Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 5.3 Глаз-диаграмма сигнала а) до и б) после предусилителя

Как видно из рис 5.3,б усилитель мощности усиливает сигнал до уровня 2,5 мВт (~4дбм), что соответствует коэффициенту усиления 16 дБ. По расчетным данным дисперсионная длина волокна LEAF^ТМ на скорости 2.5 Гбит/с с DWDM уплотнением равна ~1750 км (L = 10500пс*нм / 6 пс*нм/км), т.е. дисперсия не является ограничением для ВОЛС в 550 км. Но для прохождения этой дистанции сигналу не хватает мощности. При увеличении мощности излучения лазера или увеличении коэффициента усиления EDFA в оптическом волокне начинают проявляться нелинейные эффекты, не желательные в нашем случае из-за ухудшения сигнала. Проблему потери мощности импульсов можно решить, используя тот же самый оптический усилитель EDFA в качестве линейного усилителя. Оптический усилитель EDFA является 1R-регенератором, т.е. он восстанавливает только одну характеристику - мощность. Но в то же время он усиливает и шум, поэтому после EDFA отношение сигнал-шум уменьшается. При каскадном включении EDFA шумы накапливаются (5.4,б, г), что может привести к увеличению BER.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 5.4 Глаз-диаграмма сигнала: а) на выходе после волокна (110 км), б) после усиления на первом линейном усилителе, в) на выходе после волокна (220 км), г) после усиления на втором линейном усилителе,

Мощность сигнала на выходе волокна (110 км) составляет 4.4*10^-6Вт (-23.5 дбм). После усиления на первом линейном усилителе мощность сигнала составляет 1.6*10^-3Вт (~2дбм). Мощность сигнала на выходе волокна (220 км) составляет 2.8*10^-6Вт (-25.5 дбм). После усиления на втором линейном усилителе мощность сигнала составляет 11*10^-4Вт (~0,4дбм).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 5.4 Глаз-диаграмма сигнала: д) на выходе после волокна (330 км); е) после усиления на третьем линейном усилителе; ж) на выходе после волокна (440 км); и) после усиления на четвертом линейном усилителе

Мощность сигнала на выходе волокна (330 км) составляет 1.9*10^-6Вт (-27.5 дбм). После усиления на третьем линейном усилителе мощность сигнала составляет 7.5*10^-4Вт (~-1.3дбм). Мощность сигнала на выходе волокна (440 км) составляет 1.3*10^-6Вт (-28.8 дбм). После усиления на четвервом линейном усилителе мощность сигнала составляет 5*10^-4Вт (~-3дбм). Произведем оценку отношения сигнал/шум (S/N). На выходе УМ мощность сигнала составляет - 5дбм. УМ и ПУ низкочувствительны к шумам, мощность шума на выходе УМ составляет ~-30дбм. Отсюда находим отношение сигнал/шум составляет ~ S/N = 5 - (-30) = 35дбм. ЛУ чувствителен к уровню шума и после каждого усиления отношение сигнал/шум уменьшается на 4дбм. После четвертого ЛУ отношение сигнал шум составляет S/N = 35 -16 = 19 дбм. Основная функция ПУ обеспечить требуемую мощность, и требуемое отношение сигнал/шум на входе приемника. Для стандарта STM-16 минимальное отношение сигнал/шум составляет - 18-21дб. Таким образом для ПУ достаточно оставить отношение сигнал/шум на прежнем уровне, обеспечив при этом требуемый уровень мощности сигнала на входе в приемник. На рисунке 5.5 представлены спектр-диаграммы сигнала после прохождения 330 км и 550 км соответственно. Разнос между каналами составляет 100 ГГц что соответствует стандартному канальному плану. Из спектр-диаграммы видно, что спектр сигнала значительно сузился и по мере прохождения секции и потеря мощности сигнала составила порядка 27 дбм.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 5.5 Спектр-диаграмма сигнала а) после (330 км) б) после (550 км)

В нашем случае длина оптического волокна между линейными оптическими усилителями была выбрана равной 110 км. Это означает, что на всей длине регенерационного участка достаточно установить 1 усилитель мощности, 4 линейных усилителя и 1 предусилитель, что соответствует длине регенерационного участка 550 км. Это значение не превышает теоретическое значение длины регенерационного участка (~1700 км). На этом расстоянии BER = 2*10^-14. Заданием данной работы было обеспечить BER=10^-13 на расстоянии 550 км.

Рисунок 5.6 Вероятность появления ошибки (BER)

Рассмотрим сигналы, поступающие на вход 3R-регенераторов, а также на приемник. Мощность сигнала на выходе оптического волокна (рис 5.7,а) составляет 9*10^-7Вт (-30.4 дбм). Затем сигнал подается в предусилитель где усиливается на 30 дБ и подается на демультиплексор. В блоке демультиплексора единый световой поток разделяется на составляющие, т.е. на каждом выходе DEMUX выделяется своя длина волны. DEMUX тоже вносит свой вклад в ослабление сигнала порядка 6дб.(рис 5.7.б).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 5.7 Глаз-диаграмма сигналов: а) на выходе волокна (550 км); б) на выходе демультиплексора (один из каналов)

После демультиплексирования (перед вводом излучения в приемник) мощность сигнала составляет 1.3*10^-4Вт (-8.8 дбм) (рис 5.7). Чувствительность приемного оборудования для интерфейса STM16 составляет ~ -10 - -20дбм. Таким образом мы обеспечили необходимую для правильного детектирования мощность сигнала. Мощность детектированного сигнала составляет ~5*10^-2Вт ~50мВт. Произведем сравнение формы сигналов до входа в MUX и после выхода из DEMUX (рис 5.8). Полученный сигнал практически идентичен переданному сигналу, кроме, конечно, уровня мощности. Также заметны шумы, накопившиеся во время передачи по оптическому каналу, которые, в принципе не мешают нам детектировать принятый сигнал.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 5.8 Осциллограммы сигналов: а) до входа в мультиплексор; б) после выхода из демультиплексора.

Детектирование принятого сигнала происходит в приемнике, который сам тоже является источником шума (рис 5.9).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 5.9 а) Осциллограмма б) глаз-диаграмма продетектированного сигнала

Из рис 5.9 видно, что уровень вносимых потерь со стороны приемника ощутимый. Поэтому для уверенного детектирования нужен запас по фазе и амплитуде. Запас по фазе составляет 4*10^-10, запас по амплитуде составляет 4.5*10^-2Вт.

Как видим, для протяженной (магистральной) ВОЛС, налагаются жесткие требования как к интерфейсному оборудованию так и волокну. Для проектируемой ВОЛС основным ограничением является мощность. Исследуем зависимость коэффициента ошибок (BER) от затухания в оптическом волокне BERf (loss); от коэффициента усиления в линейном усилителе BERf (Gain); от скорости передачи BERf (bitrate).

Рисунок 5.10 График зависимости BERf (loss)

Как видим из рисунка 5.10 к оптическому волокну предьявляются жесткие требования по затуханию, так уже при б = 0,30 дб/км для магистральной ВОЛС(550км) и при скорости передачи 2,5Гбит/с, BER> 0, что совершенно неприемлемо. Требованиям для данных типов систем отвечают NZDSF волокна, имеющие в третьем окне прозрачности затухание порядка 0,20- 0,25 дб/км. При проектировании ВОЛС я использовал одномодовое NZDSF волокно - LEAF^ТМ.

Рисунок 5.11 График зависимости BERf (Gain)

Как видно из рисунка 5.11 очень важно правильно подобрать коэффициент усиления линейного усилителя, поскольку при малом коэффициенте усиления неприемлемым становится значение BER, а при большом коэффициенте усиления, из-за возникновения нелинейных эффектов, уменьшается отношение сигнал/шум. При моделировании ВОЛС я использовал коэффициент усиления G = 26 дб.



Рисунок 5.12 График зависимости BERf (Bitrate)

Из рисунка 5.12 видим, что при увеличении скорости передачи значение BER снижается. Это говорит о том, что для более высокоскоростных систем налагаются еще более жесткие требования к интерфейсному оборудованию. Число используемых линейных усилителей сокращается до 2-3, минимальное отношении сигнал/шум должно составлять не менее 29-31 дб.

Проведенное исследование показало возможность построении 8-ми канальной ВОЛС с волновым мультиплексированием и демультиплексированием на длине оптической линии 550 км и скорости передачи 2.5Гбит/с без оптоэлекронного преобразования сигнала. Уровень мощности сигнала в моделируемой линии составил - -8.8дбм, отношение сигнал сигнал/шум -19дб, что приемлемо для проектируемой ВОЛС.

6. Подбор промышленного оборудования для проектируемой ВОЛС

6.1 Характеристики промышленных мультиплексоров WDM

- Тип системы - дуплексные, или двунаправленные, (D), используют две оптические несущие на канал, и полудуплексные, или однонаправленные, (S), используют одну оптическую несущую на канал.

- Код - как правило широко используются два типа линейного кодирования: NRZ и RZ. Первый позволяет реализовать большую плотность эквивалентных бит на секундный интервал и более предпочтителен в системах SDH верхних уровней иерархии. Второй - широко используется в системах DWDM в силу специфики работы модуляторов. Интересно отметить, что система WL4 компании Siemens использует мультиплексор SDH типа SMA256, работающий на скорости 40 Гбит/с и реализованный на электронных компонентах (используется электронная система мультиплексирования ETDM, а не оптическая - OTDM), что позволяет добиться высокой общей емкости системы (160 Гбит/с) уже при 4-х каналах. Наличие такого мультиплексора позволяет надеятся, что в недалеком будущем может бвть реализована система WL32 общей емкостью потока через одно волокно 1,28 Тбит/с, если будут преодолены трудности с перекрытием оптических импульсов при таком сочетании высокой плотности каналов (разнос 100 ГГц) и высокой скорости потока в канале - 40 Гбит/с

- Число каналов ввода-вывода - реализовать оптический ввод/вывод трибов, участвующих в схеме первичного (электрического - ETDM или оптического OTDM) мультиплексирования SDH (опция drop/insert) в оптический канал (представленный отдельной оптической несущей) или из него в схеме вторичного оптического мультиплексирования WDM, достаточно сложно. Поэтому ряд систем WDM вообще не реализует эту опцию, обеспечивая лишь работу в режиме точка-точка (т-т), либо ограничивает число каналов, не которых эта опция может быть реализована (например, 4 из 16, 8 из 40, 12 из 64).

- Топология - в порядке сложности в системах WDM могут быть реализованы топологии: точка-точка (т-т) без возможности оптического ввода/вывода трибов SDH; последовательная линейная цепь (л) с возможностью ввода/вывода трибов SDH; звезда (з) или точка-много точек (т-мт), реализуемые с помощью концентратора; кольцо, которое может быть представлено в трех видах:

- одинарное кольцо без защиты (к), двойное кольцо с защитой (к2), счетверенное кольцо с полно-дуплексной защитой (к4); ячеистая сеть (я) с возможностью динамической маршрутизации.

- Пролет (span)- участок пути, перекрываемый в результате компенсации потерь от затухания сигнала за счет запаса по усилению (бюджета) или за счет усиления в ОУ. Пролеты (в соответствии с G.692) по длине могут быть длинными L - до 80 км (как правило не содержат ОУ), очень длинными V - 120 км (как правило содержат МУ или ПУ) и сверхдлинными U - 160 км, как правило содержат мощный усилитель МУ и предварительный усилитель ПУ. Секции ограничены терминальными мультиплексорами ТМ.

Секции - участок пути, перекрываемый одним или несколькими пролетами в соответствии с конфигурацией (числу пролетов системы), на границе которого распложены регенераторы (в соответствии со стандартом G.692 длина секции - до 640 км); регенераторы применяются для восстановления оригинальной формы сигнала после нескольких пролетов.

- Дистанция - максимальное расстояние, на которое могут быть переданы данные, определяется числом пролетов и/или секций и длиной, перекрываемой одним пролетом/секцией. Учитывая приведенные выше данные по длинам перекрытий и секций, дистанция может быть равна 640-1280 км. Секции могут стыковаться без использования регенераторов путем соединения ТМ (back-to-back); использование одного регенератора, например, в системе WL8 компании Siemens, позволяет удвоить общую дистанцию передачи сигнала.

- Скорость входных данных, тип поддерживаемого логического интерфейса - указаны границы диапазона скоростей, которые определяются, кроме прочего, фактом поддержки того или иного логического интерфейса (или формата данных), определяющего с сетями каких технологий может стыковаться указанная система. Например, если минимальная скорость равна 10 Мбит/с, а в типах интерфейсов указан интерфейс Е - значит система WDM может стыковаться с сетью обычного Ethernet, если используемая скорость равна 100 Мбит/с и указан интерфейс FE - значит допустима стыковка с сетью Fast Ethernet. Если интерфейс GE, то допустима стыковка с сетью Gigabit Ethernet на скорости 1 Гбит/с, и т.д., см. список типов поддерживаемых интерфейсов и скорость, поддерживаемую этими интерфейсами в примечаниях к табл. 11-5. Для технологии АТМ могут использоваться несколько скоростей передачи, например, если в интерфейсах указано АТМ-ОСЗ,12 - это значит, что система WDM стыкуется с сетями АТМ на двух скоростях технологии SONET ОС-3 (155,52 Мбит/с) и ОС-12 (622,08 Мбит/с).

- Допуск - указывает, какую максимальную накопленную на длине одной секции дисперсию система WDM способна преодолеть без потери качества сигнала, определяемого уровнем ошибок системы (показатель BER). Эта величина используется для проверки возможности системы (секции) перекрыть определенную дистанцию. С этой целью, зная конкретный тип волокна и соответствующее ему значение дисперсионного параметра D, определяемого для граничной длины волны в занимаемой полосе, проводится подсчет фактически накопленной дисперсии путем умножения значения D, размерность [пс/нм/км], на длину секции, выраженную в километрах (плюс допуск по затуханию для защиты от возможного ухудшения затухания от целого ряда параметров ВОЛС. Если фактический допуск меньше предельного - система работоспособна при использовании данного волокна, если нет - должно быть использовано другое волокно или уменьшена длина секции, или, если последнее нежелательно или невозможно, то следует использовать компенсаторы дисперсии, о которых мы уже упоминали выше (допуски на накопленную дисперсию приведены в стандарте G.692).

- Канал управления - имеется ввиду оптический канал супервизор юго управления ОКСУ, называемый в оригинальных документах каналом OSC (Optical Supervision Channel). Этот канал организуется для проверки ОУ (расположенных на промежуточных узлах) на дополнительной оптической несущей, которая лежит за пределами фактически используемой полосы (внеполосная OSC), хотя может лежать и внутри полосы (внутриполосная OSC), занимаемой стандартным частотным планом, так и соответствовать некоторым стандартным (но неиспользуемым для основной полосы) несущим.

- Управление - имеется ввиду управление системой в целом, включая управление мультиплексорами SDH/SONET или оборудованием сети, с которой стыкуется аппаратура WDM. В этом смысле оно разбивается на традиционное для систем SDH/SONET полноценное управление на основе TMN с использованием интерфейсов Q и F, с одной стороны, и на супервизорное управление с использованием агента SNMP, популярного для локальных сетей, с другой. Или же используется специально разработанная система управления сетью WDM, включающая в последнее время специальную систему мониторинга ВОК.

6.2 Подбор транспортной системы для проектируемой линии связи

Рассмотрим блок-схему серийного 8-канального мультиплексора WL8 компании Siemens. Основные характеристики 8-канального мультиплексора WL8 компании Siemens:

1. Модель - WL8/16/32.

2. Число каналов данных - 8/16/32.

3. Код - NRZ.

4. Емкость волокна - 20-320 Гбит/с.

5. Топология - "точка - точка", "двойное кольцо с защитой".

6. Секция пролеты:

Максимальное число - 5.

Длина - 120-140 км.

7. Секция-дистанция - 1200 км.

8. Скорость на входе - 2,5-10 Гбит/с.

9. Разнос несущих - 100 ГГц.

10. Тип волокна - SF, NZDSF.

11. Канал управления 1480/2 нм/МГц.

12. Тип поддерживаемых логических интерфейсов - ОС-48,192;STM-16,64.

13. Управление TMN - Q3.

Рисунок 6.1 Блок-схема серийного 8-канального мультиплексора WL8

Этот мультиплексор позволяет объединить 8 оптических несущих, разнесенных на 100 ГГц друг от друга и расположенных в соответствии со стандартным канальным планом. В качестве служебного супервизорного канала OSC используется 9-й канал на частоте 202,6 ТГц (1480,0 нм).

Каждая оптическая несущая может модулироваться в настоящее время входным сигналом с выхода мультиплексора SDH SL16 уровня STM-16 (2,5 ГГц) компании Siemens, а в перспективе может использовать выходной сигнал мультиплексора SL64 уровня STM-64 (10 ГГц), что позволит довести канальную емкость одного волокна с 20 до 80 Гбит/с, перекрывая одной секцией расстояние до 120 км без регенератора.

Система мультиплексирования WDM комплектуется тремя модулями: оптическим терминальным модулем ОТМ (WLT), оптическим усилительным модулем ОУМ (WLP) и оптическим регенераторным модулем ОРМ (WLR). Общая схема их взаимодействия такова: сигналы 8 синхронных линейных терминальных мультиплексоров SLT-nn мультиплексируются и усиливаются модулем WLT, дополнительно усиливаются модулем WLP (если есть необходимость, например, перекрыть одной секцией расстояние до 120 км) и подаются в ВОК (модули WLT и WLP формируют секцию). Затем сигналы принимаются следующей секцией или (если нужно, например, обеспечить передачу на расстояние большее 600 км) регенерируются модулем WLR и передаются на следующую секцию и так до последней - приемной секции, где происходит их демодуляция.

Итак, указанные модули позволяют реализовать топологию "точка-точка" в следующих трех вариантах, когда используются один, два или три модуля в связке с кабелем ВОК:

1 - WLT -ВОК - WLT - ВОК ... ВОК - WLT;

2 - WLT - WLP - ВОК - WLP - WLT - ВОК ... ВОК - WLP - WLT;

3 - WLT - WLP - BOK - WLP - WLT - BOK ... BOK - WLR - WLP - WLT - BOK ... BOK - WLP -WLT.

В режиме передачи модуль WLT мультиплексирует в блоке WDM-MX 8 потоков (каналов) SDH (от 8 терминальных мультиплексоров SLT) уровня STM-16 (и до STM-64), формируя агрегатный поток 20 (80) Гбит/с, который усиливается бустером 0В, после чего к нему с помощью комбайнера (простого мультиплексора WDM на 2 входа) добавляется несущая служебного супер-визорного канала OSC As. Общий поток затем либо подается в ВОК (вариант 1), либо усиливается модулем WLP (вариант 2). В последнем случае из входного потока выделяется несущая канала OSC анализируемая контроллером SPC, которая затем с помощью комбайнера снова объединяется с усиленным основным потоком. Основной поток (8 несущих) усиливается предварительным усилителем ОР (первый каскад двухкаскадного усилителя в модуле WLP) и затем передается или в бустер 0В (при замкнутой перемычке в модуле OAU-M) или, используя возможность межкаскадного доступа через интерфейс доступа II, .подается на вставляемый межкаскадный блок, например, в компенсирующее дисперсию волокно (при необходимости коррекции общей дисперсии), а затем в бустер 0В и далее в ВОК. В варианте 2 поток из ВОК подается на вход модуля WLP приемной стороны, а в варианте 3 - на вход регенераторного модуля WLR.

В режиме приема модуль WLT либо принимает поток из ВОК (вариант 1), либо от WLP (вариант 2), в котором обработка осуществляется в той же последовтельности, что и описана выше, но по другому каналу (блок OAU-S) с использованием того же SPC. Принятый WLT поток, после предварительного усиления в блоке ОР, демультиплексируется блоком WDM-DX на n выходных потоков, подаваемых на входные интерфейсы терминальных мультиплексоров SLT.

Схема модуля регенератора WLR похожа на схему WLT, но симметрична - имеет два комплекта блоков ОР/ОВ (т.е. как OAU-M, так и OAU-S) и два комплекта блоков WDM-MX/WDM-DX. Последние замкнуты на стандартный SDH-регенератор SLR (уровня STM-16 или STM-64), который собственно и осуществляет регенерацию по классической схеме: 0/Е-преобразование сигнала на входе электронная регенерация и обратное Е/0-преобразование сигнала на выходе.

Общее управление осуществляется во всех трех модулях контроллером SPC блока OAU-М, на вход которого подаются сигналы управления и аварийной сигнализации различного типа:

внешнее управление AUX и внутреннее служебное управление EOW, подаваемое через блок доступа к заголовку ОНА; управление от NMS типа TMN через интерфейс Q и сигналы аварийной сигнализации C-AL, подаваемые через блок TIF.

6.3 Подбор оптического кабеля для проектируемой линии связи

Оптическое волокно, используемое в оптических кабелях связи, состоит из сердечника, образованного легированным кварцевым стеклом, окруженного отражающей оболочкой из чистого кварцевого стекла. Слои акрилата защищают волокно и предохраняют от проникновения влаги и агрессивных химических соединений. Чистота и различные оптические свойства отражающей оболочки сердечника позволяют направлять свет по волокну на расстояние превышающее 300 км без усиления.

Для моего дипломного проекта я выбрал волокно фирмы "CORNING Inc.", США, являющейся мировым лидером в этой области. Для того чтобы организовать качественную передачу информации со скоростью 2.5 Гбит/с на расстояние 550 км без регенерации, необходимо использовать одномодовое волокно Корнинг LAEF^ТМ (рекомендация МСЭ-Т G.655).

Оптический кабель: эксплуатационные характеристики

Самарская оптическая кабельная компания (СОКК) использует в производстве кабелей связи волокно фирмы "CORNING Inc.", США, поэтому для своего проекта я выбрал кабель - ОКЛЖ компании СОКК.

Самарская оптическая кабельная компания производит оптический самонесущий, диэлектрический кабель типа ОКЛЖ, который применяется для подвески на опорах контактной сети электрофицированных железных дорог и линий электропередачи, воздушных линий передачи и городского энергохозяйства.

Особенности:

- полностью диэлектрический кабель;

- способность выдерживать высокие механические нагрузки;

- повив (слой) силовых элементов в виде высокопрочных синтетических нитей, обеспечивающих гибкость и небольшой наружный диаметр кабеля; стойкость к воздействию электрического поля (трекингостойкость);

- минимальный вес;

- диапазон рабочей температуры: -60°..+70°;

- длительный срок службы;

- возможность изготовления больших строительных длин;

- создает минимальные дополнительные нагрузки на опоры.

Рис.6 Поперечный разрез кабеля типа ОКЛЖ

волоконный оптический мультиплексирование лазерный

1. оптическое волокно фирмы "Корнинг"

2. гидрофобный заполнитель

3. центральный силовой элемент (стеклопластик)

4. силовые элементы (арамидные нити)

5. кордель

6. скрепляющая лента

7. вспарывающий корд (по требованию)

8. полимерная трубка

9. полимерная защитная внутренняя оболочка

10. полимерная защитная наружная оболочка

11. маркировка

Эксплуатационные характеристики кабеля типа ОКЛЖ

Параметр	Значение
Количество ОВ	2-96
Номинальный наружний диаметр, мм	12.0-22.0
Расчетный вес, кг/м	120-410
*Коэффициент затухания, дБ/км, не более: - на длине волны 1.31 мкм - на длине волны 1.55 мкм	0.34 0.20
*Хроматическая дисперсия, пс/нм·км, не более: - на длине волны 1.31 мкм - на длине волны 1.55 мкм	2 6
Разрывное усилие, кН, не менее	10.0 - 100.0
Максимально допустимое растягивающее усилие, кН	3.5 - 30.0

Параметры кабеля в каждом отдельном случае рассчитываются в соответствии с техническими требованиями заказчика, в зависимости от значений пролетов, провесов и условий эксплуатации. Возможно изготовление кабеля с 6 оптическими одномодовыми волокнами производства фирмы КОРНИНГ - марки LAEF^ТМ (6 волокон на мультиплексор: 2 основных, 2 для горячего резерва, 2 свободных).

7. Основные положения технологии подвески волоконно-оптического кабеля (ВОК)

В последнее время наиболее популярным методом строительства ВОЛС становится вариант подвески ВОК на опорах ЛЭП энергетиков, опорах контактной сети и ЛЭП автоблокировки железнодорожного транспорта, а также на опорах осветительной сети и наземного электрического транспорта. В своем дипломном проекте я выбрал тип прокладки - подвесной, выбор сделан благодаря приемуществам указанным ниже. Проектируемая линия Уфа - Казань будет осуществлена вдоль автомагистрали на опорах ЛЭП (длина магистрали составляет 525 км). Таким образом при моделировании ВОЛС я имел запас в 25 км. Подвеска ВОК осуществляется на уже установленных опорах и не требует тщательной предварительной подготовки трассы прокладки, поэтому более технологична и проста, чем прокладка в грунт. Опыт строительства ВОЛС МПС РФ показывает, что стоимость строительства с использованием подвески ВОК обходится на 30-35% дешевле, чем при строительстве с прокладкой ВОК в грунт, при этом сроки строительства сокращаются в 2,5-3 раза. Особенность применения ВОК для подвески на опорах заключается в способности кабеля к упругому продольному растяжению до 1,5% без возникновения нагрузок на оптическом волокне. Для строительства ВОЛС методом подвески кабеля на опорах железнодорожного транспорта используется только диэлектрический самонесущий ВОК. Во время эксплуатации данный кабель испытывает значительные колебания температуры, скорости ветра и осадков, вибраций, что предъявляет определенные требования к технологии подвески. Одним из главных является принцип ограничения механических воздействий на оболочку, на растяжение ВОК, сдавливающие нагрузки, а также углы поворота трассы ВОК. Технология подвески ВОК должна обеспечить сохранность покрытия оболочки кабеля при протяжке от повреждений.

Современная технология подвески ВОК предусматривает два этапа:

- подготовительный этап, включающий в себя обшестроительные работы, замену дефектных и поврежденных опор, установку дополнительных опор, заказ и приобретение специальных кронштейнов крепления ВОК в соответствии с типами, указанными в проекте, кронштейнов для крепления запасов кабеля и оптических муфт, узлов анкеровки.

- на втором этапе, связанном непосредственно с подвеской ВОК, осуществляются: крепление кронштейнов на опорах; крепление на кронштейнах технологических роликов для протяжки трос-лидера, а затем с помощью его и кабеля; замена роликов на специальные натяжные или поддерживающие зажимы и крепление кабеля; монтаж муфт; устройство анкеровок и крепление запасов ВОК; подключение кабеля к кроссовому оборудованию; измерение и паспортизация пассивной части ВОЛС. Все работы по подвеске ВОК на опорах выполняются в соответствии с действующими правилами и нормами, а также техническими условиями, заложенными в проектах.

При строительстве ВОЛС методом подвески на опорах высоковольтных линий связи также применяют:

- оптический кабель малого диаметра, который с помощью специальных механизмов наматывается с определенным шагом намотки на фазный провод или грозозащитный трос;

- встроенный в грозотрос специальный оптический кабель (как правило, используется только при реконструкции высоковольтной линии с заменой грозотроса);

- подвеска оптических кабелей к стальному канату (тросу), натянутому между столбовыми опорами на консолях;

- подвеска кабеля с встроенным тросом на консолях специальной конструкции.

В любом из этих способов подвески ВОК должны обеспечиваться заданные оптические параметры в течение всего срока службы (на менее 25 лет).

Экономическая часть

Современные транспортные системы для увеличения пропускной способности оптических линий используют многоканальные мультиплексоры. Мультиплексоры помогают сэкономить значительные средства, обеспечивая передачу информации на различных длинах волн по одной линии и делая тем самым ненужным прокладку новых оптоволоконнных линий.

Стоимость волоконно-оптической сети сегодня составляет десятки и сотни миллионов рублей, и при ее создании требует решать более 50 разноплановых технических и организационных задач, которые должны быть координированы во времени и иметь гарантированное материально-техническое обеспечение. Поэтому успех выполнения проекта сети зависит, прежде всего, от организации работ. Нарушение организационной структуры выполнения проекта резко снижает качество работы.

Типовая структура цены волоконно-оптической линий связи, которую сегодня часто строят вдоль автомагистрали или полотна железной дороги, имеет следующее распределение средств (в процентах):

-управление проектом ~ 1-3 %

проектирование ~ 1-3 %

оборудование, включая системную интеграцию в единую сетевую структуру + стоимость оптического кабеля ~ 75 %

строительство ВОЛС ~ 6 - 10 %

создание центра управления и службы эксплуатации ~ 8 - 10 %

обучение ~ 1- 2 %

непредвиденные (прочие) расходы ~ 2 - 4 %

В общем случае, дополнительно нужно учитывать расходы на таможенные пошлины ~ 5-20 %, оплату налогов ~ до 20% от стоимости оборудования и расходы на эксплуатацию сети, которые в первый год могу составлять до 10 %.

Подчитаем стоимость проектируемой линии.

Длина волоконно-оптической линии равна 550 км, скорость передачи информации 2.5Гбит/с (STM-16).

Оборудование - 8-ми канальная транспортная система WL8 - компании Сименс.

Оптический кабель - ОКЛЖ - самарской компании, использующее различные типы волокон компании Корнинг.

Так как в дипломном проекте была показана возможность проектировать линию связи при использовании как стандартного одномодового волокна, так и при использовании одномодового NZDSF волокна, то и стоимость проекта подчитаем для двух типов волокон.

Стоимость оптического кабеля:

при использовании стандартного одномодового волокна SMF28 фирмы Корнинг 1 км оптического кабеля будет стоить - 90 000 рублей. Вся линия в 550 км будет стоить 90 000*550 = 49 500 000 руб. Один модуль МКД (волокна компенсирующего дисперсию) будет стоить - 200 000 рублей, потребуется 4 модуля, т.е. - 800 000 рублей. Используем модуль фирмы Корнинг DCM-95.

при использовании одномодового NZDSF волокна LEAF^тм фирмы Корнинг 1 км оптического кабеля будет стоить - 120 000 рублей. Вся линия в 550 км будет стоить 120 000*550 = 66 000 000 руб.

Оборудование - транспортная система WL8 компании Сименс будет стоить ~ 9 000 000 руб.

Общая стоимость оборудование + оптический кабель будет составлять в:

1-ом случае - 59 300 000 руб.,

2-ом - 75 000 000 руб.

Как было сказано выше стоимость оборудования ВОЛС составляет примерно 75 % от всех затрат строительства проекта.

Отсюда,

59 300 000 - 75 %

Себестоимость - 100 %

Себестоимость = (59 300 000 * 100)/ 75 = 79 000 000 руб.

75 000 000 - 75 %

Себестоимость - 100 %

Себестоимость = (75 000 000 * 100)/ 75 = 100 000 000 руб.

Подчитаем срок окупаемости проектируемой линии:

Цена одного канала STM-16 за час равен - 600 руб. Подчитаем за сутки: 600 * 24 = 14 400 руб. Так как линия 8-ми канальная: то за сутки - 115 200 руб.

Подчитаем сумму за год: 155 200 * 365 ? 42 000 000 руб.

Учтем, что система постоянно не загружена на 100 %. Подчитаем сумму при загруженности системы на 80 %, отсюда

42 000 000 - 100 %

За год - 80 %

За год = (42 000 000 * 80) / 100 ? 33 000 000 руб.

Из полученных результатов делаем вывод, что проектируемая мною линия в 1-ом случае окупит себя примерно за 2,5 года, во 2-ом случае примерно за 3 года.

Как было сказано выше нужно учитывать таможенные пошлины при ввозе оборудования, оплату налогов - до 20 % от стоимости всей системы, расходы на зарплату обслуживающему персоналу, расходы на экплуатацию сети, которые в первый год могут составлять до - 10 %.

С учетом выше перечисленного срок окупаемости увеличивается примерно в два раза т. е. будет составлять 5 и 6 лет соответственно в первом и втором случае.

Техника безопасности

В качестве техники безопасности при моделировании ВОЛСВ на ЭВМ, можно использовать эргономику рабочего места оператора ЭВМ.

Рабочее место оператора должно отвечать определенным требованиям, обеспечивать максимальную комфортабельность условий работы за компьютером, способствовать сохранению работоспособности и хорошего самочувствия в течение дня.

Рабочее место оператора ЭВМ включает:

монитор

Монитор является основным звеном безопасности в настольной вычислительной системе. Плохой монитор может стать вполне реальной угрозой здоровью человека. В тоже время монитор высокого качества благодаря высоким техническим данным и низкому уровню электромагнитных излучений повышает продуктивность работы, предотвращает зрительное утомление, усталость и головные боли. Монитор должен отвечать требованиям по размеру видимой части экрана, разрешению, частоте смены кадров, мультичастотности, экранному покрытию и настройке экрана. Частота регенерации кадров не менее 75 Гц при оптимальном для каждого класса разрешении. Монитор должен полностью удовлетворять стандартам MPRII, TCO и требованиям безопасности, установленным ГОСТ Р50948-96 " Средства отображения информации индивидуального пользования", по уровню переменных электромагнитных и электростатических полей.

клавиатура и манипулятор "мышь"

Клавиатура является основным устройством ввода и от ее конструктивной особенности зависит, как бистро устанет оператор и, следовательно, производительность труда. Недостатком клавиатуры является быстрая утомляемость кисти руки при длительной работе, так как кисть находится все время в подвешенном состоянии, что создает нагрузку на мышцы предплечья.

Особое внимание специалистов в области эргономики привлекает - манипулятор типа "мышь". Недостатком всех манипуляторов "мышь" является то что при каждом поднятии руки и повторяющемся ее удержании над каким-нибудь предметом предплечье испытывает значительную нагрузку. На рынке имеются подвижные опоры для кистей, перемещающиеся вместе с руками. Эти опоры размещаются так, чтобы кисти свободно с них свисали, что снижает нагрузку на предплечье и снижает утомляемость.

рабочий стол и кресло

Рабочая мебель при работе с компьютером играет важную роль в создании оптимальных условий работы человека. Грамотное ее использование позволяет снизить степень утомляемости, повысить работоспособность, производительность труда, концентрацию внимания.

Компьютерная мебель должна быть удобной, прочной надежной, и иметь аккуратный вид. При этом конструкция и размеры стола и кресла должны способствовать оптимальной позе оператора, при которых выдерживаются определенные угловые соотношения между "шарнирными" частями тела. Правильная поза (следовательно, и правильное функционирование организма) поможет сохранению здоровья и воспрепятствует симптомов синдрома компьютерного стресса, а также симптома постоянных нагрузок.

Выводы

Только правильное соблюдение требований и мероприятий по оптимизации труда оператора ЭВМ позволяет сохранить не только нормальную работоспособность, но и самое главное - здоровье.

Ведь вся разработка мероприятий по оптимизации условий труда оператора ЭВМ предназначена для предотвращения неблагоприятного воздействия на человека вредных факторов, сопровождающих работы с видеодисплейными терминалами и персональными электронно-вычислительными машинами.

Заключение

В данном дипломном проекте была смоделирована 8-ми канальная DWDM линия длиной в 550 км, скорости передачи 2.5 Гбит/с, отношение сигнал/шум (S/N) составило 19 дб, вероятность появления ошибки (BER) составила 2*10^-14, что удовлетворяет международному стандарту.

Исследованы зависимости вероятности ошибки (BER): от коэффициента затухания в волокне (Loss), от коэффициента усиления (G), от скорости передачи информации (Bitrate). Получены и проанализированы осциллограммы и глаз-диаграммы линии связи в различных точках.

Проведены расчеты дисперсии и затухания, выбрана длина регенерационного участка L_рег = 110 км. Число линейных усилителей на линии равно 4.

Для проектируемой волоконно-оптической линии было подобрано следующее оборудование:

- транспортная DWDM система - WL8, компании Сименс;

- оптическое волокно - LEAF^ТМ, фирмы Корнинг;

- оптический кабель - ОКЛЖ, компании СОКК г. Самара.

Рассмотрены основные аспекты по охране труда и технике безопасности инженера-проектировщика (оператора ЭВМ).

Были проведены экономические расчеты окупаемости проектируемой волоконно-оптической линии связи, которое составило 5 - 6 лет.

Список литературы

Иванов А.Б. Волоконная оптика: компоненты, системы передачи, измерения. - М.: Компания Сайрус систем, 1999

Семенов А.Б. Волоконная оптика в локальных и корпоративных сетях связи. - М.: Компьютер Пресс, 2008. - 302с. - ил.

Вербовецкий А.А. Основы проектирования цифровых оптоэлектронных систем связи. - М.: Радио и связь, - 2007. - 160с. - ил.

Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. М.: ЭКО - ТРЕНДЗ, 2008.

Дмитриев С.А., Слепов Н.Н. Волоконно-оптическая техника: достижения, перспективы. М.: Издательство Connect, 2000.

Проектирование и техническая эксплуатация систем передачи: Учеб. пособие для вузов, под ред. В.Н. Гордиенко и В.В. Крухмалева. - М.: Радио и связь. - 2006. - 344с.

Дональд Дж . Стерлинг Техническое руководство по волоконной оптике. - М.: Лори, 2007. - 288с.

www. rsoft.com

www. informsviaz.ru

www. mega.newman.ru

www. diamond-fo.ru

www. new.tt.ru

www. hyperion.rsu.ru

www. lucent.ru

Размещено на Allbest.ru