Выбор мультиплексора ввода/вывода
Содержание
1.Введение…………………………………………………………....... 3
2.Задание на проектирование
и исходные данные………………………………………………….. 6
3. Выбор мультиплексора ввода/вывода…………………………….. 8
4. Выбор оптического кабеля связи и распределение оптического волокна в кабеле………………………………………...11
5. Расчет длин и затуханий мультиплексных секций………………. 17
6. Расчет уровня оптического излучения на входе приемника оптического мультиплексора ………………………………….. …… 21
7. Подбор оптических аттенюаторов для каждой секции волоконно-оптической линии связи………………………………… .22
8. Схема организации связи.....……………………………………….. 24
9.Заключение…………………………………………………………...25
Введение
Сетевые цифровые технологии развивались до последнего времени параллельно для глобальных и локальных сетей. Технологии глобальных сетей были направлены в основном на развитие цифровых телефонных сетей, используемых для передачи голоса. Технологии локальных сетей – напротив, использовались, в основном, для передачи данных.
Развитие цифровых телефонных сетей шло по линии уплотнения каналов как за счет мультиплексирования низкоскоростных первичных каналов T1, так и за счет использования более рациональных методов модуляции, например, использования дифференциальной ИКМ и ее модификаций, позволивших применять для передачи голосового сигнала более низкие, чем 64 кбит/с (основной цифровой канал – ОЦК) скорости: 40, 32, 24 ,16, 8 и 5,6 кбит/с.
Развитие схем мультиплексирования привело к возникновению трех цифровых иерархий с разными (для разных групп стран) уровнями стандартизированных скоростей передачи или каналов: DS2 или T2/E2, DS3 или T3/E3, DS4 или T4/E4. Эти иерархии, названные плезиохронными (т.е. почти синхронными) цифровыми иерархиями PDH (ПЦИ), широко использовались и продолжают использоваться как в цифровой телефонии, так и для передачи данных.
Развитие технологий скоростных телекоммуникаций на основе PDH привело к появлению в последнее время двух наиболее значительных новых цифровых технологий: синхронной оптической сети SONET (СОС), и синхронной цифровой иерархии SDH (СЦИ), иногда рассматриваемых как единая технология SONET/SDH, расширившая диапазон используемых скоростей передачи до 40 Гбит/с. Эти технологии были ориентированы на использование волоконно-оптических кабелей (ВОК) в качестве среды передачи.
Технологии локальных сетей, ориентированных на передачу данных, а не голоса, развивались не по линии уплотнения каналов, а по линии увеличения полосы пропускания каналов передачи данных, необходимой для передачи не только текстовых, но и графических данных, а сейчас и данных мультимедиа. В результате используемые на начальном этапе развития сетевые технологии ARCnet, Ethernet и Token Ring, реализующие скорости передачи 2-16 Мбит/с в полудуплексном режиме и 4-32 Мбит/с в дуплексном режиме, уступили место новым скоростным технологиям: FDDI, Fast Ethernet и 100VG-Any LAN, использующим скорость передачи данных 100 Мбит/с и ориентированных в большей части своей также на применение ВОК. ИтогомАпофеозомастков и рческой связи,кой Федерации этого развития стала новая технология Gigabit Ethernet, использующая скорость передачи 1 Гбит/с
Создание компьютерных сетей масштаба предприятия, а также корпоративных, региональных и глобальных сетей передачи данных, связывающих множество ЛВС, в свою очередь привело к созданию таких транспортных технологий передачи данных, как: Х.25, ISDN (цифровая сеть интегрированного обслуживания ЦСИО, или цифровая сеть с интеграцией служб ЦСИС) и Frame Relay (технология ретрансляции кадров), решавших эти задачи первоначально на скоростях 64 кбит/с, 144 кбит/с (узкополосная ISDN) и 1,5/2 Мбит/с соответственно.
Дальнейшее развитие этих технологий также шло по линии увеличения скоростей передачи и привело к трем важным результатам:
- постепенному отмиранию (в плане бесперспективности развития) существующей еще
технологии X.25;
- увеличению скорости передачи данных, реализуемых технологией Frame Relay до скорости T3 (45 Мбит/с);
- появлению в недрах технологии ISDN (а именно широкополосной B-ISDN) новой технологии ATM (режима асинхронной передачи), которая принципиально может применяться на различных скоростях передачи (от 1.5 Мбит/с до 40 Гбит/с), причем она самостоятельно может использоваться как технология магистральной передачи трафика (не требуя промежуточной технологии переносчика) или может передавать свои трафик с использованием промежуточной технологии переносчика (например, PDH, SONET/SDH или WDM) благодаря использованию техники инкапсуляции ячеек в фреймы, виртуальные трибы или виртуальные контейнеры.
Из описанных технологий в литературе наибольшее внимание до недавнего времени уделялось только технологии ATM, хотя она и не была широко распространена в России (по сведениям автора и до сих пор существуют только изолированно функционирующие коммерческие сети ATM или экспериментальные корпоративные сети, на которых эта технология отрабатывается). В отличие ATM в России развернуты и полномасштабно функционируют практически в каждом регионе, начиная с 1993 года, десятки крупных сетей SDH. Технология SDH активно осваивается регионами. На её основе происходит крупномасштабное переоборудование старой аналоговой сети свези и относительно новой сети связи PDH России в цифровую Взаимоувязанную сеть связи (ВСС), использующие самые передовые технологии.
Использование SDH позволило резко повысить скорость передачи на сети РФ в целом, доведя ее сегодня ив отдельных участках до 2,5 Гбит/с, а также потенциально подготовив сеть к внедрению технологии WDM. Учитывая факт внедрения систем SDH уровня STM-64 (10 Гбит/с) отдельными западными компаниями, а также то, что WDM позволит многократно (от 2 до 160 раз) увеличить общую скорость передачи по одному волокну, не говоря о том, что далее она может быть также многократно (от 2 до 144 раз) увеличена за счет использования многоволоконного оптического кабеля, мы подучим впечатляющие перспективы максимально возможного в будущем более чем 92000-кратного увеличения пропускной способности наших кабелей, которое, в принципе доступно прямо сейчас.
Задание на проектирование
1. На заданном участке А – З предусмотреть строительство волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) с использованием подвески оптического кабеля (ОК) на осветительных опорах.
2. Предусмотреть организацию по ВОЛС каналов коммерческой связи.
3. Расчетно-пояснительная записка данного раздела должна отражать технические решения следующих вопросов:
- выбор и краткое описание волоконно-оптических систем передачи;
- выбор ОК и распределение оптических волокон;
- расчет длин регенерационных участков по трассе ВОЛС.
4. Данный раздел проекта должен содержать следующие чертежи:
- структурную схему ВОЛС;
- схематический план трассы ВОЛС.
Рис. 1
3. Исходные данные для проектирования
1. Схема участка А – З представлена на рис. 1. Данные об участке А – З приведены в табл. 1.
2. Данные о необходимом количестве каналов (потоков данных) для каналов коммерческой связи приведены в табл. 2.
- В табл. 3 задана строительная длина ОК, которую следует использовать при проектировании ВОЛС.
- В табл. 4 приведены характеристики синхронных мультиплексоров SDH.
Таблица 1. Сведения об участке А – З
| Расстояние между осями станций, км | ||||||
| А - Б | Б - В | В - Г | Г - Д | Д - Е | Е - Ж | Ж – З |
Таблица 2. Данные для организации коммерческой связи
| Количество каналов Е1 | Наличие линейного резервирования по схеме «1+1» | Тип мультиплексора | Использование ОВ со смещенной дисперсией |
| + | STM-4 | + |
Таблица 3. Строительная длина ОК
| Строительная длина ОК, км | |
| Номер окна прозрачности для теоретического расчета дисперсии | |
| Длина волны λ для теоретического расчета собственного затухания ОВ, мкм | 1,55 |
Таблица 4. Сравнительные характеристики синхронных мультиплексоров ввода/вывода
| Параметры мультиплексоров | Название фирмы | ||||
| Alcatel | ECI | Lucent Technologies | Nortel | Siemens | |
| Синхронные мультиплексоры – STM-4 | |||||
| Тип оборудования | 1650SM | SDM-4 | ADM 4/1(AM155) | TN-4X,-4XE | SMA-4 R4 |
| Трибные интерфейсы, Мбит/с | 1,5/2,34/45, 140, 155 | 2,34, 140, 155 | 2,34, 140 | 2,34/45, 140, 155 | 2,34, 140, 155 |
| Максимальная нагрузка на мультиплексор | 252x2/6x 34 | 288x2/18x34 | 126x2/3x34 | 252x2/6x 34/4x 140 | 252x2/24x 34 |
| Агрегатные интерфейсы: типы (число) | 2xSTM-1 /4 | 2xSTM-4 | 2xSTM-1/4 | 2xSTM-1 /4 | 2xSTM-1/4 |
| Тип/схема защищенного режима | 1:1, 1+1/SNCP | 1:1, 1+1/MSP | 1:1,1+1/MSP | 1:1,1+1/ SNCP | 1+1/SNCP/MS-SPRinq |
Скорость
В данном оборудовании предусмотрены все интерфейсы PDH и SDH от 2.048 Мбит/с до 622 Мбит/с.
Надежность
Alcatel OPTINEX™ 1650SM обеспечивает два метода защиты сети: защита линейной мультиплексорной секции (MSP) и защита соединений внутри сети (SNCP). Хотя система очень компактна по размерам, в дополнение к линейной защите в ней возможна также реализация защиты узла, поскольку все сменные блоки по желанию заказчика могут быть зарезервированы для обеспечения полной защиты. Защита в системе электропитания обеспечена за счет присущей ей распределенной структуры, при которой преобразование DC/DCосуществляется на каждой плате. Следует отметить что этим не исчерпываются все достоинства оборудования: при разработке AlcatelOPTINEX™ 1650SM был использован весь опыт, накопленный компанией Alcatel в области систем передачи SDH благодаря поставке десятков тысяч единиц оборудования по всему миру. Этим обстоятельством также подтверждается надежность данного оборудования.
Универсальность
В компактной плате ADM размещаются 2 интерфейса STM-1, коммутирующая матрица SDH, тактовый генератор, а также обеспечивается выполнение функций контроля и управления оборудованием. Три установочных места предназначены для портов компонентных и линейных сигналов, что обеспечивает полную универсальность. Система может быть сконфигурирована, например в виде мультиплексора ввода/вывода уровня STM-1 с полным объемом доступа в конфигурации оконечного оборудования (63 х 2 Мбит/с) или в виде мультиплексора ввода/вывода уровня STM-4, имеющего до 12 компонентных портов STM-1, каждый из которых может быть использован для соединения, например, с Alcatel OPTINEX™ 1640FOX CPE. Несколько колец SNCP (т.е. до 8 колец уровня STM-1) могут иметь окончания в одном и том же узле. В оборудовании обеспечивается полный набор неблокируемых кроссовых соединений на всех уровняхVC (cross-connect) в любой возможной конфигурации. При этом учтено, что сегодня под универсальностью (гибкостью) понимается также возможность эффективной обработки потока данных IP & ATM.
Сменные блоки
Компактный ADM-1* или ADM-4 (включая кроссовое переключение VC, тактовый генератор и контроллер оборудования)
63 х 2 Мбит/с
63 х 1,5 Мбит/с
3 х 34/45 Мбит/с переключаемые
4 х 140 Мбит/с/STM-1 электрические, переключаемые
4 х STM-1 электрические/оптические*
1 х STM-4 оптический
Плата коммутации/маршрутизации ATM/IP
Технические характеристики Alcatel OPTINEX™ 1650SM
Интерфейсы 1,5, 2M, 34M, 45M, 140M, STM-1, STM-4
Матрица кроссового переключения VC, эквивалентная 32 х 32 STM-1 (высокого/низкого порядка)
Работа на взаимодействующих и замкнутых кольцевых структурах
Методы защиты: SNCP/I, SNCP/N, линейный MSP, SNCP Drop and Continue
Дополнительная возможность защиты плат компактного ADM и плат с портами линейных и компонентных сигналов (по желанию заказчика)
Соответствие последним стандартам ITU-T/ETSI для оборудования SDH
- Наблюдение за заголовками для 100% VC (Path Overhead Monitoring – РОМ)
- SUT (Supervisory Unequipped Trail)
Контроль работы (РМ) в соответствии с Рек. G.826 и G.784
Синхронизация:
- Внутренний источник синхронизации ±4,6 ppm
- Уход в режиме удержания ± 0,37 ppm в день
- Внешние источники синхронизации: порты STM-n, порты 2 Мбит/с, внешние порты ввода/вывода (I/O) 2 МГц и 2 Мбит/с
- Алгоритмы приоритета и качества синхронизации (SSM)
Возможность организации шлейфов по линейным участкам и трактам (VC)
Работа на одном волокне
Переключение ATM и маршрутизация IP на уровне STM-4 (622 Мбит/с)
Местная и дистанционная загрузка программного обеспечения
Дистанционный учет и контроль
Механические характеристики
Габариты стойки 600Ш х 300Г х 2200В мм
Габариты секции 241Ш х 350В мм
Электропитание
Аккумуляторные батареи -48В/-60В DC
Потребляемая мощность 50 Вт (при конфигурации 63 х 2 Мбит/с)
Внешние условия работы
Условия эксплуатации ETS 300 019-класс 3.2
Условия хранения ETS 300 019-класс 1.2
Условия транспортировки ETS 300 019-класс 2.2
ESD/EMC ETSI 300 386, “Telecommunications Center”
Эксплуатация
Возможность контроля станционных аварий
Ручной управляющий терминал CMISE через RS232 при 38,4 Кбит/с
Доступ к системе контроля и управления сетью через интерфейс QB3 или Qecc G.784
Обслуживание: 4 входа + 2 выхода
Таблица 5.
| Тип мультиплексора | Фирма | Тип оборудования | Требуемое количество мультиплексоров | Требуемое число ОВ одной мультиплексной секции | |
| Всего | Всего | ||||
| STM-4 | Alcatel | 1650SM |
Материалы
Стеклянные оптические волокна делаются из кварцевого стекла, но для дальнего инфракрасного диапазона могут использоваться другие материалы, такие как фтороцирконат, фторалюминат и халькогенидные стекла. Как и другие стекла, эти имеют показатель преломления около 1,5.
В настоящее время развивается применение пластиковых оптических волокон. Сердечник в таком волокне изготовляют из полиметилметакрилата (PMMA), а оболочку из фторированных PMMA (фторполимеров).
Конструкция
Оптическое волокно, как правило, имеет круглое сечение и состоит из двух частей — сердцевины и оболочки. Для обеспечения полного внутреннего отражения абсолютный показатель преломления сердцевины несколько выше показателя преломления оболочки. Например, если показатель преломления оболочки равен 1,474, то показатель преломления сердцевины — 1,479. Луч света, направленный в сердцевину, будет распространяться по ней. Возможны и более сложные конструкции: в качестве сердцевины и оболочки могут применяться двумерные фотонные кристаллы, вместо ступенчатого изменения показателя преломления часто используются волокна с градиентным профилем показателя преломления, форма сердцевины может отличаться от цилиндрической. Такие конструкции обеспечивают волокнам специальные свойства: удержание поляризации распространяющегося света, снижение потерь, изменение дисперсии волокна и др.
Классификация
Оптические волокна могут быть одномодовыми и многомодовыми. Диаметр сердцевины одномодовых волокон составляет от 7 до 10микрон. Благодаря малому диаметру достигается передача по волокну лишь одной моды электромагнитного излучения, за счёт чего исключается влияние дисперсионных искажений. В настоящее время практически все производимые волокна являются одномодовыми.
Существует три основных типа одномодовых волокон:
1.Одномодовое ступенчатое волокно с несмещённой дисперсией (стандартное) (англ. SMF — Step Index Single Mode Fiber), определяется рекомендацией ITU-T G.652 и применяется в большинстве оптических систем связи.
2.Одномодовое волокно со смещённой дисперсией (англ. DSF — Dispersion Shifted Single Mode Fiber), определяется рекомендацией ITU-T G.653. В волокнах DSF с помощью примесей область нулевой дисперсии смещена в третье окно прозрачности, в котором наблюдается минимальное затухание.
3.Одномодовое волокно с ненулевой смещённой дисперсией (англ. NZDSF — Non-Zero Dispersion Shifted Single Mode Fiber), определяется рекомендацией ITU-T G.655.
4.Многомодовые волокна отличаются от одномодовых диаметром сердцевины, который составляет 50 микрон в европейском стандарте и 62,5 микрон в североамериканском и японском стандартах. Из-за большого диаметра сердцевины по многомодовому волокну распространяется несколько мод излучения — каждая под своим углом, из-за чего импульс света испытывает дисперсионные искажения и из прямоугольного превращается в колоколоподобный.
Многомодовые волокна подразделяются на ступенчатые и градиентные. В ступенчатых волокнах показатель преломления от оболочки к сердцевине изменяется скачкообразно. В градиентных волокнах это изменение происходит иначе — показатель преломления сердцевины плавно возрастает от края к центру. Это приводит к явлению рефракции в сердцевине, благодаря чему снижается влияние дисперсии на искажение оптического импульса. Профиль показателя преломления градиентного волокна может быть параболическим, треугольным, ломаным и т. д.
В данном проекте мы используем оптическое волокно стандарта G.653 и синхронный мультиплексор Alcatel OPTINEX™ 1650SM.
 |
G.653 - Одномодовое оптоволокно с нулевой смещенной дисперсией (ZDSF- zerodispersion-shiftedfibre). Применение: для высокоскоростных линий связи с большой длиной регенерационного участка без применения технологий оптического уплотнения.
В соответствии с заданием, необходимо предусмотреть строительство ВОЛС с использованием подвески ОК на осветительных опорах. Для этого используют специальные марки ОК, приведенные в табл. 6.
Таблица 6. Параметры промышленных одномодовых ОВ
| Параметры | Параметры промышленного волокна | ||||||||||
| Cominq | Fujikura | Lucent | |||||||||
| Фирменное обозначение | SMF-28 | SMF-DS | SMF-LS | LEAF | SM-9/125 | DSM-8/125 | DSMNZ-9/125 | TrueWave | TrueWave RA | AllWave | |
| Тип волокна | SSF | DSF | NZDSF- | NZDSF+ | SSF | DSF | NZDSF | NZDSF+ | NZDSF+ | NZDSF+ | |
| Соответствие стандарту ITU-T | G.652 | G.653 | G.655 | G.655 | G.652 | G.653 | G.655 | G.655 | G.655 | G.655 | |
| Рабочие окна прозрачности, нм | 1310/1550 | 1530-1560 | 1530-1625 | 1310/1550 | 1310/1550 | 1310/1550 | 1530-1560 | 1525-1620 | 1285-1620 | ||
| Затухание, дБ/км | 1310 нм | <0,4/0,34 | <0,5/0,38 | <0,5/0,38 | <0,5 | <0,4/0,34 | <0,45 | <0,45 | <0,5/0,4 | <0,5/0,4 | <0,35 |
| 1383 нм (максимум ОН) | <2,0/0,40 | <2,0/0,6 | <2,0/0,6 | <1,0/0,6 | <0,60/0,55 | <0,40 | н/д | <2,0/0,5 | <1,0/0,5 | <0,31 | |
| 1550 нм | <0,30/0,20 | <0,25 | <0,25 | <0,25 | <0,25/0,21 | <0,25 | <0,25 | <0,25/0,2 | <0,25/0,22 | <0,25/0,21 | |
| В окне 1285-1330 нм | <0,45/0,39 | н/п | н/п | н/п | <0,39/0,3 | н/д | н/д | н/п | н/п | <0,45 | |
| В окне 1525-1565/1575 нм | <0,35/0,25 | <0,3 | <0,3 | <0,3/0,25 | <0,25 | <0,30 | <0,25 | <0,3 | <0,3/0,27 | <0,3/0,26 | |
| В окне 1565-1625 нм | <0,35/0,25 | <0,3 | <0,3 | <0,3/0,25 | <0,25 | <0,30 | <0,25 | <0,3 | <0,3/0,27 | н/д |
| Изменение дисперсии в окне 1550 нм, пс/(нм.км) | 7-11,5 | <2,7 | -3,5--0,1 | 2,0-6,0 | н/п | н/п | н/д | 1,0-4,0/5,53 | 3-7 | н/д | |
| Дисперсия поляризованной моды (PMD), пс/ км -1/2 | <0,2 | н/д | н/д | <0,2 | <0,2 | <0,5 | <0,5 | <0,5 | <0,5 | <0,5 | |
| Дисперсия PMD для протяженной линии, пс/км -1/2 | <0,1 | н/д | н/д | <0,08 | н/д | н/д | н/д | н/д | <0,1 | <0,05 | |
| Ограничение по PMD на скорость передачи, Гбит/с | н/д | н/д | н/д | н/д | н/д | ||||||
| Диаметр сердцевины, мкм | 8.3 | н/д | н/д | н/д | н/д | н/д | н/д | н/д | н/д | ||
| Эффективная площадь светового поля, мкм2 | н/д | н/д | н/д | н/д | н/д | н/д | н/д | н/д | |||
| Чисовая апертура | 0,13 | 0,17 | 0,16 | 0,13 | 0,13 | 0,13 | 0,13 | н/д | н/д | н/д | |
| Групповой показатель преломления | 1310нм | 1,4675 | 1,4718 | 1,471 | н/п | 1,4668 | 1,468 | н/д | 1,4738 | 1,471 | 1,466 |
| 1550нм | 1,4681 | 1,4711 | 1,470 | 1,469 | 1,4671 | 1,468 | 1,469 | 1,4732 | 1,47 | 1,467 |
Таблица 7. Классификация стандартных оптических интерфейсов
| Использование | Внутри станции | Между станциями | |||||
| Короткая секция | Длинная секция | ||||||
| Длина волны источника, нм | |||||||
| Тип волокна | Rec.G.652 | Rec.G.652 | Rec.G.652 | Rec.G.652 | Rec.G.652 Rec.G.655 | Rec.G.653 | |
| Расстояние (км) *) | ≤2 | ~15 | ~40 | ~80 | |||
| Уровни STM | STM-1 | I-1 | S-1.1 | S-1.2 | L-1.1 | L-1.2 | L-1.3 |
| STM-4 | I-4 | S-4.1 | S-4.2 | L-4.1 | L-4.2 | L-4.3 | |
| STM-16 | I-16 | S-16.1 | S-16.2 | L-16.1 | L-16.2 | L-16.3 |
* Расстояния условны и используются для классификации, а не для расчетов в технических заданиях.
В общем случае кодировка типов использования линейных мультиплексных секций как оборудования SDH включает три элемента и имеет формат:
<код использования> - <уровень STM>.<индекс источника> здесь «код использования» и «уровень STM» приведены выше, а «индекс источника» имеет следующие значения и смысл:
-1 или без индекса – указывает на источник излучения с длиной волны 1310 нм соответствующего стандартам G.652;
-2 – указывает на источник излучения с длиной волны 1550 нм для волокна, соответствующего стандартам ITU-T G.652 (секции S) и G.652, G.655 (секции L);
-3 – указывает на источник излучения с длиной волны 1550 нм для волокна, соответствующего стандарту G.653.
Таблица 8. Значения максимально допустимых потерь на секцию
| Тип секции | L-1.1 | L-1.2 | L-1.3 | L-4.1 | L-4.2 | L-4.3 |
| Максимально допустимые потери на секцию, дБ | 29,5 | 29,5 | 29,9 |
В соответствии с исходными данными необходимо рассчитать затухание мультиплексной секции:
λру=λкn1 + λнсn2 + λрсn3 , где
n1 = n + n2*nтз
λру –затухание на регенераторном участке (мультиплексной секции);
λк -затухание ОВ;
λнс –затухание неразъемного (сварного) соединения, λнсне должно
превышать 0,1 дБ;
λрс – затухание разъемного соединения, равное 0,3 – 0,5 дБ;
n -длина секции;
n2 –количество сварок;
nтз –технологический запас на муфте = 30 м;
n3 –количество разъемных соединений.
Рассчитываем затухание мультиплексных секций, для начала просчитаем затухание самой длинной секции Г-Д,длина которой 67км.
1) Г-Д:
n=67км
n2=7сварок
nтз=0.03км
n3=2
λк=0.25дБ
λру=0.25*(67+7*0.03+2*0.015)+7*0.1+0.4*0.2= 18.31 дБ
2) А-Б:
n=61км
n2=6сварок
nтз=0.03км
n3=2
λк=0.25дБ
λру=0.25*(61+6*0.03+2*0.015)+6*0.1+0.4*0.2= 16.70 дБ
3) Б-В:
n=20км
n2=2сварки
nтз=0.03км
n3=2
λк=0.25дБ
λру = 0.25*(20+2*0.03+2*0.015)+2*0.1+0.4*0.2= 6.02 дБ
4) В-Г:
n=31км
n2=3сварки
nтз=0.03км
n3=2
λк=0.25дБ
λру = 0.25*(31+3*0.03+2*0.015)+3*0.1+0.4*0.2= 8.88 дБ
5) Д-Е:
n=40км
n2=4сварки
nтз=0.03км
n3=2
λк=0.25дБ
λру = 0.25*(40+4*0.03+2*0.015)+4*0.1+0.4*0.2=11.24 дБ
6) Е-Ж:
n=35км
n2=3сварки
nтз=0.03км
n3=2
λк=0.25дБ
λру = 0.25*(35+3*0.03+2*0.015)+3*0.1+0.4*0.2=9.88 дБ
7) Ж-З:
n=15км
n2=1сварка
nтз=0.03км
n3=2
λк=0.25дБ
λру = 0.25*(15+1*0.03+2*0.015)+1*0.1+0.4*0.2=4.67 дБ
Таблица 9. Затухание мультиплексных секций
| Максимальное Затухание, дБ | А-Б | Б-В | В-Г | Г-Д | Д-Е | Е-Ж | Ж-З |
| 16.70 | 6.02 | 8.88 | 18.31 | 11.24 | 9.88 | 4.67 |
Таблица 10. Параметры мультиплексных секций
| Наименование участка | Система передачи | Длина участка, км | Длина волны, нм | Тип нтерфейса | Затухание участка, дБ | Энергетический потенциал аппаратуры, дБ | Эксплуатационный запас по затуханию, дБ |
| А-Б | STM-4 | L-4.3 | 16.70 | 29.90 | 13.20 | ||
| Б-В | STM-4 | L-4.3 | 6.02 | 29.90 | 23.88 | ||
| В-Г | STM-4 | L-4.3 | 8.88 | 29.90 | 21.02 | ||
| Г-Д | STM-4 | L-4.3 | 18.31 | 29.90 | 11.59 | ||
| Д-Е | STM-4 | L-4.3 | 11.24 | 29.90 | 18.66 | ||
| Е-Ж | STM-4 | L-4.3 | 9.88 | 29.90 | 20.02 | ||
| Ж-З | STM-4 | L-4.3 | 4.67 | 29.90 | 25.23 |
Таблица 11. Расчет уровня оптического излучения на входе приемника оптического мультиплексора
| Наименование участка | Система передачи | Длина участка, км | Длина волны, нм | Тип интерфейса | Уровень оптического излучения платы | Затухание участка, дБ | Уровень оптического излучения на входе приемника оптического мультиплексора |
| А-Б | STM-4 | L-4.3 | -1 | 16.70 | 17.70 | ||
| Б-В | STM-4 | L-4.3 | -1 | 6.02 | 7.02 | ||
| В-Г | STM-4 | L-4.3 | -1 | 8.88 | 9.88 | ||
| Г-Д | STM-4 | L-4.3 | -1 | 18.31 | 19.31 | ||
| Д-Е | STM-4 | L-4.3 | -1 | 11.24 | 12.24 | ||
| Е-Ж | STM-4 | L-4.3 | -1 | 9.88 | 10.88 | ||
| Ж-З | STM-4 | L-4.3 | -1 | 4.67 | 5.67 |
Таблица 12. Параметры оптических интерфейсов
| Тип платы | Уровень чувствительность, дБ | Уровень оптического излучения, дБ | Мощность на приеме, дБ |
| Ie-1 | -23 | -19~-14 | -23~-17 |
| S-1.1 | -28 | -15~-8 | -21~-15 |
| L-1.1 | -34 | -5~0 | -25~-19 |
| L-1.2 | -34 | -5~0 | -25~-19 |
| Ve-1.2 | -41 | -5~0 | -29~-23 |
| Ie-4 | -23 | -19~-14 | -22~-16 |
| 4.1 | -28 | -15~-8 | -21~-15 |
| L-4.1 | -28 | -3~+2 | -21~-15 |
| L-4.2 | -28 | -3~+2 | -21~-15 |
| L-4.3 | -35 | -3~+2 | -25~-19 |
| I-16 | -18 | -3~-10 | -14~-8 |
| S-16.1 | -18 | -5~0 | -12~-6 |
| L-16.1 | -27 | -2~+3 | -22~-16 |
| L-16.2 | -28 | -2~+3 | -22~-16 |
| L-16.2Je | -28 | +2~+5 | -22~-16 |
| V-16.2Je | -25 | +10~+13 | -20~-14 |
| U-16.2Je | -34 | +12~+15 | -29~-23 |
| I-64.1 | -11 | -6~-1 | -8~-4 |
| I-64.2 | -14 | -5~-1 | -10~-6 |
| S-64.2a | -18 | -5~-1 | -15~-11 |
| S-64.2b | -14 | -1~+2 | -10~-6 |
| L-64.2b | -14 | +10~+13 | -12~-6 |
| V-64.2a | -25 | +10~+13 | -20~-14 |
Исходя из табл.12 мощность оптического сигнала на приемнике мультиплексора для выбранного типа платы L-4.3 должна составлять -25~ -19 дБ. Следовательно, для нормальной работы на входе приемников оптических мультиплексоров необходимо поставить аттенюаторы (табл.13).
Таблица 13. Подбор оптических аттенюаторов для каждой секции волоконно-оптической линии связи
| А-Б | Б-В | В-Г | Г-Д | Д-Е | Е-Ж | Ж-З | |
| Мощность аттенюаторов, дБ | - |
Схема организации связи.
Заключение
В данной курсовой работе был произведен расчет волоконно-оптической линии связи на заданном участке А-З с использованием подвески оптического кабеля на осветительных опорах. Был произведен выбор мультиплексора компании Alcatel OPTINEX™ 1650SM и оптического волокна компании Cominq SMF-DS стандарта G.653. Были произведены расчеты длин и затуханий каждой мультиплексной секции, уровней оптического излучения на входе приемника оптического мультиплексора, также были подобраны оптические аттенюаторы для каждой секции волоконно-оптической линии связи и разработана схема организации связи на заданном участке.
Содержание
1.Введение…………………………………………………………....... 3
2.Задание на проектирование
и исходные данные………………………………………………….. 6
3. Выбор мультиплексора ввода/вывода…………………………….. 8
4. Выбор оптического кабеля связи и распределение оптического волокна в кабеле………………………………………...11
5. Расчет длин и затуханий мультиплексных секций………………. 17
6. Расчет уровня оптического излучения на входе приемника оптического мультиплексора ………………………………….. …… 21
7. Подбор оптических аттенюаторов для каждой секции волоконно-оптической линии связи………………………………… .22
8. Схема организации связи.....……………………………………….. 24
9.Заключение…………………………………………………………...25
Введение
Сетевые цифровые технологии развивались до последнего времени параллельно для глобальных и локальных сетей. Технологии глобальных сетей были направлены в основном на развитие цифровых телефонных сетей, используемых для передачи голоса. Технологии локальных сетей – напротив, использовались, в основном, для передачи данных.
Развитие цифровых телефонных сетей шло по линии уплотнения каналов как за счет мультиплексирования низкоскоростных первичных каналов T1, так и за счет использования более рациональных методов модуляции, например, использования дифференциальной ИКМ и ее модификаций, позволивших применять для передачи голосового сигнала более низкие, чем 64 кбит/с (основной цифровой канал – ОЦК) скорости: 40, 32, 24 ,16, 8 и 5,6 кбит/с.
Развитие схем мультиплексирования привело к возникновению трех цифровых иерархий с разными (для разных групп стран) уровнями стандартизированных скоростей передачи или каналов: DS2 или T2/E2, DS3 или T3/E3, DS4 или T4/E4. Эти иерархии, названные плезиохронными (т.е. почти синхронными) цифровыми иерархиями PDH (ПЦИ), широко использовались и продолжают использоваться как в цифровой телефонии, так и для передачи данных.
Развитие технологий скоростных телекоммуникаций на основе PDH привело к появлению в последнее время двух наиболее значительных новых цифровых технологий: синхронной оптической сети SONET (СОС), и синхронной цифровой иерархии SDH (СЦИ), иногда рассматриваемых как единая технология SONET/SDH, расширившая диапазон используемых скоростей передачи до 40 Гбит/с. Эти технологии были ориентированы на использование волоконно-оптических кабелей (ВОК) в качестве среды передачи.
Технологии локальных сетей, ориентированных на передачу данных, а не голоса, развивались не по линии уплотнения каналов, а по линии увеличения полосы пропускания каналов передачи данных, необходимой для передачи не только текстовых, но и графических данных, а сейчас и данных мультимедиа. В результате используемые на начальном этапе развития сетевые технологии ARCnet, Ethernet и Token Ring, реализующие скорости передачи 2-16 Мбит/с в полудуплексном режиме и 4-32 Мбит/с в дуплексном режиме, уступили место новым скоростным технологиям: FDDI, Fast Ethernet и 100VG-Any LAN, использующим скорость передачи данных 100 Мбит/с и ориентированных в большей части своей также на применение ВОК. ИтогомАпофеозомастков и рческой связи,кой Федерации этого развития стала новая технология Gigabit Ethernet, использующая скорость передачи 1 Гбит/с
Создание компьютерных сетей масштаба предприятия, а также корпоративных, региональных и глобальных сетей передачи данных, связывающих множество ЛВС, в свою очередь привело к созданию таких транспортных технологий передачи данных, как: Х.25, ISDN (цифровая сеть интегрированного обслуживания ЦСИО, или цифровая сеть с интеграцией служб ЦСИС) и Frame Relay (технология ретрансляции кадров), решавших эти задачи первоначально на скоростях 64 кбит/с, 144 кбит/с (узкополосная ISDN) и 1,5/2 Мбит/с соответственно.
Дальнейшее развитие этих технологий также шло по линии увеличения скоростей передачи и привело к трем важным результатам:
- постепенному отмиранию (в плане бесперспективности развития) существующей еще
технологии X.25;
- увеличению скорости передачи данных, реализуемых технологией Frame Relay до скорости T3 (45 Мбит/с);
- появлению в недрах технологии ISDN (а именно широкополосной B-ISDN) новой технологии ATM (режима асинхронной передачи), которая принципиально может применяться на различных скоростях передачи (от 1.5 Мбит/с до 40 Гбит/с), причем она самостоятельно может использоваться как технология магистральной передачи трафика (не требуя промежуточной технологии переносчика) или может передавать свои трафик с использованием промежуточной технологии переносчика (например, PDH, SONET/SDH или WDM) благодаря использованию техники инкапсуляции ячеек в фреймы, виртуальные трибы или виртуальные контейнеры.
Из описанных технологий в литературе наибольшее внимание до недавнего времени уделялось только технологии ATM, хотя она и не была широко распространена в России (по сведениям автора и до сих пор существуют только изолированно функционирующие коммерческие сети ATM или экспериментальные корпоративные сети, на которых эта технология отрабатывается). В отличие ATM в России развернуты и полномасштабно функционируют практически в каждом регионе, начиная с 1993 года, десятки крупных сетей SDH. Технология SDH активно осваивается регионами. На её основе происходит крупномасштабное переоборудование старой аналоговой сети свези и относительно новой сети связи PDH России в цифровую Взаимоувязанную сеть связи (ВСС), использующие самые передовые технологии.
Использование SDH позволило резко повысить скорость передачи на сети РФ в целом, доведя ее сегодня ив отдельных участках до 2,5 Гбит/с, а также потенциально подготовив сеть к внедрению технологии WDM. Учитывая факт внедрения систем S