Кабель оптический связь волокно трасса

Введение

 

Оптоволоконная сеть обеспечивает наибольшие на сегодняшний день скорости, что дает хороший повод к развитию технологий передачи данных по оптоволокну. Пропускная способность может достигать порядка Терабит (1000 гигабит) в секунду. Если сравнивать с другими способами передачи информации, то порядок величин Тбит/с просто недостижим. Еще один плюс таких технологий — это надежность передачи. Передача по оптоволокну не имеет недостатков электрической или радиопередачи сигнала. Отсутствуют помехи, которые могут повредить сигнал, и нет необходимости лицензировать использование радиочастоты.

Вкратце о принципе оптического волокна и о том, как по нему передается информация. Оптоволокно - это волновод, по которому распространяются электромагнитные волны с длиной волны порядка тысячи нанометров. Это область инфракрасного излучения, невидимого человеческим глазом. За счет эффекта полного отражения света, можно заставить луч "гулять" внутри ограниченной замкнутой среды, проделывая путь от источника сигнала до его приемника. Однако для этого необходимо две среды с разной плотностью. Чаще всего в их качестве применяются кварцевые стекла различной плотности. Волну впускают в более плотную среду, ограниченную менее плотной. Среды вытягивают в так называемое оптическое волокно, сердцевину которого составляет более плотное стекло, в разрезе представляющее окружность и часто называемого световодом. Данный сердечник покрывают оболочкой из менее плотного стекла, при достижении которого транспортируемый сигнал будет полностью отражаться. Для предотвращения механических повреждений конструкция также снабжается защитной оболочкой, именуемой первичным покрытием. Для достижения сигналом адресата, необходимо впускать в сердцевину лучи под углом к боковой поверхности не менее критического. В этом случае реализуется эффект полного отражения, и теоретически луч никогда не покинет сердечника кроме как через окончание волокна. Однако на практике все же существует некоторый процент преломляемых лучей. Это связано, во-первых, со сложностью реализации подобного источника света, во-вторых, с невозможностью изготовления идеально ровного волокна, и, в-третьих, с неидеальной инсталляцией оптического кабеля.

Итак, при определенном подборе материала волокна и его диаметра возникает ситуация, когда для некоторых длин волн эта среда становится почти прозрачной и даже при попадании на границу между волокном и внешней средой большая часть энергии отражается обратно внутрь волокна. Тем самым обеспечивается прохождение излучения по волокну без особых потерь, и основная задача - принять это излучение на другом конце волокна. Материал волновода - это уникальная разработка и от его свойств зависит качество передачи данных и уровень помех; изоляция волновода разработана с учетом того, чтобы выход энергии наружу был минимален.

В целом существуют два типа оптоволоконных кабелей: многомодовые и одномодовые. В многомодовом волокне относительно большой размер сердечника позволяет свету распространяться под различными углами. В результате для этого типа кабеля характерно сильное ослабление сигнала. В одномодовом волокне размер сердечника настолько мал, что существует единственный путь распространения световой волны. Для одномодового волокна характерны высокая пропускная способность и малое затухание.

В современных оптоволоконных технологиях используются три длины волны – 850 нм, 1300 нм и 1500 нм. Наиболее качественной и высокоскоростной связью обладают каналы на основе волн длиной 1500 нм. Однако оконечное оборудование, способное работать на данной длине волны значительно дороже и предполагает применение только лазерных источников света. Поэтому зачастую возникает проблема оценки экономической целесообразности применения подобных сетей. Рабочая длина волны 850 нм наиболее характерна для многомодовых волокон, тогда как одномодовые волокна применяются для волн длиной на 1500 нм. 

Полностью оптоволоконные линии - это возможный, но на сегодняшний день абсолютно неоправданный по денежным затратам вариант. Дело в том, что использование волокна для конечной разводки по абонентам чрезвычайно дорого и имеет потенциальные возможности, которые абсолютно не будут востребованы.

Смешанные оптико-кабельные сети (чаще оптико-коаксиальные сети) (Hybrid Fiber-Coax, HFC) - наиболее совершенные в смысле пропускной способности в настоящее время широкополосные сети передачи данных. Оператор получает возможность предоставлять абонентам и стандартные базовые услуги (стандартные аналоговые ТВ-каналы), и такие кажущиеся очевидными и необходимыми сервисы, как платное аналоговое и цифровое телевидение, телефонная связь, доступ в Интернет. В этом случае оптоволокно прокладывается до группы домов, а далее до абонентов идет разводка коаксиальным кабелем. Сопрягаются эти части при помощи оптического распределительного узла.

Оптоволоконные сети безусловно являются одним из самых перспективных направлений в области связи. Пропускные способности оптических каналов на порядки выше, чем у информационных линий на основе медного кабеля. Кроме того оптоволокно невосприимчиво к электромагнитным полям, что снимает некоторые типичные проблемы медных систем связи. Оптические сети способны передавать сигнал на большие расстояния с меньшими потерями. Несмотря на то, что эта технология все еще остается дорогостоящей, цены на оптические компоненты постоянно падают, в то время как возможности медных линий приближаются к своим предельным значениям и требуют все больших затрат на дальнейшее развитие этого направления.

кабель оптический связь волокно трасса

 

1. Выбор трассы

 

Ориентировочный объем прокладки кабеля в канализации в пределах 3-4 км на каждый областной центр с населением примерно 500 тыс. жителей, расположенный по трассе. При более крупных и менее крупных населенных пунктах соответственно изменяется и протяженность канализации.

Из общей протяженности канализации (40-50) % принимается как существующая.

Из остальной протяженности трассы (5-10) % предусматривается на прокладку кабеля вручную, а остальная часть прокладывается кабелеукладчиком.

Вариант №1: Атырау - Доссор – Макат – Мукыр – Сагыз – Ногайты – Байганин – Шубаркудук – Кандыагаш – Алга – Актобе. Протяженность равна 604 км.

 

Рис.1 Вариант трассы №1

 

 

Расчёт расстоянии

 

Расчёт расстоянии Рис.2

 

Вариант №2: Атырау – Махамбет – Кулагино – Ельтай – Индербор – Актобе – Корабау – Каскайрат – Миялы – Коптогай – Ойыл – Кемер – Кобда Актобе. Протяженность равна 818 км.

 

Рис.3 Вариант трассы №2

 

Таблица №2 Характеристика вариантов трассы.

Характеристика трассы	Ед.Измер.	Количество единиц по вариантам
		вариант.№ 1	вариант.№ 2
1.0бшая протяженность трассы: вдоль автомобильных дорог; вдоль грунтовых дорог, бездорожье.	Км	604 604 -	818 818 -
2.Способы прокладки кабеля: кабелеукладчиком; вручную; в канализации.	Км	588 1 15	798,5 1,5 18

При расчете прокладываемого ВОК необходимо предусмотреть запас с учетом неровности местности, выкладки кабеля в котлованах, колодцах и др. Норма расхода BОK на 1 км трассы приведена в таблице 3.

 

Таблица №3 Нормы расхода волоконно-оптического кабеля

	Количество кабеля на 1 км трассы, км
В грунт Через водные преграды В кабельной канализации	1,04 1,14 1,057

 

Оптимальным является вариант №1, т.к. эта трасса обладает наименьшей протяжённостью, содержит наименьшее количество речных и железнодорожных переходов, а также наименьшее количество переходов через автомобильные дороги, так же ставится меньше обслуживаемых регенерационных пунктов.

На 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 4.

 

Таблица.№4 Минимальные значения заглубления трубопроводов

Материал труб	Под пешеходной частью улиц, м	Под проезжей частью улиц, м	Под электр., железнодорожными, трамвайными путями, от подошвы рельс, м
Асбоцемент Полиэтилен Сталь	0,4 0,4 0,2	0,6 0,6 0,4	1,0 1,0 -

 

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 проектах рекомендуется предусматривать типовые железобетонные колодцы.

 

 

 

 

 

2. Выбор системы передачи

 

Исходя из числа каналов (nаб=7267 шт.), выбираем аппаратуру уплотнения Сопка – 5 в количестве, равном 1.

Аппаратура линии передачи ВОСП -7680 предназначена для работы на магистральной первичной сети и обеспечивает передачу всех видов информации в цифровой форме. Аппаратура позволяет организовать по одному ЛТ 7680 каналов ТЧ или OЦК, предусмотрена возможность дополнительного введения или выведения четырех цифровых потоков со скоростью 2,048 Мбит/с как на ОП, ОРП (ПОРП), так и на каждом НРП.

Для работы с аппаратурой Сопка-5 используется типовое цифровое канало-образуюшее и временного группообразования оборудование, обеспечивающее образование типовых цифровых трактов.

 

Таб№1 Основные технические характеристики системы Сопка-5

Скорость передачи информационного сигнала, Мбит/с	4x139,264
Скорость передачи линейного сигнала, Мбит/с	668,4672
Код линейного сигнала	4x10В1Р1R
Код сигнала на стыке со станционным оборудованием группообразования	СМI
Коэффициент ошибок на длине линейного тракта 830 км, не более	0.000000001
Коэффициент ошибок на один регенератор, не более	5*0.00000000001
Выходная мощность источника излучения, дБ	-3
Энергетический потенциал, дБ	33
Длина регенерационного участка	40...120

 

 

Магистральные волоконно-оптические кабели предназначены для передачи информации на большие расстояния и значительное число каналов, поэтому я выбираю одномодовый кабель с четырьмя оптическими волокнами. Одномодовое волокно - способность передачи только одной моды(одного светового несущего сигнала). Поскольку такое волокно имеет сердечник диаметром 10 мкм и меньше (очень тонкий), при передаче сигнала наблюдается меньшая модовая дисперсия.