Задачами курсового проекта являются: обоснование выбора необходимой элементной базы и расчет основных параметров проектируемой ВОЛС.

Научно-технический прогресс в значительной мере определяется объемом и скоростью передачи информации. Возможность увеличения объемов передаваемой информации наиболее полно реализуется при использовании волоконно-оптических систем передачи (ВОСП). Применение ВОСП решает проблему электромагнитной совместимости, защиты цепей и трактов систем связи от разнообразных воздействий.

ВОСП представляет собой совокупность активных и пассивных устройств, предназначенных для передачи информации на расстояние по оптическим волокнам (ОВ), иначе - волоконным световодам (ВС), с помощью оптических волн. Таким образом, ВОСП - это совокупность оптических приборов и оптических линий передачи для создания, передачи и обработки оптических сигналов. В этом случае оптическим сигналом является модулированное оптическое излучение источника (лазера или светодиода), передаваемое по ОВ в виде совокупности различных типов оптических волн (мод). Средой передачи в ВОСП является оптическое волокно, а носителем информации - электромагнитные колебания оптического диапазона.

В современной технике связи утвердились цифровые средства передачи и обработки информации. Преимущества цифровых систем передачи по сравнению с аналоговыми - высокая помехоустойчивость, нечувствительность к нелинейным искажениям, независимость качества передачи от длины линии связи, стабильность параметров канала связи и др.

Во всем мире достигли значительного прогресса в развитии ВОЛС. В сетях связи Украины широко используются ВОСП для линий связи всех ступеней иерархии: магистральных, зоновых, местных.

Применение ВОСП целесообразно и экономически эффективно на всех участках Единой Национальной Сети Связи Украины. Это не только повышает технико-экономические показатели отрасли связи, но и обеспечивает возможность поэтапного перехода к цифровым сетям интегрального обслуживания.

                                                         3

Анализ исходных данных

Исходные данные

Топология сети	звездообразная
Количество оконечных станций	16
Длина волоконно-оптической линии связи, км	300
Длина волны, мкм	1.55
Затухание в оптическом кабеле, дБ/км	1.5
Ширина спектра излучателя, нм	20
Показатель преломления волоконного световода n1	1,445
Показатель преломления волоконного световода n2	1,440
Потери ввода-вывода вв,, дБ	3
Потери в неразъемных соединениях нз, дБ	0,2
Тип соединителя	SC
Мощность излучателя P, мВт	2.5
Минимальная оптическая мощность на входе оптического приемного устройства Pmin, дБм	-38
Вероятность ошибки при передаче информации Рош10-9	0,5
Код в линейном тракте	CMI

                                                            4                                                                                                                             

                                                                                                                                                                                                                                                                            

 

                                                                                                                           

1.2 Требования к системе

Анализируя исходные данные, можно сказать, что к проектируемой системе предъявляются следующие требования:

1. Скорость передачи системы, определяющая объем предаваемой информации В=622 Мбит/сек.

2. Помехоустойчивость системы характеризуется вероятностью ошибки при передаче информации: Р_ош10^-9.

Тип передаваемой информации - цифровой.

4. Рекомендации Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии на параметры оптического кабеля при заданном типе волокна и длине волны =1.55 мкм приведены в табл.1.2.

Таблица 1.2 -

Рекомендации МККТТ относительно оптических кабелей

Наименование параметра	Рекомендация МККТТ
	G.651
Тип волокна	ОМ
Длина волны оптической несущей л, нм	1550
Характеристики волокон

                                                      5

Схема выбора оптоэлектронных элементов ВОСП представлена на рис.1.1.

Рисунок 1.1 - Схема выбора элементов ВОСП

Код сигнала в оптическом линейном тракте - NRZ, т.е. цифровой код без возвращения к нулю. Поэтому допустимое быстродействие системы будет определяться выражением:, где В - скорость передачи, бит/с.                                                                                          

                                                                  6

 

 

                                                                                                                                                               

                                                   

 

Топология сети

Проектируемая ВОЛС представляет собой сеть со звездообразной конфигурацией, обобщенная топология которой изображена на рис.1.2.

На рис.1.2 цифрами 1,2,3,.,N-1,N обозначены оконечные устройства (терминалы), которые соединены между собой через оптический разветвитель энергии РЭ типа "звезда" или подключены к узлу коммутации УК, который осуществляет необходимое распределение сообщений.

В проектируемой системе число оконечных станций равно N=14.                                  

                                                     7

 

 

Код передаваемого сигнала

Код сигнала в линейном тракте проектируемой системы - код NRZ, наиболее простой код, в котором единица передается импульсом, а нуль - паузой (рис.1.3). NRZ - это код без возврата к нулю на тактовом интервале. Недостатками этого кода являются наличие постоянной составляющей, которая зависит от количества нулей и единиц в передаваемой импульсной последовательности, невозможность выявления ошибки, высокое содержание низкочастотных компонентов.

8

 

                                                                              

 

 

 Выбор оптического кабеля

Выбираем кабель исходя из требований ТЗ и рекомендаций МККТТ (табл.1.2). Для проектируемой системы подходят кабели, используемые для ВОЛС местных сетей, - кабели на основе градиентного волокна, с гидрофобным заполнителем межмодульного пространства. Они предназначены для прокладки в телефонной канализации, трубах, коллекторах ручным и механизированным способом. Такие кабели стойки к растягивающим усилиям до 1200 Н, радиус изгиба этих кабелей - 260 мм. Для прокладывания ОК в городской телефонной канализации используются кабели, которые не содержат броневых покрытий (голые). Если предполагается установление необслуживаемых регенерационных пунктов (НРП) в пунктах, имеющих гарантированное электропитание, или использование автономных источников питания, используется кабель, который не содержит проводов дистанционного питания. В этом случае, если разрешают условия прокладывания, следует применить кабель, который не содержит металлических элементов, т.е. кабель с полимерными оболочками.

Выбранный кабель характеризуется следующими параметрами:

– затухание в оптическом кабеле =1.5 дБ/км;

– удельная хроматическая дисперсия =8.5 пс/ (нм·км);

– строительная длина кабеля l_бд=2300 м;

– тип оптического кабеля - ОМ;

– межмодовая дисперсия =45 пс/км;

– диапазон рабочих температур - (-40. +50єC);

– числовая апертура NA=0,21;

Количество ОВ кабеле - 4.

                                                      9

 

 

Выбор типа излучателя

В ТЗ к источнику излучения предъявляются следующие требования:

– ширина спектра излучателя =20 нм;

– потери ввода-вывода _вв=3 дБ;

мощность излучателя P=2,5мВт.

Исходя из перечисленных требований, выбираем в качестве излучателя лазер со следующими характеристиками:

– время нарастания импульса излучения ф_н=1 нс;

– ток накачки Iн=150 мА;

– ресурс работы Т=10⁵ ч;

– структура - AlGaAs.

                                                     10

 

Выбор типа фотодетектора

Применяя схему выбора оптоэлектронных компонентов сети, изображенную на рис 1.1, выбираем в качестве приемника оптического излучения (ПОИ) кремниевый лавинный фотодиод (ЛФД), который характеризуется параметрами:

– время нарастания переднего фронта импульса ф_н=2,5нс;

– токовая чувствительность S_I =12 А/Вт;

– темновой ток Iт =15 нА;

– коэффициент лавинного умножения М=20;

– область спектральной чувствительности - 1.1,7нм.

Чувствительность фотодетектора является одним из факторов, который определяет энергетический потенциал системы. Временные параметры ФД определяют быстродействие системы. Чувствительность фотодетектора определяет коэффициент ошибки цифровой системы передачи.