Обоснование технических требований к основным компонентам системы dwdm 31 1 Мультиплексоры и демультиплексоры 31 (стр. 12 из 21)

пс.

В результате, конечная длительность импульса на выходе оптического кабеля на каждом участке при скорости передачи

= 9953,28 Мбит/с (STM-64) будет:

, пс (5.16)

пс,

пс,

пс.

Этот результат довольно меньше допустимого значения, значит качество сигнала почти не ухудшилось.

5.3 Расчет энергетического бюджета

Определим потери вносимые мультиплексором и демультиплексором по формуле (5.17):

α_OMUX/ODMUX = 1,5^.log₂Z (5.17)

где: Z – число портов или каналом OMUX/ODMUX.

α_OMUX/ODMUX = 1,5^.log₂7 = 4,2 дБ

Энергетический бюджет линии определяется по формуле (5.18)

Э=Р_пер-Р_пр- L^.α_ок-n_рс^.α_рс- n_нс^.α_нс- α_OMUX/ODMUX- α_ф-∑α_DC+∑S_ус, (5.18)

где α_ф – потери фильтра, α_ф=1,5 дБ;

α_DC – затухание вносимое модулем компенсации дисперсии,

S_ус – коэффициент усиления усилителя, дБ.

Э=2-(-14)-329^.0,22-12^.0,5-84^.0,05-4,2-1,5-(3,7+4,1+4,1)+(17+23+28+28)=7,62 дБ

Этот запас обеспечит работоспособность системы при деградации лазеров, дополнительных вставках кабеля и старении волокна.

На рисунке 5.1 представлена диаграмма уровней на участке ст. Свердловск – ст. Тюмень.

Рисунок 5.1 - Диаграмма уровней на участке ст. Свердловск – ст. Тюмень.

Исходя из расчетов принято решение установить в направлении от ст. Свердловск – ст.Тюмень: бустер на 17 дБ на ст. Свердловск, оптический усилитель 23 дБ на ст. Богданович, оптический усилитель 28 дБ на ст. Талица и предусилитель 28дБ на ст. Тюмень.

Диаграмма уровней в направлении ст. Тюмень – ст. Свердловск представлена на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 - Диаграмма уровней на участке ст. Тюмень – ст. Свердловск.

Исходя из расчетов принято решение установить в направлении от ст. Тюмень – ст.Свердловск: бустер на 17 дБ на ст. Тюмень, оптический усилитель 28 дБ на ст. Талица, оптический усилитель 28 дБ на ст. Богданович и предусилитель 23дБ на ст. Свердловск.

6 Расчет стрелы провеса кабеля

Расчет стрелы провеса оптического кабеля производится по методике [10] с целью определения максимально-допустимого напряжения растяжения. При расчете самонесущего оптического кабеля, подвешенного на опорах контактной сети, на механическую прочность необходимо учитывать собственный вес кабеля, а также дополнительные нагрузки за счет образования льда и ветрового давления на ОК. Для удобства проведения расчетов воздушных конструкций на механическую прочность принято выражать все нагрузки, действующие в них, через так называемые удельные нагрузки.

Удельная нагрузка от силы тяжести (собственного веса) оптического кабеля

, Н/м³ находится по формуле (6.1):

, (6.1)

где P - удельная масса оптического кабеля, Р=0,11 кг/м;
S - площадь поперечного сечения кабеля, S=1,13^.10^{-4 м2;}
g - ускорение свободного падения, g= 9,81 м/с².

Н/м³

Удельная нагрузка от наличия на воздушных конструкциях льда

, Н/м³ определяется по формуле (6.2):

, (6.2)

где b - толщина стенки льда на кабеле, b=5^.10^{-3 м;}

- плотность льда, = 900 кг/м³;
d - наружный диаметр оптического кабеля, d=1,2^.10^{-4 м.}

Н/м³

Удельная нагрузка от силы тяжести оптического кабеля и силы тяжести отложившегося на нем льда

,Н/м³ вычисляется по формуле (6.3):

, (6.3)

Н/м³.

Удельная нагрузка от давления ветра на воздушные конструкции при отсутствии льда

, Н/м³ определяется по формуле (6.4):

, (6.4)

где

- скорость ветра, =20 м/с;

Н/м.

Удельная нагрузка от давления ветра на оптический кабель, покрытый льдом

, Н/м³ выражается по формуле (6.5):

, (6.5)

где

- скорость ветра, =30 м/с.

Н/м³.

Удельная нагрузка от силы тяжести оптического кабеля и давления ветра при отсутствии льда

, Н/м³ определится по формуле (6.6):

, (6.6)

Н/м³.

Удельную нагрузку от силы тяжести оптического кабеля, льда и давления ветра на воздушные конструкции, покрытые льдом

, Н/м³ найдем по формуле(6.7):

, (6.7)

Н/м³.

Напряжение растяжения в оптическом кабеле

, МПа определим по формуле (6.8):

, (6.8)

где l- длина пролета, l=50 м;

- суммарная удельная нагрузка , МН/м³;
f - стрела провеса оптического кабеля в пролете, f=1,2 м.

МПа

Вычислим допустимое напряжение растяжения выбранного кабеля

, МПа по формуле (6.9):

, (6.9)

где F – стойкость к продольному растяжению кабеля, F=4 кН;

МПа.

Сравним рассчитанную величину напряжения растяжения с допустимой величиной для выбранного оптического кабеля:

28<35,4

Неравенство выполняется - значит стрела провеса выбрана верно и стойкость кабеля к продольному растяжению соответствует рассчитанным параметрам.

7 Расчет показателей надежности

Надежность – свойство сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения. Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от условий строительства и эксплуатации может включать различные свойства или их сочетания. В соответствии с руководящим техническим материалом «Линии передачи волоконно-оптические на магистральных и внутризоновых первичных сетях России» при проектировании ВОЛП должны быть заданы требования по надежности:

- коэффициент готовности Кг (тем выше, чем ниже плотность повреждений и меньше время их устранения);

- срок службы – календарная продолжительность рабочего состояния кабеля с момента ввода в эксплуатацию до момента перехода в предельное состояние, то есть в состояние, при котором дальнейшая эксплуатация ОК недопустима или нецелесообразна. В среднем срок службы ОК равен 25 годам;