Файл: Методические указания по выполнению курсового проекта Выбор типа кабельных линий связи на проектируемом участке. 14.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 238
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
полупроводниковые лазеры); оптические кабели с разными значениями передаточных характеристик; различные приемники излучения (pin - фотодиоды и лавинные фотодиоды), а также возможные комбинации из этих трех элементов с различными техническими характеристиками.
1- станционный одноволоконный оптический кабель; 2- оптический кросс; 3- соединительная розетка оптического разъема; 4- коннектор оптического раъема; 5 - строительная длина оптического кабеля; 6 - оптическое волокно; 7- оптическая соединительная муфта; ПОМ -передающий оптоэлектронный модуль; ПРОМ - приемный оптоэлектронный модуль.
Рисунок 13 - Структурная схема регенерационного участка
При учебном проектировании ВОЛС требуется определить максимальную длину регенерационного участка при заданном типе и характеристиках источника и приемника оптического излучения, а также передаточных характеристиках оптического кабеля, ранее рассчитанных в п.2.5.9. Максимальное расстояние между регенераторами, при заданной величине энергетического потенциала аппаратуры, ограничивается передаточными характеристиками оптического кабеля: затуханием и дисперсией. Затухание ограничивает длину регенерационного участка по допустимым потерям в линии передачи; дисперсия приводит к уширению передаваемых импульсов, что ограничивает скорость передачи информации. Максимальная длина регенерационного участка должна удовлетворять как условию потерь в линии передачи, так и дисперсии, и лимитируется наиболее строгим из этих двух условий.
5.11.1 Расчет длины регенерационного участка, исходя из допустимых потерь в линии передачи
В этом случае длина регенерационного участка определяется энергетическим потенциалом системы передачи (W). Энергетический потенциал зависит от характеристик источника и приемника оптического излучения и определяется как разность между уровнем средней мощности оптического сигнала, вводимого в оптическое волокно (P1), и минимально допустимым уровнем мощности на входе приемника оптического излучения (P2) при заданном значении коэффициента ошибок
Расчет ожидаемых потерь в линии на длине регенерационного участка
Исходные данные для расчета:
α - коэффициент затухания оптических волокон на эксплуатационной длине волны ВОСП, дБ/км;
- строительная длина оптического кабеля ( = 5 км);
n1- число дополнительных сварных соединений, обусловленных технологией строительно-монтажных работ ВОЛС (сварки в оптическом кроссе и стыковые сварки на переходах) в курсовом проекте считать n1= 8 ;
n2 - число дополнительных сварных соединений, появляющихся на длине регенерационного участка в процессе эксплуатации ВОЛС (обычно п2=6);
асп - средние потери на сварку путем плавления, асп=0,05 дБ;
а рз - средние потери на оптическом разъеме, а рз =0,3 дБ;
Примечание: затухание в оптических разъемах передающего и приемного оптоэлектронного блоков не учитываются, так как они уже учтены в значениях энергетического потенциала системы передачи.
Максимальная длина регенерационного участка (Lp ) определяется по формуле:
При выполнении курсового проектирования правомерно обратится к методике расчета элементарного кабельного участка приведенного в приказе Госкомсвязи России от 17.12.97 N 97 «Нормы приёмосдаточных измерений элементарных кабельных участков магистральных и внутризоновых подземных волоконно-оптических линий передачи сети связи общего пользования»
5.11.2 Расчет длины элементарного кабельного участка
Элементарный кабельный участок (ЭКУ) - совокупность оптического волокна и сростков, гибких соединительных кабелей и разъемов, расположенных между двумя последовательными окончаниями участка.
Окончание участка - граница, выбранная условно в качестве стыка между оптическим волокном и регенератором (оптическим усилителем).
Различают точку S - линейная сторона оптического шнура "pigtail" - в точке окончания участка на передающем конце, и точку R - линейная сторона оптического шнура - в точке окончания участка на приемном конце.
Вероятность ошибки в линейном тракте волоконно-оптической линии передачи непосредственно связана с длиной ЭКУ.
При проектировании задают номинальную, максимальную и минимальную длину ЭКУ.
Номинальная длина ЭКУ - такая протяженность ЭКУ, при которой норма на вероятность ошибки при передаче информационных цифровых сигналов выполняется для всех 100% равновеликих ЭКУ, даже если все их строительные длины имеют максимальный коэффициент затухания, а все сварные соединения оптических волокон - максимально допустимые потери.
Минимальная длина ЭКУ - такая протяженность ЭКУ, при которой уровень оптического сигнала на приеме не превышает заданной для 50 % равновеликих ЭКУ.
Максимальная длина ЭКУ - такая протяженность ЭКУ, при которой норма на вероятность ошибки при передаче информационных цифровых сигналов выполняется для 99,86 % равновеликих ЭКУ. Расчет дины элементарного кабельного участка (ЭКУ) выполняется по двум критериям:
затуханию оптического волокна;
хроматической дисперсии.
1 Расчет длины ЭКУ по затуханию.
Для проектирования волоконно-оптических линий передачи задаются значения номинальной, минимальной и максимальной длины ЭКУ ВОСП.
Номинальная длина ЭКУ, км, должна определяться по формуле:
Минимальная длина ЭКУ, км, должна определяться по формуле:
Максимальная длина ЭКУ, км, должна определяться по формуле:
Значения коэффициента B приведены в таблице 13.
Таблица 13 - Значения коэффициента В
Как правило, должны проектироваться ЭКУ номинальной длины. В регионах с минимальной температурой ниже -50 °С (для ВОЛП с кабелями, проложенными по опорам) проектируются ЭКУ с длиной, не превышающей номинальную. В регионах с минимальной температурой выше -50 °С допускается проектирование ЭКУ максимальной длины
5.11.3 Расчет длины ЭКУ по хроматической дисперсии.
Расчет длины ЭКУ по хроматической дисперсии (LD) выполняется исходя из максимально допустимой хроматической дисперсии, приведенной в технических условиях (технических спецификациях) на аппаратуру, пс/нм, и коэффициента хроматической дисперсии, D(λ), пс/(нм×км), приведенной в технических спецификациях на оптические волокна.
5.11.4 Пример расчета длины ЭКУ ВОЛП с кабелем ОКМС и системой передачи WaveStar ADM-16/1
Исходные данные:
λ - рабочая длина волны 1,3 мкм, 1,55 мкм;
W - энергетический потенциал WaveStar ADM-16/1 (таблица 5.9);
АЭЗА - эксплуатационный запас энергетического потенциала для аппаратуры 3 дБ;
АРС - общие потери во всех разъемных соединителях на ЭКУ 2 дБ;
АНС МАКС - максимальное значение потерь неразъемного соединения 0,1 дБ при λ = 1,55 мкм, 0,2 дБ при λ = 1,3 мкм;
АЭЗК - эксплуатационный запас энергетического потенциала для кабеля 3 дБ;
Δα - погрешность измерения затухания оптического сигнала на ЭКУ 1,5 дБ;
αМАКС - максимальное значение коэффициента затухания оптического волокна, заданное в технических условиях (спецификациях) на строительную длину кабеля ОКМС 0,22 дБ/км при λ = 1,55 мкм, 0,36 дБ/км при λ = 1,3 мкм;
- средняя строительная длина ОКМС 4 км;
ΔA - динамический диапазон уровня приемного сигнала - 7 - 19 дБ;
- среднее значение потерь неразъемного соединения 0,05 дБ при λ = 1,55 мкм, 0,1 дБ при λ = 1,3 мкм;
- среднее значение коэффициента затухания оптического волокна 0,2 дБ/км при
1- станционный одноволоконный оптический кабель; 2- оптический кросс; 3- соединительная розетка оптического разъема; 4- коннектор оптического раъема; 5 - строительная длина оптического кабеля; 6 - оптическое волокно; 7- оптическая соединительная муфта; ПОМ -передающий оптоэлектронный модуль; ПРОМ - приемный оптоэлектронный модуль.
Рисунок 13 - Структурная схема регенерационного участка
При учебном проектировании ВОЛС требуется определить максимальную длину регенерационного участка при заданном типе и характеристиках источника и приемника оптического излучения, а также передаточных характеристиках оптического кабеля, ранее рассчитанных в п.2.5.9. Максимальное расстояние между регенераторами, при заданной величине энергетического потенциала аппаратуры, ограничивается передаточными характеристиками оптического кабеля: затуханием и дисперсией. Затухание ограничивает длину регенерационного участка по допустимым потерям в линии передачи; дисперсия приводит к уширению передаваемых импульсов, что ограничивает скорость передачи информации. Максимальная длина регенерационного участка должна удовлетворять как условию потерь в линии передачи, так и дисперсии, и лимитируется наиболее строгим из этих двух условий.
5.11.1 Расчет длины регенерационного участка, исходя из допустимых потерь в линии передачи
В этом случае длина регенерационного участка определяется энергетическим потенциалом системы передачи (W). Энергетический потенциал зависит от характеристик источника и приемника оптического излучения и определяется как разность между уровнем средней мощности оптического сигнала, вводимого в оптическое волокно (P1), и минимально допустимым уровнем мощности на входе приемника оптического излучения (P2) при заданном значении коэффициента ошибок
| W = P1 – P2 , дБ, | (26) | |
| где | P1 – уровнем средней мощности оптического сигнала, вводимого в оптическое волокно задано в табл.2.4, P2– допустимый уровнем мощности на входе приемника оптического излучения рассчитан в п .5.10. | |
Расчет ожидаемых потерь в линии на длине регенерационного участка
Исходные данные для расчета:
α - коэффициент затухания оптических волокон на эксплуатационной длине волны ВОСП, дБ/км;
- строительная длина оптического кабеля ( = 5 км);n1- число дополнительных сварных соединений, обусловленных технологией строительно-монтажных работ ВОЛС (сварки в оптическом кроссе и стыковые сварки на переходах) в курсовом проекте считать n1= 8 ;
n2 - число дополнительных сварных соединений, появляющихся на длине регенерационного участка в процессе эксплуатации ВОЛС (обычно п2=6);
асп - средние потери на сварку путем плавления, асп=0,05 дБ;
а рз - средние потери на оптическом разъеме, а рз =0,3 дБ;
Примечание: затухание в оптических разъемах передающего и приемного оптоэлектронного блоков не учитываются, так как они уже учтены в значениях энергетического потенциала системы передачи.
Максимальная длина регенерационного участка (Lp ) определяется по формуле:
 км, | (27) | |
| где | n – общее число дополнительных сварных соединений (n = n1 + n2)  - энергетический запас системы передачи, =6 дБм. | |
При выполнении курсового проектирования правомерно обратится к методике расчета элементарного кабельного участка приведенного в приказе Госкомсвязи России от 17.12.97 N 97 «Нормы приёмосдаточных измерений элементарных кабельных участков магистральных и внутризоновых подземных волоконно-оптических линий передачи сети связи общего пользования»
5.11.2 Расчет длины элементарного кабельного участка
Элементарный кабельный участок (ЭКУ) - совокупность оптического волокна и сростков, гибких соединительных кабелей и разъемов, расположенных между двумя последовательными окончаниями участка.
Окончание участка - граница, выбранная условно в качестве стыка между оптическим волокном и регенератором (оптическим усилителем).
Различают точку S - линейная сторона оптического шнура "pigtail" - в точке окончания участка на передающем конце, и точку R - линейная сторона оптического шнура - в точке окончания участка на приемном конце.
Вероятность ошибки в линейном тракте волоконно-оптической линии передачи непосредственно связана с длиной ЭКУ.
При проектировании задают номинальную, максимальную и минимальную длину ЭКУ.
Номинальная длина ЭКУ - такая протяженность ЭКУ, при которой норма на вероятность ошибки при передаче информационных цифровых сигналов выполняется для всех 100% равновеликих ЭКУ, даже если все их строительные длины имеют максимальный коэффициент затухания, а все сварные соединения оптических волокон - максимально допустимые потери.
Минимальная длина ЭКУ - такая протяженность ЭКУ, при которой уровень оптического сигнала на приеме не превышает заданной для 50 % равновеликих ЭКУ.
Максимальная длина ЭКУ - такая протяженность ЭКУ, при которой норма на вероятность ошибки при передаче информационных цифровых сигналов выполняется для 99,86 % равновеликих ЭКУ. Расчет дины элементарного кабельного участка (ЭКУ) выполняется по двум критериям:
затуханию оптического волокна;
хроматической дисперсии.
1 Расчет длины ЭКУ по затуханию.
Для проектирования волоконно-оптических линий передачи задаются значения номинальной, минимальной и максимальной длины ЭКУ ВОСП.
Номинальная длина ЭКУ, км, должна определяться по формуле:
 км, | (28) |
Минимальная длина ЭКУ, км, должна определяться по формуле:
 км, | (29) |
Максимальная длина ЭКУ, км, должна определяться по формуле:
 км, | (30) | |
| где | W - энергетический потенциал ВОСП, дБ; АЭЗА - эксплуатационный запас энергетического потенциала для аппаратуры, дБ; АРС - общие потери во всех разъемных соединителях на ЭКУ, дБ; АНС МАКС - максимальное значение потерь неразъемного соединения, дБ; АЭЗК - эксплуатационный запас энергетического потенциала для кабеля, дБ; Δα - погрешность измерения затухания оптического сигнала на ЭКУ, дБ; αМАКС - максимальное значение коэффициента затухания оптического волокна, заданное в технических условиях (спецификациях) на строительную длину кабеля, дБ/км;  - средняя строительная длина ОК, км;ΔА - динамический диапазон уровня приемного сигнала, дБ;  - среднее значение потерь неразъемного соединения, дБ; - среднее значение коэффициента затухания оптического волокна, дБ/км;λ - рабочая длина волны, мкм. | |
 | (31) |
Значения коэффициента B приведены в таблице 13.
Таблица 13 - Значения коэффициента В
| Строительная длина, l, км | В при λ, мкм | |
| 1,3 | 1,55 | |
| 1 | 0,17 | 0,085 |
| 2 | 0,15 | 0,075 |
| 3 | 0,14 | 0,070 |
| 4 | 0,135 | 0,067 |
| 5 | 0,13 | 0,066 |
| 6 | 0,13 | 0,065 |
Как правило, должны проектироваться ЭКУ номинальной длины. В регионах с минимальной температурой ниже -50 °С (для ВОЛП с кабелями, проложенными по опорам) проектируются ЭКУ с длиной, не превышающей номинальную. В регионах с минимальной температурой выше -50 °С допускается проектирование ЭКУ максимальной длины
5.11.3 Расчет длины ЭКУ по хроматической дисперсии.
Расчет длины ЭКУ по хроматической дисперсии (LD) выполняется исходя из максимально допустимой хроматической дисперсии, приведенной в технических условиях (технических спецификациях) на аппаратуру, пс/нм, и коэффициента хроматической дисперсии, D(λ), пс/(нм×км), приведенной в технических спецификациях на оптические волокна.
5.11.4 Пример расчета длины ЭКУ ВОЛП с кабелем ОКМС и системой передачи WaveStar ADM-16/1
Исходные данные:
λ - рабочая длина волны 1,3 мкм, 1,55 мкм;
W - энергетический потенциал WaveStar ADM-16/1 (таблица 5.9);
АЭЗА - эксплуатационный запас энергетического потенциала для аппаратуры 3 дБ;
АРС - общие потери во всех разъемных соединителях на ЭКУ 2 дБ;
АНС МАКС - максимальное значение потерь неразъемного соединения 0,1 дБ при λ = 1,55 мкм, 0,2 дБ при λ = 1,3 мкм;
АЭЗК - эксплуатационный запас энергетического потенциала для кабеля 3 дБ;
Δα - погрешность измерения затухания оптического сигнала на ЭКУ 1,5 дБ;
αМАКС - максимальное значение коэффициента затухания оптического волокна, заданное в технических условиях (спецификациях) на строительную длину кабеля ОКМС 0,22 дБ/км при λ = 1,55 мкм, 0,36 дБ/км при λ = 1,3 мкм;
- средняя строительная длина ОКМС 4 км;ΔA - динамический диапазон уровня приемного сигнала - 7 - 19 дБ;
- среднее значение потерь неразъемного соединения 0,05 дБ при λ = 1,55 мкм, 0,1 дБ при λ = 1,3 мкм; - среднее значение коэффициента затухания оптического волокна 0,2 дБ/км при