Лекция № 15 Проектирование волоконно-оптических кабельных магистралей

15.1 Общие сведения

Проектирование ВОКМ производится на базе технического задания (ТЗ), в котором указываются основные характеристики:

□ назначение ВОКМ;

□ требуемая скорость передачи информации (ширина полосы рабочих частот);

□ система передачи (цифровая — ЦСП или аналого­вая — АСП);

допустимые значения вероятности ошибки или отноше­ния сигнал-шум;

□ расстояние между ретрансляторами;

□ характеристи­ки трассы прокладки кабеля (рельеф, характер грунта, пределы колебания температуры, химический состав почвы);

□ надежность; ожидаемый срок работы ВОКМ;

□ возможность ее модернизации;

□ требования к энергетическому обеспечению, к передающим и прием­ным устройствам ВОКМ;

□ мероприятия по защите от электромагнит­ных влияний и механических воздействий;

□ основные принципы орга­низации контроля и управления ВОКМ;

□ стоимость капитальных зат­рат и эксплуатационных расходов.

Существенная особенность проектирования ВОКМ на данном вре­менном этапе состоит в том, что промышленное производство многих ее компонентов находится в состоянии постоянного роста и улучше­ния ВОКМ, увеличению широкополосности, срока службы и надеж­ности ВОЛС, передающих и приемных устройств, уменьшению потерь в оптических кабелях и местах соединения оптических воло­кон — муфтах, разъемах и устройствах сопряжения световодов с оборудованием ретрансляторов или оконечными приборами. В ре­зультате примерно каждые 5 лет происходит существенное изменение качества и стоимости оптических кабелей, источников излучения и других компонентов ВОСП, что вызывает необходимость реконструк­ции и модернизации ВОКМ, находящихся в эксплуатации. Таким образом, можно ожидать, что строящиеся и находящиеся в настоя­щее время в эксплуатации ВОКМ уже в середине 90-х годов будут иметь нерациональные схемотехнические решения с точки зрения параметров источников излучения, приемников, перадатчиков, моду­ляторов и соединительных устройств.

Учитывая, что замена опти­ческого кабеля при модернизации ВОКМ сопряжена с очень больши­ми затратами, при проектировании магистральных ВОКМ целесо­образно предусматривать применение высококачественных оптичес­ких кабелей с возможно большей широкополосностью и малым затуханием. Это позволит использовать их в модифицированных вариантах систем, когда кабель не будет заменяться в течение всего срока его эксплуатации — 15...20 лет.

Поэтому первым этапом проектирования ВОКМ является выбор волоконно-оптического ка­беля. Затем выбирают источник излучения и схему модуляции, ко­торые удовлетворяют требованиям к полосе пропускания и заданному отношению сигнал-шум, а также к параметрам (чувствительности) приемного устройства.

На втором этапе анализирируется реакция системы на повторяющиеся возмущения с целью определить, как малые возмущения, возникающие в ходе эксплуатации системы, будут влиять на надежность и качество работы ВОКМ. В результате устанавливается предпочтительный диапазон технических характе­ристик компонентов, удовлетворяющих эксплуатационным требова­ниям в рамках существующей технологии и заданной стоимости.

Из изложенного следует, что на практике невозможно достичь оптимальных ВОКМ, так как в действительности построение систем всегда разграничено разбросом параметров компонентов, нестабиль­ностью их характеристик во времени, а также появлением новых конструкций компонентов ВОСП с лучшими параметрами. В качестве примера можно отметить, что следующий крупный этап развития ВОСП будет, по-видимому, связан с разработкой и широким внедре­нием в них интегрально-оптических и волоконно-оптических функцио­нальных элементов, новых типов ОК, обладающих предельно малым затуханием и дисперсией.