книги / Направляющие системы электросвязи. Т. 2 Проектирование, строительство и техническая эксплуатация

32 Г л а в а 1

где D — хроматическая дисперсия ОВ, пс/(нм-км). Если хроматиче­ ская дисперсия на РУ превышает допустимое значение, то оптими­ зируют выбор типа ОВ и принимают меры по ее компенсации хро­ матической дисперсии [18].

Один из наиболее эффективных вариантов компенсации, обес­ печивающий подавление как хроматической, так и поляризационной модовой дисперсии, — это адаптивная компенсация, которая наибо­ лее просто реализуется поканально на электрическом уровне. В слу­ чае применения оборудования мультиплексирования с электронной компенсацией дисперсии выбор типа ОВ и допустимое значение хро­ матической дисперсии на РУ определяются техническими условия­ ми на оборудование. Основной недостаток такого подхода в том, что для каждого типа мультиплексора нужна своя схема электронной компенсации дисперсии. Скорости передачи, на которых они мо­ гут быть применены, ограничены. Это узкополосный способ ком­ пенсации — только для одной оптической несущей. С увеличением числа оптических каналов системы суммарные затраты его реали­ зацию возрастают.

Наиболее распространенный способ компенсации хроматической дисперсии на оптическом уровне — применение компенсирующих ОВ. В основе данного способа — последовательное соединение ОВ, хро­ матическая дисперсия которых имеет противоположные знаки. Из­ вестны два варианта реализации данного способа — включение вме­ сте с ОУ модулей компенсации дисперсии на компенсирующих ОВ и последовательное чередование в линии строительных длин с ОВ, хроматическая дисперсия которых имеет противоположные знаки. Взаиморасположение ОВ с положительной и отрицательной хрома­ тической дисперсией определяется схемой компенсации. Схема ком­ пенсации периодически повторяется на длине РУ с интервалом, ко­ торый называют периодом компенсации — L c и который выбирает­ ся из условия nLc = mLyy. При включении модулей компенсации вместе с ОУ L c = Lyy.

Если оптимизировать схему компенсации и уровни передачи на выходе ОУ, то можно добиться очень глубокого подавления хромати­ ческой дисперсии без существенного увеличения нелинейных иска­ жений за счет формирования в оптическом линейном тракте квазисолитонного режима передачи с «управлением дисперсией».

Параметры DCF выбираются так, чтобы обеспечить компенса­ цию дисперсии во всем рабочем диапазоне длин волн. В предполо­ жении линейности спектральной характеристики хроматической дис­ персии в рабочем диапазоне условие компенсации можно записать в

где D L , D C — хроматическая дисперсия линейного и компенсиру­ ющего волокон соответственно, пс/(нм-км); SL , SC — наклон спек­ тральной характеристики хроматической дисперсии указанных воло­ кон соответственно, пс/(нм2-км); LL , LC — суммарная длина линей­ ного и компенсирующего ОВ на РУ соответственно, км.

Наклон дисперсионной кривой описывает характер спектраль­ ной зависимости дисперсии и определяется как производная S = = dD/dX — обычно на центральной длине волны спектрального диа­ пазона системы передачи.

Решение системы уравнений (1.16) имеет вид

RDSL = RDSc,

где RDS — относительный наклон дисперсионной характеристики, который определяется как отношение RDS = S/D.

Соответственно выбор длины и параметров компенсирующего во­ локна осуществляется из условия равенства относительных наклонов дисперсионных характеристик волокон. Значение глубины компен­ сации, выраженное в процентах, определяется отношением DSCR = = (RDSc/R D S L ) •100 %.

При идеальном согласовании длин и параметров ОВ рассмот­ ренные выше методы с фиксированной компенсацией могли бы обес­ печить глубокое подавление помех межсимвольной интерференции. Однако на практике это невозможно. К сожалению, нельзя устра­ нить разброс значений длин и параметров ОВ, имеющий место и при производстве волокон, и при прокладке оптического кабеля (ОК). Су­ ществует бизнес-проблема — управление материально-техническим снабжением. Операторы часто не знают точной длины РУ и значений хроматической дисперсии. Заводы, производящие ОВ, периодически переходят на выпуск новой продукции, т.е. на ОВ с новыми свойства­ ми. По этой причине приходится держать запас большого количества различных моделей компенсаторов. Но и в этом случае компенсация будет приблизительной. Проблема усугубляется при переходе к бо­ лее высокой скорости передачи. Для канала со скоростью передачи 40 Гбит/с приемлемое пороговое значение остаточной дисперсии на РУ в 16 раз меньше, чем для канала со скоростью 10 Гбит/с. Еще одна группа факторов, которые увеличивают потребность в периоди­ ческой подстройке компенсации, обусловлена изменением со време­

нем параметров элементов линейного тракта ВОЛП, например уход длины волны лазера, что ведет к чирпу.

Методы с фикеированной компенсацией могут обеспечить лишь «грубое» подавление дисперсионных искажений. Для более глубокой компенсации необходима «привязка к месту», которую обеспечива­ ет применение совместно с компенсирующими ОВ перестраиваемых компенсаторов, базирующихся на оптических фильтрах.

1.8.4.Ограничения длины РУ по поляризационной

модовой дисперсии

Максимально допустимое значение поляризационной модовой дисперсии (ПМД) на РУ ВОЛП, выраженное в пс, при условии мо­ дуляции оптической несущей без чирпа и приращении уровня помех не более чем на 1 дБ приближенно определяется формулой [23, 24]

(1.17)

где PMDpyMaKc —максимально допустимое значение ПМД на РУ, пс; В — скорость передачи в Гбит/с; К — параметр, пс-(Гбит/с). Значение параметра К определяется в зависимости от способа ко­ дирования и вида модуляции. При использовании кода NRZ можно принять К = 140 пс •(Гбит/с).

где PMDp — ПМД ОВ линейного кабеля, пс/км1/2.

Если ПМД на РУ превышает допустимое значение, то принима­ ют меры по ее компенсации или уменьшают длину РУ.

1.8.5. Расчет параметров оптического линейного тракта систем передачи со спектральным разделением каналов

Системы спектрального разделения каналов работают в некото­ ром спектральном диапазоне с рабочими длинами волн оптических каналов, регламентированных канальным планом, который иногда также называют волновым или частотным планом. Расчет выполня­ ется на «наихудший вариант». Соответственно, все вышеперечислен­ ные показатели линейного тракта рассчитываются для каждой опти­ ческой несущей канального плана по описанным в разделах 1.8.1^ 1.8.4 методикам, и проектные решения разрабатываются так, чтобы обеспечить требуемые показатели качества передачи в оптическом канале с наихудшими параметрами.

1.9. Выбор варианта трассы ВОЛП

При выборе оптимального варианта трассы прокладки волокон­ но-оптического кабеля исходят из того, что линейные сооружения яв­ ляются наиболее дорогой и сложной частью сети связи, поэтому при проектировании особое внимание следует уделить снижению удель­ ного веса расходов на строительство и эксплуатацию, обеспечение надежности ВОЛП.

В зависимости от конкретных условий на загородном участке трасса прокладки ОК выбирается на различных земельных участ­ ках, в том числе в полосах отвода автомобильных и железных до­ рог, охранных и запретных зонах, а также на автодорожных и же­ лезнодорожных мостах, в коллекторах и тоннелях автомобильных и железных дорог.

Трассы магистральных и внутризоновых ОК выбираются, как правило, вдоль автодорог общегосударственного или республикан­ ского значения, а при их отсутствии — вдоль автодорог областно­ го местного значения.

Полосы земельных участков для строительства ВОЛП вдоль ав­ томобильных дорог следует размещать:

•в придорожных зонах существующих автомобильных дорог, по возможности, вблизи границ полосы отвода, но с учетом того, чтобы реконструкция автомобильных дорог не вызывала необ­ ходимости переноса ВОЛП в дальнейшем;

•на землях наименее пригодных для сельского хозяйства вслед­ ствие загрязнения выбросами автомобильного транспорта;

•с соблюдением расстояний, на которые допускается приближе­ ние границы полосы отвода земли для кабеля связи к границе полосы отвода автомобильной дороги, определяемых для дорог различной категории (определяется условиями перспективного развития конкретной автомобильной дороги и требуемого уширения ее полосы отвода).

При отсутствии дорог ОК должен проходить по землям несель­ скохозяйственного назначения или по сельскохозяйственным угодьям худшего качества, что требует обоснования трассы прокладки. При этом необходимо обходить места возможных затоплений, обвалов, промоин почвы, с большой плотностью поселения грызунов.

Если возникает необходимость в выборе трассы по пахотным землям, то в проекте организации строительства следует учитывать ограничение времени производства строительно-монтажных работ в период между посевом и уборкой сельскохозяйственных культур.

Впроекте должны быть предусмотрены мероприятия по предот­ вращению повреждений пересекаемых подземных коммуникаций при строительстве.

Вусловиях Сибири, Дальнего Востока и Севера, где дорожная сеть развита слабее, оптические кабели допускается прокладывать

вотдалении от дорог.

Вособо неблагоприятных условиях местности в придорожной зоне — переувлажненные грунты (болота, трясина) глубиной более 2 м, неустойчивые (подвижные) грунты и оползневые участки, застроенность, стесненные условия горной местности, — допускается прокладка кабеля в полосе отвода автомобильных дорог, а в исклю­ чительных случаях — по обочине автомобильной дороги. При про­ кладке кабеля по обочине автомобильной дороги на насыпи он дол­ жен располагаться в теле насыпи на расстоянии от ее края не менее глубины прокладки кабеля.

Выбор трассы прокладки магистрального или внутризонового ОК на загородном участке следует проводить в следующей после­ довательности:

•по географическим картам или атласу автомобильных дорог необходимо наметить возможные варианты трассы;

•нанести на чертеж варианты трассы с указанием масштаба, наи­ более крупных и важных коммуникаций (автомобильные и же­ лезные дороги, населенные пункты, реки и др.);

•сравнить варианты по показателям: протяженность, количество переходов через препятствия, удобство строительства и эксплу­ атации.

Кпроекту прилагается ситуационный план трассы на загород­ ном участке (рис. 1.1), на котором наносятся все возможные вари­ анты трассы, а в ОПЗ приводятся их сравнения и обоснование вы­ бранного варианта.

Ситуационный план трассы линии передачи на загородном участ­ ке следует выполнять на карте в масштабе 1:50000 или 1:100000. На плане показывают: проектируемую линию передачи; границы и на­ именования административных делений территории, по которой про­ ходит линия передачи; пересечения с реками, магистральными продуктопроводами, водоводами, силовыми кабелями, магистральными кабельными линиями передачи, железными дорогами, ЛЭП напря­ жением 35 кВ и выше; электрифицированные железные дороги (при их сближении с линей передачи); марку кабеля. Для выбора вариан­ та трассы используют такие показатели, как общая протяженность трассы вдоль автомобильных дорог, вдоль железных дорог, вдоль

грунтовых дорог, по бездорожью; возможные способы прокладки ка­ беля: непосредственно в грунт кабелеукладчиком и вручную, мето­ дом пневмопрокладки в полимерном трубопроводе, в кабельной ка­ нализации и т.п.; количество переходов через судоходные реки, через несудоходные реки, через железные дороги, через автомобильные до­ роги; число обслуживаемых регенерационных пунктов. Эти данные определяют на основании изучения материалов, изысканий на мест­ ности в районах прохождения трассы.

При расчете суммарной длины прокладываемого ОК необходимо предусмотреть запас с учетом неровности местности, выкладки кабе­ ля в котлованах, колодцах и др. Нормы расхода ОК на 1 км трассы:

Необслуживаемые регенерационные пункты (НРП) следует рас­ полагать вдоль трассы ВОЛП, по возможности в непосредственной близости от оси прокладки кабеля, в незаболоченных и незатапливаемых паводковыми водами местах.

В городах и крупных населенных пунктах ОК, как правило, прокладываются в телефонной кабельной канализации или в кол­ лекторах. При наличии метро кабели могут прокладываться в его тоннелях.

При отсутствии в канализации свободных каналов в проектах нужно предусмотреть докладку каналов в существующей кабельной канализации или строительство новой.

При выборе трассы кабельной канализации нужно стремиться к сокращению числа пересечений с уличными проездами, с автомо­ бильными и железными дорогами. Трасса кабельной канализации должна проектироваться на уличных и внутриквартальных проездах с усовершенствованным покрытием.

Смотровые устройства (колодцы) кабельной канализации в за­ висимости от их вида размещаются на трассе следующим образом:

•проходные — на прямолинейных участках трассы, в местах по­ ворота трассы не более чем на 15°, а также при изменении глу­ бины положения трубопровода;

•угловые — в местах поворота трассы более чем на 15°;

•разветвительные — в местах разветвления трассы на два (три) направления;

•станционные — в местах ввода кабелей в здания станции.

40 Г л а в а 1

трубопроводы и другие преграды при выполнении работ открытым способом с указанием глубины заложения кабеля; необслуживаемые регенерационные пункты с указанием их номеров; предупреждающие надписи об осторожности проведения работ на пересечениях кабеля связи с подземными коммуникациями (при необходимости).

План кабельной канализации или кабелей связи (в грунте) на го­ родском участке выполняют на инженерно-топографическом плане в масштабе 1:500. В населенных пунктах без подземных коммуни­ каций допускается применять масштаб 1:1000. На плане показыва­ ют трассу проектируемой кабельной канализации, трассы кабелей, проектируемые наземные и подземные ЛКС связи с указанием при­ вязок; участок, подлежащий шурфованию (при отсутствии сведений о величине заглубления подземных коммуникаций); разрез траншеи (выполняют при отсутствии продольного профиля) с указанием глу­ бины заложения кабельной канализации (для нетиповых блоков при прокладке труб или прокладке бронированных кабелей); количество каналов (емкость блока) кабельной канализации; номера и типы ко­ лодцев (в том числе колодцев для размещения НРП); расстояния между колодцами.

Продольный профиль кабельной канализации выполняют при наличии по трассе большого количества подземных коммуникаций в масштабе 1:500 по горизонтали и 1:100 по вертикали.

На продольном профиле изображают блок кабельной канали­ зации, указывают глубину его заложения и пересечение с другими подземными коммуникациями.

План и продольный профиль кабельного перехода через транс­ портные и другие сооружения выполняется на инженерно-топогра­ фической подоснове в масштабе 1:500, продольный профиль — в масштабе 1:100 по горизонтали и по вертикали, или в масштабе 1:200 — при применении устройств горизонтально-направленного бу­ рения (ГНБ). План и продольный профиль приводят, как правило, на одном листе, при применении ГНБ — на отдельных листах. На плане показывают размеры от перехода до указателей километров или пикетов, а при их отсутствии до постоянных местных ориенти­ ров; котлованы для горизонтального бурения, точки входа и выхода буровой головки УГНБ, угол бурения; количество, длину, диаметр и материал труб; марку кабеля.

Правила выполнения чертежей рабочей документации линейных сооружений связи при проектировании подземных и воздушных ли­ ний передачи изложены в [3], которыми следует пользоваться при проектировании ВОЛП.