- •Чернівецький національний університет ім. Ю. Федьковича
- •Оптичні технології в зв’язку
- •1. Поняття про перетворення, аналіз спектрів сигналу та фільтрацію сигналів [1-5]
- •1.1. Отримання образів сигналів. Мета. Аналіз спектрів
- •1.1.1. Фур’є перетворення
- •1.1.2. Деякі властивості Фур’є перетворення
- •1.2. Згортка. Розмиття сигналу
- •1.3. Віконне Фур’є перетворення
- •1.4. Поняття про вейвлет-перетворення
- •1.5. Поняття про фільтрацію сигналу
- •1.6. Деякі приклади фільтрації
- •1.6.1. Фільтрація адитивних завад
- •1.6.2. Фільтрація мультиплікативних завад
- •1.6.3. Фільтрація постійної складової
- •1.6.4. Диференціювання сигналу
- •1.7. Нейронні і нейроподібні мережі та їх оптична реалізація
- •1.7.1. Структура нейронних мереж
- •1.7.2. Алгоритм роботи нейронної мережі. Алгоритм Хопфілда
- •1.7.3. Перспективи розвитку оптичних нейронних мереж
- •1.7.4. Реалізація оптичних нейронних мереж
- •2. Системи багатохвильового ущільнення
- •2.1. Вступ до wdm
- •2.2. Модель взаємодії wdm з транспортними технологіями [6-10]
- •2.3. Блок-схема систем з wdm
- •2.4. Вузькосмугові і широкосмугові wdm
- •2.5. Рекомендації itu-t відносно довжин хвиль в системах wdm
- •2.5.1. Стандартний канальний план і його використання
- •Стандартний канальний план з розносом каналів на 100 гГц
- •Стандартний канальний план при розносі каналів на 200 гГц
- •Сітка частот wdm
- •2.5.2. Типові характеристики систем wdm
- •2.6. Синхронні оптичні мережі sonet і sdh
- •2.6.1. Відмінності між sonet і sdh
- •2.6.2. Основні сигнали sonet і sdh
- •Як в sonet так I в sdh швидкість передавання фреймів складає 8000 фреймів/с, що відповідає періоду повторення фреймів 125 мкс.
- •2.7. Структура синхронних сигналів
- •2.7.2. Фрейми сигналів вищого рівня
- •2.7.3. Структура фрейма sdh
- •Характеристики волокон згідно Рекомендаціям g.652.
- •Характеристики волокон згідно Рекомендацій g.655
- •2.9. Комплектуючі пристрої та елементи систем багатохвильового ущільнення [6,18,19]
- •2.9.1. Основні визначення
- •2.9.2. Типи оптичних рознімів
- •2.10. Мультиплексування з розділенням за довжиною хвилі
- •2.11. Циркулятори
- •3. Безпроводний оптичний зв’язок. Принципи. Втрати
- •3.1. Беспровідні оптичні системи зв’язку. Основні абревіатури
- •3.2. Загальні характеристики. Принципи побудови [20-35]
- •3.3.1. Преваги fso-систем
- •3.3.2. Недоліки fso-систем
- •3.3.3. Області застосування
- •3.4. Структура безпроводної оптичної системи зв’язку
- •3.6. Рівняння системи зв’язку
- •3.7. Втрати і завади в атмосферному каналі зв’язку
- •3.7.1. Вібраційні завади
- •3.7.2. Вплив турбулентності на характеристики оптичного каналу
- •3.8. Загасання сигналу в атмосфері [36-46]
- •3.8.1. Модель атмосфери. Загасання сигналу
- •3.8.2. Фракції атмосфери, які впливають на загасання сигналу
- •3.8.3. Метеорологічна дальність видимості та атмосферні втрати
- •4. Розрахунок доступності каналу fso-cистеми [47-49]
- •4.1. Розрахунок енергетичного бюджету системи – величини максимально допустимого затухання сигналу
- •4.2. Встановлення відповідності між допустимим затуханням та критичною (мінімально допустимою) мдв
- •4.3. Розрахунок імовірності виникнення погодних умов, коли мвд менша ніж
- •4.4. Оцінка метеоумов в Чернівецькому регіоні
- •4.5. Розрахунок доступності каналу аолз в Чернівецькому регіоні
- •4.6. Деякі розрахункові і експериментальні дані щодо впливу метеоумов на роботу fso-систем
- •5. Техніко-економічні показники цифрових мереж на основі аолз. Сучасний стан ринку
- •5.1. Порівняння фінансових, часових та інших витрат при побудові різних за природою ліній зв’язку [50]
- •5.2. Аналіз існуючих рішень і ринка fso-систем
- •5.3. Огляд існуючих рішень
- •5.4.2. Обладнання компанії fSona Communications (сша)
- •5.4.3. Обладнання компанії нпк «Катарсіс» (Санкт-Петербург, Росія)
- •5.4.4. Атмосферні оптичні лінії зв’язку Artolink. Ват "Мостком". Виробник: Державний рязанський приладний завод
- •5.4.4.1. Деякі загальні відомості
- •5.4.4.2. Сфери застосування
- •5.4.4.3. Принцип роботи пристрою
- •5.4.4.4. Якість та надійність передавання сигналу
- •5.4.4.5. Базові моделі і деякі технічні характеристики
- •5.4.4.6. Відмінності та особливості обладнання
- •5.4.4.7. Встановлення та інсталяція обладнання
- •5.4.4.8. Віддалений контроль
- •5.4.5. Обладнання компанії «Гранч»
- •6. Лазерна локація [20,51]
- •6.1. Лазерна локація як прикладна дисципліна
- •6.2. Переваги та недоліки лазерної локації
- •6.2.1. Технологічна простота, короткий технологічний цикл
- •6.2.2. Гарантії точності
- •6.2.3. Відсутність наземних геодезичних робот по планово-висотному обогрунтуванню при виконанні повітряного лазерно-локаційного знімання
- •6.2.4. Висока продуктивність
- •6.2.5. Можливість роботи в нічний час і будь яку пору року
- •6.2.6. Надзвичайно широкий спектр застосувань
- •6.3. Загальні принципи роботи лазерного локатора
- •6.4. Лазерно-локаційні дані
- •6.5. Імпульсний і фазовий методи вимірювання дальності
- •6.5.1. Імпульсний метод
- •6.5.2. Фазовий метод
- •6.6. Інструментальні засоби лазерної локації
- •6.6.1. Способи отримання лазерно-локаційних зображень. Основні принципи роботи типового аерознімального лідара
- •6.6.2. Функціональна схема типового лазерного локатора на прикладі системи altm компанії Optech
- •7. Системи геопозиціонування gps і глонас
- •7.1. Супутникові системи позиціонування
- •7.2. Короткий опис супутникових систем позиціонування
- •7.3. Загальні відомості про глонасс
- •7.4. Як працює система глонасс?
- •7.5. Склад системи глонасс: орбітальна структура супутників глонасс
- •Література
- •3. І.І Мохунь, п.В. Полянський. Інтегральна оптика в інформаційній техніці. Конспект лекцій. Чернівці, Рута, 79 с. (2002).
- •28. К. Дыхов, а. Максимов. Аолс – технология будущего. Вестник связи, 2, (2006).
5. Техніко-економічні показники цифрових мереж на основі аолз. Сучасний стан ринку
5.1. Порівняння фінансових, часових та інших витрат при побудові різних за природою ліній зв’язку [50]
Зробимо певні оцінки щодо тривалості та вартості основних етапів проектування і будівництва АОЛЗ у порівнянні з будівництвом інших типів ліній зв’язку. Порівняємо вартість будівництва ліній в залежності від їх довжини. Оцінки зробимо на основі даних Російської компанії АО «Телеком», оскільки відповідних даних по Україні не має. Разом з тим специфіка законодавчої, організаційної баз та врешті решт ментальність дуже близькі.
Ще раз нагадаємо, що важливою особливістю АОЛЗ є відсутність необхідності отримувати дозвіл на частоти при встановленні і експлуатації таких систем, на відміну від радіорелейних ліній зв’язку (РРЛЗ). Іншими словами, виключається тривалий і досить дорогий процес отримання радіочастот.
При отримання радіочастот для будівництва РРЛЗ спочатку оформлюється заявка. На основі заявки проводиться розрахунок і перевірка електромагнітної сумісності з РЕМ цивільного і спеціального призначення. За результатами перевірки електромагнітної сумісності ФГУП "Головний радіочастотний центр" (ГРЦ) РФ видає дозвіл на використання частотного діапазону і відбувається оплата необхідної кількості частотних точок. Розгляд і отримання частот в конкретних точках розташування радіорелейних ліній за звичай відбувається на протязі 3-4 місяців. Вартість перевірки електромагнітної сумісності і отримання частот на один проліт РРЛЗ може досягати 4-5 тисяч доларів США. Значні витрати вимагаються також для розрахунку, вимірювання рівнів електромагнітного випромінювання та отримання дозволу Держсанепідемнагляду на встановлення РРЛЗ.
Ще одна перевага АОЛЗ – немає необхідності отримувати технічні умови для будівництва. При прокладці волоконно-оптичних ліній зв’язку (ВОЛЗ) в каналізації необхідно отримання технічних умов на прокладку кабелю від місцевих вузлів зв’язку, що зазвичай відбувається на протязі 1-2 місяців, при цьому, як правило, технічні умови містять великий обсяг робот по докладці, відновленню або ремонту телефонної каналізації і колодцев. Практика показує, що об’єм додаткових робот, може складати від 20 до 50% вартості будівництва ВОЛЗ.
В таблиці 5.1 наведені дані про тривалість і орієнтовну вартість основних етапів проектування і будівництва різних типів ліній зв’язку.
Таблиця 5.1
Тривалість і орієнтовна вартість основних етапів проектування і будівництва різних типів ліній зв’язку |
||
Будівництво РРЛЗ |
Будівництво ВОЛЗ |
Будівництво АОЛЗ |
Розрахунок і перевірка ЕМС з РЕМ цивільного призначення |
Отримання технічних умов у місцевих вузлів зв’язку |
Розробка робочого проекту |
Перевірка електромагнітної сумісності з РЕМ військового призначення |
Розробка робочого проекту |
|
Отримання дозволу ФГУПГРЦ РФ на використання смуг радіочастот і оплата радіочастотних присвоєнь |
Узгодження робочого проекту з місцевими вузлами зв’язку, з ГУП «Гормост» і колекторами |
|
Розробка робочого проекту (виконується одночасно з першими трьома пунктами |
Узгодження об’єму додаткових робот з місцевими вузлами зв’язку, з ГУП «Гормост» і колекторами |
|
Оформлення і оплата дозволу Главдержзв’язокнадзору РФ на закупівлю обладнання по імпорту |
Укладення договорів оренди каналізації |
|
Розрахунок рівнів ЕМ випромінювання і отримання дозволу Держсанепідемнагляду |
Виконання додаткових робот для місцевих вузлів зв’язку, ГУП «Гормост» і колекторів |
|
Отримання дозволу Главдержзв’язокнагляду РФ на будівництво РРЛЗ |
Отримання дозволу на прокладку ВОЛЗ |
|
Загальний термін виконання проектних робот |
||
3-6 місяців |
2-4 місяця |
Менше 1 місяця |
Вартість проектних робот |
||
4-5 тис. дол. США на проліт |
1-3 тис. дол. США на 1 км кабелю |
1 тис. дол. США на проліт до 2 км |
Закупівля обладнання |
Закупівля обладнання і кабелю |
Закупівля обладнання |
Будівництво і монтаж РРЛЗ |
Будівництво ВОЛЗ, монтаж і здача замовнику |
Будівництво АОЛЗ, монтаж і здача замовнику |
Отримання тимчасового дозволу ФГУПГРЦ РФ на роботу РЕМ з випроміненням |
|
|
Здача РРЛЗ замовнику |
|
|
Загальний термін виконання будівельних робот |
||
2-4 місяця |
2-3 місяця |
2-3 місяця |
Загальний термін проектування і будівництва лінії |
||
5-9 місяців |
4-6 місяців |
3-4 місяця |
|
|
|
На рисунку 5.1 порівнюється вартість будівництва цифрових ліній зв’язку різних типів в залежності від довжини траси. Випробування АОЛЗ при швидкостях від 34 до 140 Мбіт/с, які були проведені в Москві і Московській області, показали недостатню надійність роботи ліній при довжинах траси більше 2,5-3 км, тому довгі траси мають ділянки ретрансляції довжиною 2 км.
Рис. 5.1
На основі цих даних можна зробити такі висновки. Вартість будівництва АОЛЗ при швидкостях від 34 до 140 Мбіт/с і довжини траси до 2-3 км порівняна з вартістю ВОЛЗ і суттєво нижче у по рівнянні з РРЛЗ.
Вартість будівництва АОЛЗ при швидкостях 34 Мбіт/с і дистанціях траси більше 4 км (ділянки ретрансляції по 2 км) близька до вартості будівництва ВОЛЗ і вище у по рівнянні з РРЛЗ на 34 Мбіт/с.
Вартість будівництва АОЛЗ при швидкостях до 140 Мбіт/с і дистанціях траси до 8-10 км (ділянки ретрансляції по 2 км) порівняна з вартістю ВОЛЗ і нижче у порівнянні з РРЛЗ на 140 Мбіт/с. При довжинах траси більше 8-10 км будівництво АОЛЗ не завжди доцільно внаслідок великої кількості ретрансляційних ділянок.
На відміну від прокладання ВОЛЗ з її необхідністю отримання технічних умов і при великому обсязі додаткових робот, вартість створення ліній зв’язку на базі АОЛЗ скорочується на 20-40%, а терміни будівництва – в два-три рази.
На відміну від будівництва РРЛЗ, коли необхідна перевірка електромагнітної сумісності і отримання частот, вартість створення ліній зв’язку на базі АОЛЗ при швидкостях від 34 до 140 Мбіт/с і довжинах траси до 2-3 км скорочується на 20-30%, а терміни будівництва – в два-три рази. Особливо треба відзначити, що вітчизняні РРЛЗ на швидкість 140 Мбіт/с не виробляються, тому вартість створення ліній зв’язку на основі АОЛЗ зменшується в два-три рази.
Важливо відзначити, що вартість експлуатації АОЛЗ при довжині лінії зв’язку до 4-6 км порівняна з вартістю експлуатації РРЛЗ і навіть нижче у порівнянні з ВОЛЗ внаслідок відсутності витрат на оренду телефонної каналізації та обслуговування кабелів.
Порівнюючи умови для будівництва і монтажних робот на кабелях зв’язку, які прокладені в грунті або каналізації, і АОЛЗ, можна стверджувати, що будівництво атмосферних ліній суттєво виграє в часі у порівнянні з прокладанням кабелів в готовій каналізації.
Встановлення атмосферних оптичних терміналів з довжиною траси до 2,5 км, з кріпленням на даху будівлі і прокладанням необхідних кабелів відбувається бригадою з трьох людей приблизно за 3-4 години, з попереднім наведенням на сусідній вузол магістрального зв’язку. Точне налаштування спеціальними приладами займає за звичай 10-20 хвилин.
Прокладання волоконно-оптичного кабелю довжиною до 2,5 км в телефонній каналізації займає декілька діб, при цьому необхідна бригада з чотирьох-п’яти людей, машина з лебідкою та декілька котушок з будівельними довжинами кабелю. Після прокладання кабелю проводиться монтаж муфт, вимірювання параметрів кабелю, підключення до кросу, встановлення кабелю під надмірний тиск.
При будівництві телефонної каналізації або прокладанні кабелю в грунті вартість будівництва ВОЛЗ може збільшуватися в декілька разів, а терміни прокладання розтягнутися на 5-6 місяців, так як прокладання телефонної каналізації або кабелю в грунті здійснюється, як правило, в літній період.
Застосування АОЛЗ змінює весь хід будівництва місцевих мереж зв’язку, так як зникають найбільш тяжкі і дорогі роботи по будівництву телефонної каналізації, прокладанню та монтажу кабелю. Встановлення атмосферних оптичних терміналів може бути проведене персоналом за декілька годин без виконання будь-яких тяжких робот.
В деяких випадках, наприклад, при прокладанні ліній зв’язку через річкові переходи, мости і залізну дорогу будівництво ліній зв’язку на базі АОЛЗ може обійтися в декілька разів нижче, ніж вартість будівництва ВОЛЗ.
Дослід проектування і будівництва ЦСС DECT-стандарту на базі АОЛЗ показує, що повний цикл проектування, будівництва і здачі мережі може бути здійснений за 5-6 місяців, при цьому вартість будівництва знижується на 20-40% у порівнянні з реалізацією мережі з використанням РРЛЗ або ВОЛЗ.
