Оптоволоконная система передачи данных системы микропроцессорной централизации МПЦ-МЗ-Ф | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №9 (9) сентябрь 2009 г.

Статья просмотрена: 318 раз

Библиографическое описание:

Зернов В. Н., Шатковский О. Ю. Оптоволоконная система передачи данных системы микропроцессорной централизации МПЦ-МЗ-Ф // Молодой ученый. — 2009. — №9. — С. 14-17. — URL https://moluch.ru/archive/9/575/ (дата обращения: 16.07.2018).

Начиная цикл статей о современных системах микропроцессорной централизации (МПЦ), внедряемых на сети железных дорог России, на наш взгляд немаловажным будет рассказать о принципах организации внутренних каналов передачи данных на базе волоконно-оптического оборудования. Статья ориентирована, прежде всего, на обслуживающий персонал, и в ней содержится описание применяемого оборудования, а также рассмотрены принципы расчета длин каналов связи и их физическая реализация.

 

Оптоволоконная система передачи данных является неотъемлемой частью системы микропроцессорной централизации МПЦ-МЗ-Ф. Основной задачей системы является обеспечение надежной передачи данных в условиях высокого уровня электромагнитных помех.

В основе оптоволоконной системы передачи данных лежит современное высоконадежное оборудование, которое обеспечивает продолжительную безотказную работу и требует минимум обслуживания.

Оптоволоконная система передачи разработана таким образом, что все настройки, ремонт (при необходимости) легко выполняются персоналом, имеющим минимальную специальную подготовку, при этом применение специальных инструментов и оборудования не требуется.

Оборудование

Основными частями оптоволоконной системы передачи МПЦ-МЗ-Ф являются:
- OLM (Optical Link Modul) оптические модули связи Profibus;
- ОМС конверторы (преобразователи) оптика / медь Industrial Ethernet;

- OSM коммутаторы Industrial Ethernet;

- Оптический кабель.

Оптические модули связи

В качестве оборудования каналообразования в системе МПЦ-МЗ-Ф используется аппаратура производства немецкой компании «Siemens».

Оптоволоконная система передачи в системе МПЦ-МЗ-Ф, как правило, реализуется на двух типах оптических модулей связи: OLM/P11/12 (для применения пластикового оптоволоконного кабеля) и OLM/G11/12(для применения стеклянного оптоволоконного кабеля).

 

 

 

OLM

Рис. 1. Внешний вид модуля связи OLM [1]

 

 

 

 

Примерная длина оптической линии связи в зависимости от типа применяемого модуля связи, типа оптического волокна и типового затухания кабеля представлена в таблице 1.

Таблица №1

Тип модуля

Тип
оптического
волокна, мкн

Типовое
затухание
кабеля, дБ/км

Длина оптической
линии связи, м

OLM/P11/12

(пластиковые волокна)

980/1000

230

до 80

OLM/P11/12

(пластиковые волокна, PCF)

10/125

3

до 400

OLM/G11/12

(стеклянные волокна) 62,5/125

3,5

до 3000

OLM/G11/12

(стеклянные волокна) 50/125

3

до 3000

 

Оптические конверторы

Оптические конверторы OMC предназначены для организации связи по оптоволоконным каналам связи и преобразуют сигналы ITP интерфейса в сигналы оптического интерфейса.

 

OMC

Рис. 1. Внешний вид преобразователя OMС [1]

 

В системе МПЦ-МЗ-Ф, как правило, применяются преобразователи типа OMC TP11 для организации связи с модулями OSM по мультимодовому оптическому кабелю длиной до 3км и скоростью передачи данных 100Мбит/с. Модули имеют электрический интерфейс RJ45 для подключения терминальных устройств со скоростью передачи данных 100Мбит/с посредством витой пары длиной не более 6м.

Расчет возможной длины оптического кабеля в системе передачи данных МПЦ-МЗ-Ф

Рассмотрим пример не сложного расчета максимально возможной длины оптического кабеля:

В качестве оборудования каналообразования выберем модем OLM/G12 и многомодовое волокно 62,5/125.

Уровень на выходе передатчика данного модуля Sпер = -13дБ;

Допустимый уровень на входе приемника Sпр = -28дБ;

Типовое затухание кабеля 62,5/125 на 850 нм Vкаб,км = 3,5 дБ/км;

Определим идеальный оптический бюджет для данного типа модуля который равен разности уровня сигнала на выходе передатчика и допустимого уровня на входе приемника (1):

Vид= Sпер - Sпр = -13 -( -28) =15 дБ; (1) [2]

При расчете реального оптического бюджета необходимо учесть потери в механических соединениях кабеля:

-                        Vсв   ¾  потери в сварном соединении (порядка 0,3 дБ);

-                        Vкон ¾ потери в коннекторах (порядка 1дБ);

-                        Vзап¾  запас 2 дБ на случай, каких – либо неучтенных факторов (изгиб волокна, старение, сварка в результате обрыва).

Для топологии точка-точка ВОЛС как правило имеет четыре коннектора и два сварных соединения, тогда реальный оптический бюджет может быть определен как разность идеального оптического бюджета и суммарных затуханий в механических соединениях кабеля (2):

Vреал=Vид- (Vсв+Vкон+Vзап) =15-[(2´0,3)+(1´4)+2]=8,4 дБ; (2) [2]

Допустимая длина оптического кабеля равна отношению реального оптического бюджета к типовому затуханию кабеля (3):

Lдоп = Vреал  /Vкаб,км  = 8,4 /3,5 =2,4 км. (3) [2]

При использовании многомодового волокна может быть достигнута и большая дальность, но это становится экономически невыгодно, и целесообразнее перейти к использованию одномодового волокна. В случае применения одномодового волокна расчет идентичен приведенному выше.

В таблице 2. приведены типовые величины затуханий для волоконно-оптических линий связи.

Таблица №2.[2]

Затухание в кабеле.

многомодовое волокно 62,5/125(тип излучателя-диод, длина волны 850нм.)

3,5-4 dB/км.

одномодовое волокно 10/125(тип излучателя - диод ,длина волны 1300нм.)

0,3-0,5 dB/км.

Затухание в соединителях.

ST-соединитель

0,5-1,5 dB/соединитель.

FC-соединитель

(рекомендуемый соединитель)

0,5-1  dB/соединитель.

Затухание в сварном соединении.

 

0,1-0,3 dB/сварка.

Затухание в изгибах кабеля, при скачках температуры.

Только 1300нм.

3 dB.

 

Данный расчет является приближенным и может быть использован, прежде всего, для оценки возможности применения аппаратуры каналообразования на этапе проектирования системы МПЦ-МЗ-Ф.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Функциональная схема кольца связи МПЦ-МЗ-Ф, реализованного на оптических модулях связи [1]

 

Литература

1.     http://www.aqad.ru.

2.     Шатковский О.Ю., Ионов В.М. Волоконно – оптическая система передачи данных МПЦ Ebilock-950 // Автоматика, связь, информатика. - 2007. №5. - С. 38-39.

Основные термины (генерируются автоматически): OLM, оптический кабель, типовое затухание кабеля, OSM, OMC, реальный оптический бюджет, оптический модуль связи, оптоволоконная система передачи, волокно, возможная длина.


Похожие статьи

Волоконно-оптические системы передачи и интернет вещей

В данной технологии волоконно-оптическая система передачи (ВОСП) передаёт информацию в оптическое волокно одновременно большим количеством световых волн-лямбд.

Затухания в идеальном оптоволокне | Статья в журнале...

Ключевые слова: оптоволоконный кабель, затухания, длина волны, собственные потери. Практически во всех устройствах, эксплуатационных оборудованиях и системах связи один из главных параметров — это уровень сигнала.

Применение и перспективы использования легированных...

Оптические световоды волоконно-оптических систем передачи информации. Применение волоконно-оптических линий связи в

Физико-химические свойства редкоземельных элементов, используемых в активных компонентах волоконно-оптических систем передачи.

Оптические световоды волоконно-оптических систем передачи...

Оптические волокна для волоконно-оптических систем передачи информации имеют цилиндрическую форму.

Спектральное оптическое затухание (потери)

Гауэр Дж. Оптические системы связи. — М.: Радио и связь, 1989.

Применение и возможности оптоволоконного кабеля

Оптоволоконный (он же волоконно-оптический) кабель — это принципиально иной тип кабеля по сравнению с рассмотренными двумя типами электрического или медного кабеля.

Применение волоконно-оптических линий связи в установках...

Набор сигналов, передаваемых «как есть», может потребовать применения разъёмов и кабелей с большим количеством контактов и лучшими частотными параметрами, чем потребовалось бы для организации интерфейса.

Анализ возможностей организации связи в полевом районе...

3. Оптические системы передачи информации по атмосферному каналу / Под. ред. Р.А. Казаряна.

Применение волоконно-оптических линий связи в установках газоочистительного производства.

Проектирование участка сети с использованием технологии SDH

Для решения поставленной задачи был проанализирован потенциальный трафик между городами, образующими транспортную сеть, произведен выбор телекоммуникационного оборудования, оптических волокон, кабелей связи.

Сравнительный обзор сетевых интерфейсов для коммутации...

Также в оптических линиях передачи затухание сигнала на единицу длины линии ниже, чем в витой паре за исключением частоты в 1 МГц. 5. Практическое тестирование задержек линий передачи.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Волоконно-оптические системы передачи и интернет вещей

В данной технологии волоконно-оптическая система передачи (ВОСП) передаёт информацию в оптическое волокно одновременно большим количеством световых волн-лямбд.

Затухания в идеальном оптоволокне | Статья в журнале...

Ключевые слова: оптоволоконный кабель, затухания, длина волны, собственные потери. Практически во всех устройствах, эксплуатационных оборудованиях и системах связи один из главных параметров — это уровень сигнала.

Применение и перспективы использования легированных...

Оптические световоды волоконно-оптических систем передачи информации. Применение волоконно-оптических линий связи в

Физико-химические свойства редкоземельных элементов, используемых в активных компонентах волоконно-оптических систем передачи.

Оптические световоды волоконно-оптических систем передачи...

Оптические волокна для волоконно-оптических систем передачи информации имеют цилиндрическую форму.

Спектральное оптическое затухание (потери)

Гауэр Дж. Оптические системы связи. — М.: Радио и связь, 1989.

Применение и возможности оптоволоконного кабеля

Оптоволоконный (он же волоконно-оптический) кабель — это принципиально иной тип кабеля по сравнению с рассмотренными двумя типами электрического или медного кабеля.

Применение волоконно-оптических линий связи в установках...

Набор сигналов, передаваемых «как есть», может потребовать применения разъёмов и кабелей с большим количеством контактов и лучшими частотными параметрами, чем потребовалось бы для организации интерфейса.

Анализ возможностей организации связи в полевом районе...

3. Оптические системы передачи информации по атмосферному каналу / Под. ред. Р.А. Казаряна.

Применение волоконно-оптических линий связи в установках газоочистительного производства.

Проектирование участка сети с использованием технологии SDH

Для решения поставленной задачи был проанализирован потенциальный трафик между городами, образующими транспортную сеть, произведен выбор телекоммуникационного оборудования, оптических волокон, кабелей связи.

Сравнительный обзор сетевых интерфейсов для коммутации...

Также в оптических линиях передачи затухание сигнала на единицу длины линии ниже, чем в витой паре за исключением частоты в 1 МГц. 5. Практическое тестирование задержек линий передачи.

Задать вопрос