ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ВОЛОКОННООПТИЧЕСКОЙ

ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ Самара – Казань

Курсовая  работа

Альбом  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

 
 

   Самара  является центром Самарской области. Город расположен у слияния Саратовского и Куйбышевского водохранилищ. Численность  населения, по данным переписи населения  в 2002 году, составляет 3266 тысячи человек.

       Город Казань – центр республики Татарстан. Центр транспортного узла автомобильных и ж/д дорог, является промышленным центром, с численностью населения 3640 тысяч человек. 

       Так как, города являются крупными промышленными  центрами с большой численностью населения, разных областей, но соседних друг с другом, необходимо организовать магистральную связь между городами, для удовлетворения потребностей в связи населения и  для включения их в взаимоувязанную сеть Российской Федерации для связи с другими городами и населенными пунктами РФ. 

 

1. ВЫБОР ТРАССЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ  ВОЛП

 
 

       Трассу  проектируемой ВОЛП проходит вдоль  автомобильной дороги Самара – Троицкое – Комсомольское – Казань, что  обеспечивает возможность использования  автотранспорта в процессе строительства  и эксплуатации ВОЛП. Трасса располагается с левой стороны от дороги, обуславливает наименьшее число препятствий.

         В таблице 1 приведена характеристика  трассы, а на рисунке 1, показана  ситуационная схема трассы проектируемой  ВОЛП.

  Таблица 1.- Характеристика трассы

 
 
 

 

         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

         

         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 

1. Профилированный сердечник
2. Силовой элемент
3. Оптическое волокно
4. Внутренняя пластмассовая оболочка
5. Наружная полиэтиленовая оболочка
6. Стальные изолированные проволоки
7. Медные изолированные жилы для ДП

 

Рисунок 2.- Конструкция кабеля ОМЗКГ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

4. РАСЧЕТ  ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕДАЧИ 
   

 

1. Построение  оптического линейного  тракта

 
 
 

  

 

             ЦСП – на передаче, преобразуют исходные аналоговые электрические информационные сигналы в цифровые электрические информационные сигналы и формируют групповой цифровой поток;

       ПК – преобразователь кода на передаче, преобразует двухполярный код ЦСП в однополярный код ВОСП;

       ПОМ – передающий оптический модуль, преобразует электрические импульсы в световые и вводит их в оптическое волокно (ОВ);

       ОВ  – среда распространения световых сигналов;

       ОК  – оптический кабель, совокупность нескольких ОВ заключенных в общую герметичную оболочку;

       РП  – регенерационный пункт, восстанавливает амплитуду, форму, длительность световых импульсов прошедших по ОВ;

       ПрОМ  – приемный оптический модуль, преобразует световые импульсы в электрические и восстанавливает их амплитуду, форму, длительность;

       ПК  – на приеме, преобразует однополярный код ВОСП в биполярный код ЦСП;

       ЦСП – на приеме, разделяет групповой цифровой поток по каналам (временная селекция) и преобразует цифровые электрические информационные сигналы в аналоговые электрические информационные сигналы;

       ЭОП – электронно-оптический преобразователь, преобразует электрические импульсы в световые, путем модуляции интенсивности излучения источника;

       В качестве источников света используются лазерные диоды (LD) и светоизлучающие диоды (SID). 

       ОЭП – оптоэлектронный  преобразователь, преобразует световые импульсы в электрические. В качестве ОЭП используют лавинные фотодиоды (LFD) и фотодиоды p-i-n проводимостью (PINFD); 
 
 
 
 

         
 

       СУ  – согласующие устройства, обеспечивает ввод световых импульсов в ОВ с минимальными потерями. В качестве СУ используют оптические разъемные соединители, типа FC, SC, ST;

       Р – регенератор, распознает во входящем сигнале импульс (электрический) и регенерирует его первоначальными значениями амплитуды формы, длительности;

       СС-ТМ – оборудование служебной связи (СС) и телемеханики (ТМ), предназначены для обслуживания оптического линейного тракта в процессе его эксплуатации.  
 

       

2. Расчет  числовой апертуры и  числа направляющих мод

 
 
 

             θ_А –Апертурный угол. Плоский угол θ_А с вершиной на торце ОВ образованный продольной осью сердцевины ОВ и световым лучом, для которого внутри сердцевины выполняется режим полного внутреннего отражения, называется апертурным углом.

       Телесный  угол с вершиной на торце сердцевины ОВ  соответствующей плоскому апертурному  углу, называется апертурой ОВ.

       Апертура  ОВ выделяет совокупность световых лучей, для которых в сердцевине ОВ выполняется  режим полного внутреннего отражения. (φ_П>θ_В), т.е. которые будут распространятся по сердцевине ОВ.

       Световые  лучи (луч 2), падающие вне апертуры, будут преломляться из сердцевины в  оболочку.  φ_П<θ_В, следовательно, распространятся по сердцевине ОВ не будут.

 

       

       

       В зависимости от условий ввода  световой энергии в ОВ и отчисленного значения рабочей длины волны, в ОВ существует три типа световых волн:

       НВ  – Направляемая волна, переносящая  световую энергию по сердцевине ОВ. Обуславливает передачу световых сигналов по ОВ;

       ВВ  – Вытекаемая волна, переносящая  световую энергию по оболочке ОВ;

       ИВ  – Излучаемая волна, переносящая световую энергию из ОВ в окружающее пространство.

       Все три типа световых волн показаны на рисунке 5. 
 

       Рисунок 5. – Типы световых волн в ОВ 
 

       Направляемая  волна возбуждает в сердцевине ОВ большое число световых мод, у которых одинаковая длина волны λ, но разные траектории распространения.

       При пересечении траектории распространения  световых мод происходит их интерференция (сложение или вычитание).

       В результате интерференции число  мод по мере распространения в  сердцевине ОВ уменьшается.

       Через определенные расстояния от начала ОВ, называемые «длиной связи мод», интерференция направляемых мод прекращается и число направляемых волн  в сердцевине ОВ стабилизируется (установившийся режим).

       Числовая  апертура NA определится по формуле (5): 

                        (5)                 

       где n₁ = 1,455 – показатель преломления сердцевины ОВ

                      n₂ = 1,445 – показатель преломления оболочки ОВ