1.1 Характеристика существующей телефонной сети связи
Вам необходимо описать существующую схему организации связи (если она есть)
Или то что существует на данном участке
Существующую схему организации связи привести на рисунке 1.1.
1.2 Обоснование необходимости нового строительства
Вам необходимо обосновать новое строительство.
1.3 Выбор топологии сети
Необходимо рассмотреть различные топологии и выбрать ту топологию которая подходит к вашему проекту
2 ВЫБОР ТИПА ОБОРУДОВАНИЯ И ТИПА ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ
Выбор типа кабеля и системы передачи определяется ожидаемой перспективой потребности в каналах связи на проектируемой магистрали. Для междугородной связи используются симметричные, коаксиальные, оптические кабели связи.
Во всех случаях тип кабеля и системы передачи выбираются так, чтобы при соблюдении необходимых качественных показателей проектируемая магистраль была наиболее экономичной как по капитальным затратам, так и по эксплуатационным расходам.
2.1 Расчет требуемого количества ПЦП
ПРИМЕРНЫЙ РАСЧЕТ Спасск-Дальний – Владивосток.
Число каналов, связывающих заданные оконечные пункты, в основном зависит от численности населения в этих пунктах и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи. По заданию надо организовать во всех населенных пунктах по трассе Спасск-Дальний – Владивосток.
Таблица 2.1 - Численность населения в населённых пунктах
| Название города или района | Численность, H0 тыс. чел. |
| Спасск-Дальний(вяз | 47,8 |
| Владивосток |
Степень заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи, в основном, зависит от политических, экономических, культурных и социально бытовых отношений между группами населения, районами и областями. На практике эти взаимосвязи выражаются через коэффициент тяготения f1, который как показывают исследования, колеблется в широких пределах (от 0,1 до 12%). Для расчетов возьмем максимум f1=12%.
Для расчетов телефонных каналов используем приближенную формулу.
(2.1)
где α1 и β1 – постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям, обычно потери задаются в 5%, тогда α1=1,3 β1=5,6;
f1 – коэффициент тяготения, f1=0,12 (12%);
y – удельная нагрузка, т.е. средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом, у=0,05 Эрл;
ma и mb – количество абонентов, обслуживаемых оконечными станциями АМТС соответственно в пунктах А и Б.
В перспективе количество абонентов, обслуживаемых той или иной оконечной АМТС, определяется в зависимости от численности населения, проживающего в зоне обслуживания. Принимая средний коэффициент оснащенности населения телефонными аппаратами равным 0,4, количество абонентов в зоне АМТС можно определить по формуле:
m=0,4H, (2.2)
Произведем расчеты выше приведенных формул для участка Владивосток – Раздольное:
ma = 
чел,
mb = 
= 2440 чел,
nтф = 
= 18,5канала
Расчеты для остальных участков магистрали сведем в таблицу 2.2
Таблица 2.2 - Количество каналов
| ma тыс. чел. | mb тыс. чел. | ntp | Nобщ | Кол-во потоков Е1 | |
| Владивосток – Спасск-Дальний | 240,4 | 19,12 | |||
| Суммарное число каналов |
Суммарное количество телефонных каналов составляет при расчёте общего числа каналов необходимо учесть потребность промежуточных станций этой магистрали в связи между собой (а не только Владивостока с этими станциями), поэтому общая потребность каналов увеличивается в 2 раза. С учётом необходимого увеличения общая потребность в каналах составит каналов). Для передачи такого количества каналов достаточно использовать один поток STM-4. Однако по заданию между пунктами кроме телефонного трафика необходимо организовать передачу потока Gigabit Ethernet. Для передачи потока Gigabit Ethernet требуется полоса пропускания, равная 7 VC-4. Поэтому в данной ситуации с учетом будущего развития информационной техники, когда с каждым годом сильно возрастает потребность передачи трафика данных между такими крупными городами будет экономически эффективно использовать мультиплексор уровня STM-.
2.2Выбор системы передачи
Сравнить несколько фирм производителей оборудования Выбрать свой мультиплексор и привести его технические данные
2.3 Выбор трассы прокладки ВОЛП
Описать свою трассу
Привести ситуационный план трассы
2.3.1 Выбор типа ВОК
Сравнить несколько типов кабеля и выбрать тот который подойдет для дипломного проекта
Его параметры привести в таблице
Таблица 2.4 – Технические характеристики кабеля
| Тип оптического волокна | SM (10/125) | |
| Коэффициент затухания, дБ/км. на l = 1,31 мкм на l = 1,55 мкм | ||
| Хроматическая дисперсия, пс/км·нм на l = 1,31 мкм на l = 1,55 мкм | ||
| Количество модулей | ||
| Количество волокон в модуле | ||
| Внешний диаметр модуля, мм | ||
| Максимальный внешний диаметр кабеля DКАБ (6/8 модулей), мм | ||
| Минимальный радиус изгиба (при t не ниже -10°С), мм | ||
| Температурный диапазон, °С | ||
| Допустимое растягивающее усилие, кН | ||
| Допустимое раздавливающее усилие, Н/см | ||
| Масса кабеля, кг/км | 508 ÷ 630 | |
| Максимальная строительная длина, м, не менее |
Показать Сечение кабеля на рисунке
3 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ВОЛП
3.1. Расчет параметров волоконно - оптического кабеля
3.1.1 Расчет показателя преломления оптического волокна
Значение 
задано в задании на ДИПЛОМНЫЙ проект, значение 
определяется с учетом заданного соотношения между 
и 
(см. таблицу 3.1):
, (3.1)
где: 
- заданное превышение 
над 
в процентах.
Для изготовления световодов применяют кварцевые стекла с добавками окиси германия, фосфора, повышающими показатель преломления кварца, и добавками окиси бора, фтора, понижающими показатель преломления стекла.
Произведем расчет для оболочки и сердечника оптического волокна состава 3,1% 
,96,9% 
. Значения коэффициентов Ai и Ii для оболочки и сердечника приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Значения коэффициентов Ai и Ii для данного проекта
| Коэффициент преломления оболочки ОВ, n2 | Ечение |
| 1,463 | 0,13 |
Оптические свойства выбранных материалов должны обеспечивать одномодовый режим работы оптического волокна. Для этого необходимо рассчитать значение нормированной частоты:
(3.2)
где: 
- радиус сердечника световода 5 мкм;
длина волны 1,55мкм;
-показатель преломления сердечника;
-показатель преломления оболочки;
Если нормированная частота 
<2,405,то в оптическом волокне распространяется только один тип волны 
. Как видно из расчетов условие выполняется, следовательно, компоненты волокна выбраны правильно.
3.1.2 Расчет числовой апертуры оптического волокна.
Важной характеристикой световода является числовая апертура NA (Numerical Aperture), которая представляет собой синус апертурного угла 
. Апертурный угол – это угол между оптической осью и одной из образующих светового конуса, воздействующего на торец волоконного световода. При данном угле вводимого в волокно излучения свет испытывает полное внутреннее отражение и распространяется по волокну. Для волокна со ступенчатым профилем значение числовой апертуры находим по формуле:
= 
, (3.3) где: 
- показатель преломления сердцевины;
- показатель преломления оболочки.
, (3.4)
От значения числовой апертуры зависит эффективность ввода излучения лазера, потери в микротрещинах, дисперсия импульсов. Оптические одномодовые кабели применяемые для магистральной связи должны иметь числовую апертуру меньше 0,2.
3.1.3 Расчет затухания оптического волокна
Оптическое волокно характеризуется двумя важнейшими параметрами: затуханием и дисперсией. Чем меньше затухание (потери) и чем меньше дисперсия распространяемого сигнала в волокне, тем больше может быть расстояние между регенерационными пунктами.
Затухание в общем понимании обусловлены собственными потерями в оптическом волокне aс и дополнительными потерями, так называемыми кабельными, обусловленными скруткой, а также деформацией и изгибами оптических волокон при наложении покрытий и защитных оболочек в процессе изготовления оптического кабеля. Собственные потери волоконных световодов состоят из потерь поглощения (αп) и потерь рассеяния (αр).
(3.5)
Ослабление за счет потерь поглощения αп связано с потерями на диэлектрическую поляризацию, линейно растет с частотой и существенно зависит от свойств материала световода и рассчитывается по формуле:
дБ/км, (3.6)
где: 
- показатель преломления сердцевины;
- длина волны, м;
- тангенс угла диэлектрических потерь в световоде.
Рассеивание обусловлено неоднородностями материала волоконного световода, размеры которых меньше длины волны и тепловой флуктуации показателя преломления. Потери на рассеивание рассчитываются по формуле:
(3.7)
где: 
- показатель преломления сердцевины;
- длина волны, м;
K - постоянная Больцмана, равная 
;
T - температура перехода стекла в твердую фазу, равная 
;
- коэффициент сжимаемости, равный 
.
Таким образом, согласно формуле (3.3) собственное затухание кабеля определяется:
Дополнительные потери в оптическом волокне обусловлены деформацией оптического волокна в процессе изготовления, скруткой, изгибами волокон и т.д. При этом потери на микроизгибе могут изменяться в пределах (0,01-0,1) дБ, затухание кабеля, выше которого волокно признается несоответствующим эксплуатационным нормам и признается неисправным, с учетом дополнительных потерь равно:
(3.8)
Дополнительное затухание за счет излучения при микроизгибах для одномодовых световодов рассчитывается по формуле:
(3.9)
где: к – коэффицент, зависящий от длины и амплитуды микроизгибов, к = 10 – 15, примем к = 10;
– радиус сердечника стекловолокна, мкм ( равен 5);
- длина волны, мкм ( равна 1,55);
b – диаметр оболочки, мкм (b равен125);
- радиус поля моды, 6,68 мкм;
- относительная разность показателей преломления 0,00207
(3.10)
где: – радиус сердечника, 5 мкм;
- относительная разность показателей преломления 0,00207;
d – диаметр скрутки, d = 18мм;
s – шаг скрутки, мм.
Отношение s/d называется параметром устойчивости скрутки, который в оптических кабелях находится в пределах 12 – 30, принимаем s/d равное 30.
дБ/км (3.11)
По формуле 3.11 рассчитаем общие потери
Справочное значение затухания выбранного кабеля 0,22 дБ/км, поэтому в дальнейшем при расчетах будем использовать именно это значение.
3.2 Расчет дисперсии оптических волокон
В световодах при передаче импульсов после прохождения некоторого расстояния импульсы искажаются, расширяются и наступает момент, когда соседние импульсы перекрывают друг друга. Это явление называется дисперсией.
Дисперсия возникает по двум причинам: некогерентность источника излучения и появление спектра 
,существование большого числа мод.
Первая называется хроматической (частотной) дисперсией, которая делится на
материальную и волноводную. Материальная дисперсия обусловлена зависимостью коэффициента преломления материала световода от длины волны. Второй вид дисперсии носит название модовой, которая отсутствует в одномодовых световодах. В одномодовых световодах проявляется материальная и волноводная дисперсии, которые рассчитываются по формулам:
(3.12)
(3.13)
где: - ширина спектра источника излучения, при использовании инжекционного лазера составляет 0,1 нм;
-удельная дисперсия материала;
-удельная волновая дисперсия.
В одномодовом оптическом волокне результирующая дисперсия определяется хроматической дисперсией по формуле:
(3.14)
Значение удельной дисперсии материала 
и удельной волноводной дисперсии 
определим по графикам, предоставленный на рисунке (3.1). На длине волны λ = 1,55 мкм они равны:
Определим по формуле (3.14) результирующее значение дисперсии для одномодового оптического волокна:
3.3 Расчет длины усилительного участка
3.3.1 Расчет длины регенерационного участка с учетом ослабления сигнала
На вводе луча в волокно сигнал затухает на величину 
. Часть сигнала также теряется в разъемном соединителе, соединяющем приемник и передатчик с оптическим кабелем, это затухание равно 
. Так как регенерационный участок содержит определенное количество строительных длин, которые соединены между собой неразъемными соединителями, вносящими затухание 
, то общее, вносимое ими ослабление определяется количеством этих соединителей. На выводе луча из волокна также имеет место ослабление сигнала, равное авых. Следует также учесть затухание, вносимое самим кабелем:
,дБ, (3.15)
где: 
- километрическое затухание (ослабление) кабеля, дБ/км;
- длина усилительного участка, км.
С учетом вышесказанного можно записать:
,дБм (3.16) где: Рпр.мин – минимальный уровень сигнала на входе фотоприемника
В аппаратуре в качестве источника излучения используется лазер с распределённой обратной связью, средняя выходная мощность которого составляет:, что отражено в таблице 2.3.
αрс = 0,3 дБ – потери в разъемном соединении, возникающие при подключении приемника и передатчика к оптическому кабелю; Потери в лучших образцах разъемных соединителей (оптических коннекторах) составляет 0,3 – 0,5 дБ на одно соединение.
αвх, αвых – потери при вводе и выводе излучения из волокна, дБ;
Потери при вводе света в волокно для полупроводникового лазера составляют
αвых = 1 дБ, при вводе света на фотоприемник – αвх = 1 дБ.
αнс – потери в неразъемных соединениях, дБ;
Способы сращивания оптических волокон, посредством сварки автоматическими устройствами, обеспечивают величину потерь на одном сростке в пределах 0,01 – 0,3дБ.
α – коэффициент ослабления оптического волокна, дБ/км;
lсд – строительная длина оптического кабеля, 4 км.
Рпр– потери
Энергетический потенциал аппаратуры, который определяется типом источника излучения и фотоприемника, можно определить по формуле 3.17:
3.17
Из последнего выражения можно определить длину регенерационного участка, определяемого затуханием линии (формула 3.18):
, (3.18)
Минимальная длина регенерационного участка рассчитывается по формуле:
(3.19)
где: Пmin – минимальный энергетический потенциал системы передачи. Рассчитывается по формуле:
(3.20)
где: Рперегрузки - уровень перегрузки,
Определим минимальную длину регенерационного участка
Из произведенных расчетов видно, что длина регенерационного участка должно лежать в пределах:
17,97 км< lпр.ру < 118,7км
3.3.2 Расчет длины регенерационного участка с учетом дисперсии
Длина регенерационного участка с учетом дисперсии рассчитывается исходя из требований безискаженной работы:
, (3.21)
где: Т - длительность тактового интервала ИКМ сигнала,
- длительность импульса.
Если длительность паузы равна длительности импульса, то увеличение длительности импульса в конце усилительного участка не должно превышать половины длительности тактового интервала:
(3.22)
Подставив выражение (3.21) в выражение (3.22) произведем образования выражения и получим:
,км (3.23)
При организации потока STM- скорость передачи информационного сигнала составляет.Тогда длина усилительного участка равна:
Таким образом, в результате расчетов получено два значения длины регенерационного участка 
(с учетом ослабления сигнала и с учетом дисперсии), из которых выбирается меньшее: км.
Из произведенных расчетов видно, что длина регенерационного участка должно лежать в пределах:
Из анализа трассы прокладки кабеля видно, что расстояние между населенными пунктами что не превышает минимальную длину регенерационного участка 17,9км
Таким образом, мы обеспечим выполнение условия:
3.4 Расчет помехозащищенности проектируемой линии передачи
Световоды, находящиеся в общем сердечнике оптического кабеля, могут оказывать воздействие на соседние волокна в результате взаимного перехода энергии с одного волокна на другое. Помехи между оптическими волокнами (взаимные помехи) обусловлены:
1) Просачиванием энергии через оболочку оптического волокна;
2) Наличием микроизгибов и макроизгибов в оптическом волокне.
Часть поля одного волокна проникает в соседнее волокно и проявляется там в виде помехи. Уровень взаимных влияний в оптических кабелях зависит от конструкции кабельного сердечника, то есть от взаимного расположения волокон. Степень влияния между ОВ можно оценить, рассчитав вторичные параметры взаимного влияния от двух соседних волокон.
Переходное затухание на ближнем конце определяется:
, (3.41)
где: 
- коэффициент затухания ОВ, дБ/км;
- коэффициент проникновения поля через оболочку волокна;
- коэффициент связи между оптическими волокнами;
- длина регенерационного участка, км.
Защищенность от помех определяется по формуле:
(3.42)
Переходное затухание на дальнем конце определяется по формуле:
(3.43)
Коэффициент проникновения поля через оболочку волокна определяется по формуле:
(3.44)
где: 
- коэффициент преломления на границе сердечника и оболочки;
- коэффициент преломления на границе оболочки и воздуха;
- коэффициент отражения на границе сердечника и оболочки;
- коэффициент отражения на границе оболочки и воздуха;
- коэффициент потерь в оболочке;
- толщина оболочки.
Коэффициент преломления на границе сердечника и оболочки определяется как:
(3.45)
Коэффициент преломления на границе оболочки и воздуха определяется как:
(3.46)
Коэффициент отражения на границе сердечника и оболочки определяется как:
(3.47)
Коэффициент отражения на границе сердечника и оболочки определяется как:
(3.48)
Коэффициент потерь в оболочке определяется как:
(3.49)
где: 
- частота излучения генератора, 
Гц;
- диэлектрическая проницаемость оболочки;
- относительная диэлектрическая проницаемость, 
;
- диэлектрическая проницаемость воздуха, 1;
- относительная магнитная проницаемость 
.
Показатель преломления оболочки 
связан с и следующим соотношением:
и (3.50)
Подставив формулу (3.43) в (3.42) получаем следующее расчетное соотношение:
(3.51)
Коэффициент проникновения поля через оболочку волокна при 
по формуле (3.44):
Коэффициент проникновения поля через оболочку волокна характеризует долю просачивания энергии, и если он меньше 
, то их взаимными влияниями можно пренебречь. Величины 
, 
, 
на практике должны удовлетворять условию: 
больше 120 дБ, больше 90 дБ, 
больше 100-120 дБ.
Таким образом, по формулам (3.44), (3.45), (3.46):
Вывод: полученные параметры полностью удовлетворяют требуемым нормам.
Рисунок 3.1- Удельное значение дисперсии при различных длинах волн:
В(λ) –волноводная, М(λ) - материальная
4 РАЗРАБОТКА СХЕМЫОРГАНИЗАЦИИ СВЯЗИ
Для того чтобы спроектировать сеть в целом нужно пройти несколько этапов на каждом из которых решается та или иная функциональная задача – это могут быть:
- выбор топологии сети
- выбор оборудования узлов сети в соответствии с указанной топологией
- формирование сетей синхронизации
4.1 Разработка схемы организации связи
Разработать свою схему организации связи
4.2 Комплектация оборудования
Произвести комплектацию оборудования.
ПРИВЕСТИ сХЕМу ОРГАНИЗАЦИИ СВЯЗИ
4.3 Разработка схемы синхронизации
Описать виды синхронизации
5 особенности строительства ВОЛП
5.1.1 Организация строительства
5.1.2 Монтаж волоконно - оптического кабеля. Общие требования.
5.1.3 Монтаж соединительной муфты
6 ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
61Общие требования
6.2 Организационные мероприятия
6.3 Выбор защитных средств
6.4 Транспортировка барабанов с оптическими кабелями
6.5 Хранение барабанов с ОК
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Целью дипломного проекта было строительство участка с использованием аппаратуры синхронной цифровой иерархии по оптическому кабелю.
Были рассмотрены следующие вопросы:
- сделан анализ существующей телефонной сети
- рассмотрены вариант топологии проектируемой сети;
- разработана схема организации связи для выбранной топологии;
- произведен расчет нагрузки (исходящей, междугородной), расчет необходимого количества каналов;
- на основании рассчитанных каналов выбран синхронный транспортный модуль STM-
и оборудование;
- сделан выбор типа оптического кабеля, который подтвержден расчетами;
- выполнен расчет линейного тракта (затухание, дисперсия, полоса пропускания, длина регенерационного участка, надежность);
- рассмотрена комплектация оборудования в каждом пункте;
- рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности при строительстве и обслуживании ВОЛС;
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 Алексеенко А.Л. Проектирование и строительство волоконно-оптических линий связи. Учебное пособие. / А.Л. Алексеенко, Ю.Н. Белов, А.Д. Ионов, В.М. Хабибулин - Новосибирск, 1991.
2 Ситикова Л.И. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию по курсу «Направляющие системы электросвязи» Часть 1 / Л.И. Ситикова – Хабаровск, ХФ СибГУТИ, 2004. – 62 с.
3 Бутусов М.М. Волоконно-оптические системы передачи. Учебник для вузов / М.М.Бутусов, С.М. Верник, С.Л.Галкин и др., под ред. В.Н.Гомзина.- М.: Радио и связь.-1992.
4 Горлов Н.И. Оптические линии связи и пассивные компоненты ВОЛС. Учебное пособие. / Н.И. Горлов, А.В Микиденко, Е.А. Минина – Новосибирск, 2003.
5 РД 45.047-99.- Линии передачи волоконно-оптические на магистральных и внутризоновых первичных сетях ВВС России. Техническая эксплуатация (Руководящие технические материалы).
6 Дмитриев С.А. Волоконно-оптическая техника: современное состояние и перспективы / С.А. Дмитрием, Н.Н. Слепов – М., 2005.
7 Кудашова Л.В. Электрический расчет линейного тракта волокно-оптичекой системы передачи. Учебное пособие по дипломному и курсовому проектированию многоканальных систем передачи / Л.В. Кудашова, В.Н. Кудашов – ХФ СибГУТИ, Хабаровск, 2001.
8 Миниатюрная многосервисная платформа XDM-1000. Общее описание / Copyright by ECI Telecom Ltd. 2003.
9 Миниатюрная многосервисная платформа XDM-500. Общее описание / Copyright by ECI Telecom Ltd. 2003.
10 Концепция и описания предложения ECI Telecom по созданию транспортной сети для ОАО «Дальсвязь» / ECI Telecom Ltd, 2004.
11 Тарифы на услуги электросвязи и прочие услуги, оказываемые населению и организациям ОАО «Дальсвязь». Единый прейскурант / ОАО «Дальсвязь», 2006.
12 Методическое пособие по дипломному и курсовому проектированию / А.В. Ананьин, Н.Б. Литвинова, И.В. Суркова, И.П. Федоренко - ХИИК ГОУ ВПО «СибГУТИ», 2006.
13 Правила по охране труда на кабельных линиях связи ПОТ РО - 45-005-95 / М.: 1996.
14 www.soccom.ru – официальный сайт ЗАО «Самарская оптическая компания».
15 www.sts.biz.ua – сайт ООО «СвязьТелекомСтрой».