- •Уральский государственный университет путей сообщения
- •Волоконно-оптическая линия связи (волс) линейные сооружения
- •Курсовой проект
- •Содержание
- •3.1.1. Выбор пассивного оборудования. 31
- •3.1.2. Расчет активного оборудования. 35
- •4.1.1. Расчет капитальных затрат. 50
- •Введение
- •1. Формулирование технического задания, цели и задачи проектирования.
- •1.1.Техническое задание.
- •1.2.Цели и задачи проектирования.
- •1.3 Краткая теория.
- •1.3.1 Волоконно-оптические линии связи как понятие.
- •1.3.2. Физические особенности
- •1.3.3. Технические особенности
- •1.3.4. Недостатки оптоволокна
- •1.3.5. Оптическое волокно и его виды
- •1.3.6. Волоконно-оптический кабель
- •2.Расчет волс от центрального узла связи до отдельно стоящих административных зданий.
- •2.1.Выбор транспортной магистрали сети передачи данных.
- •2.2.Выбор оптического кабеля, способов прокладки и крепления кабеля, выводов и вводов кабеля в здание.
- •Расчет механической прочности кабеля
- •2.3.Обоснование кроссового оборудования, размещение стоек и шкафов.
- •2.4.Схема фасадов кроссов.
- •2.5.Спецификация оборудования.
- •3.Обоснование сети передачи данных выбор пассивного и активного сетевого оборудования.
- •3.1.Расчет структурированной кабельной системы.
- •3.1.2.Расчет активного оборудования.
- •Общие характеристики:
- •Физические параметры и условия эксплуатации:
- •Vlan на одном коммутаторе
- •Vlan на базе портов
- •Vlan на базе mac-адресов
- •Vlan на базе нескольких коммутаторов
- •4. Экономическое обоснование выбранных решений
- •4.1. Выбор критериев экономической эффективности
- •4.1.1. Расчет капитальных затрат.
- •4.3. Расчет эксплуатационных затрат. Расчет эксплуатационных затрат.
- •4.4. Расчет прибыли
- •4.5. Расчет экономической эффективности инвестиций
- •«Узлы и способы крепления оптического кабеля»
- •Приложение 2
- •Приложение 4
1.3 Краткая теория.
1.3.1 Волоконно-оптические линии связи как понятие.
Волоко́нно-опти́ческая связь — вид проводной электросвязи, использующий в качестве носителя информационного сигнала электромагнитное излучение оптического (ближнего инфракрасного) диапазона, а в качестве направляющих систем — волоконно-оптические кабели. Благодаря высокой несущей частоте и широким возможностям мультиплексирования, пропускная способность волоконно-оптических линий многократно превышает пропускную способность всех других систем связи и может измеряться терабитами в секунду. Малое затухание света в оптическом волокне обуславливает возможность применения волоконно-оптической связи на значительных расстояниях без использования усилителей. Волоконно-оптическая связь свободна от электромагнитных помех и весьма труднодоступна для несанкционированного использования — незаметно перехватить сигнал, передаваемый по оптическому кабелю технически крайне сложно.
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. К примеру, В настоящее время волоконно-оптические кабели проложены по дну Тихого и Атлантического океанов и практически весь мир "опутан" сетью волоконных систем.
В качестве источников излучения используются светодиоды и полупроводниковые лазеры. Светодиоды (LED – Light Emitted Diode) являются некогерентными источниками, генерирующими излучение в некоторой непрерывной области спектра шириной 30-50 нм. Из-за значительной ширины диаграммы направленности их применяют только при работе с многомодовым волокном. Самые дешевые излучатели работают в диапазоне волн 850 нм (с них началась волоконная связь). Передача на более длинных волнах эффективнее, но технология изготовления излучателей на 1300 нм сложнее и они дороже.
Лазеры являются когерентными источниками, обладающими узкой спектральной шириной излучения (1-3 нм, в идеале – монохромные). Лазер дает узконаправленный луч, необходимый для одномодового волокна. Длина волны – 1300 или 1550 нм, осваиваются и более длинноволновые диапазоны. Быстродействие выше, чем у светодиодов. Лазер менее долговечен, чем светодиод, и более сложен в управлении. Мощность излучения сильно зависит от температуры, поэтому приходится применять обратную связь для регулировки тока.
1.3.2. Физические особенности
Широкополосность оптических сигналов, обусловленная чрезвычайно высокой несущей частотой. Это означает, что по оптической линии связи можно передавать информацию со скоростью порядка 1 Терабит/с.
Говоря другими словами, по одному волокну можно передать одновременно10 миллионов телефонных разговоров и миллион видеосигналов. Скорость передачи данных может быть увеличена за счет передачи информации сразу в двух направлениях, так как световые волны могут распространяться в одном волокне независимо друг от друга. Кроме того, в оптическом волокне могут распространяться световые сигналы двух разных поляризаций, что позволяет удвоить пропускную способность оптического канала связи. На сегодняшний день предел по плотности передаваемой информации по оптическому волокну не достигнут.
Очень малое (по сравнению с другими средами) затухание светового сигнала в волокне. Иными словами потеря сигнала за счет сопротивления материала проводника. Лучшие образцы российского волокна имеют столь малое затухание, что позволяет строить линии связи длиной до 100 км без регенерации сигналов. В оптических лабораториях США разрабатываются еще более "прозрачные", так называемые фтороцирконатные волокна. Лабораторные исследования показали, что на основе таких волокон могут быть созданы линии связи с регенерационными участками через 4600 км при скорости передачи порядка 1 Гбит/с.
В большинстве современных технологий информация по световодам передается с помощью импульсов в двухуровневой дискретной форме (есть сигнал – нет сигнала), аналога полярности электрического сигнала здесь нет. Информационная пропускная способность линии определяется ее полосой пропускания и принятой схемой кодирования. Полоса пропускания определяется как максимальная частота импульсов, различимых приемником. Полоса пропускания волоконной линии ограничивается из-за явления дисперсии, поэтому она зависит от длины. Особенно это заметно на многомодовом волокне.