Выбор типа кабеля, его конструкция и основные характеристики
ФГОБУ ВПО
Сибирский государственный университет
Телекоммуникаций и информатики
Кафедра «Линии связи»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Новосибирск 2013
ЗАДАНИЕ
1. Выбрать и обосновать трассу ВОЛП. http :// map - road . ru / index . html Привести ситуационную схему трассы. [2]
2. Рассчитать параметры оптического кабеля и тяговые усилия. [3], [4], [6]
3.Выбрать марку ОК, привести его эскиз и основные технические параметры. Рассчитать механические нагрузки на оптический кабель. [1].
4.Рассмотреть вопросы строительства
Вариант выбрать в соответствии с номером, приведенным в журнале.
Варианты заданий
| № вар | Участок проектирования | l , мкм | n1 |
| 1 | Краснодар- Приморск | 1,55 | 1,46 |
| 2 | Семиполатинск- Рубцовск-, Алейск | 1,31 | 1,459 |
| 3 | Ленинск, Кузнекий- Новокузнецк | 1,31 | 1,461 |
| 4 | Барнаул - Белокуриха | 1,55 | 1,46 |
| 5 | Абакан – Черногорск – Троицкое - Приморск | 1,31 | 1,463 |
| 7 | Новокузнецк–Междуреченск | 1,55 | 1,461 |
| 8 | Кемерово–Ленинск - Журавлево | 1,31 | 1,462 |
| 9 | Барнаул - Рубцовск | 1,55 | 1,462 |
| 10 | Новосибирск - Линево | 1,31 | 1,494 |
| 11 | Новокузнецк-Шерегеш | 1,55 | 1,459 |
| 12 | Новокузнецк– Таштагол | 1,31 | 1,463 |
| 13 | Архангельск - Каргополь | 1,55 | 1,461 |
| 14 | Киров -Нагорск | 1,31 | 1,46 |
| 15 | Ижевск-Игра | 1,55 | 1,461 |
| 16 | Новосибирск – Бердск | 1,31 | 1,46 |
| 17 | Новосибирск– Искитим | 1,31 | 1,459 |
| 18 | Калуга-Жуковск | 1,55 | 1,461 |
| 19 | Тында - Нерюнгри | 1,55 | 1,462 |
| 20 | Уфа -Аксеново | 1,55 | 1,463 |
| 21 | Архангельск – Новодвинск | 1,31 | 1,461 |
| 22 | Архангельск - Онега | 1,31 | 1,462 |
| 23 | Архангельск - Мирный | 1,31 | 1,462 |
| 24 | Горно–Алтайск - Чемал | 1,55 | 1,494 |
Выбор трассы прокладки кабеля
|
|
|
Для выбора трассы:
ü определить статус оконечных и промежуточных пунктов;
ü разработать топологию сети
ü рассмотреть возможность расположения проектируемой трассы вдоль автомобильной дороги;
ü оценить близость к проектируемой трассе ЛЭП и Ж/Д.
Таблица 1. 1- Характеристика вариантов трассы
| Характеристика трассы | Ед. из. | Количество единиц по вариантам | ||
| Вар.№ 1 | Вар. № 2 | Вар. № 3 (можно не заполнять) | ||
1.0бшая протяженность
трассы:
| Км | |||
2.Способы прокладки кабеля:
| Км | |||
3. Количество переходов:
| 1 пер | |||
| 4. Число обслуживаемых регенерационных пунктов | 1 пункт | |||
Рисунок 1.1 – Пример трассы прокладки кабеля
|
|
|
На рисунке 1.2 привести топологию трассы с указанием оконечных и промежуточных пунктов.
Для определения длины ОК необходимо учесть нормативные значения, приведенные в таблице 1.2
Таблица 1. 2 - Нормы расхода волоконно-оптического кабеля
| Способ прокладки ОК | Количество кабеля на 1 км трассы, км |
| В грунт Через водные преграды В кабельной канализации | 1,04 1,14 1,057 |
Выбор типа оптического кабеля
Расчет параметров оптического волокна
Ø Для расчета оптических параметров принять ∆=0,0025
2.1.1 Числовая апертура и количество мод волоконного световода
Для передачи электромагнитной энергии по световоду используется явление полного внутреннего отражения на границе раздела двух диэлектрических средств, поэтому необходимо условие n1 > n2.
Режим полного внутреннего отражения предопределяет условие подачи света на входной торец волоконного световода, то есть зависит от диаграммы направленности источника излучения. Как видно из рисунка 2.1, световод пропускает лишь свет, заключенный в пределах телесного угла ( 
), величина которого обусловлена углом полного внутреннего отражения ( 
В). Этот телесный угол характеризуется апертурой.
|
|
|
Рисунок 2.1 – Апертура волоконного световода
Апертура - это угол между оптической осью и одной из образующих светового конуса, попадающего в торец волоконного световода, при котором выполняется условие полного внутреннего отражения. Обычно пользуются понятием числовой апертуры:
NA= sin 
= 
, 
(2.1)
где n 
, n 
- показатели преломления соответственно сердечника, оболочки
Как видно из рисунка 2.1 между углом полного внутреннего отражения 
и апертурным углом падения луча А имеется взаимосвязь. Чем больше угол , тем меньше апертура волокна А. Необходимо стремиться к тому, чтобы угол ввода луча в торец световода 
укладывался в апертурный угол ( А 
), а угол падения луча на границу сердцевина - оболочка был больше угла полного внутреннего отражения 
и находился в пределах 
...90°.
Общее число передаваемых мод в световоде можно определить по формуле:
N= 
, (2.2)
где V - нормированная (характеристическая) частота.
Одномодовый режим передачи волны НЕ11 обеспечивается при нормированной частоте V< 2,405. При большем значении V (увеличение диаметра волокна) появляются другие волны и возникает многомодовый режим.
|
|
|
Определим нормированную частоту:
V= 
, (2.3)
2.1.2 Расчет затухания оптического волокна
Важнейшим параметром световодов является затухание передаваемой энергии. Для заданных значений скорости передачи информации и вероятности ошибки мощность сигнала на входе фотодетектора должна быть больше некоторой определенной величины. Потери энергии в световодах наряду с дисперсией определяют длину регенерационного участка цифровых ВОЛП. Коэффициент затухания световодных трактов оптических кабелей обусловлен собственными потерями в волоконных световодах 
и дополнительными потерями, так называемыми кабельными 
, вызываемыми скрутками, а также деформацией и изгибами световодов при наложении упрочняющих покрытий на волокно и защитных оболочек в процессе изготовления оптического кабеля:
. (2.4)
Собственные потери волоконных световодов состоят из потерь поглощения энергии в диэлектрике 
и потерь рассеяния ее на неоднородностях материала световода 
. Кроме этого значительный вклад в затухание вносит наличие примесей в сердцевине световода 
. Таким образом:
. (2.5)
Величина потерь на поглощение обусловлена комплексным характером диэлектрической проницаемости, которая связана с tg 
и линейно растет с частотой:
, (2.6)
где n 
- показатель преломления сердцевины;
- длина волны в км;
tg - тангенс угла диэлектрических потерь в материале световода.
Рассеяние обусловлено неоднородностями материала волоконного
световода, размеры, которых сравнимы с длиной волны, и тепловой флуктуацией показателя преломления:
, (2.7)
где К = 
Дж/К – постоянная Больцмана;
Т = 
К – температура перехода стекла в твердую фазу;
- коэффициент сжимаемости;
n 
- показатель преломления сердцевины;
- длина волны в м.
2.1.3 Дисперсия оптического волокна
Дисперсия возникает по двум причинам: некогерентность источников излучения и существование большого числа мод. Дисперсия, вызванная первой причиной, называется хроматической (частотной) 
, она состоит из двух составляющих - материальной 
и волноводной 
дисперсией. Волноводная дисперсия связана с зависимостью коэффициента распространения от длины волны. Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления от длины волны.
Дисперсия, вызванная второй причиной, называется модовой (межмодовой) 
. Она обусловлена наличием большого количества мод, каждая из которых распространяется со своей скоростью.
Уширение импульсов в результате дисперсии, которое характеризуется временем нарастания сигнала и определяемое как разность между самым большим и самым малым временем прихода лучей в сечении световода на расстоянии от начала в 1 км, может быть рассчитано по формуле:
| (2.8) |
Различные виды дисперсии проявляются по-разному в различных типах волоконных световодов. Так, в одномодовых оптических волокнах модовая дисперсия отсутствует, и результирующее значение дисперсии определяется хроматической дисперсией:
Материальная дисперсия определяется по формуле:
, (2.9)
где 
=2 нм - ширина спектральной линии на уровне 0,5 мощности источника излучения;
М( ) - удельная дисперсия материала.
Уширение импульсов, обусловленное волноводной дисперсией, аналогично 
пропорционально ширине спектра излучения источника 
, и выражается формулой:
| (2.10) |
где В( ) - удельная волноводная дисперсия.
М(λ) и В(λ) определить по рисунку (2.2).
Рисунок 2.2 - Зависимость М(λ) и В(λ) для кварцевого стекла.
Рассчитанные значения свести в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 – Рассчитанные значения оптических и передаточных параметров
| Населенные пункты | Расстояние между пунктами | Длина волны | Числовая апертура | Нормированная частота | Коэффициент затухания | Удельная хроматическая дисперсия |
Выбор типа кабеля, его конструкция и основные характеристики
Используя рассчитанные передаточные параметры ОВ, выбрать оптический кабель для прокладки в грунт на проектируемом участке.
Самым крупным из отечественных дилеров на рынке ВОК являются:
• Integra – кабель;
• кабели ЗАО НФ “Электропровод”;
• кабели “Оптен”;
• кабели “СевкабельОптик”;
• кабели “СаранскКабельОптик”;
• кабель МосКабель - Фуджикура;
• кабели СОКК;
• кабели ТРАНСВОРК;
• Эликс – кабель;
• Яуза – кабель.
Таблица2.2 – Оптические кабели для прокладки в грунт (модульные)
| № | Завод-изготовитель | Марки оптических кабелей | Диаметры наружных оболочек, мм |
| 1 | OFS – Связьстрой-1 (Воронеж) | ДКП, ДКН, ДКПа, СКП, СКН, СКПа | 14,2 – 33,5 |
| 2 | СОКК (Самара) | ОКЛК | 14,2 – 16,9 |
| 3 | «Севкабель-Оптик» (С.-Пб.) | ДПС, ДПУ, ДАС, ДАУ | 15,8 – 26 |
| 4 | «Эликс-Кабель» (Москва) | ДПС, СПС, ДАС, САС, ДПУ, ДАУ, ДПД, ДПМ | 16 – 17,5 |
| 5 | «Москабель – Фуджикура», MKФ (Москва) | ОМЗКГМ | 12,9 – 20,8 |
| 6 | ОПТЕН (С.-Пб.) | ДПС, ДПН, ДПГ, СПС, СПН, СПГ, ДАС, САС | 13,5 – 24,0 |
| 7 | «ТРАНСВОК» | ОКБ | 13,9 -28,2 |
| 8 | ОКС-О1 (С.-Пб.) | ДПС, ДАС, ДАУ | 15,1 – 19,3 |
| 9 | «Еврокабель-1» (Москва) | ОГД, ОГДН, ОГМ, ОГМН | от 7 |
| 10 | «Сарансккабель-Оптика» | ОКБ | 15,8 |
| 11 | «Электропровод» (Москва) | ОКБ-М | 11 – 20,5 |
Привести основные характеристики выбранного кабеля в таблице 3.3.
Таблица2.3 – Основные характеристики ОК
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 114; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!