Удельная хроматическая дисперсия вычисляется по формуле

,(11)

где S₀ - наклон дисперсионной кривой одномодового волокна на длине волны нулевой дисперсии, пс/(нм²км);

- рабочая длина волны, нм;

₀ - длина волны нулевой дисперсии, нм.

Примем следующие значения, полученные аналитическим путем согласно положениям стандартов ITU-T G.652-655, для длины волны нулевой дисперсии (₀) и наклона дисперсионной кривой на длине волны нулевой дисперсии (S₀):

- для стандартного одномодового волокна (SM) - S₀ =0,078пс/(нм²км); л₀=1325нм.

пс/(кмнм).

Хроматическая дисперсия волокна рассчитывается по формуле

,(12)

где у_н - рассчитанная выше удельная хроматическая дисперсия;

L - длина волоконно-оптической линии.

Допустимые значения хроматической дисперсии для различных мультиплексоров представлены в таблице 9.

Таблица 9 - Допустимые значения хроматической дисперсии для различных мультиплексоров

Тип мультиплексора	Допустимое хроматическая дисперсия, пс/нм
	на длине волны 1310 нм	на длине волны 1550 нм
Siemens SMA 4/1	?130	?2500
Siemens SMA 16/4	?300	?1800
Siemens SL 64:
- ОВ типа SM	-	?1600
- ОВ типа DSF	-	?260
- ОВ типа NZDSF	-	?480
Siemens SURPASS hit 7070:
- ОВ типа SM	-	?1600
- ОВ типа DSF	-	Любое значение дисперсии необходимо компенсировать
Siemens SURPASS hit 7550	-

Необходимо свести хроматическую дисперсию к минимуму и этим обеспечить необходимый технологический запас на старение волокна.

Наиболее распространены два способа борьбы с дисперсией. Первый из них - это регенерация оптического сигнала, осуществляемая путем преобразования сигнала в электрическую форму, его регенерации и обратного преобразования в оптическую форму. Для группового DWDM сигнала необходимо демультиплексировать сигнал на отдельные каналы и установить на каждый канал отдельный регенератор. После регенерации необходимо снова провести мультиплексирование всех передаваемых длин волн. Очевидно, что использование подобных регенераторов выгодно только в точке приема передаваемого сигнала. Использование таких регенераторов для компенсации дисперсии экономически не выгодно.

Второй способ борьбы с дисперсией не предусматривает преобразования в электрическую форму. Для компенсации дисперсии используются волокна, имеющие отрицательное значение хроматической дисперсии. Модуль удельной дисперсии такого волокна намного больше, чем у стандартного одномодового. Потому для компенсации дисперсии требуется намного меньший отрезок волокна, чем длина участка линии связи. Компенсация дисперсии производится путем вставки в кабель модуля с волокном компенсации дисперсии. Модули компенсации дисперсии (DCM) поставляются вместе с оборудованием. Использование такого метода не требует демультиплексирования составного оптического сигнала. Также следует отметить, что данный метод борьбы с дисперсией не накладывает никаких ограничений на скорость и форму передаваемого сигнала.

Для компенсации хроматической дисперсии используют волокно со следующими параметрами: S₀ = 0,75 пс/(нм²•км); ₀ = 1750 нм.

Найдём длину волокна, необходимую для компенсации хроматической дисперсии всей линии связи

.(13)

Оптимальным будет установка нескольких модулей компенсации, которые включаются между каскадами оптических усилителей платы оптического интерфейса. Так, минимизируется влияние затухания волокна компенсации дисперсии на передаваемый сигнал. Два модуля DCM можно установить на оконечных пунктах волоконно-оптической линии, а остальные - совместно с оптическими усилителями. Хроматическая дисперсия одного такого модуля составляет

.(14)

2.4 Расстановка усилительных и регенерационных пунктов на участках инфокоммуникационной оптической сети связи

Для расстановки усилителей необходимо найти общее количество усилительных участков

.(15)

Для двух направлений передачи сигнала целесообразно устанавливать усилители в одном и том же месте и на одинаковом расстоянии, обеспечивая тем самым одинаковые параметры передаваемых сигналов.

Результаты расчетов количества усилительных и регенерационных участков, а также значений хроматической дисперсии и длины компенсационного волокна для всех участков целесообразно свести в общую таблицу, характеризующую первичную сеть железной дороги в целом. В таблице10 представлены характеристики участков при следующих условиях:

– длина усилительного участка - 62 км;

– длина регенерационного участка - 434 км;

– на дорожном уровне сети используются мультиплексоры Siemens SURPASS hit 7070 с передачей сигналов по стандартным одномодовым волокнам;

– на отделенческом уровне сети используются мультиплексоры Siemens SMA 4/1 с передачей сигналов по стандартным одномодовым волокнам на длине волны 1550,12 нм.

Зависимость затухания оптического сигнала и его дисперсии от расстояния и мест расположения аппаратуры, согласно структурной схемы участков волоконно-оптической линии связи, изображены на рисунках 15 - 24. На схемах показаны участки дорожной сети между отделенческими узлами с расстановкой усилителей.

Таблица 10 - Характеристика участков первичной сети железной дороги

Участок первичной сети железной дороги	Характеристика участка
	Расстояние, км	Количество усилителей	Кол-во регенераторов	Дисперсия, пс/нм	Допустимая хроматическая дисперсия, пс/нм	Длина компенсационного волокна, км	Кол-во участков компенсации	Длина компенсационного волокна одного участка, км
Дорожная сеть
ДУ Москва - ОУ Смоленск	418	6	0	5891	?1600	32,46	7	4,64
ДУ Москва - ОУ Ряжск	316	5	0	4453		24,54	6	4,09
ДУ Москва - ОУ Калуга	188	3	0	2650		14,6	4	3,65
ДУ Москва - ОУ Тула	194	3	0	2734		15,07	4	3,77
ОУ Смоленск - ОУ Брянск	255	4	0	3594		19,8	5	3,96
ОУ Калуга - ст. Сухиничи	100	1	0	1410		-	-	-
ст. Сухиничи - ОУ Брянск	130	2	0	1832		10,09	3	3,36
ст. Сухиничи - ОУ Тула	179	2	0	2523		13,9	3	4,63
ОУ Калуга - ОУ Тула	130	2	0	1832		10,09	3	3,36
ОУ Тула - ОУ Ряжск	210	3	0	2960		16,31	4	5,44
ст. Сухиничи - ОУ Смоленск	240	3	0	3382		18,64	4	6,21
Отделенческая сеть
ДУ Москва - ст. Нара	70	1	0
ДУ Москва - ст.Туманово	200	3	0
ДУ Москва - ст. Воскресенск	90	1	0
ОУ Ряжск - ст. Рязань	118	1	0
ОУ Смоленск - ст. Вязьма	174	2	0
ОУ Смоленск - ст. Глинка	112	1	0
ОУ Брянск - ст. Рославль	133	2	0
ОУ Брянск - ст. Орёл	134	2	0
ОУ Тула - ст. Средняя	71	1	0
ОУ Тула - ст. Горбачёво	82	1	0
ОУ Калуга - ст. Фаянсовая	172	2	0
ст. Вязьма - ст. Туманово	44	0	0
ст. Глинка - ст. Сухиничи	128	2	0
ОУ Калуга - ст. Сухиничи	100	1	0
ОУ Калуга - ст. Средняя	59	0	0
ОУ Калуга - ст. Нара	118	1	0
ст. Воскресенск - ст. Рязань	108	2	0
ст. Орёл - ст. Горбачёво	107	1	0
ст. Рославль - ст. Фаянсовая	111	1	0
ОУ Брянск - ОУ Калуга	416	6	0
ОУ Брянск - ОУ Тула	323	5	0
ДУ Москва - ОУ Ряжск	316	5	0
ДУ Москва - ОУ Смоленск	418	6	0
ДУ Москва - ОУ Калуга	188	3	0
ОУ Калуга - ОУ Смоленск	340	5	0
ОУ Калуга - ОУ Тула	130	2	0

Рисунок 15 - Структурная схема участка ОУ4-ОУ1

Рисунок 16 - Структурная схема участка ОУ5-ОУ1

Усилители и оконечная аппаратура с установленными модулями компенсации дисперсии обозначены на рисунке знаком «ф». На рисунках приведены зависимости только для прямого направления передачи. Для обратного направления эти графики будут идентичны.

Рисунок 17 - Структурная схема участка ОУ2-ОУ1

Рисунок 18 - Структурная схема участка ОУ3-ОУ1



Рисунок 19 - Структурная схема участка ОУ4-ОУ6

Рисунок 20 - Структурная схема участка ст.1-ОУ4



Рисунок 21 - Структурная схема участка ОУ3 - ОУ5

Рисунок 22 - Структурная схема участка ст.1 - ОУ6



Рисунок 23 - Структурная схема участка ст.1 - ОУ3

Рисунок 24 - Структурная схема участка ОУ2 - ОУ3

3. Экономический раздел

3.1 Ведомость объема работы по созданию инфокоммуникационной оптической сети связи

На экономические показатели железных дорог существенное с влияние оказывают множество факторов, среди которых важное значение принадлежит средствам автоматики, телемеханики и связи. Экономическая эффективность от внедрения на железной дороге ВОЛП достигается за счет улучшения показателей управляемости дороги, предприятий, организаций и др., увеличения безопасности перевозки грузов и пассажиров, предоставления клиентам дороги более качественных услуг связи и др.

Ведомость объема работы включает в себя комплекс работ по установке, монтажу, регулировке и настройке проектируемого оборудования, комплекс работ по строительству кабельной линии, прокладке, подвеске, монтажу и измерениям на кабельной линии связи, а также стоимость этих работ. Примерный вид ведомости объема работы приведен в таблице 10.

Таблица 11 - Ведомость объема работы

№ п/п	Наименование работ	Примечание
1	Монтаж оборудования: комплекс работ по установке, монтажу, регулировке и настройке проектируемого оборудования	Процент берется от итога стоимости оборудования
2	Строительно-монтажные работы: комплекс работ по строительству кабельной линии, прокладке, подвеске, монтажу и измерениям на кабельной линии связи	Процент берется от стоимости кабеля

3.2 Ведомость материалов и оборудования для создания инфокоммуникационной оптической сети связи

Произведем расчет необходимого оборудования и материалов для создания инфокоммуникационной сети железной дороги. Результаты этих расчетов представлены в таблице 12.

Таблица 12 - Ведомости необходимых материалов и оборудования для создания инфокоммуникационной сети связи железной дороги

Наименование работ	Объем работ
1 Монтаж оборудования
1.1 Установка, монтаж, регулировка и настройка мультиплексоров, шт
Тип мультиплексора	Simens SURPASS hit 7070	Simens SMA 4/1	Siemens SURPASS hiT7550	Simens SMA16/4
ОУ1 (ДУ)	3	3	-	-
ОУ2	3	4	-	-
ОУ3	2	2	-	-
ОУ4	3	2	-	-
ОУ5	1	1	-	-
ОУ6	1	2	-	-
ст. Туманово	-	1	-	-
ст. Нара	-	1	-	-
ст. Вязьма	-	1	-	-
ст. Глинка	-	1	-	-
ст. Рязань	-	1	-	-
ст. Воскресенск	-	1	-	-
ст. Средняя	-	1	-	-
ст. Горбачёво	-	1	-	-
ст.1 Сухиничи	4	1	-	-
ст. Фаянсовая	-	1	-	-
ст. Рославль	-	1	-	-
ст. Орёл	-	1	-	-
1.2 Установка усилительных, регенерационных пунктов, элементов компенсации дисперсии
	Усилительные пункты, шт	Регенерационные пункты, шт	Элементы компенсации дисперсии (количество участков, шт / длина компенсационного волокна, км)
ДУ Москва - ОУ Смоленск	2х6	0	32,46/7=4,64
ДУ Москва - ОУ Ряжск	5	0	24,54/6=4,09
ДУ Москва - ОУ Калуга	2х3	0	14,6/4=3,65
ДУ Москва - ОУ Тула	3	0	15,07/4=3,77
ОУ Смоленск - ОУ Брянск	4	0	19,8/5=3,96
ОУ Калуга - ст. Сухиничи	3х1	0	-
ст. Сухиничи - ОУ Брянск	2	0	10,09/3=3,36
ст. Сухиничи - ОУ Тула	2	0	13,9/3=4,63
ОУ Калуга - ОУ Тула	2	0	10,09/3=3,36
ОУ Тула - ОУ Ряжск	3	0	16,31/4=5,44
ст. Сухиничи - ОУ Смоленск	3х3	0	18,64/4=6,21
ОУ1 - ОУ5	8	0
ОУ1 - ОУ4	11	0
ОУ1 - ОУ2	5	0
ОУ2 - ОУ3	3	0
ОУ3 - ОУ6	9	0
ОУ6 - ОУ2	11	0
ОУ4 - ОУ2	9	0
2 Строительно-монтажные работы
2.1 Подвеска волоконно-оптического кабеля на опорах, измерение параметров оптических волокон, км
ОУ1 - ОУ5	316
ОУ1 - ОУ3	194
ОУ1 - ОУ2	188
ОУ1 - ОУ4	418
ОУ2 - ОУ3	130
ОУ3 - ОУ6	323
ОУ4 - ОУ6	255
ОУ4 - ОУ2	340
ОУ6 - ОУ3	309
ст. Рославль - ст. Сухиничи	183
ОУ3 - ОУ5	210

4. Техника безопасности и охрана труда при строительстве инфокоммуникационной оптической сети связи

При строительстве волоконно-оптических линий связи проводят работы по прокладке кабеля, как с использованием средств механизации, так и вручную.

В рабочих чертежах на прокладку кабеля на планах расположения трассы кабеля должны указываться опасные места производства работ, пересечения с газопроводами, нефтепроводами и другими продуктопроводами, с силовыми кабелями и магистральными кабелями связи, а также делаются предупреждающие надписи об осторожности проведения работ на пересечениях кабеля связи с этими подземными коммуникациями.

Для проведения работ по прокладке кабеля распоряжением руководителя предприятия должен быть назначен старший. При прокладке кабеля, на особо ответственных участках, обязательно присутствие руководителя работ (прораба, инженера, бригадира и т.п.).

При прокладке кабеля ручным способом на каждого работника должен приходиться участок кабеля массой не более 20 кг. При подноске кабеля к траншее на плечах или в руках все работники должны находиться по одну сторону от кабеля.

Размотка кабеля с движущихся транспортеров (кабельных тележек) должна выполняться по возможности ближе к траншее. Кабель должен разматываться без натяжения для того, чтобы его можно было взять, поднести и уложить в траншею.

Прокладка кабеля кабелеукладчиками разрешается на участках, не имеющих подземных сооружений. Перед началом работы необходимо осмотреть основные элементы кабелеукладочного агрегата и убедиться в их исправности. При обнаружении неисправности работать на тракторе или кабелеукладчике запрещается.

Прокладка кабеля под проводами воздушной линии электропередачи допускается только при условии соблюдения расстояний от кабелеукладчика, с погруженным на него барабаном, до проводов линий электропередачи.

При работе с машинами и механизмами (кабелеукладочной техникой), ручным вибрационным инструментом вредными факторами являются шум и вибрация. Следовательно, необходимо использовать индивидуальные средства защиты: рукавицы, защитные очки, виброгасящие рукавицы, противошумовые наушники. Самым опасным фактором при строительстве ВОЛС является лазерное излучение, а самым вредным - работа с виброинструментом.

При выполнении монтажных работ следует помнить и соблюдать меры безопасности при работах с оптическим кабелем, которые определяются его механическими и геометрическими параметрами.

Опасным фактором при сращивании оптического кабеля является то, что волокна в оптическом кабеле соединяются при помощи сварки электрической дугой с температурой 18000 °С. Сварочный аппарат при сварке необходимо заземлять, все подключения и отключения прибора осуществляются при снятом напряжении питания, сварка проводится под закрытым кожухом. К работе допускаются лица квалификационной группой не ниже III и не имеющие медицинских противопоказаний. При монтаже оптических волокон нужно помнить, что дуговой разряд, возникающий между электродами сварочного аппарата, может быть причиной возгорания горючих газов в смотровых устройствах телефонной канализации.

Работники, осуществляющие пуско-наладочные работы и техническую эксплуатацию станционного оборудования ВОЛП, должны:

- знать конструктивные особенности оборудования, чтобы исключить непреднамеренный доступ к зонам с опасным уровнем оптического излучения;

- соблюдать требования безопасности, исключающие возможность воздействия опасного излучения, с учетом класса лазерного изделия (лазера) по степени опасности генерируемого лазерного излучения и уровня опасности ВОЛП, указанном на предупреждающих надписях на оборудовании;

- знать величины мощности оптического излучения, передающегося по ОВ во всех местах возможного доступа к этому излучению и максимально возможную погрешность измерений, продолжительность срабатывания систем автоматического снижения мощности излучения;

- устанавливать в местах возможного доступа к оптическому излучению сигнальные знаки (таблички), предупреждающие об опасности;

- знать условия, при которых может произойти отключение системы автоматического снижения мощности, соблюдать требования безопасности при отключении этой системы;

- знать операции, которые необходимо выполнить для восстановления системы;

- обладать знаниями и умениями, необходимыми для предотвращения несанкционированного доступа к месту с опасным уровнем лазерного излучения;

- знать классификацию лазерных изделий (лазеров) по степени опасности генерируемого излучения и уровней опасности волоконно-оптической системы передачи.

При строительстве и ремонте, техническом обслуживании ВОЛС работники монтажных и эксплуатационных организаций должны:

- выполнять требования запрещающих, предупреждающих, указательных, и предписывающих знаков, надписей, звуковых и световых сигналов, подаваемых машинистами, составителями поездов, водителями транспортных средств;

- проходить по территории железнодорожных станций и перегонам в соответствии с установленными маршрутами передвижения, пользуясь пешеходными дорожками, проходами и переходами.

Работники дистанций сигнализации и связи, выполняющие монтаж и техническую эксплуатацию линейно-кабельных сооружений и станционного оборудования ВОЛП, должны знать:

- действие на человека опасных и вредных производственных факторов, возникающих во время работы;

- требования электробезопасности, пожарной безопасности и производственной санитарии;

- правила нахождения на железнодорожных путях; видимые и звуковые сигналы, обеспечивающие безопасность движения, знаки безопасности и порядок ограждения подвижного состава, безопасные приемы в выполнения работ и использования оборудования и приборов;

- места расположения аптечек первой помощи.

Кроме приведенных общих требований охраны труда при монтаже и технической эксплуатации ВОЛП на железных дорогах разработаны также отдельные инструкции, устанавливающие основные требования безопасности для электромехаников связи, электромонтеров контактной сети и других специалистов, выполняющих работы по монтажу ОВ, ВОК, ВОЛС, ВОЛП и др.

Заключение

В ходе выполнения данного курсового проекта была спроектирована инфокоммуникационная оптическая сеть связи Московской железной дороги с применением современных технологий - оптического волокна и системы передачи синхронной иерархии SDH.

Также были осуществлены выбор необходимого уровня иерархии системы передачи, выбор типа оптического кабеля, расчет длин усилительных, регенерационных участков и расчет величины хроматической и поляризационно-модовой дисперсии. В разделе охраны труда описаны способы строительства кабельной линии передачи. Была разработана структурная схема инфокоммуникационной оптической сети связи на Московской железной дороге.

Рассмотрены основные принципы построения ведомостей объема работы, материалов и оборудования.

Таким образом, в результате выполнения данного курсового проекта получены необходимые навыки проектирования ВОЛС с применением современных систем передачи.

Список использованных источников

1. Виноградов В.В. Волоконно-оптические линии связи /В.В. Виноградов, В.К. Котов, В.Н. Нуприк //Учебное пособие для техникумов и колледжей ж.-д. трансп. - М.: ИПК «Желдориздат», 2002. - 278с.

2. Кириллов В.И. Многоканальные системы передачи /В.И. Кириллов //Учебник для ВУЗов - М.: Новое знание, 2002. - 751с.

3. Ракк М.А. Измерения в технике связи /М.А. Ракк //Учебник. - М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008. - 312с

4. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи /Р. Фриман //Пер. с англ. Изд. 4, доп. (Мир связи) - М.: Техносфера, 2007. - 512с.

5. Гордиенко В.Н. Многоканальные телекоммуникационные системы /В.Н. Гордиенко, М.С. Тверецкий //Учебник для вузов. - М.: Горячая линия-Телеком, 2007. - 416с

Размещено на Allbest.ru