СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. 3
1 Выбор трассы прокладки оптического кабеля на участке местности. 7
2 Расчет требуемых эквивалентных ресурсов ВОСП.. 11
3 Варианты топологий транспортной сети. 17
4 Определение требуемых видов мультиплексоров SDH и их количества. 19
5 Выбор оптического кабеля и кабельной продукции. 22
6 Расчет длин регенерационных участков ВОЛП.. 25
7 Выбор конфигурации мультиплексоров. 30
8 Разработка схемы организации связи. 35
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 36
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 37
ПРИЛОЖЕНИЕ А.. 38
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. 39
ПРИЛОЖЕНИЕ В.. 42
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. 49
ВВЕДЕНИЕ
Современные сети связи должны представлять собой единый комплекс технических средств, предназначенный для передачи всех видов сообщений независимо от характера их распределения и объемов. Они должны быть построены на цифровых системах передачи и коммутации, иметь легко управляемую структуру, удобство взаимодействия с сетями связи других операторов. Это возможно реализовать на базе единой отраслевой сети электросвязи, в том числе на базе широкого внедрения современных цифровых коммутационных узлов и за счет строительства волоконно-оптических линий передачи, использования аппаратуры цифровых иерархий SDH и PDH.
В настоящее время первичная сеть ПАО «Ростелеком» протяженностью свыше 200 000 км базируется как на наземных технических средствах, так и спутниковых системах передачи. Протяженность ВОЛП около 25 000 км, за последние несколько лет основные магистрали были оборудованы системами спектрального разделения каналов, что значительно увеличило их пропускную способность.
Цифровые системы связи пришли на смену хорошо послужившим аналоговым сетям, основное применение SDH с момента ее появления - это построение транспортных сетей, предназначенных для передачи цифровых потоков между телефонными узлами коммутации. С развитием компьютерных сетей, интернета, технологий передачи данных, инфраструктуру транспортных сетей по основе SDH все чаще применяют для организации цифровых каналов сетей передачи данных, то есть строят, наложенные сети поверх SDH. Недостатки использования классических SDH для передачи данных стали проявляться при необходимости предоставления широкополосных услуг связи локальным сетям, в частности - небольшой ряд возможных скоростей, который, к тому же, слабо стыкуется со скоростями 10, 100, 1000 Мбит/с сети Ethernet, значительно ограничивает возможности эффективного предоставления услуг.
Для преодоления этих ограничений производители SDH оборудования пошли по пути создания систем SDH следующего поколения - NG SDH. Оборудование NG SDH имеет интегрированные интерфейсы передачи данных, в частности - Ethernet, а также использует новые технологии, которые позволяют эффективно выделять требуемую полосу для передачи данных и обеспечивают низкую стоимость внедрения этих технологий.
В оптических кабелях широко применяются одномодовые волокна, которые в настоящее время выпускаются следующих типов:
- одномодовое ступенчатое (SF);
данное волокно оптимизировано по хроматической дисперсии для работы во втором окне прозрачности; λ0=1310±10 Нм, но при этом затухание, вносимое волокном, больше примерно в 2 раза, чем в третьем окне
прозрачности - (0,2÷04) дБ/км – 3(ОП); (0,4÷0,7) дБ/км – 2(ОП);
- одномодовое волокно со смещённой хроматической дисперсией (DSF); λ0=1550±10 Нм; у этого ОВ обеспечивается нулевая величина хроматической дисперсии и минимальная величина вносимого затухания на фиксированной длине волны λ 0=1550 Нм – 3 ОП; но у этого волокна длина волны λ 0=1550 Нм входит в полосу пропускания эрбиевых волоконно-оптических усилителей, которые являются составной частью оборудования спектрального разделения СР (WDM) и при этом эта λ является главным потенциальным источником нелинейных оптических явлений (смешение четырёх волн, самомодуляция фазы оптической несущей, перекрёстная модуляция), которые проявляются в виде дополнительного шума и таким образом это волокно не оптимизировано для работы оборудования спектрального разделения каналов (WDM);
- одномодовое волокно с минимальной смещённой хроматической дисперсией (NZDSF); λ – смещённое волокно; особенность его в том, что λ0 вынесена за пределы полосы пропускания ЭВОУ, это уменьшает нелинейные оптические явлении, и волокно оптимизировано для работ аппаратуры плотного спектрального разделения (DWDM);
(1350÷1450) Н- одномодовое ОВ с минимальной смещённой выравненной хроматической и поляризационной дисперсией (True Wave) (SVF-
LS – фирмы Corning); оптимизировано для работ аппаратуры СР (DWDM);
- ООВ LEAF – с увеличенной эффективной площадью для светового потока; диаметр светового пятна увеличен с 3 мкм до 4 мкм; главной отличительной чертой этого волокна является большая эффективная площадь для светового потока (диаметр модового пятна возрос на 1мкм);
- ООВ All Wave (всеволновое); в кривой зависимости затухания этого ОВ от длины волны имеются четыре окна прозрачности, которые слились в одно; отсюда – название; по сравнению со стандартным волокном рабочий диапазон длин волн волокна All Wave увеличился на 10 Нм и составляет величину м, что позволяет организовать 120 и более каналов спектрального разделения (WDM);
- ОВ для компенсации хроматической дисперсии ВКР (DCF); это волокно используется в специальных модулях, предназначенных для компенсации хроматической дисперсии, например, DCM;
- ОВ, легированное эрбием ВЛЭ (EDF) – используется в эрбиевых оптических усилителях типа EDFA;
- ОВ, легированное неодимом ВЛН (NDF) – используется в оптических усилителях типа NDFA, работающих во 2 ОП;
- ОВ, сохраняющее состояние поляризации ВСП (PMF) – используется в
датчиках, требующих сохранение состояния поляризации;
- ОВ для ультрафиолетовой обработки спектра, например, волокно, используемое в диапазоне (190÷250) Нм, используемое для различных специальных назначений;
- ОВ с большой площадью сечения [примерно (300÷800) мкм] для создания световых потоков большой яркости и мощности, используемое для измерений и специальных назначений.
Согласно рекомендациям МСЭТ проведено уточнение и изменение числа окон прозрачности от 3 до 6. Данные окон прозрачности приведены в таблице А.1 (приложение А).
Потенциальная пропускная способность ОВ G потенц. = 25Тбит/с.
Используя спектральное разделение каналов СР (WDM), получена пропускная способность G получ. ≥16Тбит/с.
Количество каналов СР при работе по одному ОВ получено в настоящее время несколько сот (1000- по Э.Л.Портнову при скорости передачи
3,25Гбит/с).
Для коммерческих целей используется не более 100 спектральных каналов при максимальной скорости в каждом 40 Гбит/с.
Ежегодный прирост спроса на ОВ (ОК) составляет 15%.
РФ занимает 12,5 % суши, а население 2% население земного шара.
Плотность население составляет 8,1 человека на 1 км2.
При 100% замене кабеля на ОК потребуется период до 2065 года. С учетом истечения срока службы ОК этот период продолжится на десятки лет.
По одному ОВ в одном канале достигнута скорость передачи 1Тбит/с.
В данном курсовом проекте рассматриваются основные вопросы проектирования ВОСП на участке: г. Коряжма, село Черемушский, пос. Никольск; исходные данные для проектирования приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Исходные данные варианта «11»
| Направление | № вар. | Е1 | Е3 | Е4 | SMT-1 | Ethernet-100 | L, км |
| А - В | - | ||||||
| А - С | - | - | - | ||||
| В - С | - | - |
Выбор трассы прокладки оптического кабеля на участке местности
В настоящее время ПАО «Ростелеком» является основным оператором междугородной и международной связи России и имеет разветвленную сеть электросвязи. Компания владеет современной цифровой сетью, которая позволяет предоставлять услуги связи в каждом субъекте Российской Федерации.
В зависимости от конкретных условий на загородном участке трасса прокладки оптического кабеля выбирается на различных земельных участках, в том числе полосах отвода автомобильных, железных дорог, охранных и запретных зонах, в коллекторах и тоннелях автомобильных и железных дорог. При отсутствии дорог трасса оптического кабеля при соответствующем обосновании может проходить по землям несельскохозяйственного назначения или по сельскохозяйственным угодьям худшего качества. При этом необходимо обходить места возможных затоплений, обвалов, промоин почвы, а также участков с большой плотностью поселения грызунов. Если возникает необходимость в выборе трассы по пахотным землям, то в проекте организации строительства следует учитывать ограничение времени производства строительно-монтажных работ на период между посевом и уборкой сельскохозяйственных культур. Для проектирования ВОЛП важное значение имеет описание местности, природных и климатических условий рассматриваемых регионов. Выбор трассы под строительство ВОЛП сводится к двум вариантам:
- прокладка в грунт вдоль автомобильной дороги Холмогоры-Усть-Пинеги, южнее (справа);
- прокладка в грунт вдоль автомобильной дороги Холмогоры-Усть-Пинеги, севернее (слева).
Участок карты местности приведен на рисунке 1. Схема трассы прокладки оптического кабеля приведена на рисунке 2. Расстояние между населенными пунктами: Зеленый Бор – Вельск 2 км – Верховажье 42 км.
Выбор 1 варианта трассы предпочтителен, по количеству пересечений с автомобильными дорогами при одинаковом расстоянии по каждому из вариантов. По первому варианту - одно пересечение с автомобильными дорогами. По второму варианту - три пересечения с автомобильными дорогами.
Глубина прокладки подземных оптических кабелей в грунте (1-4) групп должна быть не менее 1,2 м. При пересечениях автомобильных и железных дорог, прокладка оптического кабеля проектируется в асбестоцементных трубах с выводом по обе стороны от подошвы насыпи или полевой бровки на длину не менее 1 метра. В городах и крупных населенных пунктах оптический кабель, как правило, прокладывается в телефонной кабельной канализации или коллекторах. При прокладке оптического кабеля через водную преграду глубиной более 1 метра и шириной более 25 метров сначала производят водолазное обследование трассы кабельного перехода с целью выявления и удаления предметов, которые могут помешать прокладке кабелей. Ширина полосы обследования водолазом трассы кабельного перехода зависит от механизмов, применяемых при разработке траншеи, характера грунтов русла водоема, интенсивности судоходства, сплава леса и других факторов; она является величиной переменной и определяется проектом. Границы обследуемой полосы дна реки закрепляются буями.
Рисунок 1 – Участок карты местности
Рисунок 2 – Схема трассы прокладки оптического кабеля
При отсутствии в канализации свободных каналов в проекте 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 2.
Таблица 2 - Минимально допустимое заглубление трубопроводов
| Материал труб | Под пешеходной частью, м | Под проезжей частью, м | Под электрифицированной ж/д, трамвайными путями от подошвы рельса, м |
| Асбоцемент | 0,4 | 0,6 | 1,0 |
| Полиэтилен | 0,4 | 0,6 | 1,0 |
| Сталь | 0,2 | 0,4 | - |
Смотровые устройства (колодцы) кабельной канализации подразделяются на следующие типы:
- проходные - проектируются на прямолинейных участках трассы, в местах поворота трассы не более, чем на 15 градусов, а так же при изменении глубины заложения трубопровода;
- угловые - проектируются в местах поворота трассы более чем на 15 градусов;
- разветвительные - устанавливаются в местах разветвления трассы на
(2-3) направления;
- станционные - устанавливаются в местах ввода кабелей в здания телефонного узла коммутации.
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 предусмотрены типовые железобетонные колодцы. Прокладка оптических кабелей в кабельной канализации проектируется в свободном канале, причем, общее число кабелей в одном канале должно быть не более трех. Практикуется также прокладка кабелей в полиэтиленовых трубах марки ПНД-32-Т, которые предварительно прокладываются в свободный канал.