Аттестационная работа (ИАР/ВАР) на тему Проектирование ВОЛП с применением технологии DWDM между городами Ярославль-Вологда

Содержание:

Список используемых сокращений 4

Введение 5

1. Анализ теоретических аспектов построения волоконно-оптических линий передачи 7

1.1 Принципы построения волоконно-оптических линий передачи 7

1.2 Исследование архитектуры построения волоконно-оптических линий передачи 11

1.3 Классификация оборудования, необходимого для построения ВОЛП 13

1.4 Организация управления и мониторинга ВОЛП 15

2. Выбор трассы для прокладки оптического кабеля 17

2.1 Характеристика оконечных пунктов 17

2.2 Физико-географический очерк по трассе ВОЛП 19

2.3 Обоснование необходимости строительства кабельной линии 19

3. Выбор системы связи 20

3.1 Обоснование и расчёт числа каналов 20

3.2 Обоснование выбора системы передачи 22

3.3 Характеристика выбранной системы передачи 24

4. Расчёт характеристик оптического волокна и выбор оптического кабеля 28

4.1 Расчёт характеристик оптического волокна 28

4.2 Выбор типа оптического кабеля 29

4.3 Расчет длины регенерационного участка 32

5. Принцип организации проектируемой сети 34

5.1 Топология проектируемой сети 34

5.2 Структурная схема организации связи 34

6. Строительство ВОЛП 38

6.1 Технология строительства ВОЛП 38

6.2 Прокладка оптического кабеля 38

6.3 Переход оптического кабеля через искусственные и естественные преграды 41

6.4 Соединение оптического кабеля и трубопровода 41

7. Обоснование экономической эффективности проекта 46

8. Обеспечение безопасности жизнедеятельности при строительстве и монтаже ВОЛП 56

Заключение 63

Список используемых источников 65

Введение:

На сегодняшний день широкое развитие с последующим внедрением принадлежит по праву волоконной оптике. Существенный рост этого направления на мировой арене преобладают над другими видами с точки зрения организации связи и находятся в рамках 40 % в год.

Следует остановиться на явных достоинствах оптических кабелей. Учитывая экономию цветных металлов, они обладают и другими немаловажными достоинствами, такие как:

— большая широкополосность, результатом чего является способность организации передачи значительного потока данных;

— минимальные потери;

— относительно незначительный вес;

— защита от внешних воздействий, а так же переходных помех;

— безопасная эксплуатация (отсутствие искрения, а так же коротких замыканий).

Как указывалось выше, основным преимуществом оптического волокна является огромная пропускная способность. Время показывает, что современные потребности человека постоянно увеличиваются, причем, со скорость гораздо более высокой, чем можно предполагать. Два десятка лет назад ВОЛП использовались, как правило, для организации магистральных линий связи – для соединения городов, стран и континентов. На сегодняшний день волоконно-оптические сети охватывает здания отдельных городов и поселков, а так же широко применяются при организации сетей в конкретных помещениях и офисах.

Тема данной выпускной квалификационной работы – «Проектирование ВОЛП с применением технологии DWDM между городами Ярославль-Вологда».

Объект исследования – проектируемая волоконно-оптическая линия передачи между городами Ярославль-Вологда. Предмет исследования – поиск оптимальных технических решений в процессе проектирования волоконно-оптическая линия передачи между городами Ярославль-Вологда.

Цель выпускной квалификационной работы – разработка проектных решений по строительству волоконно-оптической линии передачи между городами Ярославль-Вологда.

Исходя из цели работы, в процессе ее выполнения необходимо решить следующие задачи:

— исследовать принципы построения волоконно-оптических линий передачи;

— произвести исследование архитектуры построения волоконно-оптических линий передачи;

— исследовать характеристику оконечных пунктов;

— привести физико-географический очерк по трассе ВОЛП;

— произвести выбор трассы на загородном участке;

— произвести обоснование выбора системы связи;

— дать характеристику выбранной системы связи;

— дать рекомендации по организации строительства ВОЛП;

— разработать вопросы обеспечения безопасности жизнедеятельности при строительстве и монтаже ВОЛП.

Методы исследования выпускной квалификационной работы:

— исследование литературы в сфере проектирования ВОЛП;

— метод классификации;

— метод анализа.

Планируемый результат работы – проект строительства волоконно-оптической линии передачи между городами Ярославль-Вологда.

В ходе написания настоящей выпускной квалификационной работы предполагается изучить большой объем теоретической информации, которая будет необходима для дальнейшей трудовой деятельности по специальности.

Заключение:

После возникновения и последующего развития линий связи, появился новый, очень эффективный способ коммуникаций между абонентами. Изначально сети и системы связи использовались, как правило, для научных целей, однако, затем они стали применяться во все областях человеческой деятельности. Основная масса сетей при этом существовала обособленно друг от друга, решая конкретные задачи для отдельных групп пользователей.

Системы связи сегодня являются основой развития человеческого общества. Спрос на различные услуги связи — от телефонной связи до предоставления широкополосного доступа в сеть Интернет — стабильно увеличивается. Данный аспект формирует выдвижения новых требований, предъявляемых к современным сетям связи, пропускной способности систем связи, надежности и гибкости систем связи. Общепризнанным фактом является утверждение о том, что реализация потребностей человеческого общества в получении необходимых информационных ресурсов возможна сегодня на базе применения волоконно-оптических систем и линий связи.

Сегодня волоконно-оптические линии передачи широко применяются повсеместно, поэтому анализ данной тематики является в высшей степени актуальной.

В выпускной квалификационной работе получены нижеприведенные результаты.

Подробно изучен район проектирования, особенности климатических условий проектирования, обоснована необходимость строительства ВОЛП на исследуемом участке.

Разработана схема организации связи, на которой указаны оконечные и промежуточные пункты, оборудование, установленное в этих пунктах.

Рассмотрены методы прокладки, монтажа и измерений ВОЛП, вопросы по охране труда и технике безопасности, а так же воздействие на окружающую среду.

Проведен расчет значений основных экономических показателей, которые указывают на высокую эффективность реализации данного проекта.

В процессе проектирования:

— произведен выбор трассы строительства ВОЛП;

— произведен выбор необходимого оборудования и оптических кабелей;

— разработана схема организации связи;

— проработаны вопросы строительства и монтажа ВОЛП;

— проанализирована методика измерения основных параметров ВОЛП;

— обоснована экономическую эффективность разработанного проекта;

— рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности.

Таким образом, проектируемая ВОЛП является целесообразной и отвечает современным требованиям.

По завершению работы необходимо отметить, что все поставленные задачи выполнены, цель работы в полной мере достигнута.

Фрагмент текста работы:

1. Анализ теоретических аспектов построения волоконно-оптических линий передачи

1.1 Принципы построения волоконно-оптических линий передачи

Впервые волоконно-оптические линии связи стали всерьез рассматриваться как среда высокоскоростного обмена информацией примерно в середине 20 века. Технологические возможности и оборудование того времени позволяли производить в промышленных масштабах тонкие волокна, основой которых являлись различные светопрозрачные материалы. Оптическая линия связи работает по следующему принципу: среда распространения сигнала ограничена внешней оболочкой световода, от которого она отражается. А внутренняя среда световода является непосредственной средой, где происходит распространение информационного сигнала, источник которого расположен в торцевой части световода. Светопроводящий канал не обязательно должен иметь прямолинейную форму. При определенном изгибе световая волна все равно будет распространятся в пространстве, ограниченном внешней оболочкой [11].

При прохождении информационного сигнала внутри оптического канала его распространение может иметь различные траектории, которые отличаются от прямолинейных. Характер пути распространения сигнала определяется формой световода. При рассмотрении процесса прохождения информационного сигнала по волоконно-оптической линии связи большое количество аналогий можно провести с процессом протекания электрического тока по проводнику. Диметр световодов, изготовленных из стекла или кварца, достаточно мал, однако такие световоды характеризуются достаточно высокой механической прочностью и гибкостью. По мере развития технологий и появления нового современного оборудования происходит у рост степени прозрачности световодов. В первых вариантах световодов сигнал имел очень большое затухание. На расстоянии от 5 до 10 метров могло иметь место затухание 100% от первоначальной мощности.

Волоконно-оптические линии связи являются самыми современными и перспективными в настоящее время. Несмотря на свою относительно короткую историю способ распространения сигнала в оптической среде бы предложен достаточно давно.

Как среда для распространения информационных сигналов оптический канал связи впервые был предложен французскими инженерами во второй половине 18 века. Их изобретение представляло собой ничто иное, как оптический телеграф. Спустя чуть меньше 100 лет общая протяженность оптических каналов связи достигла отметки 5 тыс. км. Начиная с 50х годов 19 века оптические линии связи постепенно начали вытесняться другим изобретением, которое известно как телеграф Морзе. Ближе к концу 19 века оптические линии связи вновь начали активно изучаться. В качестве изобретений той эпохи можно привести фотофон Белла. Одновременно с Беллом британский ученый Тиндалл продемонстрировал пример эффективной передачи света внутри шланга. Это был первый прототип современной оптико-волоконной линии связи.

Уже в 20 веке был изобретен лазер, который и положил начало новой, современной эпохе развития современных волоконно-оптических линий связи. Лазер с полупроводниковым принципом действия впервые был изготовлен в первой половине 60х годов 20 века. Именно такие лазеры и используются в современных волоконно-оптических линиях связи. После изобретения полупроводникового лазера возникла ситуация, при которой источник сигнала существовал, а среды распространения этого сигнала еще не было. К середине 60х годов 20 века были написаны первые научные труды, в которых предлагались варианты использования оптического волокна в качестве среды распространения светового сигнала. На тот момент оптическое волокно обеспечивало распространение светового сигнала с затуханием порядка 20 дБ на 1 км. Технологические процессы тех времен были достаточно слабо развиты и не были в состоянии изготовить оптическое волокно, которое характеризовалось бы затуханием распространяющегося в нем светового сигнала менее 1000 дБ на 1 км. Примерно в начале 80х годов 20 века были получены первые образцы оптического волокна, которое характеризовалось достаточно низким коэффициентом затухания. При длине волны 633 нм затухание на 1 км составляло не более 20 дБ. Такая среда распространения светового сигнала соответствовала техническим требованиям и могла использоваться совместно с полупроводниковым лазером. На следующем этапе развития волоконно-оптических линий связи были разработаны опытные образцы полупроводниковых лазеров, которые позволяли их эффективно использовать при нормальных температурах. Существует два основных вида оптического волокна: одномодовое и многомодовое. Одномодовое оптическое волокно характеризуется относительной сложностью изготовления. В связи с этим первоначально в большинстве случаев использовалось многомодовое оптическое волокно. Многомодовое волокно имеет ограниченное применение в связи с его склонностью к повышенной дисперсии. Этот факт в значительной мере ограничивает регенерационный участок [5].