2 Аналитический обзор магистральной трассы Уфа – Тольятти
Проектируемая ВОСП проходит на территории Российской Федерации, соединяя города Уфа - Тольятти. Район проектирования – средняя полоса России. Климат данного участка характеризуется как материковый – тип климата, характеризующийся резкой сменой погоды, морозной зимой и жарким летом [3]. Данные климата учтутся при выборе ОК.
На рисунке 2.1 ниже проиллюстрированы возможные виды прокладки ОК воздушным способом непосредственно по опорам контактной железнодорожной сети и прокладкой в грунт вдоль автомагистрали наиболее кратчайшими методами.
а)
б)
Рисунок 2.1 – Прокладка ОК по (а) контактной железнодорожной сети и (б) в грунт вдоль автомагистрали [4]
Как видно из рисунка 2.1, протяженность прокладки вдоль автомагистрали на 31 процент меньше, чем при прокладке вдоль железной дороги. Однако, построение вдоль автомагистрали трактуется определенными трудностями. Это экономически не выгодная, затратная задумка, как по времени так и непосредственная прокладка в грунте при отсутствии ЛЭП, либо же общее отсутствие инфраструктуры. Прокладка вдоль (ЖД) представляется наиболее оптимальной, однако протяженность маршрута выше. Наличие достаточно важной инфраструктуры и более простая в реализации прокладка воздушным способом вдоль ЖД выглядит наиболее многообещающим и эффективным, по сравнению с прокладкой вдоль автомагистрали. Помимо прочего стоит обозначить возможность интеграции проектируемой линии связи с имеющейся инфраструктурой ЖД, что в свою очередь многообещающие для компании «РЖД». Действительно, в нынешнем современно развивающимся мире такие корпорации, как «РЖД», все больше вводят новейшее оборудование, всевозможные виды датчиков, которые призваны повысить техническую составляющую и в режиме реального времени прослеживать вероятные выходы устройств.
Таким образом, для проектируемой линии предлагается более оптимальный способ прокладки ОК – по опорам контактной железнодорожной сети. Этот способ прокладки ускорит построение линии, а также позволит с легкостью иметь доступ к любой точке ВОЛС [2].
Рассмотрим способ прокладки ОК воздушным методом [5]:
Подвеска кабеля с помощью силовых элементов на опорах (воздушный метод) – крепление ОК на опорах можно осуществить с помощью линий электропередач, городского транспорта, железнодорожного транспорта. Этот способ имеет ряд преимуществ и недостатков:
а) меньшие временные затраты;
б) снижение эксплуатационных и денежных расходов;
в) уменьшение объёма возможных повреждений в районах городской застройки и промышленных зонах;
г) независимость от типов грунтов и почв;
д) меньший срок службы в связи с воздействием окружающей среды;
е) сложность расчёта при воздействии нагрузок во всех условиях эксплуатации.
Как правило есть пара основных вариантов возведения оптической лини связи, даже при напряжении высокого разряда. Как и у любой иной системы есть свои плюсы так и минусы.
Самонесущий оптоволоконный кабель связи [5]. Самонесущий ОКСН (ОКСН) в большинстве своем применяется для проектирования и возведении волоконно-оптических линий связи, обладая рядом возможностью в сравнении с аналогичными способами. Нет необходимости договариваться об отводе земель, значительно короткие сроки по возведению и сдачи в эксплуатацию, снижение стоимости итоговых работ ввиду не надобности использования спец техники для работы с тяжелым грунтом. Есть основные под виды строительства воздушным методом
Самонесущий – говорит сам за себя. Используют чаще других, поскольку не требуется снимать напряжение сети в процессе работ. Малый вес самого кабеля и хорошими гибкими к растяжению функциями.
Встроенный в грозотрос – применяется при работе с очень большим напряжением. Устанавливается в грозотрос. Применяется как для непосредственной передачи так и для защиты от скачков перенапряжении.
Встроенный в фазный провод – совершенно новый метод работ, практикуется и применяется крайне редко. На этапе строительства отключают от сети с напряжением, одновременно с этим заменяются и провода фаз, на схожий по характеристикам. Из положительных аспектов полноценная система и с механическим, так и с электрической.
Навивной – применяется специальная машина, которая идет по фазному проводу. Она в свою очередь премещаясь по нему в любом нужном нам направлении планомерно накручивает на провод ВОК (высоко оптический кабель). В следствие чего нет необходимости в дополнительных опорных столбах, система увеличивает нагрузку совершенно немного.
Как правило данная система применяется очень часто на линиях напряжение которых доходит до 35 кВ
Вывод по главе 2
В данной главе произведен аналитический обзор проектируемой трассы Уфа - Тольятти. Рассмотрены варианты прокладки ОК. Наиболее эффективным способом прокладки ОК является воздушный по опорам контактной железнодорожной сети. Для построения ВОЛС выбран самонесущий ОК. Длина трассы составила 715 км.
3 Расчет скорости передачи
Исходя из ТЗ, найдем количество цифровых каналов связи.
Общее число каналов будет составлять [6]:
n_об=2n_тф+n_инт,
Скорость основного цифрового канала составляет 64 кбит/с. Скорость передачи всего потока рассчитывается по формуле [6]:
B=n_об*64 кбит/с.
Количество каналов на интернет равно:
n_инт=P/v,
где v - скорость основного цифрового потока, P=N_инт·V_инт, N_инт – количество интернет-каналов, V_инт – скорость интернет-канала.
Рассчитаем количество цифровых каналов для интернета:
n_инт=P/v=(500*10^3*10*10^6)/(64*10^3 )=78.13*10^6.
Окончательно получим, что общее количество каналов равно:
n_об=2*90000+78.13*10^6?78.3*10^6.
Общая скорость потока будет равна:
B=78.3*10^6*64*10^3=5.012 Тбит/с.
Таблица 3.1 – Системы связи [6]
Обозначение STM-0 STM-1 STM-4 STM-16 STM-64 STM-256
V, МБит/с 50 155 622 2500 10 000 40 000
Предлагается использовать 16 канальную DWDM-систему. Применение данной технологии позволит уменьшить количество ОВ. С учетом рассчитанной большой скорости и быстрорастущими запросами населения в интернет трафике воспользуемся системой связи типа STM-64. Таким образом, потребуется количество оптических волокон, равное [6]:
n_волокон=B/(V_(STM-64)*N_каналов )=(5.012*10^12)/(10*10^9*16)?32.
Необходимо 16 STM-64 для передачи в одном волокне на 16 длинах волн, с учетом, что потребуется 32 волокон, то общее количество STM-64 составит 512 для одного направления передачи.
Общая пропускная способность для одного из направлений тогда составит:
B_общ=n_волокон*B_(STM-64)*n_каналов=32*10*10^9*16 =5.12 Тбит/с.
При выбранной системе запас в пропускной способности составит:
Q=B_общ-B=32*10*10^9*16 – 5.012*10^12=1.085 Гбит/с.
Из вышестоящего выражения видно, что запас пропускной способности достаточно высок. С учетом того, что возможно интегрировать проектируемую линии с близлежайшими небольшими по численности населенными пунктами, это дает дополнительное преимущество.
Вывод по главе 3
В данной главе рассчитана общая групповая скорость передачи информации (5.12 Тбит/с). Выбрана 16-х канальная DWDM система. Скорость передачи в одном канале 10 Гбит/с (STM-64). Общее количество волокон для одного направления – 32 штуки.
?
4 Выбор структурной схемы ВОСП
Структурная схема ВОСП состоит из многочисленных элементов. Основными из них являются: мультисервисная платформа, оптический DWDM мультиплексор/демультиплексор, приемопередающий модуль (XFP), эрбиевый усилитель (EDFA), компенсатор дисперсии (DCM), ОК, и т.д. На рисунке 4.1 проиллюстрирована обобщенная схема ВОСП для магистральной трассы Уфа – Тольятти.
Рисунок 4.1 – Структурная схема ВОСП
На рисунке 4.1 представлена схема ВОСП для передачи между двумя оконечными пунктами. Мультисервисная платформа служит для объединения и преобразования абонентских/городских клиентских интерфейсов в линейный интерфейс для передачи его по магистральным ОВ. Оптический приемопередающий модуль обеспечивает преобразование электрического сигнала в оптический на скорости до 10 Гбит/с на длине волны, согласно сетке DWDM. Далее, длины волн 16-ти передатчиков объединяются в общий групповой поток с помощью DWDM мультиплексора. Использование С-диапазона длин волн позволяет использовать EDFA усилители, которые осуществляют накачку оптической мощности, что позволяет передавать оптический сигнал на дальние расстояния. Но с учетом больших скоростей, необходимо учитывать возрастающую дисперсию. Таким образом, по длине трассы также необходимо учитывать компенсаторы дисперсии, которые будут сужать форму оптического импульса. Расстояния до регенерационных пунктов в данном разделе не рассматриваются и будут рассчитаны и проиллюстрированы в разделе 7 данной дипломной работы. Более подробная структурная схема ВОСП представлена в приложении Ж. Также стоит отметить, что данная структурная схема проиллюстрирована для передачи/приема в расчете на 2 ОВ, таких схем в общем случае будет 32. Общее количество необходимых ОВ будет 64.
Выводы по главе 4
В данной главе рассмотрена обобщенная структурная схема ВОСП (рисунок 4.1), согласно пункту 5.2 ТЗ. Обозначены необходимые активные и пассивные элементы ВОСП. Количество ОВ для данной системы составило 64 штуки для двух направлений. Структурных схем (рисунок 4.1) потребуется 32 штуки.
?
5 Расчет ОВ
Так как используется DWDM – система, то для корректной работы линии необходимо специальный тип волокна. Мультиплексор работает в С-диапазоне на длинах волн от 1530 до 1570 нм. В этом диапазоне работает эрбиевый усилитель, что дает преимущество DWDM-систем на большие расстояния. Для данной работы необходимо волокно G.655 со смещенной ненулевой дисперсией, эта дисперсия подавляет рост нелинейных эффектов, которые вредны в системах плотного волнового мультиплексирования.
5.1 Определение показателей преломления оболочки и сердцевины
Произведем теоретический расчет параметров одномодового оптического волокна, используемого для передачи информации по магистрали Уфа – Тольятти. Так как заводы-изготовители ОВ не распространяются абсолютно всей информацией о изготовлении своей продукции, то некоторые параметры будут взяты из [7].
Исходные параметры для расчета:
рабочая длина волны лазерного источника – ?_1 = 1530 нм, ?_2 = 1570 нм;
Ширина спектральной линии передатчика - ?? = 0,02 нм;
Диаметр сердцевины – d = 8 мкм;
Диаметр оболочки – D = 125 мкм;
Относительная разность показателей преломления - ? = 0,002;
Коэффициенты для формулы Селмейера (В учебно-методическом пособии – Вариант 2 [7]):
Таблица 5.1 – Коэффициенты Селмейера
Состав в молярных % A1 A2 A3 ?1, мкм ?2, мкм ?3, мкм
7,0% GeO2
93,0% SiO2 0,68698290 0,44479505 0,79073512 0,078087582 0,11551840 10,436628
Рассчитаем показатели преломления по формуле Селмейера [6]:
n_1 (?)=v(1+?_(i=1)^3-(?^2*A_i)/(?^2-?_i^2 )), (5.1)
где A_i и ?_i коэффициенты соответственно.
Рисунок 5.1 – График зависимости показателя преломления оболочки от распространяемой в ОВ длины волны света
При заданной длине волны ?_1= 1530 нм n1 = 1,4555944, ?_2=1570 нм n1 = 1,4551956
n_2 (?_1 )=n_1 (?_1 )*(1-?)= 1,4555944*(1-0,002)=1,4526832,
n_2 (?_2 )=n_1 (?_2 )*(1-?)=1,4551956*(1-0,002)=1,4522852.
5.2 Расчет затухания в оптическом волокне
Затухание в качественном оптическом волокне обусловлено двумя основными факторами: рассеянием Релея и общими потерями за счет поглощения, прочие потери минимизируются при высокотехнологичном производстве оптического волокна. Таким образом, суммарное значение коэффициента затухания может быть определено следующим образом:
?? =?расс +?ик + ?уф, (5.2)
где:
?расс – затухание, вызванное рассеянием Релея [дБ/км];
?ик – коэффициент затухания в инфракрасной области [дБ/км];
?уф – коэффициент затухания в ультрафиолетовой области [дБ/км].
Затухание, вызванное рассеянием Релея, рассчитывается по формуле [6]:
?_расс (?)=4,34*(8?^3 (n_1^2-1))/(3??^4 )*k*?*T*10^3, (5.3)
где:
n1 – показатель преломления сердцевины;
k – постоянная Больцмана, 1,38?10-23 Дж/К;
? – коэффициент сжимаемости кварца, 8,1?10-11 м2/Н;
T – абсолютная температура плавления кварца, 1500? К;
Подставив в выражение (5.3) соответствующие значения, произведем расчет коэффициента затухания, обусловленного Релеевским рассеянием для крайних длин волн:
?_рас (?_1 )=4,34*(8*?3,14?^3*(?1,4555944?^2-1))/(3*(1,53*10^(-6) )^4 )*1,38*10^(-23)*8,1*10^(-11)*1500*10^3=0,123 дБ/км,
?_рас (?_2 )=4,34*(8*?3,14?^3*(?1,4551956?^2-1))/(3*(1,57*10^(-6) )^4 )*1,38*10^(-23)*8,1*10^(-11)*1500*10^3=0,111 дБ/км.
Далее найдем потери в материале.
Затухание в инфракрасной области:
Коэффициент затухания для этой области найдем с помощью следующего выражения [6]:
?_ик=10^(((-21,9)/?+12,4)), (5.3)
?_ик (?_1 )=10^(((-21,9)/1,53+12.4) )=0,012 дБ/км,
?_ик (?_1 )=10^(((-21,9)/1,57+12.4) )=0,028 дБ/км.
Затухание в ультрафиолетовой области:
Коэффициент затухания для этой области найдем с помощью следующего выражения [6]:
?_уф=(10^(2/?))/2154, (5.4)
?_уф (?_1 )=10^(2/1,53)/2154=0,0094 дБ/км,
?_уф (?_1 )=10^(2/1,57)/2154=0,0087 дБ/км.
Таким образом, потери в материале составят:
?_собст=?_ик+?_уф, (5.5)
?_собвст (?_1 )=0,012+0,0094=0,0214 дБ/км,
?_собвст (?_1 )=0,028+0,0087=0,037 дБ/км.
Теперь найдем по формуле (5.2) суммарный коэффициент затухания:
?_? (?_1 )=0,123+0,0214=0,144 дБ/км,
?_? (?_2 )=0,111+0,037=0,147 дБ/км.
Суммарное значение даёт нам теоретический предел собственных потерь в ОВ. Кроме этого, за счёт несовершенства технологии изготовления ОВ на затухании сказывается потери на микроизгибах, которые возникают при монтаже и прокладке ВОЛС.
Рисунок 5.2 – Зависимость различных составляющих затухания от длины волны
5.3 Расчет затухания, обусловленного микро и макроизгибами
Затухание на микроизгибах определяется по следующей формуле [6]:
?_микро=N*(h^2*d^4*n_1^2)/(2*D^6*NA^6 ), (5.6)
где:
N – количество микроизгибов на 1 км.
h – высота (радиус) микроизгиба, [мкм];
d – диаметр сердцевины, [мкм];
n1 – показатель преломления сердцевины
D – диаметр оболочки, [мкм];
NA – числовая апертура.
Используя выражение (5.6), построим график зависимости затухания от величины микроизгиба из расчета, что количество микроизгибов на километр волокна N = 50, а h достигает величины 1 мкм.
Рисунок 5.3 – Зависимость величины затухания от величины микроизгиба при 50 микроизгибах на километр
Рассчитаем затухание по формуле (5.6) для нашего оптического волокна:
?_микр (?_1 )=50*((10^(-6) )^2*(8*10^(-6) )^4*?1,4555944?^2)/(2*(125*10^(-6) )^6*?0,0942838?^6 )=0,08097 дБ/км,
?_микр (?_2 )=50*((10^(-6) )^2*(8*10^(-6) )^4*?1,4551956?^2)/(2*(125*10^(-6) )^6*?0,0942579?^6 )=0,08105 дБ/км.
Учтем потери на микроизгибах в суммарном коэффициенте затухания, тогда суммарные потери на 1 км составят:
?1? = 0,144 +0,08097 = 0,225 дБ/км,
?2?= 0,147 + 0,08105= 0,229 дБ/км.
Макроизгибы ОВ появляются вследствие перекруток ОВ в ОК, а также из-за изгибов самого кабеля при его прокладке.
Величину затухания, обусловленного макроизгибами можно определить по следующей формуле [6]:
?_макро=-10 lg?(|1-(d*n_1^2)/(R*NA^2 )|), (5.7)
где:
R – радиус макроизгиба;
d – диаметр сердцевины;
n1 – показатель преломления сердцевины;
NA – числовая апертура.
Определим зависимость величины затухания от радиуса изгиба:
Рисунок 5.4 – Зависимость величины потерь от радиуса макроизгиба
Если радиус изгиба будет больше максимального допустимого радиуса, на который рассчитано данное волокно, то значение затухание увеличится до бесконечности. Это будет происходить вследствие перекачки энергии мод из сердцевины в оболочку.
5.4 Дополнительные потери при сращивании волокон
Существует 2 причины возникновения потерь в волоконно-оптическом соединении:
1. Внутренняя. Связана с нестабильностью параметров самого волокна;
2. Внешняя. Связана непосредственно с соединителем.
5.4.1 Внутренние причины
В случае одномодовых волокон доминирующим фактором является несовпадение диаметров поля моды волокон. Данные потери рассчитываются следующим образом [6]:
?_пот=4,34*(??/?_0 )^2. (5.8)
Типичные значения ??/?_0 изменяются от 0,08 до 0,12.
?_пот=4,34*((0,12*?_0)/?_0 )^2=0,062 дБ/км.
Данные вариации параметров существуют в каждом волокне, несмотря на технологический контроль, позволяющий избегать недопустимых отклонений этих параметров.
5.4.2 Внешние причины
Внешние факторы приводят к потерям, которые являются следствием несовершенства как самой конструкции соединения, так и процесса сборки оптического соединителя (коннектора). Они зависят от таких факторов как:
механическая нестыковка (радиальное смещение L, угловое смещение ?, осевое смещение S);
Френелевское рассеяние.
Существует три вида внешних потерь при сращивании ОВ:
Потери при радиальном смещении:
Эти потери возникают тогда, когда центральная ось одного ОВ не совпадает с центральной осью другого.
Рисунок 5.5 – Радиальное смещение волокон [6]
Потери при радиальном смещении можно определить как [6]:
?_L=-10 lg?(1-(4*L)/(?*d)), (5.9)
где:
d – диаметр сердцевины, [мкм];
L – радиальное смещение, [мкм].
Рисунок 5.6 – Зависимость величины потерь от радиального смещения волокон
2. Потери при угловом смещении:
Сколы соединяемых ОВ должны быть перпендикулярны осям ОВ и параллельны друг другу. Уровень потерь увеличивается с увеличением угла рассогласования.
Рисунок 5.7 – Угловое смещение волокон [6]
Потери при угловом смещении определяются по следующей формуле [6]:
?(?)=-10 lg?(1-(2*?)/(?*arcsin?( NA))), (5.10)
где - угол рассогласования волокон в радианах.
Рисунок 5.8 – Зависимость величины потерь от углового смещения
3. Потери при осевом смещении:
Наличие зазора между сколами в среде с показателем преломления почти равным показателю преломления сердцевины оптического волокна приводит к увеличению потерь.
Рисунок 5.9 – Осевое смещение [6]
Потери при осевом смещении определяются по следующей формуле [6]:
?_s=-10 lg?(1/(1+2 S/d tg(arcsin??NA/n_0 ? ) )), (5.11)
где:
d – диаметр сердцевины ОВ;
S – осевое смещение, [мкм];
n0 – показатель преломления в зазоре.
Рисунок 5.10 – Зависимость величины потерь от осевого смещения
Потери на обратное отражение определяются по следующей формуле [6]:
?_F=-10 lg?((2n_1 n_0)/(n_1^2+n_0^2 )), (5.12)
где:
n1 – показатель преломления волокна, одинаковый для обоих ОВ;
n0 – показатель преломления среды в зазоре.
Рассчитаем потери с учетом разного показателя преломления сердцевины на двух разных длинах волн, 1530 нм и 1570 нм:
?_F (?_1 )=-10*lg?((2*1,4555944*1)/(?1,4555944?^2+1))=0,2991 дБ,
?_F (?_2 )=-10*lg?((2*1,4551956*1)/(?1,4551956?^2+1))=0,2987 дБ.
5.5 Расчет дисперсии
Дисперсия имеет размерность времени и определяется как квадратичная разность длительностей импульсов на выходе и входе кабеля длины L по формуле [6]:
?(L)=v(t_вых^2-t_вх^2 ), (5.13)
где:
tвх – длительность импульса на входе кабеля;
tвых – длительность импульса на выходе кабеля.
Обычно, дисперсия исчисляется в расчете на L = 1 км, и измеряется в [пс/км].
Причины возникновения дисперсии:
различием скоростей распространения направляемых мод (межмодовой дисперсией ?мод);
зависимость коэффициента распространения от длины волны (волноводная дисперсией ?в);
зависимость показателя преломления от длины волны (материальная дисперсией ?мат);
различием скоростей распространения двух взаимно перпендикулярных поляризационных составляющих моды.
Чем меньше значение дисперсии, тем больший поток информации можно передать по волокну. Результирующая дисперсия определяется из выражения [6]:
?=v(?_мод^2+?_хром^2+?_пмд^2 )=v(?_мод^2+(?_мат+?_вол )^2+?_пмд^2 ). (5.14)
* для одномодового оптического волокна ?_мод=0.
5.5.1 Расчет хроматической дисперсии
Хроматическая дисперсия состоит из материальной и волноводной дисперсии [6]:
?_хр=?_мат+?_вол=??*L*D(?). (5.15)
Материальная дисперсия – это зависимость показателя преломления сердцевины ОВ от длины волны. Это величину можно рассчитать по следующей формуле:
?_мат=??*L*M(?), (5.16)
где:
M(?) – удельная материальная дисперсия, [пс/(км*нм)];
L – длина линии;
?? - ширина спектра источника излучения (?? = 0,02 нм).
Удельная материальная дисперсия рассчитывается по формуле [6]:
M(?)=?/c*(d^2 n_1 (?))/(d?^2 ). (5.17)
Волноводная дисперсия связана с зависимостью коэффициента распространения от длины волны. Волноводная дисперсия находится по формуле [6]:
?_вол=??*L*В(?), (5.18)
где:
B(?) – удельная волноводная дисперсия, [пс/(км*нм)];
L – длина линии;
?? - ширина спектра источника излучения (?? = 0,02 нм).
Удельная волноводная дисперсия рассчитывается по формуле [6]:
В(?)=(2n^2 (?)*?)/(с*?). (5.19)
Сделав соответствующие вычисления в среде MathCad v.15.0, получим следующие значения удельных коэффициентов:
M(?_1) = 0,140706 пс/(нм*км),
B(?_1) = 25,47 пс/(нм*км),
M(?_2) = 0,130222 пс/(нм*км),
B(?_2) = 24,82 пс/(нм*км).
Теперь определим удельный коэффициент хроматической дисперсии:
D( ) = M( ) + В( ), (5.20)
D(?_1) = 25,47 + 0,140706= 25,61 пс/(нм*км),
D(?_2) = 24,82 + 0,130222 = 24,95 пс/(нм*км).
Получившиеся результаты отобразим на графике:
Рисунок 5.11 – Зависимость коэффициентов дисперсии от длины волны
Коэффициент хроматической дисперсии, рассчитанный выше, получен по универсальным, общим формулам, которые распространяются на все виды ОВ.
Воспользуемся данными из приложения А для ОВ G.655 Leaf.
D(?_1 )=6 с/км*нм. (5.21)
В дальнейших расчетах будем придерживаться выше приведенного значения.
Вычислим коэффициент хроматической дисперсии для нашего значения D(?):
?_хром=0,02*1*6=0,12 пс.
5.5.2 Расчет поляризационной модовой дисперсии
Этот вид дисперсии возникает вследствие различной скорости распространения двух взаимно перпендикулярных поляризационных составляющих моды.
Величина поляризационной модовой дисперсии рассчитывается по формуле [6]:
??_пмд=T*vL, (5.22)
где T [пс/км1/2] – коэффициент удельной дисперсии (для выбранного волокна T=0,1).
?_ПМД=0,1*v1=0,1 пс*vкм
Рисунок 5.12 – График зависимости поляризационной модовой дисперсии от расстояния
5.6 Расчет коэффициента широкополостности
Коэффициент широкополостности находится по следующей формуле [6]:
?F=0.44/?*L, (5.23)
где ? - суммарная дисперсия в ОВ.
Суммарную дисперсию вычислим по формуле (5.14):
?_дисп=v(?0,12?^2+?0,1?^2 )=0,156 пс.
Теперь рассчитаем коэффициент широкополосности:
?F=0,44/(0,156*10^(-12) )*1=2,817 ТГц*км.
Выводы по главе 5
Согласно пункту 5.4 произведен расчет ВОЛС. При расчете ОВ получены следующие основные значения:
Диаметр сердцевины: 8 мкм;
Диаметр оболочки: 125 мкм;
Общие потери: 0,229 дБ/км;
Максимальное значение PMD: 0,1 пс·vкм;
Значение максимальной удельной дисперсии в диапазоне 1530-1570 нм: 25,61 пс/(нм·км).
Используемое ОВ G.655 «LEAF» будет иметь характеристики, отличающиеся от расчетных:
Диаметр сердцевины: 8 мкм;
Диаметр оболочки: 125 мкм;
Общие потери: 0,19 дБ/км;
Максимальное значение PMD: 0,1 пс·vкм;
Значение максимальной удельной дисперсии в диапазоне 1530-1570 нм: 6 пс/(нм·км).
Из вышеописанных характеристиках ОВ видно, что при расчете параметры ОВ различаются. Завод изготовитель как правило не распространяет информацию о составе материала ОВ. При дальнейших расчетах будут использоваться параметры ОВ G.655 «LEAF».
?
6 Выбор основных конструктивных элементов ВОСП
6.1 Выбор ОК
В главе 2 было определено, что магистральная ВОСП Уфа – Тольятти будет проложена по контактам железнодорожной сети. Поэтому ОК должен удовлетворять следующим требованиям [2]:
ОК должен быть устойчив к изменению погодных условий;
ОК должен обладать высокими механическими характеристиками;
ОК должен обладать высокой защитой прочих механических повреждений;
срок службы ОК должен быть не менее 25 лет.
В качестве ОК для подвеса его на контакты железнодорожной сети был выбран ОК модели «ДПТ-Э-96Н(6х16)20кН» [8] (рисунок 6.1). Расчет для подвеса ОК приведен в приложении Б.
