Выбор системы передачи и типа оптического кабеля

Выбор типа системы передачи осуществляется на основании сравнения технико-экономических показателей вариантов организации связи двух-трех различных систем передачи, общего числа каналов тональной частоты (ТЧ), организуемых на год ввода магистрали в эксплуатацию с учетом перспективы развития (10-15%).

В настоящее время в волоконно-оптических системах передачи используется каналообразующая аппаратура различных ступеней плезиохронной ПЦИ (Plesiochronous Digital Hierarchy – PDH) и синхронной СЦИ (Synchronous Digital Hierarhy - SDH) цифровых иерархий.

Для организации зоновых связей применяется аппаратура плезиохронной цифровой иерархии, к которой относятся системы "Сопка 2" и "Сопка 3". В первой используется аппаратура вторичной ЦСП ИКМ-120, а во второй - третичной ЦСП ИКМ-480. В аппаратуре "Сопка 2" осуществляется объединение четырех первичных цифровых потоков (ПЦК) с пропускной способностью 2048 кбит/с в один групповой вторичный цифровой канал с пропускной способностью 8448 кбит/с. Основным оборудованием данной аппаратуры является оборудование вторичного временного группообразования (ВВГ), в котором, как и на последующих ступенях PDH, используется посимвольный метод объединения цифровых сигналов.

Третичные ЦСП ("Сопка 3"), рассчитаны на объединение сигналов четырех вторичных систем и, в случае использования стандартного ИКМ-преобразования, на первой ступени иерархии могут обеспечить передачу до 480 каналов. Пропускная способность третичного цифрового канала составляет 34368 кбит/с.

Основные характеристики этих систем приведены в табл. 1 Приложения.

Для организации магистральных связей может применяться как аппаратура плезиохронной, так и синхронной цифровых иерархий.

В аппаратуре "Сопка 4" и "Сопка-4м" основным оборудованием является четверичная ЦСП, осуществляющая объединение сигналов четырех третичных систем, что позволяет организовать 1920 телефонных каналов. В четверичном цифровом канале с пропускной способностью 139264 кбит/с можно обеспечить высококачественную передачу телевизионных сигналов и сигналов других широкополосных систем. Аппаратура "Сопка 4" работает на длине волны 1,31 мкм, а "Сопка 4м" на длине волны 1,55 мкм, на которой волоконно-оптический кабель обладает меньшим затуханием (порядка 0,22 дБ/км), что увеличивает дальность непосредственной связи.

Дальнейшее объединение цифровых потоков не нашло широкого применения, так как не выдержало конкуренции с новыми принципами организации цифровых систем передачи информации – принципами синхронной цифровой иерархии.

В настоящее время Международный союз электросвязи (ITU-T) принял рекомендации по трем уровням SDH. Для первого уровня установлена скорость передачи 155520 кбит/с. Скорости высших уровне получаются умножением скорости первого уровня на число, соответствующее наименованию уровня. Кроме первого, стандартизирован четвертый уровень со скоростью передачи 622080 кбит/с и 16-й – 2488320 кбит/с.

Для переноса информации в SDH используются синхронные транспортные модули (Synchronons Transport Modul, STM), которые представляют собой циклическую структуру с периодом повторения 125 мкс. Основной модуль STM-1, модули высших уровней STM-4 и STM-16, кроме информационной нагрузки несут значительный объем избыточных сигналов, обеспечивающих функции контроля, управления и обслуживания, а также вспомогательные функции. Оборудование SDH может работать при различной организации линии передачи; передача цифровых сигналов между оконечными станциями с выделением каналов на промежуточных станциях. Однако наибольшее распространение получили кольцевые структуры с защитным переключением каналов и трактов в случае повреждения оптического кабеля или выхода из строя оборудования.

Основные характеристики систем, предназначенные для организации магистральных связей, приведены в табл. 1 Приложения.

Общее число цифровых каналов складывается из числа каналов предназначенных для организации магистральной, дорожной, оперативно-технической и общетехнологической связей.

Среднесетевое количество потоков магистральной связи приведено в табл.1.

Таблица 1

Среднесетевое количество потоков магистральной связи

	Направление связи	Количество потоков Е1
1. 2. 3.	МПС – управление ж.д. Управление ж.д. – управление ж.д. Управление ж.д. - порт

Проектируемая емкость пучков каналов между узлами общетехнологической связи на всех уровнях иерархии сети представлена в табл. 2.

Таблица 2

	Направления	Количество потоков Е1
1. 2. 3.	М1 – М1, М1 – М2, М2 – М2 ДУ – ДУ, ДУ – ОУ ОУ – ОУ, ВОУ – ВОУ, ОУ – ОС	7-15 3-14 1-6

Кроме того для организации дорожной связи необходимо предусмотреть 16 потоков Е1 и оперативно-технологической связи – один поток Е1.

Учитывая возможное оказание коммерческих услуг в предоставлении связи посторонним организациям и населению, следует полученное число цифровых каналов увеличить на 50%.

Выбор марки оптического кабеля, типа и числа оптических волокон определяется назначением ОК, способом его прокладки и номенклатурой организуемых по нему связей.

На линиях магистральной связи целесообразно использовать оптические кабеля с одномодовыми волокнами, которые на длине волны 1,55 мкм обеспечивают большие дальность и число каналов. При подвеске на опорах контактной сети применяются самонесущие кабели марки ОКМС предприятия "Трансвок" (Россия) и кабели фирмы Lucent Technologies (США), а именно:

- ОКМС-А-4/2(2,4)Сп-16(2) и ОКМС-А-4/2(2,4)Сп-16(5) - самонесущие оптические кабели с внешней оболочкой из полиэтилена, с защитными покровами из арамидных нитей, внутренней оболочкой из полиэтилена, сердечником, состоящим из 4 оптических и 2 заполняющих модулей с номинальным диаметром 2,4 мм, скрученных вокруг стеклопластикового прутка, соответственно с 16 стандартными одномодовыми оптическими волокнами, соответствующими рекомендациям ITU-Т G.652 и с 16 одномодовыми оптическими волокнами со смещенной ненулевой дисперсией, соответствующими рекомендациям ITU-Т G.655. Допускается эксплуатация кабеля и при температуре окружающей среды от минус 60⁰С до плюс 70⁰С.

- ОКМС-А-4/2(2,4)Сп-12(2)/4(5) аналогичный кабель, сердечник которого содержит в модулях 12 стандартных одномодовых оптических волокон, соответствующих рекомендациям ITU-Т G.652 и 4 одномодовых оптических волокон со смещенной ненулевой дисперсией, соответствующих рекомендациям ITU-Т G.655.

- X2327L6-016-CLIE-4/12 - с внешней оболочкой из полиэтилена, с защитными покровами из арамидных нитей, внутренней оболочкой из полиэтилена, сердечником, состоящим из 3 оптических и 2 заполняющих модулей с номинальным диаметром 3,0 мм, скрученных вокруг стеклопластикового прутка, с 16 одномодовыми оптическими волокнами, из которых 12 стандартных волокон соответствуют рекомендациям ITU-T G.652, а 4 волокна со смещенной ненулевой дисперсией - рекомендациям ITU-Т G.655. Кабель фирмы Lucent Technologies работает в диапазоне температур окружающей среды от минус 70⁰С до плюс 70⁰С.

При отсутствии электрификации железных дорог оптический кабель целесообразно укладывать непосредственно в землю. При этом наибольшее распространение получили кабели марки ДАУ предприятия "Севкабель-Оптика" (Россия):

ДАУ-012Е04/004Н04-05 - оптический кабель с внешней оболочкой из полиэтилена, с защитным покровом из стальных оцинкованных проволок, внутренней оболочкой из полиэтилена, сердечником со связующей алюмополиэтиленовой лентой, состоящим из 4 оптических и одного заполняющего модулей, скрученных вокруг стеклопластикового прутка, с 12 стандартными одномодовыми оптическими волокнами, соответствующими рекомендациям ITU-Т G.652 и 4 одномодовыми оптическими волокнами со смещенной дисперсией, соответствующими рекомендациям ITU-Т G.655. Кабели предназначены для эксплуатации при температуре окружающей среды от минус 60⁰С до плюс 70⁰С.

Технические характеристики основных марок оптических кабелей приведены в табл.3.

Таблица 3

Основные технические параметры оптических кабелей

Параметры	Марка кабеля
ОКМС	X2322L6	ДАУ
1. Число волокон 2. Наружный диаметр, мм 3. Длительно допустимое растягивающее усилие, кН 4. Удельная масса, кГ/км 5. Строительная длина, м			17,9

На линиях зоновой связи целесообразно использовать оптические кабели также с одномодовыми волокнами, рабочая длина волны которых составляет 1,31 мкм. При этом марки тип ОК в зависимости от его способа прокладки выбираются аналогичные, но на меньшее количество оптических волокон (не более 8).

Оптические параметры стекловолокон приведены в табл. 4.

Характеристики оптического волокна.

Таблица 4

Параметры	Тип оптического волокна
G.652	G.655
Диаметр сердечника, мкм	8,3	8,3
Диаметр оболочки, мкм	125 1,0	125 1,0
Диаметр поля моды, мкм, на длине волны l=1310 нм l=1550 нм	9,3 0,5 10,5 1,0	- 8-10 10%
Наружный диаметр по защитному покрытию, мкм	245 10	245 10
Коэффициент затухания, дБ/км, на длине волны: l=1310 нм l=1550 нм	0,36 0,22	- 0,22
Хроматическая дисперсия, пс/(нм км), в диапазоне длин волн: l=1285-1330 нм l=1525-1575 нм	3,5	- 6,0

При выборе марки кабеля на соответствующее число стекловолокон необходимо руководствоваться известными положениями “Концепции создания сети связи МПС РФ с интеграцией услуг”, в которой указывается следующее. На магистрали Москва - Владивосток предусматривается с учетом резерва и защиты прокладка оптического кабеля на 16 волокон. При этом для магистральной связи выделяется два волокна, а для дорожной связи предусматривается по 6 волокон на каждую дорогу. Оперативно-технологические связи организуются по двум отдельным стекловолокнам. Кроме того, необходимо учесть оптические волокна для реализации общетехнологической, число которых определяется отдельным расчетом в соответствии с действующей схемой.