Волоконно-оптичні системи

Вступ



У процесі розвитку техніки волоконно-оптичного зв`язку першим було освоєно перше «вікно прозорості», а першими світловодами, які випускались промисловістю, були світловоди з ступеневим профілем показника заломлення, загасання світла в якому перевищує 5 дБ/км. 

Перші ВОСП могли забезпечити відносно невелику довжину регенераційної дільниці, що становить 7-15 кілометрів. Тому в усіх розвинених країнах ВОСП першого покоління знайшли застосування для організації з`єднувальних ліній міських телефонних мереж. Апаратура проміжних станцій цих систем розміщувалась в приміщеннях АТС або вузлів зв`язку, де є гарантоване електроживлення.

Першою в середині 80-х рр. була створена система передачі «Соната – 2». Ця система дозволяє організувати 120 каналів ТЧ по двох оптичних волокнах з ступінчастим або градієнтним профілем показника заломлення, що працює на довжині хвилі 0,85 мкм, типова довжина регенераційної дільниці – біля 6 км. Вона вже не випускається промисловістю, але ще знаходиться в експлуатації у багатьох містах.

На зміну системі «Соната – 2» прийшла система ІКМ – 120 – 4/5. В ній використовується оптичний кабель для довжин хвилі 0,85 або 1,3 мкм, що забезпечує передачу 120 каналів ТЧ. Довжина регенераційної дільниці (в залежності від комплектації) не перевищує 25 км.

Для створення потужних пучків з`єднувальних ліній у великих містах застосовується система «Сопка – 3Г». Система «Сопка – 3Г» -- адаптована до умов міста система «Сопка – 3», що дозволяє організувати 480 каналів ТЧ по одній парі одномодового або багатомодового ОВ на довжині хвилі 1,3 мкм.




Система передачі «Соната – 2Г»



Першою в середині 80-х років була створена система передачі "Соната –2Г". Вона забезпечує передачу 120 каналів ТЧ по двом градієнтним оптичним волокнам. В цій системі довжина хвилі оптичної несучої дорівнює 0,85 мкм, загасання ОК сягає 5 дБ/км. В наш час ця система вже не випускається, але ще знаходиться в експлуатації.

Комплекс «Соната – 2Г» забезпечує:

передачу та прийом цифрових потоків зі швидкістю передачі 8,448 Мбіт/c; 

організацію 120 каналів ТЧ, що використовуються як з`єднувальні лінії в місцевому зв`язку та зв`язку між містами між аналоговими та електронними АТС;

організацію автоматизованого обслуговування (сигналізація, телемеханіка, службовий зв`язок) по лінійному світловодному тракту, який призначається для передачі цифрової інформації.

Апаратура «Соната – 2Г» є однокабельною двоволоконною системою, забезпечує незалежність роботи усіх систем, що працюють по одному кабелю, тобто, включення, виключення або пошкодження будь-якої з них не призводить до припинення зв`язку або його погіршення.

Комплекс «Соната – 2Г» містить таке обладнання:

– стандартне обладнання первинного (ІКМ – 30) та вторинного (ІКМ – 120) часового групоутворення;

– обладнання лінійного світловодного тракту для прикінцевих станцій – касети КОЛСТ - О - 2 та проміжних станцій – касети КОЛСТ - П - 2;

- обладнання обслуговування стояка прикінцевого лінійного світловодного 

тракту (СКЛСТ - О - 2) для прикінцевих стояків – касети КООС – К, для проміжних стояків – касети КООС – П;

	пристрій стику станційного та лінійного оптичних кабелів, призначений для з'єднання їх методом зварювання.

Стояк кінцевого лінійного світловодного тракту забезпечує:

– формування, передачу та прийом лінійного сигналу, перетворення цифрового електричного сигналу в оптичний лїнїйний сигнал та зворотнє перетворення;

організацію контролю лінійного тракту та лінійного обладнання.

Для організації телеконтролю та службового зв`язку використовується обладнання обслуговування прикінцевого ООС – К та проміжного ООС – П стояків. Це обладнання призначається для контролю стояків, організації контролю лінійного світловодного тракту. Для системи ТК та СЗ використовується окрема пара ОВ. В таблиці 1 наведені технічні характеристики системи «Соната – 2Г». Вторинні джерела живлення містяться на стативі ОЛСТ –П–2. Для відновлення параметрів сигналу застосовуються лінійні регенератори.

Загальна кількість станцій, що контролюються в кожному лінійному тракті – 11 (9 проміжних та 2 прикінцевих).



Таблиця 1 – Технічні характеристики ВОСП «Соната – 2»

 Параметр

 Значення

Кількість каналів ТЧ, що організується по двох ОВ

 120

Довжина хвилі оптичної несучої, мкм

 0,85

Максимальна довжина лінійного тракту, км:

для ОК з загасанням до 5 дБ/км

для ОК з загасанням до 3 дБ/км



 80

 120

Кількість регенераційних дільниць, не більше

 10

Швидкість передачі, Мбіт/с

 8,448

Лінійний код

 СМІ

Лінійна швидкість, Мбіт/с

 16,896

Коефіцієнт помилок на один регенератор, не більше 

 10 - 9

Енергетичний потенціал, дБ

 50




Система передачі ІКМ – 120 – 4/5



Апаратура вторинної цифрової ієрархії ІКМ –120 – 4/5 призначена для організації міжвузлового, міжстанційного зв`язку міських телефонних мереж та дозволяє організувати з`єднувальні лінії між АТС різних типів (декадно-крокових, координатних, електронних), а також між усіма типами АТС та АМТС.

Ця система належить до четвертого, а блоки світловодного лінійного тракту – до п'ятого покоління засобів з'вязку.

Апаратура використовується для роботи по оптичних кабелях на довжині хвилі 0,85 та 1,3 мкм по двоволоконній однокабельній системі. Крім того вона використовується для роботи з симетричними кабелями типу МКС по чотири- проводовій або двокабельній схемі організації з'вязку. 

При організації зв`язку по оптичних кабелях обладнання ІКМ –120 – 4/5 може бути використано в прикінцевому та проміжному режимах. Структурна схема ВОСП ІКМ –120 – 4/5 для одного напрямку передачі наведена на рис. 1.

Прикінцева станція ІКМ –120 – 4/5 містить:

– пристрій узгодження з обладнанням АТС або МТС;

– обладнання аналого-цифрового та цифро-аналогового перетворення;

– обладнання вторинного часового групоутворення;

– обладнання лінійного світловодного тракту;

– пристрій з’єднання станційних та лінійного кабелів;

– уніфіковане сервісне обладнання, що контролює дієздатність усіх блоків.





Рисунок 1 – Структурна схема ВОСП «Соната – 2»



Обладнання ОЛТ – 24 може містити два комплекти лінійного тракту (КЛТ) КЛТ – 2С для організації двох трактів. Для системи ІКМ –120 – 4/5 розроблено чотири модифікації КЛТ – 2С, дані яких наведено в таблиці 2.



Таблиця 2 – Технічні характеристики ВОСП ІКМ –120 – 4/5 з різними типами комплектів лінійного тракту

Параметр

Комплект КЛТ





КЛТ – 24

КЛТ – 25

КЛТ – 26

КЛТ – 27

Тип джерела випромінювання 

 ЛД

 СД

 ЛД

 СД

Довжина хвилі джерела випромінювання, мкм

 1,3

 1,3

 0,85

 0,85

Енергетичний потенціал системи, дБ

 37

 24

 50

 34

Максимальна довжина лінійного тракту, км

 100

 100

 100

 100

Лінійна швидкість, Мбіт/с

 16,896

 16,896

 16,896

 16,896

Довжина регенераційної дільниці для кабелів з загасанням до 5 дБ/км:

максимальна, км

мінімальна, км





 –

 –





 –

 –





 8,4

 4,0





 4,5

 0,5

Те ж саме для кабелів з загасанням 1,5 дБ/км

максимальна, км

мінімальна, км



 16,3

 3,0



 9,0

 –



 –

 –



 –

 –

Те ж саме для кабелів з загасанням до1 дБ/км

максимальна, км

мінімальна, км



 22,0

 4,0



 12,0

 –



 –

 –



 –

 –

Те ж саме для кабелів з загасанням до 0,7 дБ/км

максимальна, км

мінімальна, км



 29,0

 6,0



 16,0

 –



 –

 –



 –

 –



На проміжній станції встановлюється тільки блок ОЛТ – 24 з комплектами КЛТ, який є проміжним ретранслятором оптичного сигналу. 

Для ретрансляції сигналу одного тракту в ОЛТ використовується два ком-плектиКЛТ.


Рисунок 2—Структурна схема ВОСП ІКМ-120-4/5



Структурна схема комплектів КЛТ наведена на рис. 3.



Рисунок 3 – Структурна схема комплекту лінійного тракту ІКМ–120–4/5


Вхідний інформаційний сигнал від обладнання вторинного часового групоутворення в коді HDB3 надходить через роз’єм плати регенератора станційного РС та кросплату ОЛТ – 24 до плати передачі ПД. В перетворювачі коду передачі ПК1 сигнал у коді НДВЗ перетворюється у сигнал з лінійним кодом МСМІ. Далі електричний сигнал підсилюється підсилювачем П1 та перетворюється в оптичний у ПОМ та через оптичний з`єднувач надходить до лінійного оптичного кабелю.З ОК через оптичний з`єднувач оптичний сигнал надходить до плати прийому ПР, де у ПРОМ перетворюється в електричний. Після підсилення у попередньому підсилювачі ПП та в підсилювачі П2 електричний сигнал надходить до плати РС.

Електричний сигнал декодується у перетворювачі коду ПК2 (з коду МСМІ у код HDB3) підсилюється в підсилювачі П3, та через відповідний роз’єм надходить до ОВГ. До складу плати РС також входять: пристрій виділення тактової частоти ВТЧ, пристрій виявлення помилок ВП, лічильник помилок ЛП. На усіх платах також є схеми контролю сигналізації СКС, які фіксують порушення режимів роботи кожної плати та аварійні стани. Сигнали з СКС надходять до уніфікованого сервісного обладнання УСО. Для регенерації сигналів по двох напрямках на ОЛТ встановлюється два комплекти КЛТ. 



3 Система передачі «Сопка – Г»



ВОСП «Сопка – Г» (ІКМ – 480 – 5) – система передачі третинної плезіохронної цифрової ієрархії – призначена для організації з`єднувальних ліній міської телефонної мережі по волоконно-оптичному кабелю зі швидкістю передачі 34,368 Мбіт/с. ВОСП «Сопка – Г» дозволяє організувати:

– міжстанційні з`єднувальні лінії між АТС різних типів у місцевому та міжміському шнурах;

	первинні (зі швидкістю передачі 2,048 Мбіт/с) та вторинні (зі швидкістю 

передачі 8,448 Мбіт/с) цифрові тракти місцевої мережі;

-передачу по третинному тракту сигналів вторинних груп других цифрових систем передачі;

-канали передачі дискретної інформації із швидкістю передачі 8 кбіт/с та 64 кбіт/с в 30-канальних групах.

Комплекс апаратури «Сопка – Г» складається:

– обладнання узгодження з АТС ОСА;

– аналого-цифрового обладнання АЦО;

– обладнання вторинного групоутворення ОВГ;

– обладнання третинного групоутворення ОТГ;

– обладнання світловодного лінійного тракту ОЛТ з комплектом КЛТ;

– системи сигналізації та обслуговування;

– системи телеконтролю та службового зв`язку ТСО;

– контрольно-вимірювальної апаратури;

– уніфікованого сервісного обладнання УСО;

Обладнання світловодного лінійного тракту складається з блоків обладнання лінійного тракту ОЛТ – 01 та блока ОСП – 02, що призначений для підключення лінійного оптичного кабелю до станційних оптичних кабелів.

В блоці ОЛТ – 01 може бути встановлено два комплекти лінійного тракту КЛТ – 31 (або КЛТ – 32) для організації двох лінійних світловодних трактів третинної ЦСП ІКМ – 480 – 5 на прикінцевій станції. На проміжній станції блок ОЛТ– 01 з двома КЛТ забезпечує прийом, регенерацію та передачу оптичного лінійного сигналу в обох напрямках. Блок ОЛТ – 01 забезпечує також електроживлення КЛТ, передачу аварійної інформації в блок УСО – 01.

Комплекти лінійного світловодного тракту третинних ЦСП призначені для перетворення цифрового сигналу з коду НDВЗ в лінійний код 1В2В (МСМІ) з подальшим перетворенням в оптичний сигнал та зворотного перетворення оптичного сигналу в електричний. Для ВОСП «Сопка – Г» розроблено два типи комплектів КЛТ з довжиною хвилі 1,3 мкм, які відрізняються типом джерела випромінювання: КЛТ – 31 – з багатомодовим лазерним діодом; КЛТ – 32 – з одномодовим лазерним діодом.

Блок ОСП – 02 забезпечує з`єднання одного шістнадцятиволоконного, або двох восьмиволоконних, або чотирьох чотириволоконних лінійних оптичних кабелів та шістнадцяти станційних оптичних кабелів. Розроблені дві модифікації блока ОСП – 02 для зварних та роз`ємних з`єднань.Система сигналізації та обслуговування обладнання уніфікована. Основним блоком системи є блок УСО – 01, на який надходить інформація про стан блоків з локалізацією місця пошкодження з точністю до плати. В системі використовується шинна організація обміну інформацією між УСО – 01 та іншими блоками. До одного блока УСО – 01 може бути підключено до 99 блоків будь-якого типу.

Два УСО – 01 сусідніх рядів з`єднуються для забезпечення резервування, при пошкодженні одного з УСО його функції виконують УСО другого ряду.Система телеконтролю призначена для дистанційного визначення аварійних станів робочих блоків проміжних та прикінцевих станцій. Службова інформація передається по робочій парі оптичних волокон сумісно з інформаційним сигналом із швидкістю передачі 64 кбіт/с. Серед станцій одна по телеконтролю є головною (контролюючою), інші – проміжними. На головній станції для організації телеконтролю встановлюється блок СТО, який сумісно з блоком УСО – 01 забезпечує передачу сигналів на станцію, що контролюється, та відображення інформації на індикаторному транспаранті.

Блок СТО – 01 дозволяє організувати п`ять напрямків телеконтролю. В кожному напрямку контролюється декілька станцій, що розташовуються послідовно одна за одною. При цьому загальна кількість блоків, що контролюються, не повинна перевищувати десяти. Плати службового зв`язку входять до складу СТО – 01. Цифровий канал СЗ дозволяє вести переговори з будь-якою проміжною та прикінцевою станціями. Електроживлення системи «Сопка – Г» здій-снюється від станційного джерела живлення 60 В.

В табл. 3 наведені значення довжини дільниці регенерації системи «Сопка – 4Г» для різних комплектів КЛТ, а в табл. 4 – технічні характеристики ВОСП «Сопка – 4Г». В табл. 4 наведені технічні характеристики ВОСП “Сопка-4Г”.



Таблиця 3 Значення довжини регенераційної дільниці

Тип комплекту

Загасання ОК, дБ/км

LР max, км

LР min, км

КЛТ – 31

КЛТ – 31

КЛТ – 32

 0,7

 1,0

 1,0

 33

 24

 26

 5

 4

 6





Рисунок 4 – Структурна схема ВОСП-ІКМ-480-5 ( «Сопка–Г»)



Таблиця 4 Технічні дані ВОСП «Сопка –Г»

 Параметр

 Значення

Кількість каналів ТЧ, що організуються по одній парі оптичних волокон

 480

Довжина хвилі оптичної несучої, мкм

 1,3

Максимальна довжина лінійного тракту, км

 90

Кількість регенераційних дільниць, не більше

 9

Коефіцієнт помилок в лінійному тракті максимальної протяжності, не більше

 10 –8

Коефіцієнт помилок на одну регенераційну дільницю, не більше

 10 –9

Швидкість передачі, Мбіт/с

 34,368

Лінійний код

 МСМІ

Лінійна швидкість, Мбіт/с

 68,736