Проектирование волоконнооптической линии передачи "Самара - Казань"

 

       

       

       Нормированная частота V определяется по формуле (6): 

                            (6)

       где  d₁ = 47 мкм

                       λ =1,32 мкм 

       

       Число мод определится по формуле (7): 

                                                                                  (7)                        

       

       Число мод рассчитывается лишь только для  многомодового волокна, в моем случае волокно одномодовое.  
 

3. Расчет  затухания ОВ

 

       Затухание сигнала в оптическом волокне  обусловлено собственными потерями α_С и дополнительными потерями α_К, обусловленный изгибами ОВ в кабеле: α_ОВ = α_С + α_К.

       Собственные потери α_С состоят из трех составляющих: затухание за счет поглощения атомами сердцевины ОВ α_n, затухание α_ПР и затухание рассеяния α_Р от неоднородности сердцевины, α_С = α_n+ α_ПР+ α_Р.

       Затухание поглощения  атомами кварца определяется в основном величиной тангенсом угла диэлектрических потерь (tgδ≈10^-12), величиной α_n реально можно пренебречь.

       Затухание α_ПР обусловлено резонансом собственных механических колебаний атомов примесей на  длинах волн 1,3 и 1,4 мкм, поэтому на расчетной длине волны λ_Р =1,31мкм. α_ПР можно пренебречь. Таким образом, ОВ можно определить из выражения α_ОВ = α_Р + α_К.

       α_Р, дБ/км – определится по формуле (8): 

                                  (8)            

         
 
 

         
 

       Кабельные потери α_К в реальных условиях составляет 0,3 – 0,5 дБ/км [2].

       Тогда затухание α_ОВ составит: α_ОВ = 0,459+0,5=0,955≈0,959 дБ/км. 
 

4. Расчет  дисперсии и коэффициента широкополосности ОВ

 

       В одномодовом волокне дисперсия τ_ОВ Сек/км обусловлена рассеяниями во времени частотных составляющих и определяется по формуле (9): 

                               (9)                             

       где  м – ширина спектра излучения источника

                 - удельная волновая дисперсия в пика секундах на один нанометр ширины спектра излучения и на один километр длины волокна

                 - удельная материальная дисперсия 

         

       коэффициент широкополосности определится  
по формуле (10): 

                                         (10)                   

         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

5. РАСЧЕТ  ДЛИНЫ РЕГЕНЕРАЦИОННОГО УЧАСТКА

 
 

       Длина регенерационного участка ВОЛП ограничивается по причине затухания и улучшения световых импульсов при их распространении по ОВ, поэтому длину регенерационного участка рассчитывают по дисперсии и затуханию в соответствии с методикой [2].

       Длина регенерационного участка рассчитывают l_РУ, км по дисперсии определится по формуле (11): 

                                (11)       

       где  f_T = 140 МГц – тактовая частота

                

       Длина регенерационного участка по затуханию определится  
по формуле (12): 

                    (12)       

       где

                              

   Следовательно длина регенерационного участка не должна  
превышать 53.5 км.

       Число регенерационных участков n_РУ для каждой секции ОП-ОРП определится по формуле (13): 

                                                 (13)                        

                          

         
 
 
 
 

         

                         

       

       Для секции ОП1-ОРП2 разместится четыре регенерационных участка длиной 49,75км, для секции ОРП2 – ОРП3 разместится пять регенерационных участков длиной 46 км, а для секции ОРП3 – ОП4 разместится четыре регенерационных участка длиной 50,25 км. 

6. РАСЧЕТ  ОПАСНОГО МАГНИТНОГО ВЛИЯНИЯ

 
 

 

Рисунок 6. – Схема взаимного расположения ЛЭП и ЛС на участке сближения 

       Кабель  ОМЗКГ содержит стальные проволоки  в качестве броневого покрова, поэтому  необходимо произвести расчет опасного магнитного влияния на участке сближения  ВОЛП с высоковольтной ЛП. Расчет ведется  по методике [2] с целью определения необходимости защиты кабеля от магнитного влияния. 

Рисунок 7. – Схема магнитного влияния ЛЭП  на провод ЛС

 

       Коэффициент вихревых токов k определяется по формуле (14): 

                               (14)        

       где  f = 50 Гц

                      

           

         

       Средняя ширина сближения по участкам а_сi, м определится 
по формуле (15): 

                                 (15)          

         

       Коэффициент взаимной индукции m, Гн/км определится 
по формуле (16): 

                  (16)          

         

       Продольная  ЭДС на трех участках сближения Е₂,В определится  
по формуле (17):

                               (17)    
 
 

         
 
 

       где - ток короткого замыкания ЛЭП

              S_T=0,5 – коэффициент экранирования защитного троса

              S_K =0,95 – коэффициент экранирования оптического кабеля 

      

       Допустимая  величина продольной ЭДС Е₀, В определится  
по формуле (18): 

                      (18)          

       где - электрическая прочность изоляции

              - напряжение дистанционного питания НРП 

         

       Так как наводимая продольная ЭДС  Е₂ много превышает Е₀, то прокладка кабеля ОМЗКГ вдоль ЛЭП на большие расстояния и близкие участки сближения, запрещается. Необходимо рассматривать перенос трассы ВОЛП от ЛЭП.

         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

         

7. СОСТАВЛЕНИЕ СМЕТЫ НА СТРОИТЕЛЬСТВО  ВОЛП

 
 

Таблица 7. –  Смета на строительство проектируемой  ВОЛП 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

        

      Расчет  стоимости канала-километра С, руб./кан.·км  производится 
по формуле (19): 

                     (19)              

        руб./кан.·км                                                          

            – себестоимость  руб./кан.·км для общего числа  каналов 

        руб./кан.·км 

                          – для 6680 каналов задействованных  на первом этапе. 
 
 

8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 
 

      Для организации 6402 каналов между городами Самара и Казань проектом предусматривается:

1. Прокладка кабеля ОМЗКГ, содержащего восемь волокон;
2. Использование четырёх систем передачи ИКМ-1920;
3. На первом этапе задействовать 6420 ТЧ, а 260 каналов ТЧ оставить на резерв для дальнейшего развития;
4. Установка ОРП не предусмотрена;
5. Разместить по трассе ВОЛП десять НРП (необслуживаемых регенерационных пунктов).

 
 
 
 

 

      

      

9. СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

 
 

1. Свирская  К.В., Н.Ф. Туркина «Атлас автомобильных  дорог России». 
    М.:     

2. Ионов  А.Д. «Проектирование кабельных линий связи». Учебное пособие. Новосибирск, 1995. 59с.

3. Гроднев  И.И., Мурадян А.Г. «Волоконно –  оптические системы передачи».  Справочник. – М.: Радио и связь, 1993. – 264с.