железными дорогами, что приводит к большим затратам при прокладке кабеля.
При расчете необходимого количества прокладываемого ВОК, предусматриваем запас с учетом неровности местности, выкладки кабеля в котлованах, колодцах и др. Норма расхода BОK на 1 км трассы приведена в таблице 1.3.
Таблица 1.3 Нормы расхода волоконно-оптического кабеля.
Количество кабеля на 1 км трассы, км
Через водные преграды
В кабельной канализации
Выбор трасы в населенных пунктах.
В городах и крупных населенных пунктах ВОК, как правило, прокладывается в телефонной кабельной канализации или в коллекторах. При наличии метро кабели могут прокладываться в его тоннелях.
При отсутствии в канализации свободных каналов в проектах нужно предусмотреть строительство новой или докладку каналов в существующей кабельной канализации.
При выборе трассы кабельной канализации нужно стремиться к сокращению числа пересечений с уличными проездами, с автомобильными и железными дорогами. Трасса кабельной канализации должна проектироваться на уличных и внутриквартальных проездах с усовершенствованным покрытием.
Минимально допустимое заглубление трубопроводов кабельной канализации в середине пролета представлено в таблице 1.4.
Таблица 1.4 Минимальные значения заглубления трубопроводов.
Под пешеходной частью улиц, м.
Под проезжей частью улиц, м.
Под электр., железнодорожными, трамвайными путями, от подошвы рельс, м.
Смотровые устройства (колодцы) кабельной канализации проектируются;
проходные — на прямолинейных участках трасс, в местах поворота трассы не более чем на 15 градусов, а также при изменении глубины заложения трубопровода;
угловые — в местах поворота трасс более чем на 15 градусов;
разветвительные — в местах разветвления трассы на два (три) направления;
станционные — в местах ввода кабелей в здания телефонной станции.
Типы смотровых устройств (колодцев) определяются емкостью вводимых труб или блоков с учетом перспективы развития сети. Расстояние между колодцами не должно превышать 150 м. В проекте используются типовые железобетонные колодцы.
Для размещения контейнеров НРП в проекте предусматриваем дополнительные колодцы для НРП в непосредственной близости от кабельной канализации (не далее 10 м от существующих колодцев). Прокладка ВОК в кабельной канализации проектируется в свободном канале, причем общее число кабелей в одном канале не должно превышать трех.
Практикуется также прокладка кабелей в полиэтиленовых трубках марки ПНД-32-Т, которые предварительно прокладываются в свободный канал. Допускается проектирование прокладки ВОК в занятом электрическими кабелями канале в трубке ПНД-32-Т, которую следует затягивать в канал каждого пролета.
Определение числа каналов на внутризоновых и магистральных линиях.
Число каналов, связывающих заданные оконечные пункты, в основном зависит от численности населения в этих пунктах и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи.
Рассчитываем количество населения в заданном пункте и его подчиненных окрестностях с учетом среднего прироста населения.
где Н0 — народонаселение в период переписи населения, чел.; р — средний годовой прирост населения в данной местности, % (принимается по данным переписи 2-3%); t — период, определяемый как разность между назначенным перспективного проектирования и годом проведения переписи населения: 5+(2006-2003)=8. В курсовом проекте год принимаем на 5 лет вперед. Следовательно, t = 5+(tm — t0), где tm — год составления проекта;
t0 — год, к которому относятся данные Н0.
Народонаселение в период переписи:
В Новгороде H0 = 1,111200 чел. В Великие Луки H0= 113300 чел.
Народонаселение с учетом прироста:
В Новгороде Ht = 1,228992 чел. В Великие Луки Ht = 131428 чел.
Учитывая, то обстоятельство, что телефонные каналы в междугородной связи имеют превалирующее значение, определяем сначала количество телефонных каналов между заданными оконечными пунктами. Для расчета телефонных каналов используем приближенную формулу:
где 1 и f1 — постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям; обычно потери задаются 5%, тогда 1 = 1,3; = 5,6; f1 — коэффициент тяготения, f1 = 0,05 (5 %); y — удельная нагрузка, т.е. средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом, y=0,05Эрл; mа и mб — количество абонентов, обслуживаемых оконечными станциями АМТС соответственно в пунктах А и Б.
В перспективе количество абонентов, обслуживаемых той или иной оконечной АНТС, определяем в зависимости от численности населения, проживающего в зоне обслуживания. Принимая средний коэффициент оснащенности населения телефонными аппаратами равным 0,38, количество абонентов в зоне АМТС равно:
В Новгороде m=489817
В Великие Луки m=49942,6
Находим общее число каналов между двумя междугородными станциями заданных пунктов:
где nтф — число двухсторонних телефонных каналов. nтв — число двухсторонних телевизионных каналов.
Расчет параметров оптического волокна
Зная значения показателей преломления сердцевины и оболочки ОВ, найдем числовую апертуру:
Находим значение апертурного угла:
Значение нормированной частоты рассчитываем по формуле:
Определим число мод:
N=V2/4- для градиентного ОВ, N=4,4
N=V2/2- для ступенчатого ОВ, N=8,8
Собственное затухание ОВ зависит от , n1 и n2 , и рассчитывается по формулам:
где п затухание поглощения, зависит от чистоты материала и обуславливается потерями на диэлектрическую поляризацию.
tg — тангенс диэлектрических потерь ОВ. В курсовом проекте принять tg =10-11 10-12 — длинна волны, км. р — затухание рассеивания, обусловлено неоднородностями материала и тепловыми флуктуациями показателя преломления; k= 1,38* 10-23 Дж/К — постоянная Больцмана ; Т=1500 К — температура плавления кварца; = 8,1* 10-11 м2/Н — коэффициент сжимаемости;
Рассчитываем затухание рассеивания:
Из этого находим собственное затухание ОВ:
Кабельное затухание — обусловлено условиями прокладки и эксплуатации оптических кабелей.
Кабельное затухание рассчитывается как сумма 7 составляющих:
- 1 -затухание вследствие термомеханических воздействий на волокно в процессе изготовления кабеля;
- 2 — затухание вследствие температурной зависимости коэффициента преломления ОВ;
- 3 — затухание на микроизгибах ОВ;
- 4 — затухание вследствие нарушения прямолинейности ОВ;
- 5 — затухание вследствие кручения ОВ вокруг оси;
- 6 — затухание из-за неравномерности покрытия ОВ;
- 7 — затухание вследствие потерь в защитной оболочке.
В нашем курсовом проекте .
Расчетное суммарное затухание будет равно:
Дисперсия — рассеивание во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала.
Полная дисперсия рассчитывается как сумма модовой и хроматической дисперсии.
В свою очередь хроматическая дисперсия состоит из материальной, волноводной и профильной дисперсии.
Материальная дисперсия обусловлена тем, что показатель преломления сердцевины изменяется с длинной волны.
Таблица 1.5 Значения варианта.
Длина волны ,мкм
Волноводная дисперсия — обусловлена процессами внутри моды и характеризуется зависимостью коэффициента распространения моды от длинны волны:
Профильная дисперсия проявляется в реальных ОК и обусловлена отклонением продольных и поперечных геометрических размеров и форм реального ОВ от номинала:
Результирующая дисперсия будет:
Модовая дисперсия для ООВ.
где NA — числовая апертура ОВ.
n1 — Показатель преломления серцевины ОВ.
c — скорость света, км/с.
Выбор системы передачи и определение емкости кабеля
Емкость кабеля и система передачи выбираются в зависимости от необходимого числа телефонных каналов и каналов телевидения при использовании серийно выпускаемой аппаратуры для их уплотнения.
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 оптического кабеля предусматривает передачу информации оп одному оптическому волокну, а прием по другому, что эквивалентно четырехпроводной, одно-кабельной схеме организации связи.
При выборе системы передачи по оптическому кабелю следует использовать оптические системы передачи, созданные на базе стандартных систем ИКМ для электрического кабеля.
Аппаратура ВОСП для магистральных сетей.
В курсовом проекте для магистральной сети из количества каналов, выбираем “Сопка-4” (139,264×4Мбит/с), (ИКМ-1920). Для таких скоростей передачи информации применяются только одномодовые ОВ, так как градиентные многомодовые ОВ ограничивают длину РУ за счет дисперсионных искажений. Обобщенная структурная схема приведена на рисунке 6.2.
Систему передачи выбираем — PDH.
Плезиохронная цифровая иерархия ПЦИ (PDH). PDH — это принцип построения цифровых систем передачи, которые используют групповой мультиплексированный ИКМ-сигнал, состоящий из цифровых 30-канальных потоков (2,048 Мбит/сек) и требующий синхронизации скоростей цифровых потоков на входе оборудования группообразования. Под термином "плезиохронные" (то есть "почти синхронные") понимается то, что скорости входных 30-канальных групп немного отличаются друг от друга вследствие допустимой нестабильности задающего генератора каналообразующего оборудования этих потоков. Поэтому прежде чем приступить к объединению этих потоков в 2,048 Мбит/сек, их нужно привести к одной скорости передачи путем добавления специальных синхронизирующих битов выравнивания скоростей. Биты выравнивания должны распознаваться на приемной стороне, когда происходит разделение (демультиплексирование) потоков из группового и выделение первоначального сигнала. Такой групповой сигнал, состоящий из нескольких элементарных плезиохронных 30-канальных групп, называется плезиохронной цифровой иерархией ПЦИ (Plesiochronous Digital Hierarchy -PDH).
Базовой системой передачи для построения более высоких уровней PDH является система передачи ИКМ-30. Для образования следующих более высоких уровней иерархии принято умножение каждого предыдущего уровня на четыре.
В Европе принята следующая иерархия систем PDH: ИКМ-30 (2,048 Мбит/сек), ИКМ-120 (8,448 Мбит/сек), ИКМ-480 (34,368 Мбит/сек), ИКМ-1920 (139, 264 Мбит/сек).
Технология PDH была разработана для более эффективной передачи оцифрованных голосовых потоков по кабелю из скрученной пары проводников. Эта технология используется в цифровых системах Северной Америки, Европы и Японии.
Таблица 1.6 Основные параметры системы передачи «Сопка-4».
При выборе трассы необходимо обеспечить:
— наикратчайшее протяжение трассы;
— наименьшее число препятствий, усложняющих и удорожающих стоимость строительства;
— максимальное применение механизации при строительстве;
— создание наибольших удобств, при эксплуатационном обслуживании.
Выбор трассы строительства осуществляется в два этапа.
На первом этапе подбирают картографический материал, изучают природные условия района прохождения трассы по литературным и другим источникам, например архивным материалам, существующим проектам автомобильных и железных дорог, трубопроводов и других инженерных сооружений, трасса которых совпадает с направлением проектируемой магистрали.
На втором этапе проектная документация уточняется и корректируется на месте — визуальным осмотром. На этом этапе осуществляется уточнение мест расположения промежуточных и оконечных муфт.
В процессе ознакомления с трассой особое внимание должно быть уделено на сложные участки:
— пересечения автомобильных, железнодорожных и трамвайных путей;
— прокладку кабеля по мостам, тоннелям, в заболоченных местах, на скальных и гористых участках, в населённых пунктах.
На основании этих данных затем выбирают наиболее оптимальный вариант прокладки кабеля на различных участках трассы, детализируют технологию строительства ВОЛС, составляют календарный план производства работ по участкам с учётом трудоёмкости операций, рассчитывают потребность машин и механизмов, определяют пункты возможного размещения кабельных площадок и помещений для проведения входного контроля ОК.
Необходимо учесть, что оптические кабели вследствие особенностей их конструкции обладают меньшей прочностью, чем электрические кабели связи с металлическими токопроводящими элементами, оболочками и бронепокровами. Хрупкие стеклянные оптические волокна более чувствительны к внешним механическим воздействиям (радиальное давление, растяжение, изгиб и т.д.), поэтому к технологии прокладки кабеля предусматривается ряд мер, исключающих превышение допустимых радиальных и продольных нагрузок.
При определении необходимого количества кабеля устанавливают запас на его укладку в траншеи, котлованы, спайку и разделку концов при измерениях и испытаниях.
При прокладке кабеля в грунт учитывается запас 1,04 км на 1 км трассы;
при прокладке через водные преграды — 1,14 км на 1 км трассы;
при прокладке в кабельной канализации — 1,057 км на 1 км трассы.
Как уже отмечалось выше, при выборе трассы необходимо учитывать удобство эксплуатации кабельной магистрали. Для этого трасса, как правило, должна проходить вдоль автомобильных дорог, а при их отсутствии вдоль железных дорог. Необходимо так же отметить, что допускается спрямление трассы кабеля, если прокладка вдоль автомобильной дороги значительно удлиняет её, а проход по прямой заметно сокращает длину кабеля и тем самым удешевляет стоимость строительства без существенного усложнения эксплуатации магистрали.
Сравним два варианта проектирования ВОЛС направления
Ростов-на-Дону — Ставрополь (в основном вдоль автомобильной трассы).
1 вариант: Вдоль автомобильной дороги Р269, Ростов-на-Дону — Зерноград — Ставрополь (синий);
2 вариант: Вдоль автомобильных дорог М4 и M29, Ростов-на-Дону — Тихорецк — Ставрополь (фиолетовый);
3 вариант: Вдоль участков автомобильной дороги Р269 и М29, Ростов-на-Дону — Зерноград — Армавир — Ставрополь (серый).
Полученные результаты занесём в таблицу 1.
Таблица 1. Характеристика вариантов трассы.
Название: Обоснование линии связи волоконно-оптических систем передачи между пунктами Курск-Брянск Раздел: Рефераты по коммуникации и связи Тип: курсовая работа Добавлен 00:55:02 19 декабря 2010 Похожие работы Просмотров: 1888 Комментариев: 13 Оценило: 2 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно Скачать |