В настоящее время развития цифровых технологий и построения сетей NGN, где основу предоставления услуг определяют сети широкополосного доступа, объемы передаваемой информации и качество линий связи не всегда соответствуют друг другу. Оценка с этих позиций возможностей проектирования ВОЛС в России представляется достаточно интересной задачей. Такая оценка позволяет определить перспективные направления развития строительного комплекса отрасли "связь".

Данные по заданию города, между которыми необходимо проложить трассу ВОЛС г. Елец и г. Липецк являются административными центрами Елецкого района и Липецкой обл. соответственно. Это говорит о том, что эти города имеют большую значимость, как муниципальную, так и промышленную. В городах проживает большое количество граждан, нуждающихся в различных видах услуг связи.

1. Техническое задание

Основной метод строительства ВОЛС воздушный.

2. Разработка проекта технического задания на основе строительства ВОЛС

Оценка пропускной способности ВОЛС, как участка сети широкополосного доступа, достаточно сложная задача, так как предполагает учет всех или основных факторов, влияющих на состояние и развитие сети связи региона.

Населенные пункты (объекты) - Н_хх:

Обобщенная структурная схема ВОЛС является основанием для выбора цифровой аппаратуры и определяет ее функциональное назначение.

Ситуационный план трассы (рис.2.2).

На рис2.2 показаны 2 способа прокладки ВОЛС. Красной линией показан способ прокладки воздушным способом по критерию наименьшего возможного пути подвеса ВОК на существующих опорах ЛЭП. Синей прерывистой линией показан способ прокладки по критерию наибольшей функциональности, трасса проходит через наиболее крупные населенные пункты на дистанции г. Елец - г. Липецк. Промежуточными пунктами являются г. Задонск и пос. Боринское. Выбираем второй вариант, помеченный синей линией, прокладка осуществляется также путем подвеса ВОК на опорах ЛЭП. Длина трассы - 86.4 км.

волоконная оптическая линия связь

Рис.2.2 Ситуационный план трассы (подвеска на опорах ЛЭП)

2.3 Выбор цифровой аппаратуры

Выбор оборудования для реализации разработанной схемы линии связи очень важный момент в создании сети связи региона. Здесь нужно учитывать несколько основных положений:

· необходимо выбирать аппаратуру соответствующую последним техническим решения в данном разделе, прежде всего это аппаратура SDH той или иной ступени иерархии, чем выше ступень иерархии, тем меньше оптических волокон может быть в кабеле и, соответственно, меньше вариантов резервирования и надежность всей системы в целом будет снижаться;

· учитывать тот факт, что любая техника, в том числе и техника связи, очень быстро устаревают, поэтому необходимо уже на стадии проектирования рассматривать возможность замены аппаратуры на более функциональную, что предполагает выбор оборудования единого технического решения;

· создавать и развивать систему диагностики и мониторинга, что позволит снизить эксплуатационные расходы на обслуживание системы в целом;

· технические решения аппаратных средств должны быть выстроены на единой платформе, реализованной в данном регионе, что обеспечит широкую взаимозаменяемость оборудования.

В итоге выбранная аппаратура - FlexGain A2500 Extra.

Ниже приведены характеристики данного мультиплексора.

Оценив параметры, выбираем интерфейс L-4.1 для передачи от мультиплексора в г. Елец до г. Задонск и обратном направлении, а также между г. Задонск и пос. Боринское, позволяющий обеспечить дальность связи без использования регенераторов от 22 до 50 км. Для участка пос. Боринское - г. Липецк выбираем S-4.1, для обеспечения связи на расстоянии от 0 до 20км.

Выбор типа ОВ осуществляется с учетом их основных характеристик и рекомендациями Международного Союза Электросвязи (МСЭ). Выбранные оптические волокна имеют параметры, приведенные в таблице 2.1.

Таблица 2.1 Параметры выбранного волокна

· Стандарт G.652 одномодовое волокно с несмещенной дисперсией, его параметры оптимизированы для диапазона длин волн 1,31 мкм, в котором волокно имеет нулевую хроматическую дисперсию. Диаметр световедущей жилы волокна - G.652 равен 9 мкм, а оболочки - 125±2 мкм. Это волокно используется для одноволновой и многоволновой передачи (спектральное уплотнение), в том числе в диапазоне длин волн 1,55 мкм и обеспечивает передачу информации со скоростями до 10 Гбит/с на средние расстояния (до 50 км).

При проектировании ВОЛС должны рассчитываться отдельно длина участка по затуханию (L_а) и длина участка регенерации по широкополосности (L_ш), т.к. причины ограничивающие предельные значения указанных длин независимы.

В общем случае целесообразно рассчитывать две величины участка регенерации по затуханию:

L_{а max} - максимальная проектная длина участка регенерации;

L_{а min} - минимальная проектная длина участка регенерации.

Для оценки этих величин используются выражения:

=26.667 км (2.4.)

= 62.857км (2.5.)

где:

· А_max=25, А_min=10 - максимальное и минимальное значения перекрываемого затухания аппаратуры ВОСП, обеспечивающее к концу срока службы значение BBER не более 1*10^-10,б_ок (дБ/км) =0.35 - километрическое затухание в оптических волокнах кабеля,

· А_нс (дБ) =0.1 - среднее значение затухания мощности оптического излучения неразъемного оптического соединителя на стыке между строительными длинами кабеля на участке регенерации,

· L_стр (км) =4 - среднее значение строительной длины кабеля на участке регенерации,

· А_рс (дБ) =0.1 - затухание мощности оптического излучения разъемного оптического соединителя,

· n =8.9 - число разъемных оптических соединителей на участке регенерации,

· D (пс/нм*км) =3.5 - суммарная дисперсия одномодового оптического волокна,

· d (нм) =2.5 - ширина спектра источника излучения,

· В (мГц) =800 - широкополосность цифровых сигналов, передаваемых по оптическому тракту

· М (дБ) =6 - системный запас ВОСП по кабелю на участке регенерации.

L_ш> L_{а max} (2.6.)

Максимальное значение перекрываемого затухания (А_max) определяется как разность между минимальным уровнем мощности оптического излучения на передаче и чувствительность приемника.

2- (-8) =10 (2.7.)

Минимальное значение перекрываемого затухания (А_min) определяется как разность между максимальным уровнем мощности оптического излучения на передаче и перегрузкой приемника.

3- (-28) =25 (2.8.)

=0 км (2.4.)

= 62.857км (2.5.)

15- (-28) =13

8- (-8) =0

L_ш> L_{а max}

Системный запас (М) учитывает изменение состава оптического кабеля за счет появления дополнительных ремонтных вставок, сварных соединений, а также изменения характеристик оптического кабеля, вызванных воздействием окружающей среды и ухудшением качества оптических соединителей в течение срока службы, и устанавливается при проектировании ВОСП исходя из ее назначения и условий эксплуатации оператором связи, в частности, исходя из статистики повреждения (обрывов) кабеля в зоне действия оператора.

Диапазон устанавливаемых значений системного запаса лежит, как правило, в пределах 2 - 6 (дБ), что соответствует наиболее или наименее благоприятным условиям эксплуатации ВОЛС.

Выбранная аппаратура ВОСП и ОВ позволяют осуществить строительство трассы без дополнительных регенераторов.

Оценка бюджета ВОЛС.

Воздушные способы строительства ВОЛС.

По теории надежности отказы рассматриваются как случайные события. Интервал времени от момента включения ВОЛС до первого отказа является случайной величиной, называемой "время безотказной работы".

Интегральная функция распределения этой случайной величины, представляющая собой (по определению) вероятность того, что время безотказной работы будет менее t, обозначается и имеет смысл вероятности отказа на интервале 0…. Вероятность противоположного события - безотказной работы на этом интервале - равна:

. (2.11)

Удобной мерой надежности элементов и систем является интенсивность отказов , представляющая собой условную плотность вероятности отказов в момент , при условии, что до этого момента отказов не было. Между функциями и существует взаимосвязь.

. (2.12)

В период нормальной эксплуатации (после приработки, но еще до того, как наступил физический износ) интенсивность отказов примерно постоянна . В этом случае:

. (2.13)

Таким образом, постоянной интенсивности отказов, характерной для периода нормальной эксплуатации, соответствует экспоненциальное уменьшение вероятности безотказной работы с течением времени.

Среднее время безотказной работы (наработки на отказ) находят как математическое ожидание случайной величины "время безотказной работы".

час^-1. (2.14)

Следовательно, среднее время безотказной работы в период нормальной эксплуатации обратно пропорционально интенсивности отказов:

(2.15)

Оценим надежность некоторой сложной системы, состоящей из множества разнотипных элементов.

К числу основных характеристик надежности восстанавливаемых систем относится коэффициент готовности, который определяется по формуле:

, (2.16)

где - среднее время восстановления элемента (системы), он соответствует вероятности того, что элемент (система) будет работоспособен в любой момент времени.

Интенсивность отказов линейного тракта определяют как сумму интенсивностей отказов НРП, ОРП и кабеля:

, (2.17)

где - интенсивности отказов НРП и ОРП;

- количество НРП и ОРП;

- интенсивность отказов одного километра кабеля;

L - протяженность магистрали.

А так как участки кабельной магистрали не содержат НРП, а регенерация происходит в зданиях ОРП, то интенсивность отказов НРП не учитываем. Расчёт производится для самого большего по протяжённости участка проектируемой ВОЛС.

Примем интенсивность отказов 1 км оптического кабеля, равной =4.5610^-7 час^-1. Протяженность трассы 37.6 км.

Наработка на отказ аппаратуры равна 10 годам или 87600 часов, откуда интенсивность отказов будет равна = 10^-7. Значения необходимых параметров сведены в табл.2.2.

Таблица 2.2

.

Определим среднее время безотказной работы линейного тракта:

ч.

Вероятность безотказной работы в течение суток часа:

.

В течение недели часов:

.

В течение месяца часов:

.

В течение года часов:

.

Рассчитаем коэффициент готовности. Предварительно найдем среднее время восстановления связи по формуле:

, ч (2.18.)

где - время восстановления соответственно НРП, ОРП и кабеля.

В расчетах определяем среднее время восстановления только кабеля.

.

Теперь найдем коэффициент готовности:

.

Расчёты вероятности безотказной работы занесём в таблицу 2.3.

Таблица 2.3

Требования по показателям надежности для линий внутризоновой сети таблица 2.4.

Таблица 2.4 Для внутризоновой первичной сети, где протяженность ВОЛС не превышает L_впс=1400 км.

Примечание. Для оборудования линейных трактов время восстановления должно лежать в пределах следующих значений:

· время восстановления обслуживаемого регенерационного пункта и оконечного пункта (ОРП, ОП) - Т_в (ОРП) 0,5 часа;

· время восстановления оптического кабеля в зависимости от типа и емкости - Т_в (ОК) в пределах 10 - 16 часов (в том числе время подъезда - 3,5 часа).

Заключение