ВВЕДЕНИЕ
Современная эпоха характеризуется стремительным процессом информатизации общества. Это сильней всего проявляется в росте пропускной способности и гибкости информационных сетей.
Противодействовать растущим объемам, передаваемой информации на уровне сетевых магистралей, можно только привлекая оптическое волокно. И поставщики средств связи при построении современных информационных сетей используют волоконно-оптические кабельные системы наиболее часто. Это касается как построения протяженных телекоммуникационных магистралей, так и локальных вычислительных сетей. Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. Волоконная оптика, став главной рабочей лошадкой процесса информатизации общества, обеспечила себе гарантированное развитие в настоящем и будущем. Сегодня волоконная оптика находит применение практически во всех задачах, связанных с передачей информации. Стало допустимым подключение рабочих станций к информационной сети с использованием волоконно-оптического миникабеля. Однако если на уровне настольного ПК волоконно-оптический интерфейс только начинает единоборство с проводным, то при построении магистральных сетей давно стало фактом безусловное господство оптического волокна. Коммерческие аспекты оптического волокна также говорят в его пользу - волокно изготавливается из кварца, то есть на основе песка, запасы которого очень велики.
Многоканальные ВОСП начинают широко использоваться на магистральных и зоновых сетях связи страны, а также для устройства соединительных линий между городскими АТС. Объясняется это большой информационной способностью ОК и их высокой помехозащищенностью. Особенно эффективны и экономичны подводные оптические магистрали.
Цифровые системы передачи (ЦСП) информации характеризуются специфическими, отличными от аналогов систем, свойствами. Основные преимущества этих систем заключаются в следующем:
более высокая помехоустойчивость, что позволяет значительно облегчить требования к условиям распространения сигнала линии передачи;
возможность интеграции систем передачи сообщений и их коммутации;
незначительное влияние параметров линии передачи на характеристики каналов;
возможность использования современной технологии в аппаратуре ЦСП;
отсутствие явления накопления помех и искажений вдоль линии передачи;
более простая оконечная аппаратура по сравнению с аппаратурой систем передачи с частотным разделением каналов (ЧРК);
легкость засекречивания передаваемой информации.
Самым существенным достоинством ЦСП предоставляется возможность передачи цифровых данных между ЭВМ и вычислительными комплексами без каких-либо дополнительных устройств преобразования или специальных аппаратных средств. Действительно, параметры стандартного аналогового канала оптимизируются по критериям заданного качества передачи речевого сообщения. Поэтому некоторым характеристикам (таким, как групповое время запаздывания) уделяется меньшее внимание, чем искажениям, оказывающим более ощутимое влияние на качество передачи. Использование аналоговой сети для передачи данных требует специальных мер, приводящих к существенным затратам, для компенсации неравномерности характеристики группового времени запаздывания, что обычно и делается в модемах передачи данных и всевозможных устройствах преобразования сигналов (УПС). В противоположность этому в ЦСП основным параметром, которым характеризуется качество передачи, является коэффициент ошибок. Каналы с малым коэффициентом ошибок в тракте передачи реализуются достаточно просто. В случае необходимости влияние ошибок, возникающих в тракте, можно практически полностью исключить, воспользовавшись теми или иными способами защиты от ошибок.
В волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС) цифровые системы передачи нашли самое широкое распространение как наиболее приемлемые по своим физическим принципам для передачи. При этом основной недостаток ЦСП - широкая полоса частот, как отмечалось выше, отходит на второй план, поскольку ВОЛС при прочих равных условиях имеют неограниченную полосу пропускания по сравнению с электропроводным (металлическим) кабелем. [7]
На основе ОК создаются локальные вычислительные сети различной топологии (кольцевые, звездные и др.). Такие сети позволяют объединять вычислительные центры в единую информационную систему с большой пропускной способностью, повышенным качеством и защищенностью от несанкционированного допуска.
Легкость, малогабаритность, невоспламеняемость ОК сделали их весьма полезными для монтажа и оборудования летательных аппаратов, судов и других мобильных устройств.
При построении абонентских сетей ВОЛС кроме традиционной структуры телефонной сети радиально-узлового типа предусматривается организация кольцевых сетей, обеспечивающих экономию кабеля.
Можно полагать, что в ВОСП второго поколения усиление и преобразование сигналов в регенераторах будут происходить на оптических частотах с применением элементов и схем интегральной оптики. Это упростит схемы регенерационных усилителей, улучшит их экономичность и надежность, снизит стоимость.
В третьем поколении ВОСП предполагается использовать преобразование речевых сигналов в оптические непосредственно с помощью акустических преобразователей. Уже разработан оптический телефон и проводятся работы по созданию принципиально новых АТС, коммутирующих световые, а не электрические сигналы. Имеются примеры создания многопозиционных быстродействующих оптических переключателей, которые могут использоваться для оптической коммутации.
1 ОБОСНОВАНИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ МАГИСТРАЛИ
На участке Ленинск-Амурзет проложено два симметричных кабеля ЗКП 1х4х1,2, по которым осуществляется работа двух аналоговых систем передачи К-60П, обеспечивающих организацию 120 каналов связи, из них 60 каналов организованны до села Биджан, остальные проходят до поселка Амурзет.
Ситуационная схема трассы представлена на рисунке 1.1. На всей длине линии связи установление 14 необслуживаемых усилительных пунктов.
Дистанционное питание организованно по системе "провод-провод", питание девяти НУПов осуществляется от пгт. Ленинск, остальные пять запитаны от пгт. Амурзет.
На существующей кабельной магистрали организованны магистральная и участковая служебная связь, так же имеется система телеконтроля, осуществляющая контроль за работой оборудования.
В результате старения (порядка 30 лет) и под действием внешних атмосферных влияний полиэтиленовое покрытие стало пористым, пропускающим влагу, из-за чего изменились параметры кабеля. Изоляция жил не соответствует требуемым нормам, нарушена целостность экрана, в результате чего ухудшилась помехозащищенность, появились взаимные влияния и влияния извне. Все это приводит к ухудшению качества связи и, как следствие, претензии со стороны потребителей.
На всей протяженности трассы, кроме муфт, выполненных при строительстве кабельной линии, имеется большое количество муфт, возникших в результате механических повреждений кабеля.
Все это приводит к большим эксплуатационным расходам по ремонту и обслуживанию существующей линии связи, которые, в основном, складываются из транспортных расходов и расходов, связанных с приобретением кабеля, необходимого для устранения частых повреждений, и попытками довести параметры кабеля до необходимых норм.
Система передачи К-60П снята с производства, и к ней не выпускаются запасные части, которые необходимы для замены вышедших из строя блоков. В результате чего, приходится покупать запчасти с аналогичных, демонтированных, но исправных систем. В результате старения элементов и пересыхания монтажа увеличивается повреждаемость оборудования, что приводит к ухудшению надежности.
Кроме того, используемые аналоговые каналы с ограниченным спектром (0,3-3,4 ) и наличием помех не могут обеспечить большую скорость передачи необходимую, на данном этапе, для передачи данных.
Наряду с физическим старением стоит и моральное. В настоящее время идет внедрение цифровых систем передачи, работающих по оптическому кабелю (ОК). Достоинствами волоконно-оптических линий связи являются низкие потери, большая пропускная способность, малые масса и габаритные размеры, экономия цветных металлов, высокая степень защищенности от внешних и взаимных помех. Им отводится ведущее место в научно-техническом прогрессе отрасли связи.
Как видно из вышеперечисленного, существующую кабельную магистраль необходимо реконструировать, Согласно заданию реконструкцию необходимо произвести с применением цифровой системы передачи (типа ИКМ), работающей по оптическому кабелю (ОК).
2 АНАЛИЗ И ВЫБОР СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ И ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ
При проектировании трактов оптической связи необходимо в первую очередь принять оптимальные решения по выбору волоконно-оптической системы передачи, типу ОК и по вопросу энергообеспечения магистрали [1].
2. 1 Анализ существующих цифровых систем передачи (ЦСП) и выбор системы передачи (СП)
На участке кабельной магистрали Ленинск-Амурзет требуется организовать 240 каналов, 120 из которых необходимо выделить в с.Биджан, исходя из этого, выбираем систему передачи типа ИКМ-480. работающую по ОК.
Отечественная промышленность выпускает систему передачи «Сопка-3», которая работает на длине волны 1,3 по многомодовому градиентному оптическому кабелю. На данный момент времени целесообразно использовать аппаратуру, работающую на длине волны 1,55 , так как при использовании данной длины волны увеличивается длина регенерационного участка. Более предпочтительнее выглядит система передачи «Сопка-3м», работающая на l=1,55 по многомодовому градиентному оптическому кабелю.
У обоих выше перечисленных систем используется многомодовый кабель, у которого имеет место модовая дисперсия, которая отсутствует в одномодовых кабелях.
ЗАО "Новел-ИЛ" выпускает современную аппаратуру ОТГ-32Е (ИКМ-480) с учетом всех современных требований, предназначенную для использования на городских и зоновых сетях связи, а работающую на длине волны 1,55 по одномодовому кабелю. Исходя из этого, выбираем систему передачи «ОТГ-32Е».
ОТГ-32Е представляет собой универсальный мультиплексор и имеет 20 исполнений [З].
ОТГ-32Е предназначено для объединения и разделения 16 первичных цифровых потоков со скоростью передачи 2048 в групповой третичный поток со скоростью передачи 34368 или первичных (2048 ) и вторичных (8448 ) цифровых потоков в любом сочетании.
Оборудование работает по одномодовому (длина волны 1, 3 или 1, 55 ) и многомодовому оптическим кабелям, а также по коаксиальным кабелям типа МКТ, МК, МКТБ и радиорелейным линиям по стыку G. 703.
Метод объединения потоков - односторонний стаффинг в соответствии с Рек. МККТТ G. 751, G. 742. [2].
Оборудование позволяет организовать:
передачу по третичному тракту сигналов первичных и вторичных цифровых потоков;
ввод/вывод первичных и вторичных цифровых потоков на промежуточных станциях;
до 32 переприемов сигналов по первичным цифровым потокам 2048 и до 8 переприемов по вторичным цифровым потокам 8448 ;
регенерацию сигнала в промежуточных пунктах.
ОТГ-32Е выполнена в стандартной конструкции БНК-4 для установки в каркасах СКУ-1 и СКУ-3, позволяющей организовать в оконечном режиме до 960 каналов.
ОТГ-32Е предназначено для непрерывной круглосуточной работы в отапливаемых помещениях в условиях:
температура окружающего воздуха от 5°С до +40°С ;
относительная влажность воздуха до 80% при температуре +25°С.
Передача информации по волоконно-оптическому кабелю без регенерации сигналов (регенераторов) обеспечивается при суммарном затухании в оптическом кабеле до 31 .
Техобслуживание ОТГ-32Е осуществляется стандартным комплектом сервисного обслуживания (УСО-01) либо платой контроля и сигнализации КС-32ЕА, работающей в автономном режиме.
Техническая характеристика блока ОТГ-32Е
Напряжение внешнего источника питания 60 В, допустимое колебание напряжения от 48 В. Псофометрическое напряжение пульсации источника не более 0,005 В.
Тактовая частота задающего генератора (8592000 ±16) .
Коэффициент ошибок на один участок регенерации, не более 10-9.
Таблица 2.1