Реферат: Волоконно-оптические системы связи
--PAGE_BREAK--1.5 Одномодовые ОВВ одномодовых ОВ межмодовая дисперсия отсутствует (передается одна мода). Уширение импульса обусловлено хроматической дисперсией, которую разделяют на материальную и волноводную.
Волноводная дисперсия обусловлена зависимостью групповой скорости моды от частоты и определяется профилем показателя преломления ОВ.
В нормальных условиях материальная дисперсия преобладает под волноводной. Обе компоненты могут иметь противоположный знак и различаются зависимостью от длины волны. Это позволяет, оптимизируя профиль показателя преломления, минимизировать общую дисперсию ОВ на заданной длине волны за счет взаимокомпенсации материальной и волноводной дисперсией.
Для одномодовых ОВ в паспортных данных указывается нормированная среднеквадратичная дисперсия ( s= 6 пс/(нм×км)), которая с ненормированной величиной связана выражением
s= 10-3×Dl×sн, нс/км, (1.1)
где Dl— ширина полосы оптического излучения, нм, определяется из справочных данных соответствующего источника излучения; Dl=5 нм
Тогда s= 10-6×5 ×10-9×6 ×10-12 = 0,003 нс/км (1.2)
1.6 Расчет предельных длин участков регенерации
Известно, что длина регенерационного участка ВОСП определяется двумя параметрами: суммарным затуханием РУ и дисперсией сигналов ОВ /7/.
Длина РУ с учетом только затухания оптического сигнала, то есть потерь в ОВ, устройствах ввода оптического излучения (как правило, потерь в разъемных соединениях), неразъемных соединениях (сварных соединениях строительных длин кабеля) можно найти из формулы [2]:
Ару = Э = a×lру+ Ар×nр+ Ан×nн, дБ, (1.3)
где Ару – затухание оптического сигнала на регенерационном участке, дБ;
Э — энергетический потенциал системы передачи, дБ,
a— коэффициент затухания ОВ, дБ /км,
lру— длина регенерационного участка, км,
Ар, Ан — затухание оптического сигнала на разъемном и неразъемном соединениях, дБ
nр, nн— количество разъемных и неразъемных соединений ОВ на регенерационном участке.
В этой формуле количество неразъемных соединений ОВ на длине регенерационного участка равно:
nн= <img width=«45» height=«48» src=«ref-1_1516554006-173.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029">,
где lс— строительная длина ОК.
Подставив количество неразъемных соединений на регенерационном участке в уравнение (1.3), получим:
Э = a×lру+ Ар×nр+ Ан×<img width=«60» height=«51» src=«ref-1_1516554179-237.coolpic» v:shapes="_x0000_i1030">,
Э = a×lру+ Ар×nр+ <img width=«25» height=«47» src=«ref-1_1516554416-140.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">×lру— Ан ,,
lру<img width=«68» height=«51» src=«ref-1_1516554556-260.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032"> = Э — Ар×nр+ Ан .
Отсюда можно выразить длину регенерационного участка
lру= <img width=«115» height=«48» src=«ref-1_1516554816-344.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">.
Современные технологии позволяют получать затухания Ар £0,5 дБ, Ан £0,1 дБ. Кроме того, на регенерационном участке количество разъемных соединений n
р
= 2.
Тогда можно найти максимальную и минимальную длины регенерационных участков с учетом потерь на затухание в ОВ, потерь в устройствах ввода/вывода оптического сигнала (в разъемных соединителях), потерь в неразъемных сварных соединениях при монтаже строительных длин кабеля
lру maxa= <img width=«145» height=«48» src=«ref-1_1516555160-392.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">, км, (1.4)
где Эз — энергетический (эксплутационный запас) системы, необходимый для компенсации эффекта старения элементов аппаратуры и ОВ, Эз = 6 дБм,
<img width=«182» height=«2» src=«ref-1_1516555552-83.coolpic» v:shapes="_x0000_s1028">lру maxa= = <metricconverter productid=«61 км» w:st=«on»>61 км
При проектировании оптической линии передачи SDHэнергетический потенциал ВОСП рассчитывается как разность уровней передачи и минимального уровня приема.
При расчете минимальной длины регенерационного участка результат может получиться с отрицательным знаком. Это означает, что минимальная длина РУ равна нулю.
Как было отмечено выше, длина регенерационного участка ВОСП зависит также и от дисперсии сигнала в ОВ. Максимальная длина РУ с учетом дисперсионных свойств ОВ рассчитывается по следующей формуле:
lру maxs= <img width=«40» height=«41» src=«ref-1_1516555635-178.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035"> , км, (1.5)
где s— дисперсия сигнала в ОВ, определенная для одномодового ОВ,
В` – скорость передачи цифрового сигнала в линейном тракте
<img width=«194» height=«2» src=«ref-1_1516555813-83.coolpic» v:shapes="_x0000_s1029"> lру maxs= =133,9 км
Из рассчитанных максимальных длин по формулам (1.4) и (1.5) в проекте выбираем наименьшее значение, равное <metricconverter productid=«61 км» w:st=«on»>61 км.
Затухание, рассчитанное по формуле
Ару max= s×lру max, дБ ,
должно быть не больше допустимого затухания на РУ.
Ару max= 0,03 ×10-9×61 = 1,83 ×10-9 дБ
1.7 Схема организации связи
1.7.1 Общие положения
Схема организации связи разрабатывается на основе размещения ОП, ОРП, НРП, технических возможностей аппаратуры и технического задания с целью получить наиболее экономичный вариант организации необходимого числа каналов ТЧ, ОЦК или цифровых потоков более высокого порядка между соответствующими населенными пунктами или АТС (МТС), если строится городская сеть.
В процессе разработки схемы организации связи решены вопросы организации цифровой связи, служебной связи, телеконтроля и телемеханики. Кроме того, на схеме организации связи показаны количество систем передачи (транспортных систем), распределение каналов, тип аппаратуры оконечных и промежуточных пунктов, сервисного оборудования.
1.7.2 Схема организации связи с ВОСП SDH
На сетях связи РФ часто используется следующие сетевые структуры (топологии) [12]:
— цепочечная (линейная) сетевая структура с вводом/выводом компонентных сигналов (рисунок 1.5);
— кольцевая структура с вводом/выводом компонентных сигналов (рисунок 1.6).
На внутризоновой сети в настоящее время используются цепочечные структуры. Разновидностью цепочечной структуры является структура “точка-точка” без ввода/вывода компонентных сигналов между оконечными пунктами.
<img width=«51» height=«12» src=«ref-1_1516555896-101.coolpic» v:shapes="_x0000_s1033"> <img width=«27» height=«24» src=«ref-1_1516555997-94.coolpic» hspace=«12» alt=«Подпись: Х» v:shapes="_x0000_s1035"><img width=«27» height=«24» src=«ref-1_1516555997-94.coolpic» hspace=«12» alt=«Подпись: Х» v:shapes="_x0000_s1036">
<img width=«27» height=«24» src=«ref-1_1516556185-94.coolpic» hspace=«12» alt=«Подпись: Х» v:shapes="_x0000_s1037"><img width=«27» height=«24» src=«ref-1_1516556185-94.coolpic» hspace=«12» alt=«Подпись: Х» v:shapes="_x0000_s1038"><img width=«22» height=«12» src=«ref-1_1516556373-91.coolpic» v:shapes="_x0000_s1040"> <img width=«22» height=«12» src=«ref-1_1516556464-90.coolpic» v:shapes="_x0000_s1039"> <img width=«27» height=«24» src=«ref-1_1516556185-94.coolpic» hspace=«12» alt=«Подпись: Х» v:shapes="_x0000_s1041"><img width=«22» height=«12» src=«ref-1_1516556648-91.coolpic» v:shapes="_x0000_s1048"> <img width=«22» height=«12» src=«ref-1_1516556739-90.coolpic» v:shapes="_x0000_s1047"> <img width=«22» height=«12» src=«ref-1_1516556829-91.coolpic» v:shapes="_x0000_s1049"> <img width=«51» height=«12» src=«ref-1_1516556920-100.coolpic» v:shapes="_x0000_s1045"> <img width=«51» height=«12» src=«ref-1_1516557020-103.coolpic» v:shapes="_x0000_s1046"> <img width=«22» height=«12» src=«ref-1_1516557123-90.coolpic» v:shapes="_x0000_s1042"> <img width=«51» height=«12» src=«ref-1_1516557213-103.coolpic» v:shapes="_x0000_s1044"> <img width=«51» height=«10» src=«ref-1_1516557316-94.coolpic» v:shapes="_x0000_s1043"> <img width=«27» height=«24» src=«ref-1_1516557410-94.coolpic» hspace=«12» alt=«Подпись: Х» v:shapes="_x0000_s1050"><img width=«128» height=«199» src=«ref-1_1516557504-918.coolpic» v:shapes="_x0000_s1055 _x0000_s1052 _x0000_s1051 _x0000_s1059 _x0000_s1058 _x0000_s1064"> <img width=«132» height=«199» src=«ref-1_1516558422-954.coolpic» v:shapes="_x0000_s1054 _x0000_s1061 _x0000_s1062 _x0000_s1057 _x0000_s1056 _x0000_s1063"> <img width=«66» height=«64» src=«ref-1_1516559376-322.coolpic» v:shapes="_x0000_s1053 _x0000_s1060">
— Резервная (опция)
Х — Регенераторы (опция)
ОМ-4 — Оконечный мультиплексор 4-го уровня
МВВ-4 — Мультиплексор ввода-вывода 1-го уровня
Рисунок 1.5 — Цепочечная (линейная) сетевая структура
На рисунках 1.5 и 1.6 приняты следующие обозначения:
КС – компонентные сигналы,
В, З – восточный и западный порты мультиплексора ввода/вывода.
На внутризоновой сети используются цепочечные и кольцевые структуры.
Линейная цепь, показанная на рисунке 1.5, является самой простой по структуре, но требует универсальных мультиплексоров ввод/вывода с встроенными устройствами оперативного переключения. Такие мультиплексоры, работающие на высоких агрегатных скоростях (например, STM-4), производятся фирмой Alcatel.
<img width=«590» height=«375» src=«ref-1_1516559698-3803.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036">
Рисунок 1.6 — Кольцевая сетевая структура
На проектируемом кольце транспортной сети Волгоградской области проектом предусматривается защитный механизм SNCP, обеспечивающий быстродействие и надежность защиты, а также возможность взаимодействия с другими перспективными кольцами при дальнейшем развитии внутризоновой сети.
Переход на другой тип защиты трафика по MS-Springневозможен по следующим причинам:
1) В мультиплексорах СЦИ уровня STM-4 фирмы Alcatel, переносимых с сети ГТС г. Волгограда, механизм поддержки MS-Springне реализован.
2) Переход на МS-Springпотребует задействования дополнительно по 2 волокна в оптическом кабеле на каждом участке сети, что труднореализуемо, так как на участке Камышин – Дубовка в настоящее время ОАО «Волгоградэлектросвязь» выкупило в ВОК ОАО «Ростелеком» только два волокна.
Сеть SDH, охватывающая все районы области, позволяет соединить основные узлы телефонной сети качественными высокоскоростными каналами связи. Сеть SDHиспользуется и как транспортная среда для передачи данных, предоставления услуг широкополосной связи с интеграцией служб (B-ISDN).
Синхронизация сети SDHосуществляется от источника эталонной частоты типа SYSTEM-2000 с рубидиевым генератором. Эталонный генератор обеспечивает относительную нестабильность частоты
<img width=«87» height=«45» src=«ref-1_1516563501-257.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">,
где Df– отклонение частоты задающего генератора от номинала;
fзг – номинальное значение частоты задающего генератора.
Корреляция частоты задающего генератора осуществляется через искусственный спутник Земли от центра Всемирного координирования времени. После подключения городской сети SDH к Транссибирской линии (ТСЛ) синхронизация задающего генератора будет осуществляться выделенной из этой линии тактовой частотой.
Географически эталон частоты (ЗГ) размещается на АМТС.
2 Расчет параметров ВОЛП
2.1 Расчет быстродействия ВОЛП
Выбор типа ОК может быть оценен расчетом быстродействия системы и сравнением его с допустимым значением.
Быстродействие системы определяется инертностью ее элементов и дисперсионными свойствами ОВ.
Полное допустимое время запаздывания в системе определяется скоростью передачи В`, Мбит/с, способом модуляции оптического излучения, типом линейного кода и определяется по формуле [11]:
tдоп.S= <img width=«23» height=«41» src=«ref-1_1516563758-134.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">, нс ,
где b– коэффициент, учитывающий характер линейного сигнала (вид используемого линейного кода) и равный 0,7 для кода NRZи 0,35 для всех других кодов.
<img width=«74» height=«52» src=«ref-1_1516563892-251.coolpic» v:shapes="_x0000_s1066 _x0000_s1067 _x0000_s1065">
tдоп.S= =1,13 нс
В соответствии с рекомендациями МСЭ-Т линейным кодом транспортных систем SDHявляется код NRZ.
Общее ожидаемое быстродействие ВОСП определяется по формуле
tож. S= 1,111×<img width=«111» height=«32» src=«ref-1_1516564143-276.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039">, нс,
где tпер— быстродействие передающего оптического модуля (ПОМ), зависящее от скорости передачи информации и типа источника излучения;
tпр— быстродействие приемного оптического модуля (ПРОМ), определяемого скоростью передачи информации и типом фотодетектора (ФД),;
tов— уширение импульса на длине РУ
tов= s×lру, нс
где s— дисперсия, определяемая по формуле (1.1) для одномодового волокна.
Быстродействие ПОМ и ПРОМ СП синхронной иерархии приведено в таблице 2.1.
Таблица 2.1 — Быстродействие ПОМ и ПРОМ
Скорость передачи
Мбит/с
622
tпер
нс
0,1
tпр
нс
0,08
Таким образом,
tов= 0,03 ×10-9 ×13,39 = 0,402 ×10-9 нс,
<img width=«134» height=«2» src=«ref-1_1516564419-81.coolpic» v:shapes="_x0000_s1068">tожS= 1,111 ×√ 0,12 + 0,082 + 0,4022 = 0,42 нс
Так как tож. S< tдоп. S, то выбор типа кабеля и длины РУ сделан верно. Величина
Dt= tдоп. S— tож. S, нс
называется запасом по быстродействию. При достаточно большом его значении можно ослабить требования к компонентам ВОСП.
Dt= 1,13 – 0,42 = 0,71 нс
При tож. S<tдоп. Sстанционное и линейное оборудование проектируемой ВОСП будут обеспечивать безыскаженную передачу линейного сигнала.
2.2
Расчет вероятности ошибок ПРОМ
Вероятность ошибок зависит от отношения сигнал/шум на входе решающего устройства регенератора. Вероятность ошибок, приходящихся на один регенерационный участок, зависит от типа сети (местная, внутризоновая, магистральная) и определяется по формуле [9]:
Рош.1 = Рош.км×lру,
где Рош.км — вероятность ошибок, приходящихся на 1 километр линейного тракта;
lру— длина регенерационного участка, км.
Вероятность ошибок, приходящуюся на <metricconverter productid=«1 км» w:st=«on»>1 км линейного тракта, можно принять равной для внутризоновой сети 1,67 ×10-10
Рош.1 = 1,67 ×10-10×13,39 = 2,24 ×10-9
Если длина проектируемой ВОЛП составит <metricconverter productid=«60,2 км» w:st=«on»>60,2 км, а длина регенерационного участка 13,39 км, то общее число РУ можно рассчитать по формуле
nру= <img width=«24» height=«46» src=«ref-1_1516564500-137.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">
<img width=«38» height=«2» src=«ref-1_1516564637-76.coolpic» v:shapes="_x0000_s1071">nру= = 4,5,
Тогда суммарная вероятность ошибок на проектируемой линии передачи будет равна
Рош. S= nру×Рош. 1,
PошS= 4,5 ×2,24 ×10-9 = 1,01 ×10-8
Допустимая вероятность ошибок в канале ВОСП на внутризоновой линии обычно задается равной [11]
Рош.доп. S£1,67 ×10-10×L,
где L— длина проектируемой линии, км.
Рош.доп. S£1,67 ×10-10×60,2 = 1,01 ×10-8
При правильном выборе проектных решений соблюдается условие
Рош. S£Рош.доп. S,
следовательно, на проектируемой ВОЛП обеспечивается достаточно высокое качество каналов.
Для рассчитанного значения Рош. Sзащищенность Аз сигнала от помех на выходе канала ВОСП составит 20,7 дБ.
Таким образом, можно найти отношение сигнал/шум
j(Рош. S) = 100,05×Аз,
j(Рош. S) = 100,05 ×20,7= 2,24 ×1010
2.3
Расчет порога чувствительности ПРОМ
Одной из основных характеристик приемника оптического излучения является его чувствительность, т.е. минимальное значение обнаруживаемой (детектируемой) мощности оптического сигнала, при которой обеспечиваются заданные значения отношения сигнал/шум или вероятности ошибок.
Из теории [12] следует, что в условиях идеального приема, то есть при отсутствии шума и искажений для обеспечения вероятности ошибок не хуже 10-9 требуется генерация 21 фотона на каждый принятый импульс. Это является фундаментальным пределом, который присущ любому физически реализуемому фотоприемнику и называется квантовым пределом детектирования. Соответствующая указанному пределу минимальная средняя мощность оптического сигнала длительностью
t= <img width=«23» height=«41» src=«ref-1_1516564713-126.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">
называется минимальной детектируемой мощностью (МДМ).
Минимальная средняя мощность оптического сигнала на входе ПРОМ, при которой обеспечиваются заданные отношения сигнал/шум или вероятность ошибок, называется порогом чувствительности.
МДМ можно рассчитать по формуле (5.84) [8], однако существуют приближенные формулы расчета абсолютного уровня МДМ при вероятности ошибок не хуже 10-8 в зависимости от скорости передачи В` в линейном тракте:
<img width=«21» height=«88» src=«ref-1_1516564839-177.coolpic» v:shapes="_x0000_s1072">-70 + 10,5 lgB` при B` <50 Мбит/с,
P min = для ЛФД
-70 + 10 lgB` при B` ³50 Мбит/с.
Рmin= — 70 + 10 lg622,080 = — 42,06 дБ
Точность расчетов по приведенным формулам достаточная для оценки порога чувствительности ПРОМ.
Зная абсолютный уровень МДМ и максимальный уровень передачи ПОМ, можно получить приближенную оценку энергетического потенциала ВОСП:
Э = Рпер. – Рпр., дБ,
где Рпр.³Рmin – уровень приема ПРОМ.
Э = — 4 – ( — 34) = 30 дБ
2.4
Расчет затухания соединителей ОВ
Уровень оптической мощности, поступающей на вход ПРОМ, зависит от энергетического потенциала системы, потерь мощности в ОВ, потерь мощности в разъемных и неразъемных соединителях.
Потери мощности в ОВ нормируются и составляют, например, во втором окне прозрачности 0,7 дБ, а в третьем окне прозрачности 0,1 дБ/км (берутся из паспортных данных ОК) [5].
Потери мощности в неразъемном соединителе нормируются и составляют 0,1 дБм.
Потери в разъемном соединителе нормируются и составляют 0,5 дБм. Потери в разъемном соединителе нормируются определяются суммой /10/.
Ар = <img width=«36» height=«45» src=«ref-1_1516565016-266.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">, i= 1, 2, 3, 4,
где а1 – потери вследствие радиального смещения на стыке ОВ (рисунок 2.1.);
а2 – потери на угловое рассогласование ОВ (рисунок 2.2);
а3 – потери на осевое рассогласование ОВ (рисунок 2.3);
а4 – неучтенные потери.
<img width=«304» height=«61» src=«ref-1_1516565282-770.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">
Рисунок 2.1 – Радиальное смещение ОВ
<img width=«305» height=«124» src=«ref-1_1516566052-1378.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">
Рисунок 2.2 — Угловое рассогласование ОВ
<img width=«359» height=«55» src=«ref-1_1516567430-852.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">
Рисунок 2.3 — Осевое рассогласование ОВ
Потери вследствие радиального смещения в одномодовых ОВ рассчитываются по формуле [7]:
а1 = 10 lg [exp(-d2/ w2)], дБ,
где d— величина максимального радиального смещения двух ОВ на стыке, d= 1,52 мкм;
w— параметр, определяющий диаметр луча, w= 10 мкм.
<img width=«38» height=«2» src=«ref-1_1516568282-76.coolpic» v:shapes="_x0000_s1075">а1 = 10 lg [exp( )] = 0,1
По результатам расчетов можно заметить, что для ОВ с градиентным профилем показателя преломления оптические потери вследствие радиального смещения выше. Это связано с тем, что их числовая апертура, максимальная по оси, убывает до нуля к периферии сердцевины.
Угловое рассогласование ОВ также приводит к существенным оптическим потерям. В формулы для расчетов указанных потерь, кроме угла рассогласования q, входят еще и показатели преломления ОВ и воздуха. Из-за того, что в паспортных данных ОВ не приводятся величины показателей преломления, расчет потерь из–за углового рассогласования вызывает определенные трудности. Поэтому для одномодовых ОВ можно принять а2 = 0,35 дБ. Следует заметить, что одномодовые ОВ более чувствительны к угловому рассогласованию и при одинаковом угле потери в них примерно в два раза выше, чем в многомодовых ОВ.
Оптические потери в разъемных соединителях увеличиваются также в результате осевого рассогласования.
Для расчета потерь из–за осевого рассогласования в одномодовых ОВ можно воспользоваться следующей формулой [1]
а3 = -10 lg (1 – Z×tg<img width=«24» height=«41» src=«ref-1_1516568358-147.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">), дБ,
где Z— максимальное расстояние между торцами ОВ;
d— диаметр ОВ;
qa— апертурный угол.
Для достижения малых величин потерь для одномодовых ОВ можно принять максимальные значения Z= 2,95 мкм, qa= 3,96
<img width=«50» height=«2» src=«ref-1_1516568505-77.coolpic» v:shapes="_x0000_s1077"> продолжение
--PAGE_BREAK--а3 = -10 lg (1 – 2,95 ×tg) = 0,04 дБ
Неучтенные потери в разъемном соединители можно принять равными а4 = 0,01 дБ.
При существующих технологиях потери в разъемном соединителе не превышают величины
Ар = а1 + а2 + а3 + а4 £0,5 дБ,
Ар = 0,1 + 0,35 + 0,04 + 0,01 = 0,5
а в неразъемных соединениях – не более Ар£0,1 дБ.
2.5
Расчёт распределения энергетического потенциала
Уровень оптической мощности сигнала, поступающего на вход ПРОМ, зависит от энергетического потенциала ВОСП, потерь мощности в ОВ, потерь мощности в разъемных соединителях, потерь мощности в неразъемных соединениях.
Составим таблицу (таблица 2.2) с исходными данными для расчета распределения энергетического потенциала по длине ВОЛП. Для транспортных систем SDHв технических данных приводятся обычно два уровня передачи: Рпер.mах и Рпер.min. При малых длинах РУ, при проектировании городских сетей рекомендуется выбирать уровень Рпер.min. и работу на длине волны 1,3 мкм, что исключает перегрузку приемных усилителей.
В случае, когда нет необходимости использовать промежуточные регенерационные пункты, рекомендуется выбирать режим работы ПОМ с оптическим усилителем и ПРОМ – с оптическим предусилителем.
Исходные данные для расчета распределения энергетического потенциала
Параметры
Обознач.
Ед. изм.
Значение
1 Уровень мощности передачи
Рпер.
дБм
— 4
2 Минимальный уровень мощности приема
Рпр.min
дБм
-34
3 Энергетический потенциал ВОСП
Э
дБ
25
4 Длина РУ
lру
км
61??
5 Строительная длина ОК
lc
км
2
6 Количество строительных длин ОК на РУ
nc
шт.
2
7 Количество разъемных соединителей на РУ
nр
шт.
2
8 Затухание оптического сигнала на разъемном соединителе
Ар
дБ
0,5
9 Количество неразъемных соединений на РУ
nн
шт.
3
10 Затухание оптического сигнала на неразъемном соединении
Ан
дБ
0,1
11 Коэффициент затухания ОВ
a
дБ
0,35
Кольцевая внутризоновая сеть Волгоградской области охватывает Волгоград – Городище – Иловлю – Фролово – Михайловку – Даниловку – Котово – Камышин – Дубовку — Волгоград. Расчет приводится для участка Камышин — Котово.
Рассчитывается уровень приема в Котово, общее затухание на оптической соединительной линии Камышин — Котово, а также уровни оптического сигнала после каждого соединения. Уровень передачи оптического сигнала Рпер. = — 4 дБм.
Уровень сигнала после первого разъемного соединителя (РС)
Рр1 = Рпер — Ар = — 4,0 – 0,5 = — 4,5 дБм.
Уровень сигнала после первого неразъемного соединителя (НС) станционного оптического кабеля и линейного ОК
Рр1 = Рр1 — Ан = — 4,5 – 0,1 = — 4,6 дБм.
Рассчитаем уровни сигнала НС с интервалом <metricconverter productid=«2 км» w:st=«on»>2 км
Рн2 = Рн1 — lc×a— Ан = — 4,6 – 2 ×0,7 – 0,1 = — 6,1 дБм.
…………………………….
Рн3 = Рн2 — lc×a— Ан = — 6,1 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 7,6 дБм.
Рн4 = Рн3 — lc×a— Ан = — 7,6 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 9,1 дБм.
Рн5 = Рн4 — lc×a— Ан = — 9,1 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 10,6 дБм.
Рн6 = Рн5 — lc×a— Ан = — 10,6 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 12,1 дБм.
Рн7 = Рн6 — lc×a— Ан = — 12,1 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 13,6 дБм.
Рн8 = Рн7 — lc×a— Ан = — 13,6 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 15,1 дБм.
Рн9 = Рн8 — lc×a— Ан = — 15,1 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 16,6 дБм.
Рн10 = Рн9 — lc×a— Ан = — 16,6 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 18,1 дБм.
Рн11 = Рн10 — lc×a— Ан = — 18,1 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 19,6 дБм.
Рн12 = Рн11 — lc×a— Ан = — 19,6 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 21,1 дБм.
Рн13 = Рн12 — lc×a— Ан = — 21,1 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 22,6 дБм.
Рн14 = Рн13 — lc×a— Ан = — 22,6 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 24,1 дБм.
Рн15 = Рн14 — lc×a— Ан = — 24,1 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 25,6 дБм.
Рн16 = Рн15 — lc×a— Ан = — 25,6 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 27,1 дБм.
Рн17 = Рн16 — lc×a— Ан = — 27,1 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 28,6 дБм.
Рн18 = Рн17 — lc×a— Ан = — 28,6 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 30,1 дБм.
Рн19 = Рн18 — lc×a— Ан = — 30,1 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 31,6 дБм.
Рн20 = Рн19 — lc×a— Ан = — 31,6 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 33,1 дБм.
Рн21 = Рн20 — lc×a— Ан = — 33,1 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 34,6 дБм.
Рн22 = Рн21 — lc×a— Ан = — 34,6 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 36,1 дБм.
Рн23 = Рн22 — lc×a— Ан = — 36,1 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 37,6 дБм.
Рн24 = Рн23 — lc×a— Ан = — 37,6 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 39,1 дБм.
Рн25 = Рн24 — lc×a— Ан = — 39,1 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 40,6 дБм.
Рн26 = Рн25 — lc×a— Ан = — 40,6 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 42,1 дБм.
Рн27 = Рн26 — lc×a— Ан = — 42,1 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 43,6 дБм.
Рн28 = Рн27 — lc×a— Ан = — 43,6 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 45,1 дБм.
Рн29 = Рн28 — lc×a— Ан = — 45,1 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 46,6 дБм.
Рн30 = Рн29 — lc×a— Ан = — 46,6 — 2 ×0,7 – 0,1 = — 48,1 дБм.
Рн31 = Рн30 — lc×a— Ан = — 48,1 — 0,2 ×0,7 – 0,1 = — 48,34 дБм.
Уровень сигнала после второго РС на АТС – Котово
Рр2 = Рн3 — Ар = — 48,34 – 0,5 = — 48,84 дБм.
Уровень сигнала после второго РС — уровень приема на АТС — Котово
Рпр = Рр2 = — 48,84 дБм.
Общее затухание на оптической СЛ АТС-Камышин – АТС–Котово составляет
Ару = Рпер – Рпр = — 4 – (- 48,84) = — 44,84 дБм.
По результатам расчетов можно сделать вывод, что затухание на оптической СЛ значительно меньше энергетического потенциала ВОСП, равного Э= 25 дБм. Эксплутационный запас системы можно принять аз = 6 дБм.
Для транспортных систем SDHв технических данных приводятся максимальный уровень приема. Рассчитанный уровень приема не должен быть больше максимально возможного уровня приема, но он не должен быть ниже минимально возможного уровня приема
Рпр.min£Рпр£Рпр.maх .
Аналогичные расчеты выполняются для всех других СЛ. Результаты расчетов сведены в таблицу 2.3.
продолжение
--PAGE_BREAK--Результаты расчетов распределения энергетического потенциала
Уровни оптического сигнала в точках приема больше минимально возможного и меньше максимально возможного уровней, приводимых в технических данных ВОСП.
3 Организация управления сетью связи
3.1 Общие положения
Сетевое управление оказывает существенное влияние на качество передаваемых сигналов, развитие услуг сетей связи и на структуру элементов сети [3].
Системы управления транспортной сетью SDHдолжна обеспечивать оперативное администрирование и эксплуатационное управление сетью, а именно:
- конфигурирование сети;
- сбор и обработку информации о всех элементах сети;
- сбор статистики;
- диагностику оборудования и программного обеспечения сети;
- локализацию и исправление неисправностей;
- предоставление отчетов о работе сети.
В состав программно-аппаратного комплекса входят следующие системы управления:
- AlcatelOPTINEX1354 RM: система управления региональной транспортной сетью SDH.
- AlcatelOPTINEX1353 SH: система управления сетевыми элементами
- AlcatelOPTINEX1320 CT/NX: терминал управления сетевыми элементами
Система управления региональной транспортной сетью SDHAlcatelOPTINEX1354 RM(RegionalNetworkManager) позволяет операторам связи управлять соединениями по всему каналу (end– to– end) в региональных сетях SDH.
Вместе с системой управления сетевыми элементами 1353SHоборудование 1354 RM предназначено для управления подсетями, состоящими из разнообразных элементов сетей SDH, такими, как мультиплексоры ввода – вывода, линейные системы, регенераторы, радиорелейное оборудование и системы цифрового кроссового переключения 4/3/1 и 4/4.
Система управления сетевыми элементами AlcatelOPTINEX1353 SHпредназначена для управления сетевыми элементами (ElementManager), производимых компанией Alcatelмультиплексоров ввода – вывода, кросс – коннекторов, WDM, синхронных систем передачи, радиорелейных и проводных систем SDH/PDH.
Терминал управления сетевыми элементами AlcatelOPTINEX1320 CT/NXпредназначен для управления сетевыми элементами в местном или дистанционном режиме.
В качестве аппаратного средства предусматривается переносной компьютер PC– notebookпод управлением ОС MicrosoftNT. Подключается к сетевым элементам через последовательные порты.
3.2 Сеть управления электросвязью
В современном деловом окружении с высокой конкуренцией управление сетью становится критически важным средством операторов сетей. В рекомендации МСЭ-Т М.3010 изложены общие принципы планирования, функционирования и технического обслуживания сети управления электросвязью (TelecommunicationsManagementNetwork— TMN). Целью TMNявляется управление сетями электросвязи, а основным принципом – обеспечение организационной структуры сети для взаимодействия различных типов операционных систем и аппаратуры электросвязи с использованием стандартных протоколов и интерфейсов [13].
В процессе взаимодействия TMNи сети электросвязи операционные системы OSосуществляют обработку всей информации, необходимой для выполнения функций управления.
<img width=«492» height=«454» src=«ref-1_1516568582-5930.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">
Рисунок 3.1 — Уровни управления сетью связи
Рабочие станции обеспечивают пользовательский интерфейс, посредством которого обслуживающий персонал взаимодействует с сетью управления.
Сеть передачи данных предназначена для организации связи между сетевыми элементами, операционными системами и другими компонентами TMN.
Система управления сетью строится иерархически и имеет 5 уровней (рисунок 3.1):
1) сетевых элементов;
2) управления сетевыми элементами;
3) управления сетью;
4) управления обслуживанием;
5) административного управления.
Уровень управления элементами включает в себя:
— контроль и отображение параметров работы;
— техническое обслуживание;
— тестирование;
— конфигурирование применительно к отдельным элементам или некоторым их подмножествам.
Уровень сетевого управления охватывает всю сеть, контролируя подмножества сетевых элементов в их взаимосвязи между собой и управляя всеми сетевыми ресурсами. Уровень управления обслуживанием, в отличие от всех нижележащих уровней, которые непосредственно связаны с сетью, т.е. с техническими средствами, направлен к пользователю. Здесь принимаются решения по предоставлению и прекращению услуг, ведётся соответствующее планирование и учёт и т.п. Ключевым фактором на этом уровне является обеспечение качества обслуживания.
Уровень административного управления обеспечивает функционирование компании оператора сети связи. Здесь решаются организационные и финансовые вопросы, осуществляется взаимодействие с операторами других сетей связи.
3.3 Функции управления
3.3.1 Общие функции управления
В аппаратуре управления встроенные каналы управления ЕСС используются для связи с сетевыми элементами NEи имеют следующие функции [13]:
— запрос и приём сообщений о сетевых параметрах, таких, как размер пакета, временные промежутки, качество сервиса и.д.;
— формирование маршрутизации сообщения между узлами в каналах передачи данных DCC(байты D1 – D12 секционного заголовка SOH);
— менеджмент сетевых адресов (возможное преобразование форматов адресов);
— запрос и приём сообщений о сетевом статусе DCCдля данного узла;
— возможность разрешать или запрещать доступ к DCC.
На все события, требующие фиксации во времени, ставится временная метка с разрешением в 1 секунду. Время фиксируется по показанию локального таймера сетевого элемента NE.
Другие общие функции, например, защита на различных уровнях или обеспечение безопасности, дистанционный вход в сеть, загрузка и модификация программного обеспечения, в настоящее время гарантируются производителем SDHоборудования.
3.3.2 Управление сообщениями об аварийных ситуациях
Наблюдение за сообщениями об аварийных ситуациях включает в себя обнаружение сообщений об авариях и сохранение сообщений о тех событиях и условиях, которые сопутствовали их появлению. Управление сообщениями об аварийных ситуациях поддерживает следующие функции:
— автономное сообщение о всех сигналах возникновения аварийной ситуации;
— разрешение или запрет на автономное сообщение о всех сигналах возникновения аварийной ситуации;
— запись моментов возникновения таких сигналов в регистровом файле. Регистры могут быть считаны по запросу или периодически.
3.3.3 Управление рабочими характеристиками
Осуществляется сбор данных о таких рабочих характеристиках системы, как:
— коэффициентов ошибок по секундам с ошибками ESR;
— коэффициентов ошибок по секундам с ошибками, пораженным ошибками SESR;
— коэффициентов ошибок по блокам с фоновыми ошибками BBER.
3.3.4 Управление конфигурацией
Основное назначение защитного (резервного) переключения – подключить резервное устройство вместо основного устройства. Функциями управления конфигурацией являются:
— включение/выключение ручного режима защитного переключения;
-включение/выключение принудительного режима защитного переключения;
— включение/выключение блокировки;
— запрос/установка параметров автоматического защитного переключения APS(AutomaticProtectionSwitch).
3.4 Управление оборудованием и сетью связи фирмы
Alcatel
3.4.1 Система управления
Alcatel
В системе управления фирмы Alcatelвыделяют:
— элемент сети,
— посредник,
— операционную систему,
— рабочую станцию.
При наличии трактов передачи SDHмежду различными элементами сети функцию посредника выполняет контролер узла связи с дистанционным интерфейсом управления.
Функциями системы управления с дистанционным интерфейсом являются:
— проверка состояния оборудования на аварийность;
— проверка соединений в конфигурациях;
— административная функция безопасности (имя и пароль оператора);
— сервисная память о всех событиях в оборудовании;
— контроль за характеристиками;
— установка программного обеспечения оборудования в энергозависимую память без прерывания передачи.
Кроме собственных адресов отдельные элементы сети передают данные об информационных сигналах, маршрутизацию которых они выполняют, о конфигурации сети, например, о подключении портов и состояниях коммутационной системы, а также о результатах текущего контроля. Таким образом, в централизованной базе данных содержится вся информация о маршрутизации трактов в сети.
В системах управления фирмы Alcatelиспользуются стандартные программы MS-DOS/WINDOWSв качестве операционной системы, 1353 ЕМ в качестве рабочей станции, а оборудование SDH– в качестве элементов сети.
Элементы сети, то есть станции, оборудованные аппаратурой AlcatelTelecom, управляются локально посредством персонального компьютера, подключенного через интерфейс Fрабочего терминала. Через интерфейс Q3 возможно подключение к системе TMNвышележащего уровня. Посредник (или контролер) оборудования SDHспроектирован как модуль диалога с персональным компьютером, чтобы обслуживать, активизировать и выявлять, устранять неполадки в работе оборудования.
3.4.2 Рабочая станция 1353 ЕМ
Система 1353 ЕМ является системой управления элементами сети и предназначена для использования с оборудованием связи фирмы AlcatelTelecom.
Благодаря специальному программному обеспечению каждого элемента сети, 1353 ЕМ обрабатывает информацию, поступающую из различных сетевых элементов NEчерез локальную вычислительную сеть (LAN) или через интерфейсы Х25 (рисунок 3.2). Кроме того, пользователю предоставляется возможность обмена информацией с сетевым элементом.
<img width=«526» height=«680» src=«ref-1_1516574512-52671.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">
Рисунок 3.2 — Основная эксплуатационная рабочая станция 1353 ЕМ
На рисунке 3.3 показана взаимосвязь рабочей станции и сети связи.
<img width=«532» height=«653» src=«ref-1_1516627183-48757.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049">
Рисунок 3.3 — Основная эксплуатационная рабочая станция внутри используемой сети
Оператор может визуально отобразить все статусы оборудования в реальном масштабе времени, а также может использовать дистанционное управление, поддержку и конфигурирование оборудования.
Подобный обзор дополняет или заменяет такие устройства отображения, как индикаторные лампы и табло.
Основная рабочая станция может следить за оборудованием PDHи SDHпосредством интерфейсов Q3 и QВ3 соответственно.
Рабочая станция 1353 ЕМ имеет следующие возможности:
— управление локальное и дистанционное авариями и статусом NE;
— конфигурация обслуживания;
— графическое отображение соединений;
— администрирование;
— наблюдение за сетью PDHи SDH;
— память технического обслуживания;
— поиск неисправности;
— обслуживание элементов сети.
<img width=«508» height=«343» src=«ref-1_1516675940-35508.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">
Рисунок 3.4 — Организация программного обеспечения для рабочей станции
По программному обеспечению рабочая станция 1353 ЕМ включает в себя (рисунок 3.4):
— интерфейс Q3, подключенный к локальной сети передачи данных по протокам Х25;
— интерфейс QВ3, подключенный к локальной сети Ethernet;
— специальное программное обеспечение SuperMediation(рисунок 3.13);
— специальное программное обеспечение для конфигурации и хранения сообщений о событиях;
— программное обеспечение NOCTAS, сконфигурированное для мультиплексорного окружения SM.
Специальная программа SuperMediationсостоит из семи следующих частей :
1) Инициализация, используемая при загрузке 1353 ЕМ, инициирует диалог между 1353 ЕМ и различным оборудованием.
2) Диспетчер. Эта часть направляет все сообщения, приходящие от интерфейсов, к части SuperMediation(управление конфигурацией, управление авариями).
3) Управление конфигурацией. Эта часть управляет текущими файлами конфигурации наблюдаемого оборудования и соответствующими справочными файлами конфигурации. С помощью справочного файла сетевой элемент NE, потерявший свою конфигурацию, может быть сконфигурирован автоматически.
4) Управление авариями. Эта функциональная часть принимает спонтанные аварийные и статусные сообщения от всего оборудования и сохраняет их в таблице аварий с целью их посылки по запросу.
5) Медленный опрос. Он регулярно контролирует статус и присутствие в сети оборудования с интерфейсами Q3 и QВ3.
6) Управление администрированием. Эта часть управления доступом к рабочей станции и терминалам посредством загрузки административных функций управления пользователями и их правами доступа и разрешением выдачи справки из файла, хранящего команды регистрации и выхода из системы.
7) Управление командами оператора. Эта часть хранит команды, выполняемые пользователями на местных и удаленных терминалах.
Структура программного обеспечения рабочего терминала 1353 ЕМ (местного или удаленных):
— Fинтерфейс (обмен сообщениями);
— интерфейс PC-NFSEthernet(передача файлов между терминалом и рабочей станцией);
— интерфейс WINDOWS;
— программное обеспечение NOCTAS(программное обеспечение удаленного терминала RT)
<img width=«525» height=«584» src=«ref-1_1516711448-72331.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">
Рисунок 3.5 — Организация программного обеспечения SuperMediation
На рисунках 3.6 и 3.7 показана организация программного обеспечения местного (LT) и удаленного (RT) терминалов.
<img width=«539» height=«315» src=«ref-1_1516783779-29704.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052">
Рисунок 3.6 — Организация программного обеспечения местного терминала
<img width=«536» height=«310» src=«ref-1_1516813483-30076.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">
Рисунок 3.7 — Организация программного обеспечения удаленного терминала
3.4.3 Конфигурирование элементов и сети
Управление конфигурацией включает в себя выполнение следующих процессов:
— проверка и обработка модификаций конфигурации оборудования;
— загрузка и выгрузка информации о конфигурации (по требованию пользователя);
-автоматическая конфигурация выполняется в случае потери конфигурации или в случае конфигурации оборудования по умолчанию;
Для каждого оборудования система управления конфигурацией имеет дело:
— со справочными файлами. Они содержат версию, которая была загружена с удаленного терминала 1353 ЕМ. Эта версия используется для автоматической конфигурации в случаях потери конфигурации или в случае конфигурации по умолчанию;
— с текущими файлами. Они содержат информацию о конфигурации работающей системы. Данные файлы конфигурации модифицируются автоматически в случае возникновения изменений или в случае модификации оператором.
Все эти файлы хранятся на рабочей станции. В процессе работы интерфейс оператора SMпозволяет производить конфигурацию сети в соответствии с выбором пользователя. Это достигается удалением или модификацией некоторого количества управляемого оборудования.
Администратор вводит адреса в приложение 1353 ЕМ “NetworkConfigurations” (Сетевая конфигурация).
В случае потери конфигурации автоматическая конфигурация может быть выполнена только в том случае, если оборудование разблокировано.
Терминал взаимодействует с системой управления конфигурацией с целью получения текущей конфигурации оборудования.
Когда оборудование заблокировано, его конфигурация может быть модифицирована только оператором 1353 ЕМ.
Заблокированное оборудование может быть автоматически сконфигурировано с помощью справочной конфигурации, хранимой на рабочей станции 1353 ЕМ.
Во время процедуры блокировки файл текущей конфигурации сравнивается с файлом справочной конфигурации. Если для оборудования не существует файла справочной конфигурации, то пользователь может подтвердить текущую конфигурацию (и затем она становится справочной конфигурацией).
3.4.4 Маршрутизация
Маршрутизация каналов связи осуществляется администратором сети с его рабочего места программой сетевого управления 1353 ЕМ:
— вначале активизируется система;
— осуществляется вход в операционную систему набором пароля и идентификацией профиля оператора;
— осуществляется вход в WINDOWS;
— отыскивается файл в хронологии оборудования (сети) и осуществляется вход в него;
— осуществляется непосредственно маршрутизация.
Если производится работа с файлом хронологии оборудования, то на экране появляются две таблицы.
Первая таблица отображает реальное состояние данного типа оборудования (ADM, ТM), а другая содержит сообщения об авариях, происшедших между двумя командами оператора. В первой таблице содержатся все данные для маршрутизации. Если же производится работа с файлом хронологии сети, то по всему вышесказанному добавляется графическое распределение терминалов на сети. Тогда в первой таблице содержатся графы первичных потоков 2; 34; 140; 155 Мбит/с. Эти потоки (порты) можно открывать и закрывать, увеличивать или уменьшать их количество. Также можно изменить конфигурацию сети, выбрав один из режимов работы мультиплексоров ADM.
На схеме распределения терминалов возможно включение действующих терминалов сети, то есть соединение между двумя какими – либо терминалами поддерживается некоторое время, а потом разрывается. Это позволяет использовать ресурсы сети более эффективно. В таблице аварий отображены все аварии и их статус (срочная, малосрочная, несрочная). Здесь можно сразу запустить команду и устранить аварию. Список аварий может быть распечатан. Существует также широкий набор дополнительных видов услуг, которые вводятся на сети по требованию пользователя.
3.5 Организация служебных каналов
Материал по организации служебной связи в оптических системах передачи PDHимеется в литературе, приведенной в списке использованных источников, здесь приводиться информация только по транспортным системам SDH. Секционный заголовок SDH, и трактовые заголовки РОН виртуальных контейнеров цикла STM-Nимеют достаточно большую резервную емкость, которая используется для формирования различных служебных каналов. Общий объем заголовка составляет 9 ´9 + 9 = 90 байт (рисунки 3.8 и 3.9). Использование каждого байта эквивалентно созданию канала со скоростью передачи 64 кбит/с.
Все служебные байты заголовка могут быть разделены на три типа:
— байты, которые не могут быть использованы пользователями SDHоборудования;
— байты, которые специально предназначены для использования в служебных целях или для создания служебных каналов; к ним относятся, например, каналы передачи данных для регенерационной секции DCCR(D1 D2 D3), имеющие совокупную скорость передачи 192 кбит/с и каналы передачи данных для мультиплексной секции DCCм (D4 – D12), имеющие совокупную скорость передачи 576 кбит/с; кроме этого, существуют еще четыре байта – Е1, Е2 и F1, зарезервированные для создания четырех каналов со скоростью передачи 64 кбит/с каждый, из них канал Е1 используется как канал служебной связи на регенерационных секциях, канал Е2 – как канал служебной связи на мультиплексной секции, а канал F1 – как служебный канал пользователя; байты национального использования, к которым пользователь имеет доступ, но функции которых не регламентированы.
Последние две группы байтов могут быть сгруппированы для создания служебных каналов и скоммутированы на внешние интерфейсы, к которым может подключаться пользователь SDHоборудования.
<img width=«553» height=«271» src=«ref-1_1516843559-1546.coolpic» v:shapes="_x0000_s1079 _x0000_s1080 _x0000_s1081 _x0000_s1082 _x0000_s1083 _x0000_s1084 _x0000_s1085 _x0000_s1086 _x0000_s1087 _x0000_s1088 _x0000_s1089 _x0000_s1090 _x0000_s1091 _x0000_s1092 _x0000_s1093">
B1
E1
F1
D1
D2
D3
Указательадминистративногоблока_
B1
B2
B2
K1
K2
D4
D5
D6
D7
D8
D9
D10
D11
D12
E1
Рисунок 3.8 — Секционный заголовок
<img width=«437» height=«304» src=«ref-1_1516845105-2276.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">
Рисунок 3.9 – Трактовый заголовок
4 Синхронизация цифровой сети
Коммутационное оборудование сети SDHдолжно иметь интерфейсы для подключения внешней синхронизации 2048 кГц.
В основу синхронизации проектируемой сети SDHв соответствии с рекомендациями ETSIG.803 положен принцип «ведущий – ведомый», при котором синхронизация аппаратуры, имеющей внутренний генератор, осуществляется синхросигналом, полученным от генератора с более высокой стабильностью и точностью установки частоты.
Генераторы элементов сети, т. е. генераторы, входящие в мультиплексное оборудование проектируемой ВОЛС, подвергаются последовательной принудительной синхронизации. Последним приоритетом синхронизации в мультиплексном оборудовании является собственный задающий генератор, работающий в системе удержания, при котором запоминается частота сети принудительной синхронизации.
Синхронизация проектируемой транспортной сети SDHВолгоградской области осуществляется от первичного эталонного генератора ПЭГ ОАО «Ростелеком», установленного в Котлубани.
Сигнал синхронизации от ПЭГ передается в линейном потоке STM– 4 на внешний вход Т3 мультиплексора 1651 SMсети SDHОАО «Ростелеком», установленного в здании АМТС г. Волгограда и далее с внешнего выхода Т4 (2048 кГц) подается на внешний вход Т3 сетевого элемента 1651 SMпроектируемой внутризоновой сети SDHчерез аппаратуру разветвления сигналов синхронизации.
5 Надежность оптической линии передачи
5.1 Термины и определения по надежности
Под надежностью элемента (системы) понимают его способность выполнять заданные функции с заданным качеством в течение некоторого промежутка времени в определённых условиях. Изменение состояния элемента (системы), которое влечёт за собой потерю указанного свойства, называется отказом.
Надёжность работы ВОЛП – это свойство волоконно-оптической линии обеспечивать возможность передачи требуемой информации с заданным качеством в течение определённого промежутка времени [1].
ВОЛП в общем случае может рассматриваться как система, состоящая из двух совместно работающих сооружений – линейного и станционного. Каждое из этих сооружений при определении надёжности может рассматриваться как самостоятельная система.
В теории надёжности используются следующие понятия:
— отказ – повреждение ВОЛП с перерывом связи по одному, множеству или всем каналам связи;
— неисправность – повреждение, не вызывающее закрытия связи, характеризуемое состоянием линии, при котором значения одного или нескольких параметров не удовлетворяют заданным нормам;
— среднее время между отказами (наработка на отказ) – среднее время между отказами, выраженное в часах;
— среднее время восстановления связи – среднее время перерыва связи, выраженное в часах;
— интенсивность отказов – среднее число отказов в единицу времени (час);
— вероятность безотказной работы – вероятность того, что в заданный интервал времени не возникнет отказ;
— коэффициент готовности – вероятность нахождения линии передачи в исправном состоянии в произвольно выбранный момент времени;
— коэффициент простоя – вероятность нахождения линии передачи в состоянии отказа в произвольно выбранный момент времени.
Многоканальные ТКС относятся к восстанавливаемым системам, в которых отказы можно устранять.
Одно из центральных положений теории надёжности состоит в том, что отказы рассматривают в ней как случайные события. Интервал времени от момента включения элемента (системы) до его первого отказа является случайной величиной, называемой временем безотказной работы. Интегральная функция распределения этой случайной величины, представляющая собой вероятность того, что время безотказной работы будет менее t, обозначается q(t) и имеет смысл вероятности отказа на интервале (0… t). Вероятность противоположного события – безотказной работы на этом интервале – равна
P(t) = 1 – q(t).
Удобной мерой надёжности элементов и систем является интенсивность отказов l(t), представляющая собой условную плотность вероятности отказа в момент времени t, при условии, что до этого момента отказов не было. Между функциями l(t) и P(t) существует взаимосвязь
P(t) = exp<img width=«80» height=«53» src=«ref-1_1516847381-385.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">.
В период нормальной эксплуатации (после приработки, но ещё до того, как наступит физический износ) интенсивность отказов примерно постоянна l(t) »l. В этом случае
P(t) = exp(-lt).
Таким образом, постоянной интенсивности отказов, характерной для периода нормальной эксплуатации, соответствует экспоненциальное уменьшение вероятности безотказной работы с течением времени.
Среднее время безотказной работы находят как математическое ожидание случайной величины
tср= l<img width=«123» height=«51» src=«ref-1_1516847766-427.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">. (5.1)
Оценим надёжность некоторой сложной системы, состоящей из множества разнотипных элементов. Пусть
P1(t); P2(t); … Pn(t) -
вероятности безотказной работы каждого элемента на интервале времени (0…t), n— число элементов в системе. Если отказы отдельных элементов происходят независимо, а отказ хотя бы одного элемента ведёт к отказу всей системы (такой вид соединения элементов называется последовательным), то вероятность безотказной работы системы в целом равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных её элементов
Рсист=<img width=«276» height=«43» src=«ref-1_1516848193-800.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057">. (5.2)
где Lсист=<img width=«39» height=«45» src=«ref-1_1516848993-264.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058">—интенсивность отказов системы;
li — интенсивность отказов i– го элемента.
Среднее время безотказной работы системы равно
tср. сист= <img width=«52» height=«41» src=«ref-1_1516849257-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059">. (5.3)
К числу основных характеристик надёжности восстанавливаемых элементов и систем относится коэффициент готовности
Кг = <img width=«93» height=«49» src=«ref-1_1516849440-277.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060">, (5.4)
где tв сист-среднее время восстановления элемента (системы).
Коэффициент готовности соответствует вероятности того, что элемент (система) будет работоспособен в любой момент времени.
5.2 Расчёт параметров надёжности
В соответствии с выражением (5.2) интенсивность отказов оптической линии передачи определяют как сумму интенсивностей отказов ОРП (ОП) и кабеля
Lсист= lорп
×
nорп+ lкаб
×
L,
где lорп,lкаб-интенсивности отказов соответственно ОРП (ОП) и одного километра кабеля;
nорп , nнрп-количество соответственно ОРП (ОП);
lкаб— интенсивность отказов одного километра кабеля;
L-протяженность оптической линии передачи.
Lсист = 4 ×10-8 + 5 ×10-8×683,4 = 3,46 ×10-5
Среднее время безотказной работы оптической линии передачи определим по формуле (5.3)
tсист=7,93 года
Вероятность безотказной работы в течение заданного промежутка времени
Рсист=<img width=«95» height=«23» src=«ref-1_1516849717-207.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061">
рассчитаем по формуле(5.2) для t1= 24 часа (сутки), t2= 168 часов (неделя), t3= 720 часов (месяц) и t4= 8760 часов (год).
Р= exp ( — 3,46 ×10-5×24) = 0,999
Р= exp ( — 3,46 ×10-5×168) = 0,994
Р= exp ( — 3,46 ×10-5×720) = 0,975
Р = exp( — 3,46 ×10-5×8760) = 0,73
По результатам расчётов построим график зависимости вероятности безотказной работы оптической линии передачи от времени Рсист (t).
<img width=«378» height=«281» src=«ref-1_1516849924-1633.coolpic» v:shapes="_x0000_s1098 _x0000_s1107 _x0000_s1095 _x0000_s1096 _x0000_s1099 _x0000_s1100 _x0000_s1101 _x0000_s1105 _x0000_s1104 _x0000_s1103 _x0000_s1102 _x0000_s1097">
Рисунок 5.1 — Зависимость вероятности безотказной работы оптической линии передачи от времени Рсист(t).
Коэффициент готовности оптической линии передачи рассчитывают по формуле(5.4), рассчитав предварительно среднее время восстановления связи
tв. сист= (lорп
×
nорп
×tв. орп+ lкаб
×
L×
tв. каб) /Lсист,
где tв. орп, tв. каб- время восстановления соответственно ОРП (ОП) и кабеля;
tв сист= (4 ×10-8×10 + 5 ×10-8×683,4 ×5)/ (3,46 ×10-5) = 197,83 ×10-5.
Значения необходимых для расчётов параметров приведены в таблице 7.1.
Таблица 5.1 – Параметры надежности элементов ВОЛП
Далее для линий передачи кольцевой топологии определяем, во сколько раз уменьшается время восстановления (время простоя) при резервировании. Предположение, что кольцо состоит из одной линии и разбито на nединичных участков между двумя соседними станциями, обслуживающими ближайших по отношению друг к другу пользователей (рисунок 5.1).
Интенсивность отказов единичного участка определяется по формуле
lед. уч.= lорп
×
nорп+ lкаб
×
L,
где nорп= 2 – количество ОРП на одном единичном участке.
Среднее время безотказной работы единичного участка равно
tср. ед. уч.=<img width=«44» height=«49» src=«ref-1_1516851557-173.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063">,
<img width=«88» height=«2» src=«ref-1_1516851730-79.coolpic» v:shapes="_x0000_s1109">tср. ед. уч. = = 0,29 ×10-5 ,
а коэффициент готовности единичного участка равен
Кг ед. уч= <img width=«111» height=«52» src=«ref-1_1516851809-304.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064">,
где tв. ед. уч– время восстановления единичного участка без резервирования, которое рассчитывается по следующей формуле
<img width=«233» height=«2» src=«ref-1_1516852113-84.coolpic» v:shapes="_x0000_s1112">tв. ед. уч.= ,
<img width=«233» height=«2» src=«ref-1_1516852113-84.coolpic» v:shapes="_x0000_s1115"> tв. ед. уч. == 4,94 ×10-5,
<img width=«156» height=«2» src=«ref-1_1516852281-82.coolpic» v:shapes="_x0000_s1117"> Кг.ед.уч. = = 0,66 ×10-5
6 Технико — экономическое обоснование
6.1 Цель проекта
Усовершенствование систем связи внутри предприятия путем замены оборудования PDHтипа ФК-34, ФК-35 на проектируемое оборудование SDHфирмы Alcatel. Получение коммерческой прибыли от предоставления аренды потоков E1 заинтересованным сторонним организациям.
6.2 Вид расчета
Расчет экономического эффекта на начальной стадии проектирования.
6.3
Расчет капитальных затрат
Затраты на приобретение оборудования сведены в таблице 6.1.
Таблица 6.1 — Локальная смета затрат на станционное оборудование
Наименование
Стоимость,
тыс. руб.
Кол-во,
шт.
Сумма,
тыс. руб.
Мультиплекор Alcatel
OPTINEX1660 SM
739,530
2
1479,060
Система управления сетью
AlcatelOPTINEX1354 RM
2382,210
1
2382,210
Система управления сетевыми элементами AlcatelOPTINEX1353 SH
2382,210
1
2382,210
Терминал управления
сетевыми элементами AlcatelOPTINEX1320 CT/NX
311,190
1
311,190
Неучтенное оборудование
10% от его стоимости
655,467
Итого
7210,137
Тара и упаковка 0,5%
от итоговой стоимости
36,05
Транспортные расходы 4%
от итоговой стоимости
288,405
Складские расходы 1,2%
от итоговой стоимости
86,522
Всего по смете
7621,114
Таблица 6.2 — Локальная смета затрат на линейное оборудование
Наименование
материалов
Единица
измерения
Количество
Сумма затрат,
тыс. руб.
На единицу
Всего
Кабель оптический
ОМЗК 10-01-0,22-8
км
683,4
42210
28846,314
Тара, 1% от стоимости линейного оборудования
0,01
288,463
Транспортные
расходы 4% от стоимости линейного оборудования
0,04
1153,852
Итого по смете
30288,629
Сводный сметный расчет строительства ВОЛС представлен в таблице 6.3.
Таблица 6.3 — Сводный сметный расчет
Наименование объектов
и затрат
Сметная стоимость
строительства, тыс. руб.
Общая
сметная
стоимость,
тыс. руб.
СМР
Оборудо-
вание
Прочие
затраты
1
2
3
4
5
Станционное оборудование
Линейное оборудование
1905,278
7572,155
7621,114
30288,629
Временные здания и
сооружения (3,8 % от СМР)
360,142
360,142
Резерв средств на
непредвиденные расходы
(3% от СМР)
294,323
294,323
Проектно-изыскательские
работы (10 % от СМР)
947,743
947,743
Отчисление в дорожный фонд (2,5% от стоимости объектов и затрат)
39,805
39,805
Отчисление в фонд НИОКР (1,5 % от стоимости объектов и затрат)
39,805
39,805
Итого
39565,639
Затраты, связанные с уплатой НДС 20% ???
7913,128
Всего
47478,767
6.4 Тарифы и цены
Тариф за использование одного потока E1, а также за разовое подключение сведены в таблицу 6.4.
Таблица 6.4 — Тариф на использование потоков E1
Наименование
Единица
измерения
Значение
Показателя
Тариф за разовое подключение потока E1
руб.
3000
Аренда потока E1 в месяц
руб.
77000
6.5 Расчет тарифных доходов
Расчет доходов производится на основании объема услуг связи (предоставляемых в аренду потоков Е1) и тарифов на услуги связи на 2008 год
<img width=«191» height=«48» src=«ref-1_1516852363-839.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065">,
где <img width=«35» height=«25» src=«ref-1_1516853202-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066"> — объем платных услуг iвида;
<img width=«20» height=«25» src=«ref-1_1516853430-163.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067"> — месячный тариф за пользование цифровым каналом 2,048 Мбит/с по зоновым связям (101-<metricconverter productid=«200 км» w:st=«on»>200 км.), q= 77000 руб.
Д = 40 х 77000 х 12 = 36960 тыс. руб.
Кроме того существует разовая плата за организацию цифровых каналов (за подключение). Эта плата составляет 3000 руб. за организацию одного потока Е1 соответственно за 40 потоков 120 тыс. руб. Тогда доход за первый год эксплуатации составит 37080 тыс. руб.
6.6 Расчет годовых эксплуатационных расходов
Расчет эксплуатационных расходов производится по следующим статьям затрат:
— заработная плата (основная и дополнительная) – З;
— отчисления на социальные нужды – Осн;
— амортизационные отчисления – А;
— затраты на электроэнергию – Рэн;
— материалы и запасные части – Рмзч;
-прочие производственные, транспортные, управленческие и хозяйственные расходы – Рпр.
1) Расчет годового фонда заработной платы и отчислений на социальные нужды
Для расчета годового фонда заработной платы необходимо определить численность эксплуатационного штата. Расчет численности штата на обслуживание линейных и станционных сооружений приведен на основании норматива численности производственного штата для предприятий связи ОАО “Ростелеком” по формуле
<img width=«151» height=«56» src=«ref-1_1516853593-609.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068">
где <img width=«24» height=«25» src=«ref-1_1516854202-126.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069"> — норматив на обслуживание оборудования чел/час;
<img width=«24» height=«25» src=«ref-1_1516854328-189.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070"> -количество обслуживаемого оборудования;
<img width=«32» height=«28» src=«ref-1_1516854517-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">-месячный фонд рабочего времени, час;
<img width=«36» height=«25» src=«ref-1_1516854726-210.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1072">-коэффициент отпусков равен 1,08.
продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по физике
Реферат по физике
Воспроизведение единиц физических величин и передача их размеров
2 Сентября 2013
Реферат по физике
Влияние ультразвука на ЭПР и фотолюминесценцию кристаллов ZnS
2 Сентября 2013
Реферат по физике
Измерение длины волны излучения лазера интерференционным методом
2 Сентября 2013
Реферат по физике
Расчет и построение механической характеристики электродвигателя
2 Сентября 2013