Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Разработка приемо-передающего устройства ретрансляционного узла волоконно-оптической линии связи.

Содержание:

Введение. 6

1 Выбор структурной схемы приемо-передающего
устройства ретрансляционного узла волоконно-оптической линии связи и выполнить
расчет его основных характеристик. 9

1.1. Основные
сведения о волоконно-оптических линиях связи. 9

1.2
Использование технологии волнового уплотнения в системах связи. 12

1.3 Выбор
структурной схемы приемо-передающего устройства ретрансляционного узла
волоконно-оптической линии связи. 18

1.4 Расчет
основных характеристик приемо-передающего устройства ретрансляционного узла
волоконно-оптической линии связи. 20

2 Разработка
и обоснование функциональной схемы приемо-передающего устройства
ретрансляционного узла волоконно-оптической линии связи. 22

2.1 Состав и
разновидности функциональной схемы ретрансляционного узла ВОЛС   22

2.2 Выбор
функциональной схемы ретрансляционного узла ВОЛС.. 26

3 Разработка
принципиальной схемы приемо-передающего устройства ретрансляционного узла
волоконно-оптической линии связи. 28

3.1
Устройство согласования. 28

3.2
Формирователь порога. 35

3.3 Предварительный
усилитель. 36

4 Конструкция. 41

4.1 Принципы
компоновки и выбор материала. 41

4.2
Конструкция прибора. 45

5 Эксперимент. Исследование формирователя импульсов. 48

6 Технологическая часть. 52

6.1 Описание разрабатываемого приемо-передающего
устройства ретрансляционного узла волоконно-оптической линии связи. 52

6.2  Понятие технологичности конструкции. 53

6.3  Качественная оценка технологичности
передатчика. 53

6.4  Количественная оценка технологичности. 54

6.5  Расчёт надёжности. 56

6.6  Разработка программы механических испытаний. 58

6.6.1  Испытания на виброустойчивость. 58

6.6.2  Испытания на вибропрочность. 59

6.6.3  Испытание на 
устойчивость и прочность  при воздействии  механического удара одиночного действия. 60

6.6.4  Испытания на устойчивость при воздействии
механического  удара многократного
действия. 61

6.6.5  Испытание на прочность узлов крепления при
воздействии механических ударов одиночного действия. 61

6.6.6  Испытание на прочность после воздействия   нагрузок при транспортировании в тарной
упаковке. 62

6.6.7  Выбор технологической оснастки структурной
схемы испытаний для оценки устойчивости при воздействии механических ударов
многократного действия  63

7 Экономическая 
часть. 69

7.1
Обоснование целесообразности разработки новой техники определение её технической
прогрессивности. 69

7.2 Календарное планирование работ
по проектированию и изготовлению изделия  72

7.3 Определение показателей
экономического обоснования проектируемых изделий  73

7.4 Оценка экономической
эффективности проектируемой техники. 79

8 Безопасность жизнедеятельности. 81

8.1 Пожарная безопасность в цехе сборки РЭА.. 81

8.2 Оценка
категории взрыво- и пожароопасности предприятия. 81

Заключение. 86

Список
использованной литературы.. 87

Введение:

Актуальность темы.
Сектор коммуникационных технологий характеризуется
быстрыми технологическими изменениями и конвергенцией технологических платформ
для телекоммуникаций, доставки информации, вещания и вычислений. Развертывание
общей широкополосной технологии и сетевой инфраструктуры для множества
телекоммуникационных услуг и приложений, а также развитие всех сетей следующего
поколения и их развитие открывают возможности, но также создают серьезные
проблемы для развивающихся стран.

Быстрое
внедрение телекоммуникационных технологий указывает на растущее значение
управления и его роль в социально-экономическом развитии стран. Сетевая
инфраструктура с высокой пропускной способностью составляет основу гигабитного
общества.

Постоянное расширение
номенклатуры сетевых услуг, развитие технологий передачи, отображения
видеоконтента, расширение пользовательской базы охваченной широкополосными
услугами и многие другие факторы приводят к постоянной потребности в повышении
скорости передачи данных на уровне доступа и развитии линий связи.

Для поддержания сети в
состоянии, соответствующем требованиям времени, необходимо внедрение разнообразных
современных технических, технологических и организационных новшеств. Без таких
изменений сеть быстро устареет и не сможет функционировать так, чтобы
эффективно выполнять все возложенные на нее задачи. Рост, развитие и стремительное распространение
сетевых технологий заставляет пересмотреть устоявшиеся годами подходы к
проектированию оптической сети доступа.

С ростом сложности и
увеличением размера систем обостряются проблемы их поддержки и сохранения
средств, инвестированных в сетевую инфраструктуру. Главный вопрос состоит в
том, позволит ли существующая инфраструктура сети внедрять в дальнейшем новые
технологии, и насколько существенные затраты потребуются для этого. В том
случае, если при проектировании сети было уделено достаточное внимание к
гибкости ее архитектуре и заложен необходимый резерв для будущих применений,
при внедрении новых приложений не будет возникать значительных проблем.
Необходимая для этого гибкость закладывается на этапе планирования сети,
предшествующем проектированию.

Для
построения сетей применяются линии связи, использующие различную физическую
среду.
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.

 Учитывая, что в настоящее время растут
требования к сетям передачи данных, актуальным становится вопрос в разработке
приемо-передающего модуля для устройства ретрансляционного узла
волоконно-оптической линии связи.

Целью
написания дипломного проекта является разработка приемо-передающего модуля для
устройства ретрансляционного узла волоконно-оптической линии связи.

При
написании работы были поставлены следующие задачи:

1.
Выполнить выбор структурной схемы приемо-передающего
устройства ретрансляционного узла волоконно-оптической линии связи и выполнить
расчет его основных характеристик;

2.
Осуществить разработка и обоснование функциональной схемы приемо-передающего
устройства ретрансляционного узла волоконно-оптической линии связи;

3.
Представить разработку принципиальной схемы приемо-передающего устройства
ретрансляционного узла волоконно-оптической линии связи;

4.
Изучить вопросы конструкции прибора;

5.
Представить экспериментальные исследования формирователя импульсов в среде
имитационного моделирования;

6.
Выполнить исследование технологической части работы;

7.
Выполнить расчет технико-экономических показателей выполнения проекта;

8.
Изучить вопросы, которые касаются безопасности жизнедеятельности.

Объект
исследования – процесс приема и передачи в волоконно-оптических линиях связи.

Предмет
исследования – приемо-передающее устройство ретрансляционного узла.

Заключение:

1 Выбор структурной схемы приемо-передающего устройства
ретрансляционного узла волоконно-оптической линии связи и выполнить расчет его основных
характеристик

1.1. Основные сведения о
волоконно-оптических линиях связи 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 1.1. Рис.1.1. 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.

Фрагмент текста работы:

1 Выбор структурной схемы приемо-передающего устройства
ретрансляционного узла волоконно-оптической линии связи и выполнить расчет его основных
характеристик

1.1. Основные сведения о
волоконно-оптических линиях связи 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 1.1. Рис.1.1. 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.