Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Проектирование линии связи

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ. 5

1. Исследовательская часть. 7

1.1 Основные сведения о волоконно-оптических линиях связи. 7

1.2 Основные компоненты ВОЛС.. 10

1.3 Основные виды оптических волокон для линий связи. 12

1.4  Суперканалы
связи. Оптические волокна для суперканалов. 16

1.5 Процесс распространения света по волокну. 21

1.6 Основные параметры оптического волокна. 23

2 Конструкторская часть. 28

2.1 Функциональная схема линии связи. 28

2.2 Расчет потерь, возникающих в оптических волокнах и
анализ факторов, влияющих на потери в оптическом волокне. 30

2.3 Расчет необходимых параметров линии связи. 40

2.4 Анализ основных элементов линии связи. 47

2.4.1 Оптические разветвители. 47

2.4.2 Устройства волнового уплотнения WDM.. 53

2.4.3 Описание VMUX на базе AWG.. 62

2.5 Другие специальные пассивные компоненты ВОЛС.. 63

3. Технологическая часть. 71

3.1 Подбор исходных данных для разработки линии связи. 71

3.2 Выбор основных компонентов линии связи. 71

3.3 Разработка VMUX.. 78

3.4 Разработка схемы линии связи. 80

3.5 Технология прокладки линии связи и обслуживание. 81

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 107

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 108

Введение:

Актуальность темы. В настоящее время растут требования к обмену и
передаче информации, что, в свою очередь, приводит к росту требований к линиям
связи. Линии связи или линии передачи данных — это промежуточная
аппаратура и физическая среда, по которой передаются информационные сигналы
(данные). В одной линии связи можно образовать несколько каналов связи
(виртуальных или логических каналов), например путем частотного или временного
разделения каналов. Если линия связи монопольно используется каналом связи, то
в этом случае линию связи называют каналом связи.

Современные ВОЛС функционируют по принципу
распространения световых волн по оптическим волокнам на большие расстояния.
Большое распространение такие системы получили из-за целого ряда достоинств. К
примеру, у ВОЛС по сравнению с другими системами передачи большая скорость
распространения волн, а также световой сигнал имеет меньшее искажение, нежели в
иных системах.

Помимо
этого, стоит надо отметить высокую защищенность оптоволокна от внешних
воздействий, что является немаловажным плюсом ВОЛС и а кроме того экономичность
данной системы.

Недостатками
ВОЛС являются:

—
Хрупкость
оборудования;

—
Дороговизна
прокладки ВОЛС;

—
Сложность
декодирования сигнала

Однако в настоящее время ни одна
система не может сравниться по скорости передачи данных и безопасности с ВОЛС,
что делает ее весьма привлекательной для бизнеса, а также для любых других
целей.

Таким образом, учитывая, что в настоящее время растут требования к сетям
передачи данных, актуальным становится вопрос в создании и проектировании
современной оптико-волоконной линии связи.

Целью написания дипломного проекта является разработка оптико-волоконной
линии связи со спектральным разделением каналов.

При выполнении работы были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать вопросы распространения сигнала в оптическом волокне;

2. Выполнить разработку функциональной схемы оптико-волоконной линии
связи со спектральным разделением каналов;

3. Осуществить выбор основного оборудования для реализации ВОЛС;

4. Выполнить расчет технико-экономических показателей выполнения проекта
и рассмотреть вопросы, которые касаются охраны труда и экологии.

Заключение:

В результате выполнения работы проведена разработка волоконно-оптической
линии связи, которая включает в себя VMUX на базе AWG (мультиплексор с
возможностью корректирования мощности на каждом канале на базе дифракционной
решетки на массиве волноводов) с количеством каналов – 40.

Предусмотрена возможность мониторинга с помощью tap-pd.

Выполнены следующие задачи:

1. Изучены основные сведения о волоконно-оптических линиях связи,
изучены основные направления их развития;

2. Выполнено исследование основных элементов линии связи, произведен
анализ факторов, которые влияют на потери в оптическом волокне;

3. Выполнено разработку линии связи и обоснован выбор компонентов;

По результатам экономического расчета установлено, что представленная
разработка целесообразна. Это говорит о конкурентоспособности разработанных
решений. Данная разработка также имеет достаточно
хороший срок окупаемости 2,79 года.

Фрагмент текста работы:

1. Исследовательская
часть[ПW1]

1.1 Основные сведения о
волоконно-оптических линиях связи [ПW2] Волоконно-оптическая
связь произвела революцию в телекоммуникационной отрасли. Она также получила
широкое признание в сообществе сетей передачи данных.

Используя оптоволоконный
кабель, оптическая связь позволила установить телекоммуникационные линии на
гораздо большие расстояния и с гораздо меньшими уровнями потерь в среде
передачи и, что, возможно, наиболее важно, оптоволоконная связь позволила
обеспечить гораздо более высокие скорости передачи данных.

В результате этих
преимуществ волоконно-оптические системы связи широко используются для
приложений, начиная от основной инфраструктуры магистральной связи до систем
Ethernet, широкополосного распределения и общих сетей передачи данных [1].

Волоконно-оптические линии связи — это система передачи
данных. Несущая среда ВОЛС — кварцевое
стекло. Благодаря характеристикам материала линии связи отличаются
незначительными потерями и невосприимчивостью к влиянию электромагнитных полей.

Снаружи его покрывает оптическая оболочка, которая, отражая
свет от краев внутренней части, направляет ее к центру.

Сигнал передается посредством электронного импульса, который
через волоконно-оптические модемы преобразуется в световой пучок. Пройдя
огромное расстояние, данные считываются и вновь преобразуются в электронный
сигнал [2].

С первых дней развития телекоммуникаций постоянно возрастала
потребность в передаче большего количества данных еще быстрее.

Первоначально использовались однолинейные провода. На
смену им пришли коаксиальные кабели, которые позволили нескольким каналам
передавать по одному и тому же кабелю. Однако эти системы были ограничены
в полосе пропускания, и оптические системы были исследованы.

Оптическая связь стала возможной после того, как в 1960-х
годах были разработаны первые лазеры.

Следующая часть «головоломки» встала на свои места, когда в
1970-х годах были разработаны первые оптические волокна с достаточно низкими
потерями для коммуникационных целей. Затем, в конце 1970-х годов, был
проведен значительный объем исследований. Это привело к установке первой
оптоволоконной телекоммуникационной системы.

С тех пор в технологии были внесены значительные
улучшения.

Скорость передачи данных улучшилась, и в дополнение к этому
были улучшены характеристики оптического волокна, что позволяет достигать
гораздо больших расстояний между повторителями. Об этом свидетельствует
то, что скорости, которые теперь могут быть достигнуты с помощью оптоволоконной
системы, превышают 10 Тбит / с.

Когда разрабатывались первые оптоволоконные системы передачи,
считалось, что оптоволоконные кабели и технологии будут непомерно
дорогими.

Однако этого не произошло, и затраты снизились до такой
степени, что волоконная оптика теперь является единственным жизнеспособным
вариантом для многих телекоммуникационных приложений. В дополнение к этому
он также используется во многих локальных сетях, где скорость является основным
требованием [1].

Пример структуры волоконно-оптической линии связи
представлен на рисунке 1. Рисунок 1 – Пример
структуры волоконно-оптической линии связи

При правильном проектировании оптоволоконной системы характерные
преимущества включают:

1. Тихий шум. Эта функция положительно
влияет на полосу пропускания и возможность передачи сигнала с различными
модуляциями;

2. Возможность развития. Использование
оптоволоконных линий позволяет в будущем увеличить вычислительные возможности
локальных сетей. Это можно сделать, установив высокоскоростное
оборудование без замены старых коммуникаций;

3. Повышенная пожарная
безопасность. ВОЛС на предприятиях можно использовать без ограничений,
даже если речь идет об использовании в помещениях с повышенной опасностью;

4. Долговечность. При правильной
установке и эксплуатации срок службы ВОЛС составляет около 25 лет. Явным
признаком развития ресурса является увеличение затухания сигнала;

5. Информационная безопасность. Волоконно-оптическая
связь обеспечивает надежную защиту от несанкционированного доступа и перехвата
конфиденциальной информации. Это возможно из-за отсутствия излучения в
радиодиапазоне, а также повышенной чувствительности к вибрациям. [ПW1]Обзора
литературы, относящегося к диплому по факту нет и его надо делать [ПW2]Каждый
раздел должен соотноситеся логически с темой диплома, это диплом, а не учебник