КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине: “Направляющие среды в сетях электросвязи и методы их защиты” ТЕМА: Проектирование волоконно-оптической линии связи 5 Вариант

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3
1. Выбор трассы прокладки ОК…………………………………………….……6
2. Выбор системы передачи и оборудования для защиты информации……..10
3. Расчет параметров оптического волокна и параметров передающего оптического кабеля……………………………………………………………....21
4. Типы оптического кабеля………………………………………………….….27
5. Расчет длины регенерационного участка…………………………………....33
6. Разработка схемы организации связи………………………………………..34
7. Расчет суммарной длины прокладываемого оптического кабеля…………36
8. Расчет нормального параметра надежности………………………………...36
Заключение……………………………………………………………………….39
Список используемых источников……………………………………………..40













ВВЕДЕНИЕ

Развитие телекоммуникационных сетей во всем мире в первую очередь основывается на использовании волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). На сегодняшний день в России на сетях связи различного назначения проложено более 700000 км оптических кабелей связи.
Оптический кабель (ОК), основой которого являются оптические волокна (ОВ), считается в настоящее время самой совершенной направляющей системой как для телекоммуникационных магистралей большой протяженности, так и для локальных сетей передачи данных. Объясняется это тем, что ОК по своим характеристикам значительно превосходят электрические кабели.
Достоинства ВОЛС: малое затухание и дисперсия сигналов в ОВ позволяют довести длину ретрансляционного участка ВОЛС до 100 км и более. Широкая полоса пропускания дает возможность передавать по одному ОВ поток информации со скоростью в десятки гигабит в секунду. Высокая защищенность от несанкционированного доступа позволяет использовать ОК в системах, где предъявляются повышенные требования к информационной безопасности.
Оптические волокна невосприимчивы к внешним электромагнитным влияниям, так как в многоволоконных ОК не возникает проблемы взаимных помех, присущих электрическим кабелям. При одной и той же пропускной способности электрических кабелей и ОК последние имеют меньшие габариты и массу. ОВ изготавливают из широко распространенных и недорогих материалов (двуокись кремния, полимеры). В настоящее время стоимость кварцевого ОВ не превышает половины стоимости медной пары.
Недостаток современных ВОЛС – высокая стоимость интерфейсного и монтажного оборудования. Однако улучшение конструкции и повышение надежности оптических передатчиков, приемников и пассивных элементов линейного тракта позволяют постоянно снижать стоимость производства волоконно-оптической продукции, а совершенствование технологии монтажа ОК и соединительных элементов, а также упрощение используемого оборудования приводят к существенному уменьшению трудоемкости строительно-монтажных работ.
Началом масштабного применения волоконно-оптических кабелей связи (ВОК) в России следует считать реализацию крупнейшим оператором связи России – ОАО «Ростелеком» – проекта трансроссийской линии связи, национальной цифровой транспортной линии международной и междугородной оптической связи. С 1996 г. развитие магистральной и внутризоновых сетей ведется с применением ВОК, на этих сетях практически полностью прекратилось применение медножильных кабелей связи при новом строительстве.
На начальном этапе внедрения ВОК их поставки осуществлялись зарубежными компаниями, российские кабельные заводы не могли составить им конкуренцию. К 2000 г. ситуация изменилась уже в пользу российских предприятий.
Дальнейшее развитие ВОЛС, по мнению специалистов, будет заключаться в разработке и внедрении в сетях Единой сети электросвязи РФ различного назначения новых волоконно-оптических технологий, направленных на повышение эффективности ВОЛС. На линиях дальней связи основное внимание по-прежнему будет уделяться повышению скорости передачи информации, увеличению длины регенерационных участков и повышению надежности. Широкое распространение получат промежуточные оптические усилители и методы волнового (спектрального) мультиплексирования. Большие надежды возлагаются на использование среднего инфракрасного диапазона. Применение новых материалов (флористых стекол и других соединений) позволило изготовить ОК с затуханием не более 0,01 дБ/км.
Доминирующей особенностью развития волоконно-оптических технологий в местных и локальных сетях будет подключение ОВ к конечному пользователю сети (абоненту). Рост потребности в новых видах информационного обслуживания абонентов, а также совершенствование и постоянное снижение стоимости аппаратуры и средств коммутационной техники готовят окончательный переход сетей доступа на ОВ. Ведущая роль в этом процессе принадлежит сети Internet.
Сегодня и в ближайшей перспективе нет альтернативы ВОЛС. Должна быть создана необходимая нормативная база, позволяющая строить и эффективно эксплуатировать надежные оптические линии передачи, а также выработаны стратегии преобразования сетей доступа, сельских сетей и стратегия развития подводных кабельных линий связи.
Исходные данные для КП согласно варианту:
Таблица 1. Исходные данные для КП.
 А Б В Г Д
Населенные пункты Хабаровск Маяк Лидога Ванино Советская Гавань
 λ, мкм n1
Данные для расчета 1,55 1,49
Вид прокладки Прокладка ОК в грунте












1. ВЫБОР ТРАССЫ ПРОКЛАДКИ ОК

Выбор трассы ВОЛП осуществляется в первую очередь исходя из географического расположения населенных пунктов, между которыми должна быть обеспечена связь. Обычно рассматривается насколько вариантов трассы (в основном вдоль автомобильных и железных дорог) и на основе технико-экономического сравнения выбирается оптимальный.
Узлами проектируемой ВОЛП будут являться следующие населенные пункты: г. Хабаровск и г. Советская Гавань, между ними районные центры.
В связи с высокими требованиями к помехозащищенности и скорости передачи информации на сетях связи, предлагается на участке Хабаровск – Советская Гавань осуществить строительство ВОЛП с требуемыми параметрами. Оптический кабель, являясь направляющей системой ВОЛС, обладает рядом преимуществ по сравнению с обычными металлическими кабелями связи:
- высокая помехозащищенность к внешним электромагнитным полям, практическое отсутствие переходных помех между отдельными волокнами, уложенными в кабель;
- большая широкополосность;
- малое значение коэффициента затухания в широкой полосе частот, что позволяет использовать большие длины регенерационных участков;
- малые габариты и масса, что облегчает прокладку кабеля;
- вследствие отсутствия короткого замыкания волоконные световоды могут быть использованы для пересечения опасных зон с горючими и легко воспламеняющимися средами;
- большая строительная длина оптического кабеля, обуславливающая значительное уменьшение соединений, что увеличивает надежность магистрали;
- потенциально низкая стоимость одного каналокилометра.
Для того чтобы спроектировать высокоскоростную линию передачи необходимо решить задачу выбора топологии сети. Эта задача может быть решена достаточно легко, если знать возможный набор стандартных базовых топологий, из которых может быть составлена топология сети в целом. Рассмотрим базовые топологии и их особенности.
Топология «точка-точка» является наиболее простым примером базовой топологии SDH. Она может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров (ТМ), как по схеме без резервного канала приёма/передачи, так и по схеме со стопроцентным резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный электрический или оптический агрегатные выходы. При выходе из строя основного канала сеть автоматически переходит на резервный. Эта топология широко используется при передаче больших потоков данных по высокоскоростным магистральным каналам.
Топология «последовательная линейная цепь» используется, когда интенсивность трафика в сети не так велика и существует необходимость ответвлений в ряде точек на линии. Она реализуется с использованием как терминальных мультиплексоров на обоих концах, так и мультиплексоров ввода/вывода (ADM) в точках ответвления. Эта топология напоминает последовательную линейную цепь, где каждый мультиплексор ввода/вывода является отдельным её звеном. Она может быть представлена либо в виде последовательной линейной цепи без резервирования, либо более сложной цепью с резервированием типа 1+1.
Топология «звезда» реализует функцию концентратора. В этой топологии один из удалённых узлов сети, связанный с центром коммутации или узлом сети SDH на центральном кольце, играет роль концентратора, где часть трафика может быть выведена на терминалы пользователей, тогда как оставшаяся его часть может быть распределена по другим удалённым узлам. Иногда такую схему называют оптическим концентратором, если на его входы подаются частично заполненные потоки уровня STM-N, а на его выход поступает STM-N. Эта топология напоминает топологию «звезда».