Применение высокоскоростных волоконно-оптических линий внутризоновой связи - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Применение высокоскоростных волоконно-оптических линий внутризоновой связи

История разработки световодных систем и их опытной эксплуатация на железнодорожном транспорте. Рассмотрение возможности создания высокоскоростной волоконно-оптической линии внутризоновой связи, которая соединяет по кольцевой схеме районные центры.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ПЕРЕДАЧА ДИСКРЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ»
ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ ВНУТРИЗОНОВОЙ СВЯЗИ
4. ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТ ЧИСЛА КАНАЛОВ
6. РАСЧЕТ ДЛИНЫ УЧАСТКОВ РЕГЕНЕРАЦИИ
11. РАСЧЕТ ПОРОГА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПРОМ
12. РАСЧЕТ ЗАТУХАНИЯ СОЕДИНИТЕЛЕЙ ОВ
13. РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА
14. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ЦЕПЯМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
15. РАСЧЕТ ТОКОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ
16. РАЧЕТ НАДЁЖНОСТИ ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ
Таблица 1 содержит данные о расстояниях X ij между населенными пунктами A i и A j , где i=1,2,…,6, i?j.
Таблица 2 содержит данные о численности населения H 0 (A i ), человек, в населенных пунктах A i в 2009 г., где i=1,2,…,6.
Разработка световодных систем и их опытная эксплуатация на железнодорожном транспорте началась в начале 80-х годов. В этих системах связи сигналы, несущие информацию, передают по оптическим световодам, которые представляют собой тонкие нити специальной конструкции, изготовленные из диэлектрического материала, прозрачного для применяемого излучения. Волоконные световоды из особо чистого кварцевого стекла называются оптическими волокнами и составляют основу оптических кабелей.
В качестве направляющей среды передачи данных между населенными пунктами используется кабельная ВОЛС. В настоящее время кабельным линиям, как правило, отдаётся предпочтение из-за повышенной живучести и удовлетворительной скрытности связи.
Потребности существенного увеличения объемов, надежности и экономичности передачи цифровой информации предопределили дальнейшие поиски в области разработки ЦСП. Семейство оборудования, разработанное на принципах синхронной цифровой иерархии (SDH), явилось качественно новым этапом развития техники систем передачи. Концепция SDH позволяет оптимально сочетать процессы высококачественной передачи больших объемов цифровой информации с процессами автоматизированного управления, контроля и обслуживания сети в рамках единой системы.
Для переноса информации в SDH используются синхронные транспортные модули (Synchronous Transport Module, STM), которые представляют собой циклическую структуру с периодом повторения 125 мкс. Основной модуль STM-1, модули высших уровней STM-4 и STM-16.
Синхронная цифровая иерархия содержит три уровня, скорости, передачи которых относятся как 1:4:16. Номера уровней совпадают с этими числами: первый уровень (STM-1) имеет скорость передачи 155520 Кбит/с (155 Мбит/с), четвертый уровень (STM-4) - 622080 Кбит/с (620 Мбит/с), а 16-й уровень имеет скорость передачи данных - 2488320 Кбит/с (2,5 Гбит/с).
Если разделить скорость передачи соответствующего модуля на скорость передачи для одного канала (64 Кбит/с), можно, с учетом служебных каналов, определить количество телефонных каналов.
Однако, например, сигнал видеоконференции ёмкостью 384 Кбит/с не может быть передан по каналу 64 Кбит/с.
Поэтому в соответствии с европейским стандартом при рассмотрении ЦСП используют не телефонный канал, а стандартные цифровые каналы, условно обозначаемые Е1 - Е5:
Е1 - первичный цифровой канал (ПЦК) 2048 Кбит/с (2 Мбит/с), соответствующий первому уровню в европейской иерархии PDH;
Е2 - вторичный цифровой канал (ВЦК) 8448 Кбит/с, соответствующий второму уровню в европейской иерархии PDH;
Е3 - третичный цифровой канал (ТЦК) 34,368 Мбит/с, соответствующий третьему уровню в европейской иерархии PDH;
Е4 - четвертичный цифровой канал (ЧЦК) 139,264 Мбит/с, соответствующий четвертому уровню в европейской иерархии PDH;
Е5 - пятеричный цифровой канал (ПЦК) 564,992 Мбит/с, соответствующий пятому (не стандартизованному) уровню в европейской иерархии PDH.
Если разделить скорость передачи мультиплексора STM-1 (155 Мбит/с) на скорость передачи для канала Е1 (2 Мбит/с) можно определить максимальное количество каналов Е1 (максимальную нагрузку) для данного мультиплексора.
Однако, кроме информационной нагрузки, STM несут значительный объем избыточных сигналов, обеспечивающих функции контроля, управления и обслуживания, а также вспомогательной функции.
Поэтому, например, модуль STM-1 позволяет организовать не 77 (155 Мбит/с : 2 Мбит/с = 77,5), а 63 канала Е1.
Основными элементами приемопередающих модулей являются источник излучения с длиной волны, соответствующей одному из минимумов полных потерь в оптическом волокне, и приемник излучения. Оба модуля содержат электронные схемы для преобразования электрических сигналов и стабилизации режимов работы и разъемные соединители. Линейный тракт содержит ОК, в который через примерно равные промежутки включены линейные регенераторы, а в случае использования волнового уплотнения оптических волокон - оптические усилители.
Дальность непосредственной связи по ВОЛС, так же, как и длина регенерационного участка, зависит от параметров оптических волокон и энергетических характеристик приемопередающих устройств.
3 . ТРАССА КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ
На рисунке 1 представлен схематический план трассы ВОЛП с указанием:
- расстояния по трассе между населенными пунктами;
- численности населения в каждом населенном пункте;
- численности абонентов АТС в каждом населенном пункте;
Трасса кабельной магистрали в прямом и обратном направлениях пересекает железнодорожные пути, автомобильную дорогу и реку.
Оптические кабели могут прокладываться в трубах, коллекторах кабельной канализации, грунтах всех категорий, на мостах через болота и водные преграды. При выполнении определенных условий и соблюдении соответствующих норм допускается прокладка оптических кабелей вдоль и под железнодорожными путями (автомобильными дорогами).
От правильного выбора трассы зависит стоимость сооружения кабельной линии, её долговечность, а также надёжность и бесперебойность действия. Трасса выбирается с таким расчетом, чтобы число переходов кабеля через железную дорогу было минимальным, а необходимые переходы устраивались в местах с наименьшим количеством путей.
При переходе кабеля через реку учитываются особенности этой реки и, как правило, кабель прокладывается по мосту в специально отведенных для этой цели желобах.
4 . ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТ ЧИСЛА КАНАЛОВ
Число каналов, связывающих заданные населенные пункты, в основном зависит от численности населения в этих пунктах и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи.
Количество населения в заданных пунктах и их подчиненных окрестностях, чел., с учётом среднего прироста определяется по формуле (1).
где - число жителей во время проведения переписи населения, чел., задано в таблице 1;
- средний годовой прирост населения в данной местности, принимаем равным 2%;
t - период, определяемый как разность между назначенным годом перспективного проектирования и годом проведения переписи населения, год, принимаем t = 5 лет.
Рассчитаем численность населения во всех заданных населенных пунктах.
Численность населения в пункте A 1 .
Численность населения в пункте A 2 .
Численность населения в пункте A 3 .
Численность населения в пункте A 4 .
Численность населения в пункте A 5 .
Численность населения в пункте A 6 .
В перспективе количество абонентов, обслуживаемых той или иной оконечной АМТС, определяется в зависимости от численности населения, приживающего в зоне обслуживания. Принимая средний коэффициент оснащенности населения телефонными аппаратами равным 0,3, количество абонентов в зоне АМТС определим по формуле (2).
Далее рассчитаем число телефонных каналов между заданными пунктами по формуле (3).
где и - постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям, обычно потери задаются равными 5%, тогда ; ;
KT - коэффициент тяготения, показывающий взаимосвязь между заданными оконечными и промежуточными населенными пунктами, в проекте принимаем KT =5%, то есть KT =0,05;
- удельная нагрузка, то есть средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом, в проекте принимаем Эрл;
и - количество абонентов, обслуживаемых оконечными АМТС соответственно в пунктах А и Б.
Из рассчитанных значений числа каналов составим матрицу исходящих и входящих каналов в виде таблицы 3.
Далее определим необходимое число межстанционных потоков Е1.
Е1 - первичный цифровой канал (ПЦК), скорость передачи данных составляет 2048 Кбит/с (2 Мбит/с), соответствующий первому уровню в европейской иерархии PDH.
Если разделить скорость передачи данных ПЦК 2048 Кбит/с на скорость передачи данных для одного канала (64 Кбит/с - основной цифровой канал (ОЦК)), то получится 32 канальных интервала, 30 из которых предназначены для организации цифровых каналов, а оставшиеся 2 - для передачи служебной информации и синхронизации, таким образом один поток Е1 содержит 30 цифровых каналов для передачи информации.
канала, соответственно, необходим 1 поток Е1.
каналов, соответственно, необходим 1 поток Е1.
канала, соответственно, необходим 1 поток Е1.
канала, соответственно, необходим 1 поток Е1.
каналов, соответственно, необходим 1 поток Е1.
каналов, соответственно, необходим 1 поток Е1.
каналов, соответственно, необходим 1 поток Е1.
каналов, соответственно, необходим 1 поток Е1.
каналов, соответственно, необходим 1 поток Е1.
каналов, соответственно, необходим 1 поток Е1.
каналов, соответственно, необходим 1 поток Е1.
канала, соответственно, необходим 1 поток Е1.
каналов, соответственно, необходим 1 поток Е1.
каналов, соответственно, необходим 1 поток Е1.
каналов, соответственно, необходим 1 поток Е1.
Тогда общее число потоков Е1 составит:
Для реализации рассчитанного числа потоков (каналов) выберем аппаратуру SDH STM-1.
Мультиплексор STM-1 предназначен для организации цифрового потока со скоростью передачи 155 Мбит/с, работающий по одномодовому ОК с длиной волны 1,3 мкм. Для кольцевых структур построения сети используется мультиплексор с функцией вставки/выделения, предназначенный для обеспечения простого доступа к трибутарным потокам PDH и SDH.
Основные технические характеристики синхронного мультиплексора STM-1 фирмы «SIEMENS» приведены в таблице 4.
Основные технические характеристики STM -1 фирмы « SIEMENS »
4. Скорость входящих потоков: основной вариант на сопротивление 75 Ом, 120 Ом
5. Номинальная амплитуда импульса: симметричные соединители
7. Количество интерфейсов на модуль
10. Номинальная длительность импульса
12. Точность установки частоты синхронизации, не хуже
14. Энергетический потенциал на длине волны 1300 нм
16. Переключение на резервный модуль
17. Переключение на резервную линию
5. ВЫБОР ТИПА ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ
Ведущая роль в совершенствовании линий связи принадлежит ВОК, которые по сравнению с обычными металлическими кабелями обладают рядом преимуществ:
1. Высокая помехозащищенность цифровых линейных трактов от внешних электромагнитных полей, вследствие чего не требуется применять специальные меры по защите от опасных напряжений линий электропередачи и электрифицированных железных дорог.
2. Большая широкополосность и пропускная способность волокна. ВОК работают в диапазоне частот 10 14 -10 15 Гц. В световом диапазоне увеличивается несущая частота в 6-10 раз. Отсюда теоретически увеличивается объем передаваемой информации. Работают оптические линии со скоростью передачи до 10 Гбит/с (опытные образцы до 100 Гбит/с).
3. Малое значение коэффициента затухания в широкой полосе частот, что обеспечивает большие длины регенерационных участков по сравнению с электрическими кабелями (10 - 150 км вместо 2 - 6 км).
4. Малая металлоемкость и отсутствие дефицитных цветных металлов (медь, свинец) в кабеле.
5. Высокая скрытность передачи информации.
6. Небольшие размеры кабеля (масса оптических кабелей в 10 - 20 раз меньше, чем электрических).
7. Высокая техника безопасности (невоспламеняемость, отсутствие короткого замыкания).
8. Возможность прокладки кабеля между точками с большой разностью потенциалов.
Оптический кабель может быть использован при обычном построении Зоновой телефонной сети, но более полно его преимущества используются при организации связи по кольцевой схеме.
От правильности выбора оптического кабеля зависят капитальные затраты и эксплуатационные расходы на проектируемую ВОЛС. На выбор влияют, с одной стороны параметры ВОЛС (широкополостность или скорость передачи информации, длина волны оптического излучения, энергетический потенциал, допустимая дисперсия, искажения), с другой стороны, оптический кабель должен удовлетворять и техническим требованиям:
- возможность прокладки в тех же условиях, в каких прокладываются электрические кабели;
- максимальное использование существующей техники;
- устойчивость к внешним воздействиям.
Для внутризоновых сетей представляют интерес оптические кабели с длинами волны 1300 и 1550 нм, позволяющие реализовывать регенерационные участки (РУ) длинной 60 - 100 км. Промышленностью выпускаются кабели следующих марок: ОКЛ, ОКЗ, ОЗКГ, ОМЗКГ.
Исходя из технических характеристик STM-1, приведенных в табл. 4, в проекте предусматривается использование оптического кабеля марки ОКЛК-01.
Дадим краткую характеристику данного кабеля.
Кабель оптический одномодовый для магистральных и зоновых сетей на длину волны л=1300 нм, километрический коэффициент затухания 0,22 дБ/км, среднеквадратическое значение дисперсии оптического волокна 3,5 пс/нм·км.
Кабель предназначен для прокладки в трубах, коллекторах кабельной канализации, грунтах всех категорий, на мостах через болота и водные переходы.
Допускаемая температура эксплуатации от -40 до +50 0 С.
Строительная длина оптического кабеля составляет 2000 м. Допустимое раздавливающее усилие для данного кабеля равно 1000 Н/см, допустимое растягивающее усилие от 7000 до 80000 Н.
6. РАСЧЕТ ДЛИНЫ УЧАСТКОВ РЕГЕНЕРАЦИИ
Длина регенерационного участка (РУ) цифровой волоконно-оптической системы передачи (ЦВОСП) зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются:
1. Энергетический потенциал (Э) определяет максимально-допустимое затухание оптического сигнала в оптическом волокне (ОВ), разъемных и неразъемных соединителях на РУ, а также в других узлах ЦВОСП, дБ, равный:
где - абсолютный уровень мощности оптического сигнала (излучения), дБм;
- абсолютный уровень мощности оптического сигнала на входе приёмного устройства, при котором коэффициент ошибок или вероятность ошибки Р ош одиночного регенератора не превышает заданного значения, дБм.
2. Дисперсия в OB, у, пс/нм·км. Дисперсионные явления в ОВ приводят к расширению во времени спектральных и модовых составляющих сигнала, то есть к различному времени их распространения, что приводит к изменению формы и длительности оптических импульсных сигналов, к их уширению.
3. Помехи, обусловленные тепловыми шумами резисторов, транзисторов, полупроводниковых диодов, усилителей, шумами источников оптического излучения, шумами из-за отражения оптического излучения от торцевой поверхности ОВ, модовыми шумами из-за интерферентности мод, распространяющихся в ОВ; этот вид помех интегрально учитывается как собственные шумы.
4. Квантовый или фантомный шум, носителем которого является сам оптический сигнал (в силу его малости по сравнению с другими составляющими шумов оптического линейного тракта, в проекте его не учитываем и влияние учитывается как влияние дестабилизирующих факторов).
5. Коэффициент затухания ОВ б 1 , дБ/км.
6. Минимально детектируемая мощность (МДМ) W мдм , соответствующая минимальному порогу чувствительности приемного устройства - фотоприемника ЦВОСП с заданной вероятностью ошибки.
Для определения длины РУ составляется схема (рис. 2). Как следует из рис. 2, затухание РУ, дБ, равно:
где - затухание, вносимое разъёмным оптическим соединителем, принимаем равным 0,5 дБ;
- число неразъёмных оптических соединителей;
- затухание, вносимое неразъёмным оптическим соединителем, принимаем равным 0,1 дБ;
- коэффициент затухания ОВ, принимаем равным 0,3 дБ/км;
- длина регенерационного участка, км;
- допуски на температурные изменения параметров ЦВОСП, в том числе и ОК, для типовых ВОСП равные 0,5 - 1,5 дБ, в проекте принимаем равным 1 дБ;
- допуски на ухудшение параметров элементов ЦВОСП со временем (старение, деградация), дБ (зависит от типов источника и приёмника оптического излучения и их комбинаций), в проекте принимаем равным 5 дБ.
ОС-Р - оптический соединитель разъёмный (их число на РУ равно 2);
НРП - необслуживаемый регенерационный пункт;
ПРОМ - приемопередающий оптический модуль, преобразующий оптический сигнал в электрический, восстанавливающий параметры последнего и преобразующие его вновь в оптический сигнал;
ОС-Н - оптический соединитель неразъёмный, число которых на единицу больше числа строительных длин ОК, составляющих РУ.
Для линейного оборудования SDH всегда известным является уровень передачи, то есть Р пер = +2... -4 дБ.
Длину регенерационного участка найдем по формуле:
Энергетический потенциал Э принимаем из технических данных аппаратуры STM-1 фирмы «SIEMENS», равный 36 дБ (таб. 4).
Все величины в формуле (7) известны, кроме - числа неразъёмных оптических соединителей. Число на единицу больше числа строительных длин.
Определим длину РУ , км, считая, что затухание вносимое неразъёмными оптическими соединителями равно нулю (то есть без учета оптических потерь). При таком допущении длина РУ определится из выражения:
Теперь зная , определим число строительных длин ОК, составляющих РУ по формуле:
где - округление в сторону большего числа.
Число неразъёмных оптических соединителей вычисляем по формуле:
Затухание, вносимое этими соединителями, равно . Следовательно, длина РУ должна быть уменьшена на величину
Тогда длина РУ с учетом оптических потерь составит:
Следовательно, расчет длины РУ с учетом оптических потерь выполнен верно.
Далее по формуле (6) определим затухание РУ.
На рисунке 3 представлена схема организации связи между заданными районными центрами.
Для обеспечения связи между заданными населенными пунктами организуется тридцать двухмегабитных потоков. Остальные потоки - резервные, используются на транзит, развитие, для аренды, а также для организации связи с областным кольцом.
8. РАСЧЕТ ПЕРВИЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОВ
Одномодовое оптическое волокно (ООВ) является направляющей системой для распространения электромагнитных волн. Для их распространения по световоду используется явление полного внутреннего отражения на границе двух диэлектрических сред с коэффициентами преломления n 1 и n 2 . Где - коэффициент преломления для сердечника - среда распространения волны НЕ 11 , ограниченная оболочкой с коэффициентом преломления , при этом n 1 < n 2 .
Средой распространения и ограничения является особо чистое кварцевое стекло с различной концентрацией легирующих добавок для получения различных показателей преломления и .
Определим относительное значение показателя преломления:
По оптоволокну эффективно передаются только лучи, заключенные внутри телесного угла ц, величина которого обусловлена углом полного внутреннего отражения. Параметр световода, который характеризует выполнение данного условия называется числовая апертура (NA):
где - апертурный угол - угол между оптической осью и одной из образующих светового конуса падающего в торец волоконного световода при котором угол падения равен критическому углу;
- коэффициент преломления среды, из которой луч попадает в световод (для воздуха ).
Для ООВ диаметр сердечника выбирается таким, чтобы обеспечить условия распространения только одной моды НЕ 11 . В этом случае, из условия одномодовой передачи, нормированная частота:
мкм - длина волны источника оптического излучения.
Одномодовая передача реализуется на гибридной волне НЕ 11 . Эта волна имеет нулевое значение корня бесселевой функции P nm =0,000, следовательно, она не имеет критической частоты и может распространятся при любой частоте. Все другие волны имеют конечное значение частоты и они не распространяются на частотах ниже критической. Интервал значений P nm , при которых распространяется лишь один тип волны НЕ 11 находится в пределах 0< P nm <2,25. Поэтому при выборе диаметра сердцевины ОВ и выборе частоты передачи исходим из этого условия P nm =2,25.
Определим критическую частоту, Гц, при которй распространяется лишь один тип волны НЕ 11 :
Длину волны, излучаемую источником оптического излучения, определим по формуле:
Чтобы волоконный световод имел одномодовый режим передачи необходимо:
1. Длина волны источника оптического излучения должна быть соизмерима с диаметром волоконного световода. .
2. Показатели преломления сердечника и оболочки ( и ) должны отличаться незначительно, что характеризует параметр . Для одномодового волокна . Полученная величина удовлетворяет данному интервалу.
3. Для одномодового световода нормированная частота должна быть менее 2,405. Полученная величина менее допустимой 2,405.
Таким образом, имеем одномодовый режим передачи, реализуемый на гибридной волне НЕ 11, с длиной передаваемой волны мкм.
9. РАСЧЕТ ВТОРИЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОВ
В световоде при передаче импульсных сигналов (отличающихся друг от друга различной мощностью) после прохождения ими некоторого расстояния световые импульсы искажаются и расширяются во времени, то есть время подачи одного импульса увеличивается. Так как импульсы передаются друг за другом с определенной частотой, то в результате наступает такой момент, когда соседние импульсы начинают перекрывать друг друга, и вместо отдельных световых импульсов в световоде будет иметь место сплошной световой поток. Данное явление в теории световодов называют дисперсией.
Расширение импульсов устанавливает предельные скорости передачи информации по световоду при цифровой модуляции и при малых потерях ограничивает длину ретрансляционного участка. Дисперсия ограничивает пропускную способность ВОЛС, которая предопределяет полосу частот , пропускаемую световодом, ширину линейного тракта и соответственно объем информации, который можно передать по ОК.
В одномодовых световодах отсутствует модовая дисперсия и в целом дисперсия оказывается существенно меньше. В данном случае возможно проявление волновой и материальной дисперсии.
Волновая дисперсия обусловлена процессами внутри моды и связана со световодной структурой моды. Она характеризуется зависимостью коэффициента распространения моды от длины волны.
Материальная дисперсия обусловлена зависимостью коэффициента преломления материала световода от длины волны.
Однако, при длинах волн 1,2...1,6 мкм происходит их взаимная компенсация, то есть .
При взаимодействии всех факторов форма сигнала на приёме не известна. Поэтому в качестве меры дисперсии используется среднеквадратическая дисперсия в оптоволокне, пс/км:
где нм - ширина полосы длин волн оптического излучения;
пс/км - номинальное значение среднеквадратической дисперсии для ОК типа ОКЛ.
Дисперсия одномодового ОВ меньше многомодового, что позволяет повышать скорость передачи данных и увеличивать длину регенерационных участков. Модовая дисперсия при одномодовом режиме передачи отсутствует.
Выбор типа ОК может быть оценен расчетом быстродействия системы и сравнением его с допустимым значением.
Быстродействие системы определяется инертностью её элементов и дисперсионными свойствами ОК.
Полное допустимое быстродействие системы определяется скоростью передачи В ' , бит/с, способом модуляции оптического излучения, типом линейного кода и определяется по формуле:
где - коэффициент, учитывающий характер линейного сигнала (вид линейного кода), для кода NRZ;
- номинальная скорость передачи данных мультиплексора STM-1 фирмы SIEMENS, принимаем из табл. 4.
В соответствии с рекомендациями МСЭ-Т линейным кодом транспортных систем SDH является код NRZ.
Общее ожидаемое быстродействие ВОСП, нс, определяется по формуле:
где быстродействие передающего оптического модуля (ПОМ), зависящее от скорости передачи информации и типа источника излучения; нс (для скорости 155 Мбит/с);
- быстродействие приемного оптического модуля (ПРОМ), определяемое скоростью передачи информации и типом фотодетектора (ФД), нс;
- уширение импульса на длине РУ, нс.
В результате выполненных расчетов получили: , следовательно, выбор типа кабеля и длины РУ сделан верно, станционное и линейное оборудование ВОСП будут обеспечивать неискаженную передачу линейного сигнала.
Величина, определяемая по формуле (22) называется запасом по быстродействию.
11. РАСЧЕТ ПОРОГА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПРОМ
Одной из основных характеристик приёмника оптического излучения является его чувствительность, то есть минимальное значение обнаруживаемой (детектируемой) мощности оптического сигнала, при которой обеспечиваются заданные значения отношения сигнал/шум или вероятность ошибок.
В условиях идеального приема, то есть при отсутствии шума и искажений для обеспечения вероятности ошибок не хуже 10 -9 требуется генерация 21 фотона на каждый приемный импульс. Это является фундаментальным пределом, который присущ любому физически реализуемому фотоприемнику и называется квантовым пределом детектирования.
Соответствующая указанному пределу минимальная средняя мощность оптического сигнала, с/бит, длительностью:
называется минимально детектируемой мощностью (МДМ).
Минимальная средняя мощность оптического сигнала на входе ПРОМ, при которой обеспечивается заданное отношение сигнал/шум или вероятность ошибок, называется порогом чувствительности.
12. РАСЧЕТ ЗАТУХАНИЯ СОЕДИНИТЕЛЕЙ ОВ
Уровень оптической мощности, поступающей на вход ПРОМ, зависит от энергетического потенциала системы, потерь мощности в ОВ, потерь мощности в разъёмных и неразъёмных соединителях.
Потери мощности в ОВ нормируются и составляют, например, во втором окне прозрачности 0,36 дБ/км, а в третьем окне прозрачности 0,22 дБ/км (данные берутся из паспортных данных ОК).
Потери мощности в неразъёмном оптическом соединителе нормируются и составляют 0,1 дБ.
Потери мощности в разъёмном оптическом соединителе определяются суммой
где - потери вследствие радиального смещения на стыке ОВ (рис. 4);
- потери на угловое рассогласование (рис. 4);
- потери на осевое рассогласование (рис. 4);
Графическое изображение радиального, углового и осевого рассогласований оптических волокон представлены на рисунке 4.
Потери вследствие радиального смещения в одномодовом ОВ, дБ, рассчитываются по формуле:
где - величина максимального радиального смещения двух ОВ, мкм;
- параметр, определяющий диаметр моды ООВ, мкм.
Угловое рассогласование ОВ также приводит к существенным оптическим потерям. В формулы для расчета указанных потерь, кроме угла рассогласования И, входят ещё и показатели волокна и воздуха. Из-за того, что в паспортных данных ОВ не приводится величина ПП, расчет потерь из-за углового рассогласования вызывает определенные трудности. Поэтому принимаем дБ.
Оптические потери в разъёмных соединителях увеличиваются также в результате осевого рассогласования.
Для расчета потерь из-за осевого рассогласования, дБ, можно воспользоваться следующей формулой:
где - максимальное расстояние между торцами ОВ, мкм;
Неучтённые потери в разъёмном соединителе можно принять равными дБ.
Вычислим суммарные потери в разъёмном соединителе.
При существующих технологиях потери в разъёмном соединителе не превышают 0,5 дБ, а в неразъёмном соединителе не более 0,1 дБ.
13. РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА
Уровень оптической мощности сигнала, падающего на вход ПРОМ, зависит от энергетического потенциала ВОСП, потерь мощности в ОВ, потерь мощности в разъёмных соединителях, потерь мощности в неразъёмных соединителях.
Исходные данные для расчета распределения энергетического потенциала поместим в таблицу 5.
1. Уровень мощности передачи оптического сигнала
2. Максимальный уровень мощности приёма
3. Минимальный уровень мощности приёма
7. Количество строительных длин ОК на РУ
8. Количество разъёмных соединителей ОВ на РУ
9. Количество неразъёмных соединителей ОВ на РУ
10. Затухание оптического сигнала на разъёмном соединителе
11. Затухание оптического сигнала на неразъёмном соединителе
Уровень передачи оптического сигнала дБм. Уровень сигнала после первого разъёмного соединителя:
Уровень сигнала после первого неразъёмного соединителя станционного ОК и линейного ОК:
Уровень сигнала на позиции x i км, дБм:
где x i - расстояние между станциями, км;
- округление в сторону большего числа.
Уровень сигнала после второго разъёмного соединителя является уровнем приёма, дБм.
где - эксплуатационный запас системы, дБ.
Для транспортных систем SDH в технических данных приводится максимальный уровень приёма, который в курсовой работе можно оценить с помощью неравенства (31), (32):
На основании выполненных расчетов можно сделать вывод, что уровень приёма на каждом рассматриваемом участке не входит в пределы неравенства (32). Для повышения уровня приёма на каждом участке предусматриваем установление аттенюаторов с затуханием 10 дБ. Тогда истинный уровень приёма составит:
Общее затухание на оптической соединительной линии, дБм, составляет:
По результатам расчетов можно сделать вывод, что затухание на каждом рассматриваемом участке оптической соединительной линии меньше энергетического потенциала ВОСП, равного 36 дБ, следовательно, энергетического потенциала аппаратуры достаточно для нормального функционирования ВОСП.
14. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ЦЕПЯМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
Современная аппаратура ЦСП предъявляет высокие требования к системам и устройствам электропитания, составляющим до 25% объёма аппаратуры передачи. По мере микро- и миниатюризации аппаратуры передачи намечается тенденция роста этой величины. С увеличением объёма передаваемой информации и повышением её роли в автоматизированных системах управления к электропитанию аппаратуры электросвязи предъявляются все более жёсткие требования.
К числу основных требований, которым должны отвечать системы и устройства электропитания, следует отнести бесперебойность подачи напряжения к аппаратуре связи, стабильность основных параметр
Применение высокоскоростных волоконно-оптических линий внутризоновой связи курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат Виды Академического Письма И Научных Исследовании
Морально Этические Аспекты В Сестринском Деле Реферат
Доклад: Российско-японские торгово-экономические отношения (справка)
Реферат по теме Новаторство драматургии Чехова
Контрольная работа: Модель Кейнса в рыночной экономике
Курсовая Работа По Психологии За 3 Курс
Курсовая работа: Окупаемость затрат на качество
Учебное пособие: Методические указания к курсовому проекту по предмету: «Технология ремонта пс» специальность 190304. 01 «Техническая эксплуатация электроподвижного состава»
Реферат На Тему Финансовый Рынок Как Сфера Функционирования Финансового Менеджмента
Реферат по теме Толпа и масса: психологические аналогии и упущения
Реферат по теме Федор Панферов
Сочинение По Истории 5 Класс Я Земледелец
Реферат: Финансово-правовые нормы 3
Курсовая работа: Подбор и расстановка кадров
Дипломная работа по теме Проектная работа на среднем этапе обучения французскому языку
Реферат по теме История флористики как направление в цветоводстве
Дипломная работа по теме Формирование национального сознания немцев в контексте международных отношений - во второй половине XIX - 1914 г.
Сочинение На Тему Дружба Обломов
Реферат: Театр как эпицентр конфликта двух культур: духовной и светской
Политическая Элита Реферат
Древние цивилизации Америки: инки, майя, ацтеки - История и исторические личности курсовая работа
Договор контрактации - Государство и право курсовая работа
Египетская книга мертвых - История и исторические личности курсовая работа