БТОЖ кемшіліктері

Интерфейсті құрал-жабдық құны. Электрлік белгілер (сигнал) оптикалыққа айналулары тиіс және керісінше. Оптикалық таратушы мен қабылдатқыштар бағасы әлге дейін жоғары болып қала бермек. Байланыстың оптикалық желісін құру кезінде сенімділігі жоғары арнайыландырылған пассивті коммутациялық құрал-жабдық, жоғалтуы аз келетін оптикалық жалғағыштарды, оптикалық тарамдануды, аттенюаторларды қажет етеді.

Оптикалық желілердің монтажы мен қызмет көрсету. БТОЖ монтажы, қызмет көрсетуі, тестілеу мен қамтамасыз ету жұмыстарының бағасы жоғары болып қала бермек. Егер ТОК зақымдалса, онда талшықтың үзілген жерін дәнекерлеп, бұл аймақты сыртқы орта әсерінен қорғау керек.

Талшықты арнайы қорғау талаптары. Шыны материал ретінде жыртылуға беріктілік шегі 1 Гпа жоғары болып, өте үлкен жүктемелерді көтеруге шыдамды келеді. Бірақ, ОТ қаншама бір жетілдірілген болғанымен, жыртылуға алғы шарт жасайтын микрожарықшалардың пайда болуына жол беріп қояды. ОТ сенімділігін арттыру мақсатында дайындау барысында эпоксиакрилат негізіндегі арнайы лакпен жабылады, ал ОК (оптикалық кабель) өзі кевлер (созу кезінде үлкен жүктемелерді көтеруге қабілетті металл емес материал) негізіндегі жіптермен нығайтылады.

1.6.1 Кабель өзекшесі

Қабығындағы бір немесе көпжарықөткізгіштік желілі талшықты-оптикалық кабельдердің механикалық беріктігін арттыру мақсатында кабельдің өзекшесі болып табылатын орталық элементтің айналасына орналастырады. Мұнымен қоса, орталық элемент бойлық майысудан қорғағыш қызметімен қатар созылу салдарынан пайда болатын жүктеме ауыртпалығынан да қорғайды. Ораулы болғанының арқасында жарықөткізгіштер желіде белгілі бір кеңістікке ие, осының шегінде белгілі бір аясынан шықпайтын созылу, майысу, сығылу ауыртпалықтары беріліс (берілу) сипаттамаларына әсерін тигізбейді. Әртүрлі қызметтегі бір- немесе көпжарықөткізгіштік желілермен қатар толықтырғыштар да, яғни жарықөткізгіштері жоқ желілер немесе таза полиэтиленді элементтер, жұп немесе төрттік мысты желілер қосымша ретінде құндақтала алады. Созылу салдарынан пайда болатын майысу мен жүктемелерді болдыртпайтын осы оралатын элементтер мен күшті элементтердің жиынтығы кабель жүрекшесі деп аталады.

1.6.2 Орау

Талшықты-оптикалық кабельді техникада негізінен қабатты орамдар қолданылады. Мұнымен қоса, оралатын элементтер бір немесе бірнеше қабат болып орталық элементтің айналасында орналасады. Егер жеке элементтер оралса, мысалыға қуыс кеңістіктегі бір- немесе көпжарықөткізгіштер, мысты желілер немесе толтырғыштар, онда бұл жағдайда шымқап оралған кабель туралы айтылып отыр, егер кабель өзекшесі оралған элементтерден модульдерден құндақталса, онда мұндай кабель модульді кабель деп аталады.

Шымқап оралған кабельдің ерекше түрі болып фигуралы стержені (өзекшесі) бар кабель табылады. Ондағы жарықөткізгіштер қабатталып кеңістікте емес орталық элемент бетінде спираль тәріздес орналастырылған және алдын ала қалыптастырылған пазаларда (саңылауларда) құндақталады.

Осы орталық элементтердегі тереңдік өлшемі мен формасына байланысты онда бір немесе бірнеше жарықөткізгіштер еркін орын ауыстыра алады – жеке немесе ленталы конструкция түрінде. Бос кеңістіктегі біржарықөткізгіштік желілер жағдайындағыдай бұл саңылауларды компаудпен толтырады. Егер толықтырушысы жоқ кабель конструкциясы қажет болса, онда ұзындығы бойынша суөткізбеу қабілеті ісінетін судан қорғағыш лента немесе пряжка (доғабас) көмегімен қамтамасыз етіледі.

Кабельдегі жарықөткізгіштердің санын одан да арттыру мақсатында модульдік принцип бойынша фигуралық өзекшесі бар бірнеше жеке кабельдік элементтер құндақтала алады.

1.6.3 Созылу және сығылу

Майысумен қатар созылу кезіндегі жүктеменің берілген диапозондары мен температуралық диапазондарда талшықты-оптикалық кабельдерде беріліс сипаттамаларының өзгеріске ұшырауларына және жарықөткізгіштердің жарақаттану қауіптілігіне жол бермеу мақсатында кеңістіктегі жарықөткізгіштердің созылуы мен сығылуларын да шектеу қажет. Қуыс қабаттағы бір- және көпжарықөткізгіштік кеңістіктердің жарықөткізгіштері кеңістік ішінде еркін орын ауыстыра алатындығы бізге белгілі. Жүктелмеген күйінде олар кеңістік ортасында орналасады, ал олардың саңылаулары (кеңістіктің қорғағыш қабағына қатысты) кеңістік қабығының ішкі диаметрін d_f мен жарықөткізгіштің сыртқы диаметрін d ескере отырып анықталады. Қуыс қабықта көпжарықөткізгіштік кеңістіктер болған жағдайда сыртқы диаметр d ретінде жарықөткізгіштерді барынша тығыз етіп қоршап алатын ойдағы шеңбер диаметрін алады.

Монтаж жұмыстары (жөндеу) барысында туындайтын созылу жүктемесімен қатар талшықты-оптикалық кабель эксплуатация мерзімі бойы мүмкін болатын температура өзгерісінің әсерін белгілі бір диапазонда ұстап тұруы қажет. Атап айтқанда, пластмасса материалдардың кеңістіктерде және кабель қабығында сығылуы салдарынан төмен температураларда пайда болатын сығылу күштері компенсирленулері шарт.

1.6.4Өзекшені толтыру

Кабель бойы бойынша су тию жағдайларында талшықты-оптикалық кабельдің су өткізбеутін қабілетін қамтамасыз ету мақсатында өзекшенің кеңістігі арасындағы бос кеңістік жоғары қысымда (шамамен 15 бар) арнайы компаундпен (құйма қоспа) толтырылады. Бұл компаунд кабельдің басқа элементтерінің сипаттамаларына кері әсері тигізбейтіндей құрамға ие болуы шарт. Компаунд полиэтиленді қабықтың ісінуін туындатпайды және сызықтық кеңеюдің салыстырмалы аз коэффициентіне ие. Өзекше айналасына экструзиялық жолмен жағылатын мұнай өнімдеріне тұрақты релаксирлеші балқытылған байланыстырушы заттан жасалған сақтандырғыш бекітетін қабат бір жағынан, компаунд үшін қосымша барьер (тосқауыл) ретінде қызмет етсе, ал екінші жағынан – талшықты-оптикалық кабельдің икемділігін төмендетпей созылу жүктемесіне тұрақты өзекшенің қорғағыш орамы мен кабель қабығы арасында тігіссіз жалғағыш ретінде бола алады. Егер бойлық су өткізбеу қабілеті қажет болмаған жағдайда өзекшені компвундпен толтыру қажеттілігі керек болмайды. Кабель өзекшесінің оралған элементтерін технологиялық операциялар кезінде зықымданудан және біруақытта өзекше толтырмаларын күшті элементтерден оқшауланған күйде қорғау үшін оралған элементтерді жұқа пластмасса жабындардың бір немесе бірнеше қабаттарымен жабылады.

1.6.5 Кабель қабығы

Кабель қабығы талшықты-оптикалық кабель өзекшесін: механикалық, жылулық және химиялық әсерлер мен ылғалдан қорғауы керек.

Қарапайым кабельдер жағдайындай эксплуатация кезінде кабельге әсер ету типіне байланысты таңдалынатын қабықтардың бірнеше типі болады. Көбінесе өзін тәжірибеде көп рет ұсынған полиэтилен (қорғағыш қабығы бар, мысалы алюминийден жасалған) қолданылады. Ішкі төсемдерге арналған кабельдерде қолданылатын поливинилхлоридпен қатар қолданудың арнайы жағдайларына арналған перфторэтилен-пропилен (сополимеров тетрафторэтилен мен гексафторпропилен сополимерлері негізіндегі пластик), перфто-ралкокси-сополимер, этилен мен винилацетат сополимері сияқты материалдардың басқа да арнайы типтері болады.

Өзекшесі компаундпен толтырылған кабельдер үшін құрамында металы болмайтын қабықша қажет болса, онда кабель қабықшасы мен орамның беріктірігіш талшықтары арасында полиамидті балқытылған байланыстырушы заттан жасалған пластмассалы қорғағыш қабат орнатылады. Ол компаундтың кабель өзекшесінен оның қабықшасына түсіп кетуін болдыртпайды.

1.6.6 Полиэтиленді қабықша

Полиэтилен — 2Y типті кодты белгіленуі бар, этилен полимеризациясы өнімі, төмен диэлектрлік өткізгіштігі мен жоғалтудың аз коэффициентімен ерекшеленетін термопласт. Оның полярлы емес сипаттамасының арқасында температураның кең диапазонында да тұрақты диэлектрлік қасиеттерін сақтай алады. Сондықтан да ол электрлік кабельдерде кеңінен қолданылады. Барлық типтік механикалық және химиялық талаптарға жауап беріп, негізінен сыртық төсемдердегі кабельдер үшін қолдануға жарамды болып келеді.

1.6.7 Қорғағыш жабын (қабықша)

Сыртқы төсемдер кабельдері мен арнайы кабельдер үшін полиэтиленді немесе поливинилхлоридті қорғағыш жабындар, ал арнайы жағдайларда – полимамидті жабындар қолданылады. Олар коррозия мен сыртқы зақымдардан кабель кабықшасының бетіне жағылған броньмен қорғайды. Қорғағыш жабындар, әдетте, шамамен 200 °С температура жағдайында полиэтиленнен экструзия әдісі арқылы дайындалып, битумды антикоррозиялық зат бетіне жағады.

Егер кабельдің май-мұнайға тұрақты немесе түсті жабыны қажет болса, онда полиэтиленді жабындар бетіне экструзиялық әдіс арқылы сәйкесті қалыңдықтағы поливинилхлоридті қорғағыш жабындарды жағады. Қалған жағдайларда қара полиэтиленді қорғағыш жабындар пайдаланылады.

1.6.8 Бронь

Көп жағдайларда талшықты-оптикалық кабельдерді броньсіз жерге немесе құбырларға төсеуге арналған кабельдерде қолданылады. созылу жүктемелерін болдыртпау мақсатында, балқытылған байланыстырушы зат арқылы кабель жабынымен берік жабыстырылып талшықтан жасалған беріктеткіш элементтер мен майысудан қорғайтын тірек күшті элементтер типтік бойлық жүктемелер үшін жеткілікті болып келеді.

Талшықты-оптикалық кабельдің өзекшесі мен жабынын қорғау үшін, мысалыға су астында немесе шахталарда төселінетін, кеміргіштерден қорғағышы бар кабельдер қажет болған арнайы жағдайларда қосымша бронь қолданылады. Мұндай арнайы кабельдер үшін оның салмағын елеусіз арттыратын және оның икемділігін аз ған дәрежеде төмендететін, сығылу мен созылуға салыстырмалы аз қабілетті болып келетін броньдеуші элементтер қажет.

Талшықты-оптикалық кабельдерді конструктирлеуде әртүрлі мақсаттағы болат пен арамидтен (кевлар) жасалған талшықтар өздерін жақсы жағынан көрсетті. Сонымен қоса, бойлық серпімділік модулінің салмаққа қатынасы арамидтен жасалған талшықтарда болат үшін аналогты (ұқсас) қатынасынан бірнеше есеге артық келеді.

Арамидтен жасалған талшықтар әртүрлі материалдар астында жабын үшін созылу жүктемесін болдыртпайтын элемент ретінде қолданылады.

1.7 Оптикалық кабель типін таңдау

Байланыс желілерін жетілдіруде қарапайым металдықтармен салыстырғанда біршама артықшылықтарға ие талшықты-оптикалық кабельдердің рөлі ерекше:

– сыртқы электрмагнитті өрістерден жоғары бөгеуілден қорғағыштығы;

– үлкен кеңжиектігі. ТОК жиіліктің 10 - 10 Гцдиапазонында жұмыс істейді. Жарықтық диапазонда көтергіш жиілік 6-10 есеге артады екен. Осыдан теориялық түрде берілетін ақпарат көлемі де жоғары болады. Беріліс жылдамдығы до 10 Гбит/с (тәжірибесі мол үлгілерде 100 Гбит/с дейін жетеді) дейін болатын оптикалық желілер де жұмыс жасайды;

- оптикалық талшықтағы энергияның аз сөнуі регенерациялық бөлімнің ұзындығын айтарлықтай ұзартуға мүмкін береді;

- дефицит металдар (мыс. қорғасын) кварцпен ауыстырылған;

- ақпарат берудің жоғары жасырындығы;

- кабельдің үлкен құрылысты ұзындықтары (2 км және одан да ұзын) БТОЖ сенімділігін арттыруға м.мкіндік беретін жалғастырулардың аз санын қамтамасыз етеді;

- кабель массасының азаюы.

Оптикалық кабель әдеттегі қарапайым зоналық телефон желісін құруда қолданыла алады. Дегенмен оның артықшылығы байланысты сақиналы сұлба бойынша ұйымдастыруда қолдану болып келеді.

Оптикалық кабельдің дұрыс таңдалуынан капиталды жұмсалулар мен жобаланушы БТОЖ эксплуатациялық шығындар тәуелді келеді. Таңдау кезінде, бір жағынан, БТОЖ параметрлері (кеңжиектігі, ақпарат берілу жылдамдығы, оптикалық сәулелену толқын ұзындықтары, энергетикалық потенциал, рұқсат етілген дисперсия, бұрмалау), ал екінші жағынан – оптикалық кабель техникалық талаптарды қанағаттандыруы тиіс, олар мыналар:

- электрлік кабельдер төселетін жағдайлардағы төсеудің мүмкін болуы;

- қолда бар техниканы максималды қолдану;

- сыртқы орта әсерлеріне тұрақтылығы және т.б.

Зонаішілік желілер үшін ұзындықтары 60-100 км болып келетін регенерациялық бөлімдерді (РБ) іске асыруға мүмкіндік беретін толқын ұзындықтары 1,31 және 1,55 мкм, болып келетін оптикалық кабельдер қызығушылық тудырады. Өнеркәсіптермен келесі маркалыкабельдер шығарылады: ОКЛ, ОКЗ, ОЗКГ, ОМЗКГ.

STM-16 1.4 кестеде келтірілген техникалық сипаттамаларын негізге ала отырып, және Қазақстандағы полиэтиленді құбырлардағы (ПЭҚ) оптикалық кабельдерді төсеудің қалыптасып қалған көп жылдық тәжірибесін ескере отырып жобада ОКЛ-3-Д1-3х4Е-0,36Ф3,5/0,22Н18-12/0 маркалы кабельді қолданамыз.

Бұл кабельге қысқаша сипаттама беріп кетейік.

ОКЛ типті кабелі магистральді, зоналық, қалалық байланыс желілерінде қолмен немесе механизирленегн әдіспен төсеу кезінде және кабельді канализациялардың, құбырлардың, блокатрыдң эксплуатациясында қолдануға арналған.

Кабельді канализация каналдарында төсеу кезінде кабельді кеміргіштер зақымдауы мүмкін деген қауіп болған жағдайда кабель қорғағыш пластмасса құбырларда төселуі (орналастырылуы) қажет.

Кабель жерде, суда төсеуге арналмаған.

Кабель ашық ауалы ортада көтергіш болат арқанға ілінеді және ашық ауалы орта әсерінің эксплуатация жағдайларында ғимараттар мен құрылыстың сыртқы қабырғалары бойынша жүргізілуі мүмкін.

Кабельдің конструкциясы мен техникалық сипаттамаларының ерекшеліктері:

– Fujikura өндірген бірмодты оптикалық талшықтар (БТ) МСЭ-Т G.652 кепілдемесіне (рекомендация) сай, толқыны ұзындығы 1310 нм және 0,22дБ/км, 1550 нм болғанда сөнуі 0,36 дБ/км болатындай етіп орындалған және диаметрі 2,5 мм, ал модуль түтігінің қабырғасының қалыңдығы 0,5 мм болатын полибутилентерафталаттан жасалған оптикалық модуль (ОМ) түтігіне еркін орналастырылған. ОМ тиксотропты гидрофобты толықтырғышпен толтырылған.

– кабельдің орталық күшті элементі (ОКЭ) шыныпластиктен жасалған.орталық күшті элементтің диаметрі 2.7 мм болады.

– модульаралық кеңістігі гидрофобты толықтырғышпен толтырылған.

– кабельдің толықтырғыш элементі кордель 153-01К маркалы жоғары қысымды полиэтиленнен дайындалған. Кордель диаметрі 2,5 мм құрайды.

– кабельдің бекіткіш орамы капрон жіптері мен ПЭТ-Э лентасынан тұрады.

– қорғағыш шланг қалыңдығы 2,0 мм болатын орташа қысымды полиэтиленнен жасалған.

– кабельдің номиналды диаметрі 11,8 мм құрайды.

– кабельдің есептік массасы 117 кг/км болады.

– температуралық диапазоны: жұмысшы – 40-60°С; төсеу кезінде– 40--60°С; сақтау және тасымалдау кезінде –50-60°С.

– максималды тартылу күші 2,7 кН.

– майысудың минималды радиусы: динамикалық – 20 кабель диаметрі;

статистикалық – 15 кабель диаметрі.

– жабын изоляциясының электрлік кедергісі: 2000 МОМ/км кем емес.

– кабельдің шығарылатын құрылыстық ұзындығы – 2; 4; 6 км.

–Кабельдің көлденең қимасы 6 суретте келтірілген.

1 – орталық күшті элемент (ОКЭ) – шыныпластикті стержень (өзекше)

2 – гидрофильді гелі мен еркін орналастырылған ОТ бар ПБТ модулі

3 – Кордель

4 – модульаралық гидрофобты толықтырғыш

5 – қорғағыш шланг

6 сурет. ОКЛ-3-Д1-3х4Е-0,36Ф3,5/0,22Н18-12/0 кабелінің құрылысы

1.8 Регенерация бөлімінің ұзындығын есептеу

СТОЖ (сандық талшықты-оптикалық жүйесі) регенерациялық бөлімінің РБ ұзындығы көптеген факторларға тәуелді келеді, олардың ішіндегі ең маңыздысы:

– СТОЖ энергетикалық потенциалы (Э), ол мынаған тең:

Э = Рпер – Рпр,

мұндағы Рпер –оптикалық белгі қуатының абсалютті деңгейі, дБм;

Рпр – қабылдағыш құралға кіріс жеріндегі оптикалық белгінің абсалютті деңгейі, дБм;

Энергетикалық потенциал лптикалық белгінің оптикалық талшықтағы, РБ-гі ажыратылатын және ажыратылмайтын жалғағыштардағы және СТОЖ басқа да түйіндеріндегі максималды-рұқсат етілген сөнуін анықтайды

– ОТ дисперсия, sв, пс/нм км. ОТ дисперсті құбылыс уақыт барысымен белгінің спектральді және модовты құрамдастырның кеңеюіне, яғни олардың таралу уақыттарының әртүрлілігіне алып келеді, бұл өз кезегінде импульсті белгілердің формасы мен мерзімінің ұзақтығының өзгеруіне әкеп соғады;

– резистор, транзистор, диод жартылайөткізгіштер, күшейткіштердің жылулық шуларымен, оптикалық сәулелендіру көздерінің даңғырымен, оптикалық сәулеленудің ОТ кіріс бетінде шағылысу даңғырымен шартталған бөгеуілдер (помеха); бөгеуілдердің бұл түрі интегралды түрде меншікті даңғырлар ретінде ескеріледі;

– тасымалдағышы оптикалық белгінің өзі болып табылатын квантты немесе фантомды даңғыр (шу);

– қабылдағыш құрал-СБОТЖ мүмкін болатын қателіктері бар фотоқабылдағыштың сезімталдығының минималды табалдырығына сәйкес келетін минималды детектирленуші қуат (МДҚ) Wмдм.

РБ ұзындығын анықтау үшін оның есептік сұлбасы құрылады (7 сурет).

А-ОЖ – ажыратылатын оптикалық жалғастырғыш (олардың РБ саны 2 тең);

ҚКРП – қызмет көрсетілмейтін регенерациялық;

ПРОМ – оптикалық белгіні электрлікке түрлендіргіш, соңғысының параметрлерін қайта қалпына келтіріп, оны оптикалыққа түрлендіретін қабылдаудыберетін оптикалық модуль;

ОС-Н – саны РБ құрайтын ОК құрушы ұзындығынан бір бірлікке кем келетін ажыратылмайтын оптикалық жалғағыш;

7 сурет – СБОТЖ РБ есептеу сұлбасы

7 суретке қарай отырып РБ сөну мынаған тең:

Ару = 2Аоср + q Аосн + a1 l ру + Аt + Ав, (1.6)

мұндағы Аоср – 0,5…1,5 дБ тең болатын ажыратылатын оптикалық жалғағышпен қосылатын сөну;

q – ажыратылмайтын оптикалық жалғағыштар саны;

Аосн – ажыратылмайтын оптикалық жалғағышпе қосылатын сөну, дБ;

a1 – ОТ сөну коэффициенті, дБ/км;

l ру – регенерациялық бөлім ұзындығы, км;

Аt – СБОТЖ, сонымен қоса ОК және БТОЖ параметрлерінің температуралық өзгертулеріне рұқсатнама, мынаған тең болады 0,5…1,5 дБ;

Ав – уақыт өте келе СБОТЖ элементінің параметрлерінің нашарлау (ескіру, деградация және т.с.с.) рұқсатнамасы, Ав=2…6 дБ (оптикалық сәулелену мен оның комбинациялары көзінің типі мен қабылдағышына тәуелді келеді).

Синхронды сандық иерархияның БЖ (беріліс жүйесі) желілік құрал-жабдықтары үшін әоқашан беріліс деңгейі белгілі болып келеді, яғни Рпер = +2…-4 дБ.

Регенерациялық бөлім ұзындығын формула бойынша табамыз, км:

l рб = , (1.7)

Энергетикалық потенциал Э SMA1 аппаратураның техникалық мәліметтерінен аламыз,ол 36 дБ тең (1.4 кесте).

(1.7) формуласындағы q-ажыратылмаған жалғастырушылар санынан басқа барлық шамалар белгілі. q саны құрушы ұзындығынан бір бірлікке кем болады. Ажыратылмайтын жалғастырушылармен қосылатын сөну нөльге тең деп ала отырып РБ l рб мах ұзындығын анықтаймыз РБ ұзындығы төмендегі теңдеуден шығады, км:

l рб мах = , (1.8)

S-16.1 оптикалық модулі үшін:

l ру мах =

L –16.1оптикалық модулі үшін:

l рб мах =

L –16.2оптикалық модулі үшін:

l рб мах =

JE –16.2 оптикалық модулі үшін:

l рб мах =

бустері бар JE – G.scs 16.2 оптикалық модулі үшін:

l рб мах =

бустері мен күшейткіші бар JE – G.scs 16.2 оптикалық модулі үшін:

l рб мах =

енді l рб мах біле отырып Ц белгісі үлкен сан жағына дөңгелектендіруді білдіретін (1.9) формуласы бойынша РБ құраушысы ОК құрушы ұзындығының санын анықтаймыз, км:

q = Ц (1.9)

S-16.1 оптикалық модулі үшін:

q =

L –16.1 оптикалық модулі үшін:

q =

L –16.2 оптикалық модулі үшін:

q =

JE –16.2 оптикалық модулі үшін:

q =

бустері бар JE – G.scs 16.2 оптикалық модулі үшін:

q =

бустері мен күшейткіші бар JE – G.scs 16.2 оптикалық модулі үшін:

q =

ажыратылмайтын оптикалық жалғағыштардың санын (1.10) формуласы бойынша анықтаймыз:

q = q - 1 (1.10)

q1 = 4 – 1 = 3

q2 = 10 – 1 =9

q3 = 16 – 1 = 15

q4 = 21 – 1 = 20

q5 = 27 – 1 = 26

q6 = 36 – 1 = 35

бұл жалғастырғыштармен қосылатын сөну q А_осн тең. Осыдан шығатыны, РБ ұзындығы көлемі бойынша кішірейтілуі керек, км;

D l = , (1.11)

D l 1=

D l 2=

D l 3=

D l 4=

D l 5=

D l 6=

(1.8) - (1.11) ескере отырып, РБ ұзындығын формула бойынша анықтаймыз, км:

l рб = l рб мах - D l, (1.12)

l рб1 = 22,2 – 1,1 = 21,1

l рб2 =58,3– 2,8 = 55,5

l рб3 = 95,4 – 7,3 = 88,1

l рб4 = 122,2 – 9,5 = 112,7

l рб5= 159,1 – 12,3 = 146,3

l рб6 = 213,6 – 16,4 = 197,2

Mагистраль пункттері арасындағы арақашықтығы туралы алынған мәліметтер негізінде комплексті стативтерде қолданылатын оптикалық модуль типін анықтаймыз.

Караганды – Жарык (112 км) учаскесі үшін OIS- 16D L-16.2 модулін таңдаймыз.

Жарык – Жаңа-Арқа (84 км) учаскесі үшін OIS- 16D JE-16.2 модулін таңдаймыз.

Жаңа-Арқа – Қызылжар (155 км) учаскесі үшін OIS- 16D L-16.2 модулін таңдап аламыз.

Қызылжар –Жезқазған учаскесі үшін (170 км) OIS- 16D JE-G.scs 16.2 модулін және OBD оптикалық бустерлер платтарын таңдап аламыз.

1.9 Байланысты ұйымдастыру сұлбасы

Караганды – Жарык – Жаңа-Арқа – Қызылжар – Жезқазған байланысын ұйымдастыру сұлбасы 8 суретте келтірілген.

1.3.п 1.5.ф арасында алынған мәліметтер негізінде таңдап алынған халық қоныстанған пункттерде байланысты қамтамасыз теу мақсатында 92 екімегабитті ағындар ұйымдастырылады. Қалған ағындар – резервті, даму, жалға берілетіндер.

8 сурет – Байланысты ұйымдастыру сұлбасы

2 Желілік тракт параметрлерін есептеу

2.1Оптикалық талшықтың біріншілік параметрлерін есептеу

Біромодты оптикалық талшық (БОТ) электрмагнитті толқындарды таратуда бастаушы жүйе болып табылады. Олардың жарықөткізгіш бойынша таралуы үшін екі диэлектрлік ортаның n1 және n2, шекарасындағы толық ішкі шағылысудың танымалы құбылысы қолданылады, мұнда n1 – n2 ортасымен шектелген НЕ11 толқындарының таралу ортасы, n1 < n2 /1/ болады.

Таралу және шектеу ортасы әртүрлі сыну көрсеткіштерін (СК) n1 және n2, n1 =1,468 және n2 = 1,466 алу үшін легирлеуші қоспалардың концентрациясы әртүрлі кварц шыны болып табылады.

СК салыстырмалы мәнін анықтаймыз:

D = , (2.1)

D = = 0,00136

Оптоталшық бойынша тек қана эффективті түрде шамасы толық іштей шағылысу бұрышымен шартталған q дененің ішкі бұрышында қамаудағы сәулелер ғана беріле алады. Бұл дене бұрышы сандық аппертурамен сипатталады:

NA = sin s =

NA = = 0,0766

мұнда s - сәуле түсудің апертура бұрышы,

s = arcsin 0,0766 = 4,4°

ООВ-БОТ (бірмодты оптикалық талшық) үшін кабель өзекшесінің диаметрін тек қана бір НЕ11 модасының таралуы мүмкін болатындай етіп таңдап аламыз. Осы жағдайда, бірмодтылық шарттарынан нормаланған жиілік төмендегі формула бойынша анықталады:

V = , (2.2)

мұнда d – ОТ жүрекшесінің диаметрі, мкм;

l - оптикалық сәулелену толқынының ұзындығы.

V = = 1,553

Бірмодты беріліс НЕ11 гибридті толқынында іске асырылады. Бұл толқын критикалық жиілікке ие емес, осының салдарынан кез-келген жиілікте тарала алады. Қалған барсқа толықындардың шекті мәндері болады, сондықтан да олар критикалықтан төмен жиіліктерді таралады. Толқынның тек қана бір типі НЕ11 таралатын V мәнінің интервалы 0<V<2,405 аралығында болады. Осыған орай, ОТ өзекшесінің диаметрі мен беріліс жиілігін таңдау кезінде осы шартты басшылыққа алу керек. Біздің жағдайымызда шарт орындалып отыр.

Толқынның тек қана бір НЕ11типі таралатын критикалық жиілігін анықтайық, Гц:

f = , (2.3)

f = = 3 × 10 (Гц)

толқын ұзындығын анықтаймыз:

l = = = 1,0

Осылайша, бұл жүйе бойынша l_о = 1,0 мкм кезінде тек қана бір толқын НЕ11таралады.

2.2 Оптикалық талшықтың екінщілік параметрлерін есептеу

Оптикалық талшық бойынша тек қана жарық энергиясы емес, сонымен қатар пайдалы ақпараттық сигнтаралу процесінде ал беріледі. Кезектігін ақпараттық ағынмен анықталатын жарық импульсі таралу процесінде жайылып кетеді. Жеткілікті дәрежедегі кеңею кезінде импульстер жабылып қалып, оларды қабылдау кезінде айыру мүмкін болмайды.

Дисперсия – импульстердің кеңеюі – уақыт айырмасына ие, импульстердің кабельге ену және шығу кезіндегі ұзықтығының шаршы айырымы түрінде анықталады, қорытындысы: τ =

Әдетте, дисперсия 1 км-ге есептелген есепте номаланады және пс/км өлшенеді. Дисперсия жалпы жағдайда үш негізіг фактормен сипатталады:

– бағытталған модалардың (модааралық дисперсия) таралу жылдамдықтарының айырымымен;

– жарықөткізгіштік құрылымының басты (бағыттаушы) қасиеттерімен (толқындық дисперсия);

– оптикалық талшық материал қасиеттерімен (материалдық дисперсия).

Бірмодалы жарықөткізгіштерде модалы дисперсия болмайды және жалпы жағдайда дисперсия аз шамада байқалады. Осы жағдайда толқынөткізгіштік және материалды дисперсия пайда болуы мүкін, дегенмен толқын ұзындығы = 1,2…1,6 мкм болғанда олардың бөлшектеп немесе толық компенсациясы жүреді, яғни мат вв.

Барлық факторлардың әсері салдарынан қабылдаудағы сигнал формасы белгісіз. Сондықтан да дисперсия өлшемі ретінде оптоталшықтағы орташаквадратты дисперсия қолданылады:

(2.4)

мұнда = 0,1 нм – лезерлік диодтың оптикалық сәулелендіруінің спектральді ені;

= 18 пс/нм - толықны ұзындығы 1550 нм кезіндегі ОТ үшін орташаквадратты дисперсияның меншікті мәні

Бұл жоба үшін шамалы регенерациялық бөлімнің 137 км ұзындығында дисперсия есебінен болатын сигналдың жалпы шашырауы мынаны құрайды:

t = 1.8

1.4 кестесінен толқын ұзындығы 1550 нм болғандағы OIS-16D оптикалық қабылдағыштары үшін сигналдың рұқсат етілген шашыруы 1800-4500 пс. құрайды, яғни алынған мән қажет етілетін мәннен айтарлықтай аз болды.

ОК типін таңдаужүйенің тезарада әрекет ету есебімен және оны рұқсат етілген мәнмен салыстыру арқылы бағалануы мүмкін.

Жүйенің тезарада әрекет етуі оның элементтерінің инерттілігі мен ОК-дің дисперсиялық қасиеттерімен анықталады.

Жүйенің толық рұқсат етілген тезарада әрекет етуі беріліс жылдамдығымен В¢, бит/с оптикалық сәулеленудің модуляция тәсілімен, сызықты код типімен анықталып төмендегі формула бойынша анықталады:

t = , (2.5)

мұндағы b - сызықтық сигнал сипатын ескеретін коэффициент.

МСЭ-Т ұсыныстарына сай SDH тарнспорттық жүйелердің сызықтық коды (кілт сөзі) болып NRZ коды табылады, ол үшін b=0,7.

t = = 0,56 (нс)

БТОЖ жалпы күтілетін тезарада әрекет етуі төмендегі формула арқылы анықталады:

t = , нс, (2.6)

мұнда t бер – ақпарат тарату жылдамдығы мен сәулелену көзінен тәуелді болатын тарататын оптикалық модульдің (ТОМ) тезарада әрекет етуі;

tбер = 0,4 нс (2488 Мбит/с жылдамдығы үшін);

tпр – ақпарат таралу жылдамдығы мен фотодетектор (ФД) типімен анықталатын қабылдағыш оптикалық модульдің (ҚОМ) тезарада әрекет етуі, tқ = 0,2 нс;

tов – РБ ұзындығы бойында импульстің кеңеюі.

t = 0.51 (нс)

tож S =0,51 нс < tдоп S = 0,56 нс болғандықтан, кабель типі мен РБ ұзындығын дұрыс таңдау жасалды деуге болады. Dt = tдоп S - tож S

Dt = 0,56 – 0,51 = 0,05 нс шамасы тез әрекет ету бойынша артық қор деп аталады.

tож S < tдоп S болғанда БТОЖ станциялық және сызықтық құрал-жабдықтары сызықтық сигналдың бұрылыссыз берілуін қамтамасыз етеді.

2.3 ОТ жалғағыштарының сөнуін есептеу

ҚОМ кірісіне кеп түсетін оптикалық қуат деңгейі жүйенің энергетикалық потенциалына, ОТ қуат жоғалтуларына, ажыратылатын және ажыратылмайтын жалғағыштардағы қуат жоғалтуларына байланысты болады.

ОТ қуат жоғалтулары нормаланып, мысалыға, екінші мөлдірліктің екінші терезесінде 0,36 дБ/км, үшіншісінде 0,22 дБ/км құрайды. Ажыратылмайтын жалғағңыштардағы қуат жоғаотулары нормаланып, 0,1 дБ болады.

Ажыратылатын жалғастырғыштағы жоғалтулар былай анықталады:

Ар = S аi, i = 1,2,3,4, (2.7)

мұндағы а1- ОТ торабындағы (қосылған жеріндегі) радиалды ығысу салдарынан пайда болған жоғалтулар (9 сурет), дБм;

а2 – бұрыштық қиысу жоғалтуы (10 сурет), дБм;

а3 – осьтік қиысудағы жоғалтулар (сурет 11), дБм;

а4 – ескерілмеген жоғалтулар, дБм.

Бірмодалы ОТ радиалды ығысу салдарынан болған жоғалтуларды төмендегі формула бойынша есептейді:

а1 = - 10 lq , (2.8)

мұндағы d - екі ОТ максималды радиалды ығысу шамасы, d =1,138 мкм;

w – ООВ (БОТ бірмодалы оптикалық талшық) диаметрін анықтаушы параметр, w = 10 мкм.

а1 = - 10 lq = 0,056

ОТ бұрыштық қиысу да айтарлықтай оптикалық жоғалтуларға әкеледі. Көрсетілген жоғалтуларды есептеу формулаларына q қиысу бұрышынан да басқа сыну және ауа көрсеткіштері кіреді. ОТ төлқұжаттық мәліметтерінде ПП шамасы келтірілмейтіндіктен бұрыштық қиысудан болатын шығындардың есебі айтарлықтай қиындықтарды туындатады. Сондықтан да а2 = 0,35 дБ деп қабылдаймыз.

Сурет 9 – ОТ радиалды ығысуы

Сурет10 – ОТ бұрыштық қиысуы

Сурет 11 – ОТ осьтік қиысуы

Ажыратылатын жалғағыштардағы оптикалық жоғалтулар, сонымен қатар, осьтік қиысу нәтижесінде де артады.

Осьтік қиысуынан болған жоғалтуды есептеу үшін келесі формуланы қолдануға болады:

а = - 10 lq , (2.9)

мұндағы Z – ОТ кесілген жеріндегі максималды арақашықтық;

d – ОТдиаметрі;

qа – аппертурлы бұрыш.

ООВ үшін жоғалтудың аз мәніне қол жеткізу үшін Z = 2,95. qа = 4,4° (п.2.1.) максималды мәнін алуға болады

а = - 10 lq = 0,05,

Ажыратылмаған жалғағыштардағы ескерілмеген жоғалтуларды а4 =0,01 дБ тең деп алуға болады.

Белгілі технологияларда ажыратылатын жалғағыштағы жоғалтулар мына шамадан артып түспейді

Ар = £ 0,5 дБ,

Ар = 0,056 + 0,35 + 0,05 = 0,456 £ 0,5 (дБ)

Ал ажыратылмайтын жалғағыштарда мынадан артық емес Ан £ 0,1 дБ.

2.4. Энергетикалық потенциалды бөлудің есептеуі

ПРОМ кірісіне кеп түсетін сигналдың оптикалық қуатының деңгейі ТОБЖ энергетикалықпотенциалына, ОТ қуат жоғалтуларына, ажыратқыш жалғағышттардағы қуат жоғалтуына, ажыратылмайтын жалғағыштардағу жоғатуға тәуелді болады. Энергетикалық потенциалды бөлуді есептеуге қажет бастапқы мәліметтерді 2.1 кестесіне енгіздік.

Кесте2.1

Энергетикалық потенциалды бөлуді есептеуге қажетті бастапқы мәліметтер

Оптикалық сигналдың берілу деңгейі Рпер = 16 дБм. Бірінші ажыратылатын жалғағыштан кейінгі сигнал деңгейі:

Рр1 = Рпер – Ар = 16 – 0,5 = 15,5 дБм

Станциялық ОК және желілік ОКбірінші ажыратылмайтын жалғағышынан кейінгі сигнал деңгейі:

Рн1 = Рр1 – Ан = 15,5 – 0,1 = 15,4 дБм

6 км позициядағы ажыратылмайтын жалғағыштан кейінгі дабыл (сигнал) деңгейі:

Рн2 = Рн1 – lс × a - Ан = 15,4 – 6 × 0,22 – 0,1 = 14 дБм

12 км позициядағы ажыратылмайтын жалғағыштан кейінгі дабыл (сигнал) деңгейі:

Рн3 = Рн2 – lс × a - Ан = 14 – 6 × 0,22 – 0,1 = 12,6 дБм

Осылайша, барлық ажыратылмайтын жалғағыштардан кейінгі дабыл деңгейлерін есептейміз. Мысалы:

Рн4 = 11,2 дБм

Рн5 = 9,8 дБм

………………

Рн22 = - 16,8 дБм

22-ші ажыратылмайтын жалғастырғыштан кейінгі дабыл деңгейі 16,8 дБм тең.

2-ші ажыратылмайтын жалғасытрғыштан кейінгі дабыл (сигнал) деңгейі

Рр2 = Рн22 – Ар = -16,8 – 0,5 = -17,3 дБм

2-ші ажыратылмайтын жалғастырғыштан дабыл деңгейі

Рпр = Рр2 = - 17,3 дБм қабылдағышының деңгейі болып табылады

Оптикалық жалғағыш желідегі жалпы сөну мынаны құрайды:

Ару = Рпер – Рпр = 16 – (- 17,3) = 33,3 дБм

Есептеулер нәтижесі бойынша оптикалық жалғағыш желідегі сөну Э =39 дБ тең болып келетін БТОЖ энергетикалық потенциалынан аз деген қорытынды жасауға болады.

Жүйенің эксплуатациялық артық қорын 5,7 дБм тең деп қабылдауға болады.

SDH транспорттық жүйелері үшін техникалық мәліметтерде қабылдаудың максималды деңгейі келтіріледі. Қабылдаудың есептелген деңгейі қабылдаудың максималды мүмкін деңгейінен жоғары болмауы керек, дегенмен минималды мүмкін деңгейінен де кем болмауы тиіс:

Рпр min £ Рпр £ Рпр max

- 28 дБм £ - 17,3 дБм £ -6 дБм

Осылайша, қабылдау нүктесіндегі оптикалық сигнал (дабыл) деңгейлері БТОЖ техникалық де келтірілген мүмкін деңгейінен аз және минималды мүмкін деңгейінен жоғары болып шықты.

3. Байланыс желілерін басқаруды ұйымдастыру

SDH желісінің функционирлеуі оның әртүрлі деңгейде қызмет көрсетілуінсіз мүмкін емес. Желінің қызмет етуі жалпы жағдайда жүйені автоматты, жартылай автоматты немесе қолмен басқаруды, оның тестіленуі мен сигналдың өтуі, орын алатын авариялық жағдайлар туралы статистика жинауды, жүйені әкімшілік басқаруды қамтиды.

Желілік басқару қызмет көрсетулер мен байланыс желілерінің дамуымен қатар, желі элементтерінің құрылымына да әсер етеді. Байланыс желісін басқару жүйесінде (БЖБЖ) мыналарды ажыратып көрсетеді: желі элементі, делдал, операциялық жүйе мен жұмысшы станциясы. Көрсетілген шешім желідегі функцияларды шектемейтіндігіне қарамастан желінің жеке элементтеріне қойылатын талаптарға әсер етеді. Желінің әртүрлі элементтері арасындағңы СЦИ беріліс тракттары болған жағдайында делдал қызметін басқарудың арақашықтық интерфейстегі (берілісті басқарудың интерфейстік желісі – TMN).

Арақашықтық интерфейс функциялары:

– құрал-жабдықтың авариялық күй-жағдайын тексеру;

– TMN конфигурациясының жалғануын тексеру;

– қауіпсіздіктің әкімшілік функциясы (кілт сөз бен оператор профилі);

– құрал-жабдықтағы барлық оқиғаларға арналған сервистік жад;

– жұмысшы сипаттамалардың мәндерін қадағалау.

Желінің жеке элементтері жекеменшік адрестерінен (орындарынан, мекен-жағдайынан) басқа операциялық жүйеге ақпараттық сигналдар, порттардың тоқтатылуы және жүйе жағдайы және ағымдық тексеріс нәтижелері туралы мәліметтерді жеткізуі қажет. Осылайша, мәліметтердің орталықтанған базасында желі таркттарының маршрутизациясы туралы барлық ақпараттар болады.

Жобаланатын желіде бірнеше станция (6 станция) болатындықтан, NCT қызмет көрсетуімен басқарудың операциялық жүйесі ретінде LCT локальді жұмысшы терминалын қолдану мақсатқа лайықты болып табылады.

3.1 Желінің жұмысшы станциясы

NCT құрал-жабдығы бар басқарудың операциялық жүйесі UNIX жүйесіне негізделген. NCT басқару жүйесі SDH-желілерінің орталықтанған басқарылуын қамтамасыз етеді. Желінің барлық элементтерін егжей-тегжейлі қарастыруға мүмкіндік беретін барлық желілік құрылымды кешенді тексеру желі, оның конфигурациясы мен оқиғалары туралы нақты түсінікті береді. Конфигурацияның барлық өзгерістері мен жүйе үшін тапсырмаларға ағымдық тексеріс жасау мүмкіндігі NCT-ті желіні басқарудың мүмтіксіз жүйесі етіп қалыптастырады.

Бұл сонымен қатар, авриялық сигналдар мен жұмысшы параметрлерге бақылау жасауға, құрал-жабдықтың арақашықтық реконфигурациясы қатысында желі жағдайының өзгерістеріне демде жауап беруге мүмкіндік береді. NCT басқару жүйесі көмегімен резервті тоқтату және қажет болған жағдайда желі элементінде инициализациялана алады

Басқару функциялары – ақаулық жағдайларында басқарумен қамтамасыз етілетін қызметтер жиынтығы, желі элементтерінде пайда болған кез-келген авариялық сигналдарды дем арасында анықтауға мүмкіндік береді. Авариялық сигналдар пайда болған жағдайда желі элементін (NE) сипаттайтын пиктограмма түсі қызылға өзгереді. Сәйкесті субжелілер мен желілердің де түстері де өзгереді.

Конфигурация – бұл функциялар желінің желі элементінің аймағы, орналасқан жері мен элементі бойынша желінің жалпы шолуын қамтамасыз ететін желілік типологияға кіруге мүмкіндік береді. Бұл операторға сәйкесті тапсырманы орындау үшін қажет деңгейде желі туралы түсініктеме береді. Желінің басқарылатын элементінде конфирмерлене алатын параметрлер NCT басқару жүйесі арқылы өзгертіле алады, сонымен қатар желінің элементінің докальді терминалынан енгізілетін өзгерістер NCT басқару жүйесімен орталықтандырылып жүргізіле алады.

Пайдаланушының локальді терминалы (LCT) локальді және арақашықтық басқару үшін және әрбір SMA1 синхронды мультиплексорларының ағымдық тексерістері үшін қолданылулары мүмкін. LCT синхронды мультиплексордың жүйесін басқару блогымен байланысады. LCT функциялары:

– жұмысшы жағдайы;

– авариялық, диагностикалық ақпарат;

– авариялық сигналдардың блокировкасы мен приоритеті;

– конфигурациясы;

– жұмысшы сипаттамаларының есептеуіштеріне арналған параметрлерді орнату, жұмысшы сипаттамаларының ағымдық есептеуіштері;

– күні, уақыты, пайдаланушы туралы мәліметтер;

– құрал-жабдықты басқару;

– жүйе құрал-жабдықтары (жарық элементінің функционалды блоктары);

– резервке қосу;

– байланыс кросы.

Пайдаланушының локальді терминалы ретінде «SIEMENS» компаниясының ноутбгы қолданылады. LCT терминалының бағдарламалық (прграммалық) жабдықталуының құрылымы 12 суретте келтірілген.

12 сурет – LCT терминалының программалық (бағдарламалық) жабдықталу құрылымы

Ноутбукты пайдаланушының локальді терминалы (LCT) ретінде қолданбас бұрын MS Windows операциялық жүйесінен бөлек келесі программалық құрамдастар (компоненттер) орнатылуы тиіс:

а) LCT шлюзді программалық жабдықтау («NE – UNIGATE»). Бұл программалық жабдықтау LCT локальді терминалын локальді немесе арақашықтық басқару режимінде (QD2F (V.24) немесе QD2B3 интерфейсі көмегімен) синхронды мультиплексорға (желілік элемент) жалғауға және желілік элементтермен анықталатын нақты қолданбалы программаларды жасауға мүкіндік береді;

б) FTP программалық жабдықтау. Бұл программалық жабдықтау LCT операторлық терминалы мен синхронды мультиплексор (желілік элемент) арасында мәліметтерді тасымалдау үшін қажет;

в) мультиплексордың сәйкесті SM (екеулік) немесе SMc (дара) стативіне арналған LCT арнайыландырылған қолданбалы программалық жабдықтау бұл программалық жабдықтау синхронды мультиплексорды конфигурациялау үшін және ағымдық тексеріне пайдаланылады.

LCT синхронды мультиплексордың QD2F (ITU-T V.24) интерфейсіне немесе қосылу блогы арқылы берілу ортасына (MAU) және QD2B3 интерфейсіне (интерфейс Ethernet 10 Мбит/с) жалғанады.

QD2B3 интерфейсінің берілісінің жоғары жылдамдығы файлдарды тасымалдау процесінің қысқа мерзімдерінде және жойылған желілік элементтерге кіру үшін тиімді келеді.

Жойылған жүйеге тек қана QD2B3 интерфейсі арқылы кіруге болады. Бұл интерфейстер синхронды мультиплексорда асакіші D-жалғағыштары қатысында іске асырылған; олар сподстативтің жалғағыш қабырғалығында (панель) орналасқан.

13 сурет - LCT SMA-16 синхронды мультиплексорға жалғануы

LCT программалық жабдықтау конфигурация мәліметтерін санкцияланбаған оқылуын болдыртпау мақсатында және басқару құралдарына кіруге рұқсат алу үшін кілт сөзбен қорғалған.

LCT мәзірмен басқарылатын ағылшын мәтіні бар пайдаланушының түсті графикалық интерфейсіне (GUI) ие. GUI синхронды мультиплексордың логикалық бейнесін функциялық топтар түрінде немесе физикалық бейнесін (модульдік түрі) көрсетеді. Пайдаланушының графикалық интерфейсі Windows басқа да қолданбады программаларын ескеруге адаптацияланған. Осыдан шығатыны, бұл компьютермен жұмыс істеу үшін арнайы курс оқудың қажеті жоқ.

Поиск по сайту: