Проектирование оптической транспортной сети на базе систем передачи синхронной цифровой иерархии (SDH)

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

1. Привести ситуационную схему и дать ей характеристику.

2. Разработать схему организации - линейная цепь и выбрать оборудование.

3. Разработать схему организации - кольцо и выбрать оборудование.

4. Укомплектовать мультиплексор (составить таблицу комплектации).

5. Начертить схему восстановления кольца при аварии.

6. Разработать схему синхронизации и управления, начертить схему восстановления синхронизации при аварии.

7. Рассчитать длину РУ.

8. Определить помехозащищенность ожидаемую и допустимую.

Исходные данные:

Количество ПЦТ между А-Б	16
Количество ПЦТ между А-В	16
Количество ПЦТ между А-С	40
Количество ПЦТ между Б-В	17
Количество ПЦТ между Б-С	18
Количество ПЦТ между В-С	21

Главная станция: В

Тип кольца: 2F BSHR/LPS

Авария в кольце на участке: С-Б

Длина волны:=1580нм

Уровни передачи: max=+4дб min=-2дб

Уровни приема: -32дб, а/а=2/2

Строительная длина:l=5км

Сопротивление входной цепи=R=20 кОм

Коэффициент умножения: М=70, F(М)=7

Температура в помещении: t=17C

ВВЕДЕНИЕ

Одним из наиболее перспективных направлений развития многоканальных систем передачи является использование оптического диапазона частот. Длительное время практическая реализация оптических систем передачи сдерживалась несовершенством элементной базы и особенно отсутствие передающей среды с надлежащими характеристиками. Последние годы наблюдается бурный прогресс в области создания эффективных волоконных световодов, оптических излучателей и фотодетекторов, поэтому в настоящее время проектируются и вводятся в эксплуатацию почти исключительно волоконно-оптические линии передачи.

На современном этапе развития общества в условиях научно-технического прогресса непрерывно возрастает объем информации. Повышаются требования к скорости и качеству передачи информации, увеличиваются расстояния между абонентами. Непременным, и одним из наиболее сложных и дорогостоящих элементов связи являются линии связи, по которым передается информация от одного абонента до другого и обратно. Очевидно, что эффективность работы систем связи во многом предопределяется качеством линий связи, их свойствами и параметрами, а также зависит от характеристик этих величин от частоты и воздействия различных факторов, включая мешающие влияния сторонних электромагнитных полей.

Отличительной особенностью направляющих линий связи является то, что распространение сигналов в них от одного абонента к другому осуществляется только специально созданным цепям и трактам линий связи, образующим направляющие системы, предназначенные для передачи сигналов в заданном направлении с должным качеством и надежностью. Достоинства направляющих линий связи состоит в обеспечении требуемого качества передачи сигналов, высокой скорости передачи, большой защищенности от влияния сторонних полей, заданной степени электромагнитной совместимости, относительной простоты оконечных устройств. Недостатки линий связи определяются высокой стоимостью капитальных вложений и эксплуатационных расходов, а также относительно длительными сроками установления связи.

В настоящее время по линиям связи передаются сигналы от постоянного тока до оптического диапазона частот, а рабочий диапазон длин волн простирается от 0,85 мкм до сотен километров. Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) представляют собой системы для передачи световых сигналов микроволнового диапазона волн (л=0,8….1,6 мкм) по оптическим кабелям. Этот вид линии связи рассматривается как наиболее перспективный. Достоинствами ВОЛС являются - низкие потери, большая пропускная способность, малые массы и габаритные размеры, экономия цветных металлов, высокая степень защищенности от внешних и взаимных помех.

С развитием корпоративных, региональных и глобальных компьютерных сетей и широким использованием сетей SDH в качестве транспортных сетей, связывающих локальные сети передачи данных, эта технология заинтересовала большую аудиторию специалистов по локальным компьютерным сетям. Этот интерес продолжает расти еще с бурным развитием технологии АТМ. Которая является связующим звеном между локальными компьютерными сетями и глобальными транспортными SDH сетями.

1. ВЫБОР ТРАССЫ

Хабаровск- Комсомольск

Имеются 2 варианта прокладки кабеля: по автодороге или по ж/д дороге, я выбрала ж/д, т. к. эта трасса короче, она имеет протяженность 435 км, 6 пересечений с дорогами, 26 пересечений с реками.

Комсомольск - Ванино

Также имеются 2 варианта прокладки кабеля: по автодороге или по ж/д дороге, я выбрала ж/д, т. к. эта трасса короче, и имеет меньше пересечений с реками, она имеет протяженность 514 км, 7 пересечений с дорогами, 31 пересечение с реками.

Ванино - Хабаровск

Между этими двумя пунктами имеется только автодорога, протяженностью 608 км., 2 пересечения с дорогами, 32 пересечения с реками.

Комсомольск - Чегдомын

Протяженность ж/д трассы = 560 км,5 пересечений с дорогами, 49 пересечений с реками.

Хабаровск - Чегдомын

Протяженность ж/д трассы = 675 км, 11 пересечений с дорогами, 32 пересечения с реками.

2. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ СВЯЗИ

Рис.2.1

Топология «линейная цепь»(рис 2.1)- пример наиболее простой организации сети, которая в основном применяется на магистральных связях большой протяженности. В соответствии с трафиком реализация проекта потребует использование терминальных мультиплексоров уровня STM-4 (в пунктах А,С,В), и мультиплексора ввода - вывода (ADM)в пункте Б. Синхронизация будет осуществляться от ВЗГ установленного в оборудовании коммуникационной станции в пункте В. Синхросигнал подключён к интерфейсу Т2. Узел управления, контроля и сигнализации расположен в пункте В и подключён к интерфейсу Q3.

Рис.2.2

Топология «кольцо»(рис 2.2) объединяет станции А-Б-В-С в кольцо. Эта топология используется для построения транспортных сетей местного и регионального масштаба. Исходя из задания на проект, трафик на всех участках кольца потребует установки мультиплексоров уровня STM-4, все типы ADM. Синхронизация будет осуществляться от ВЗГ установленного в оборудовании коммуникационной станции в пункте В. Синхросигнал подключён к интерфейсу Т2. Узел управления, контроля и сигнализации расположен в пункте В и подключён к интерфейсу Q3.

На рисунке 2.3 изображена линейная цепь, которая применяется в тех случаях, если нагрузка на сеть невелика.

В этой схеме использованы следующие виды мультиплексоров: на станциях А, В, С - оконечный терминальный мультиплексор (ТМ), а на станции Б - мультиплексор ввода/вывода (ADM), т.к. на нем организуется и транзит потоков и их выделение.

Выберем соответствующий STM для каждой станции в соответствии с потоками, выделяющимися на них, и с учетом 20% резерва на дальнейшее развитие.

А=АБ+АВ+АС=16+16+40=72+720,2=86,4

Б=АБ+БВ+БС=16+17+18=51+510,2=61,2

В=АВ+БВ+ВС=16+17+21=54+540,2=65

С=АС+БС+ВС=40+18+21=79+790,2=94,8

Т.к общее количество потоков на станциях А,В,С > 63, то выбираем STM-4.также необходимо организовать синхронизацию и управление сетью, т.к. главная станция - В, то на неё подается синхросигнал Т3 от ВЗГ (вторичный задающий генератор), синхронизированный от ПЭГ (первичный эталонный генератор), также подаётся Q3 - интерфейс подключения главного менеджера сети.

На остальные станции поступают Т3 и F - интерфейс подключения операторов к сети.

На рисунке 2.4 представлена организация связи по кольцу, где используется только ADM. Кольцо построено по схеме: 2F BSHR/LPS - двунаправленное кольцо с сохранением секции, связь организуется полукольцом (второе полукольцо является резервом).



Рис. 2.3 линейная цепь



Рис. 2.4. кольцевая схема без аварии



Рис. 2.5. кольцевая схема с аварией

Организация связи по кольцу: во входном пункте информация подается на передатчик (Тх), затем поступает на приемник (Rx) следующей станции, с которой либо снимается и подается на оконечный пункт, либо происходит переприем информации и она проходит по кольцу до места назначения. Ответная информация идет по тому же маршруту, но по другому волокну (в обратном направлении).

Рассчитаем трафик:

Nобщ=72+51+54+79=256,

т.к STM-4 обеспечивает 262 потока, поэтому мы его берем.

При аварии (обрыве цепи), рис 2.5на участке С-Б происходит переключение схемы на резерв, связь организуется по второму полукольцу.

Информация при передаче (ст.С) подается на приемник этой же станции, где происходит переприем и отправка дальше по кольцу до станции Б и наоборот. Такой разворот называется петлей. Т.о осуществляется бесперебойная работа схемы.

3. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ

Сеть SDH, как и любая сеть, строиться из отдельных функциональных модулей ограниченного набора: мультиплексоров, коммутаторов, концентраторов, регенераторов и терминального оборудования. Этот набор определяется основными функциональными задачами, решаемыми сетью:

- сбор входных потоков через каналы доступа в агрегатный блок, пригодный для транспортировки в сети SDH - задача мультиплексирования, решаемая терминальными мультиплексорами - ТМ сети доступа;

- транспортировка агрегатных блоков по сети с возможностью ввода/вывода входных/выходных потоков - задача транспортирования, решаемая мультиплексорами ввода/вывода - ADM, логически управляющими информационным потоком в сети, а физически - потоком в физической среде, формирующей в этой сети транспортный канал;

- перегрузка виртуальных контейнеров в соответствии со схемой маршрутизации из одного сегмента сети в другой, осуществляемая в выделенных узлах сети, - задача коммутации, или кросс-коммутации, решаемая с помощью цифровых коммутаторов или кросс-коммутаторов - DXC;

- объединение нескольких однотипных потоков в распределительный узел - концентратор - задача концентрации, решаемая концентраторами;

- восстановление (регенерация) формы и амплитуды сигнала, передаваемого на большие расстояния, для компенсации его затухания - задача регенерации, решаемая с помощью регенераторов

сопряжение сети пользователя с сетью SDH - задача сопряжения, решаемая с помощью оконечного оборудования - различных согласующих, устройств, например, конверторов интерфейсов, конверторов скоростей, конверторов импедансов и т.д.

Рассмотрим работу некоторых модулей:

Мультиплексор. Основным функциональным модулем сетей SDH является мультиплексор.

Мультиплексоры SDH выполняют как функции собственно мультиплексора, так и функции устройств терминального доступа, позволяя подключать низкоскоростные каналы PDH иерархии непосредственно к своим входным портам. они являются универсальными и гибкими устройствами, позволяющие решать практически все перечисленные выше задачи, т.е. кроме задачи мультиплексирования выполнять задачи коммутации, концентрации и регенерации. Это оказывается возможным в силу модульной конструкции SDH мультиплексора - SMUX, при которой выполняемые функции определяются лишь возможностями системы управления и составом модулей, включённых в спецификацию мультиплексора. Принято, однако, выделять два основных типа SDH мультиплексора: терминальный мультиплексор и мультиплексор ввода/вывода.

Терминальный мультиплексор TM является мультиплексором и оконечным устройством SDH сети с каналами доступа, соответствующим трибам доступа PDH и SDH иерархии Терминальный мультиплексор может либо вводить каналы, т.е. коммутировать их со входа трибного интерфейса на линейный выход, или выводить каналы, т.е. коммутировать с линейного входа на выход трибного интерфейса.

Мультиплексор ввода/вывода ADM может иметь на входе тот же набор трибов, что и терминальный мультиплексор. Он позволяет вводить/выводить соответствующие им каналы. Дополнительно к возможностям коммутации, обеспечиваемым ТМ, ADM позволяет осуществлять сквозную коммутацию выходных потоков в обоих направлениях, а также осуществлять замыкание канала приёма на канал передачи её обоих сторонах ( "восточный" и "западный") в случае выхода из строя одного из направлений. Наконец, он позволяет (в случае аварийного выхода из строя мультиплексора) пропускать основной оптический поток мимо него в обходном режиме. Всё это даёт возможность использовать ADM в топологиях типа кольца.

Регенератор представляет собой вырожденный случай мультиплексора, имеющего один входной канал - как правило, оптический триб STM-N и один или два агрегатных выхода.

Он используется для увеличения допустимого расстояния между узлами сети SDH путём регенерации сигналов полезной нагрузки. Обычно это расстояние составляет 15 - 40 км. для длины волны порядка 1300 нм или 40 - 80 км. - для 1500 нм.

Коммутатор. Физически возможности внутренней коммутации каналов заложены в самом мультиплексоре SDH, что позволяет говорить о мультиплексоре как о внутреннем или локальном коммутаторе. Кроме этого, мультиплексор, как правило, имеет возможность коммутировать собственные каналы доступа, что равносильно локальной коммутации каналов. На мультиплексоры, например, можно возложить задачи локальной коммутации на уровне однотипных каналов доступа, т.е. задачи, решаемые концентраторами.

В общем случае приходиться использовать специально разработанные синхронные коммутаторы - SDXC, осуществляющие не только локальную, но и общую или проходную (сквозную) коммутацию высокоскоростных потоков и синхронных транспортных модулей STM-N. Важной особенностью таких коммутаторов является отсутствие блокировки других каналов при коммутации, когда коммутация одних групп TU не накладывает ограничений на процесс обработки других групп TU, такая коммутация называется неблокирующей.

Можно выделить шесть различных функций, выполняемых коммутатором:

---маршрутизация (routing) виртуальных контейнеров VC, проводимая на основе использования информации в маршрутном заголовке ROH соответствующего контейнера;

---консолидация или объединение (consolidation/hubbing) виртуальных контейнеров VC, проводимая в режиме концентратора. - -сортировка или перегруппировка (drooming) виртуальных контейнеров VC, осуществляемая с целью создания нескольких упорядоченных потоков VC из общего потока VC, поступающего на коммутатор;

---доступ к виртуальному контейнеру VC, осуществляемый при тестировании оборудования;

---ввод/вывод (drop/insert) виртуальных контейнеров, осуществляемый при работе мультиплексора ввода/вывода;

SMS 600V

SMS 600V - это мультиплексор второго поколения синхронной цифровой иерархии. В нем объединены функциональные возможности STM-1 и STM-4 мультиплексоров ввода/вывода, это определяет большую многосторонность сетевых применений. SMS 600Vобъединяет трибутарные потоки со скоростью 2048Кбит/с, 34968Кбит/с, 199260Кбит/с или 155,520 Мбит/с в синхронный агрегатный сигнал STM-1 или STM-4. SMS 600V имеет 4 интерфейсных группы: JGA, JGB, JGC, JGD, каждая группа может заполняться только одним типом трибутальных блоков.

Назначение отдельных блоков SMS 600V

V AU STM l STM l VC LCT Agent n

Каждый 2М блок используется для мультиплексирования 21 первичного потока в один сигнал TUG3.

Блок STM-1 может работать в двух режимах, и поэтому может быть обозначен: STM l или STM l. В первом случае блок формирует STM-1 в электрическом виде (электрический интерфейс). Во втором случае блок формирует STM-1 в оптическом виде.

Блок STM-4 мультиплексирует 4 сигнала AU-4 в электрический сигнал STM-4, преобразует его в электрический и выводит для передачи.

Блок TSI выполняет кроссконект сигналов уровней VC-12, VC-3, VC-4. Управляется TSI с помощью контролера системы SC. Кросконектная емкость TSI эквивалентна 24 сигналам STM-1. Кроме этого TSI генерирует тактовые сигналы, используемые при работе оборудования SMS 600V. Контролера системы SC, обеспечивает функции управления оборудованием.

Блок OHP- процессор заголовка, обеспечивает доступ к байтам секционного заголовка Z1, Z2, E1, E2,Д1, Д12; к байтам F2 и Z3 заголовка VC-3 и VC-4.

Блок AGENT обеспечивает функции управления оборудованием, включая поддержку Q - интерфейса управления (TMN), обеспечение взаимодействия модуля управления с сетевыми элементами через интерфейсы DCC, и DCC.

Модуль CLKтактовый генератор, генерирует тактовый сигнал, который используется для синхронизации как модулей самого мультиплексора, так и остальных сетевых элементов.

Режимы работы SMS600V:

а)Линейный режим:

В линейном режиме SMS600V может выполнять функции мультиплексора ввода-вывода, оконечного мультиплексора или кроссового коммутатора

Оконечный SMS600V позволяет выполнить мультиплексирование трибуны сигналов, чтобы сформировать синхронный агрегатный сигнал. В этом режиме имеется только одно направление передачи и приема оптического сигнала STM-4. Для введения-выведения потоков 2048 кбит/с, 34368 кбит/с или 139260 кбит/с используются блоки 2М/34М/140М или STM-1, количество которых определяется потребностью сети. При определении количества этих блоков, они будут установлены на месте интерфейсных групп IG-B, IG-C, IG-D.

Мультиплексор ввода вывода SMS600V позволяет вставлять или извлекать трибутарные сигналы из сигналов более высокого уровня STM-1/STM-4. В этом режиме имеются два направления передачи оптического сигнала обеспечиваемых блоками STM-4, которые устанавливаются на месте интерфейсных групп IG-A и IG-B, для введения-выведения трибных потоков 2048 кбит/с, 34368 кбит/с, 139260 кбит/с или STM-1 используются блоки 2М/34М/140М, количество которых определяется потребностью сети. Они устанавливаются на месте интерфейсных групп IG-C, IG-D.

В качестве местного кроссового коммутатора SMS600V позволяет, менять направление транзитных потоков. В этом режиме имеется до четырех агрегатных входов/выходов для передачи оптического сигнала. Блоки STM-4 размещаются на месте интерфейсных групп IG-A,IG-B, IG-D. Кроссовая коммутация выполняется блоком TSI.

б) Кольцевой режим:

Работая в кольцевом режиме SMS600V поддерживает самовосстанавливающиеся кольцевые структуры. Такой режим поддерживается при работе STM-4 кольца.

Используя SMS600V в такой конфигурации можно реализовать сети с защитой трафика и защитой секции.

в) Регенераторный режим:

В этом режиме мультиплексор состоит из блоков, обеспечивающих ввод/вывод оптических сигналов в двух направлениях, преобразование принятого оптического сигнала в электрический, восстановление этого сигнала, оборотного преобразования в оптический и передачи его следующей станции. На каждом регенераторе в блоке STM-4 производится анализ байт заголовка регенерационной секции и формирование нового заголовка для следующей передачи. Блок THRR используется для проключения сигнала между линейными блоками, т.е. он заменяет блок TSI..

В кольцевой схеме SMS600V будет использоваться (для STM-4) в качестве мультиплексоров ввода/вывода на каждой станции и в качестве регенераторов. Схема комплектации SMS600V как терминального мультиплексора для кольцевой схемы изображена на рисунке 1.3.4, регенератора - на рисунке 1.3.5.

Топология "линейная цепь".

Узел А имеет емкость72 ПЦТ, а с учетом резерва -86,4 следовательно на этом участке для организации связи необходимо использовать оборудование STM-4. Узел Б имеет емкость51, а с учетом резерва - 61,2 ПЦТ, - оборудование STM-1. Узел В имеет емкость54 ПЦТ, , а с учетом резерва -65 - STM-4. Узел С имеет емкость79 ПЦТ, а с учетом резерва -94,8 - оборудование STM-4.

Комплектацию осуществляем для мультиплексора АДМ, он стоит на станции Б.

Через станцию Б проходит 51 ПЦП, плюс 20% на резервирование, в результате необходимо поставить 3 платы 2М:



Регенератор

Блок THRR используется для проключения сигнала между линейными блоками, т.е он заменяет блок TSJ.

Топология «Кольцевая цепь»

В нашем случае на каждом участке (АВБС) должна быть предусмотрена передача всех проходящих по кольцу потоков:

А=16+16+40=72

Б=16+17+18=51

В=16+17+21=54

С=40+18+21=79

Комплектацию осуществляем для мультиплексора АДМ, который находится на главной станции: В.

Через станцию В проходит 54 ПЦП, плюс 20% на резервирование, в результате необходимо поставить 4 платы 2М:

4. ВЫБОР КАБЕЛЯ

Рис. 4.1

1- оптическое волокно фирмы «Корнинг»;2- гидрофобный заполнитель; 3- центральный силовой элемент; 4 - силовые элементы(арамидные нити); 5 - кордель; 6 - скрепляющая лента; 7 - вспарывающий корд (по требованиию); 8 - полимерная трубка;; 9 - полимерная защитная внутренняя оболочка;10 - полимерная защитная наружная оболочка ;11 - маркировка.

На рис.4.1 изображен кабель оптический самонесущий, диэлектрический для воздушной прокладки типа ОКЛЖ.

Он предназначен для подвески на опорах контактной сети электрифицированных железных дорог и линий электропередачи, воздушных линий передачи и городского энергохозяйства.

Сертификат соответствия Госкомсвязи РФ № ОС/1-КБ-120.

Особенности:

- полностью диэлектрический кабель;

- способность выдерживать высокие механические нагрузки;

- повив (слой) силовых элементов в виде высокопрочных синтетических нитей, обеспечивающих гибкость и небольшой наружный диаметр кабеля;

- стойкость к воздействию электрического поля ;

- минимальный вес;

- диапазон рабочей температуры: -60є ч +70є;

- длительный срок службы;

- возможность изготовления больших строительных длин;

- создаёт минимальные дополнительные нагрузки на опоры.

Таблица - Основные характеристики

Параметр	Значение
Количество ОВ	2-96
Номинальный наружный диаметр, мм	12,0-22,0
Расчетный вес , кг/м	120-410
Коэффициент затухания, дБ/км, не более: - на длине волны 1,31мкм - на длине волны 1,55мкм	0,34 0,20
Разрывное усилие ,кН, не менее	10,0-100,0
Максимально допустимое растягивающее усилие, кН	3,5-30,0
Хроматическая дисперсия, пс/нм км, не более: - на длине волны 1,31мкм - на длине волны 1,55мкм	3,5 18



Рис 4.2

1-оптическое волокно фирмы «Корнинг»;2- гидрофобный заполнитель; 3- центральный силовой элемент; 4 - водоблокирующая лента (по требованию); 5 - полимерная трубка; 6 - стальная оцинкованная проволока; 7 - полимерная защитная наружная оболочка; 8 - ; 9 - полимерная защитная внутренняя оболочка;10 - маркировка.

На Рис. 4.2 изображен оптический кабель с бронёй из круглых стальных проволок для подземной прокладки типа ОКЛК - 01, ОКЛК - 02.

Применяется для прокладки в трубах, в шахтах и тоннелях, блоках и коллекторах кабельной канализации, в грунтах всех категорий, на мостах, через болота и водные переходы.

Сертификат соответствия Госкомсвязи РФ № ОС/1-КБ-96.

Особенности:

- компактный дизайн;

- стойкость к повышенным радиальным и продольным нагрузкам;

- оптимальная защита от механического повреждения;

- защита от повреждений грызунами;

- высокая молниестойкость;

- стабильная эксплуатация в грунтах повышенной сложности;

- диапазон рабочей температуры: -40є ч +50є

Таблица - Основные характеристики

Параметр	Значение
Количество ОВ	2-144
Диаметр кабеля, мм	15,0-28,5
Вес , кг/м	300-1800
Коэффициент затухания, дБ/км, не более: - на длине волны 1,31мкм - на длине волны 1,55мкм	0,34 0,20
Допустимое раздавливающее усилие ,Н/см, не менее	1000
Допустимое растягивающее усилие, кН	7,0-80,0

5. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАССЧЕТ

Расчет длины регенерационного участка. По мере распространения сигнала в оптическом волокне его уровень (мощность) уменьшается, а так же искажается форма импульса за счет дисперсии. Поэтому длина регенерационного участка в волоконно-оптических системах передачи ограничивается либо ослаблением, либо уширением импульса в линии. Вначале производим два расчета длины регенерационного участка ( с учетом затухания и дисперсии), а затем выбираем наименьшее значение.

Расчет длины регенерационного участка с учетом затухания. Часть диаграммы уровней передачи представлена на рисунке 5.1.1

Из рисунка5.1.1 видно, что сигнал передается от источника с уровнем Рпер. При вводе в волокно сигнал затухает на величину авх, так же часть сигнала теряется в разъемном разъединителе, соединяющем приемник и передатчик с кабелем, величина этого затухания равна арс. Поскольку кабель состоит из строительных длин, вносится дополнительное затухание - анс, то общее вносимое ими ослабление определяется количеством этих соединителей. При выводе луча из волокна на приеме так же есть затухание авых. И сам оптический кабель вносит определенное затухание ак оно равно:

ак =бк ? lру.

где бк - километрическое затухание кабеля, дБ/км,(т.к кабель ОКЛЖ, а длина волны равна 1.55, то бк равно 0.20Дб/км)

lру - длина регенерационного участка, км.

Длина регенерационного участка с учетом затухания рассчитывается по формуле:

lру = ((П+анс-2арс)/( бк ?lcд+анс))lсд

где П - энергетический потенциал аппаратуры;

анс =0,1-0,3 дБ-затухание в неразъемных соединителях (принимаем

равным 0,2)

арс = 1-2 дБ-затухание в разъемных соединителях (принимаем

равным 1)

lcд- строительная длина кабеля, км (принимаем равным - 5 км);

Поскольку энергетический потенциал аппаратуры не указан в имеющихся данных кабеля, то его с большой точностью можно определить как разность между максимальным уровнем передачи и минимальным уровнем приема). Принимая во внимание затухание авх и авых значение энергетического потенциала аппаратуры берем наименьшим 32 дБ.

С учетом всего вышесказанного длина регенерационного участка составит:

lру = ((32 + 0,2 - 2 ? 1) / (0,20 ? 2 + 0,2)) ? 5 = 125,8 км.

Расчет длины регенерационного участка с учетом дисперсии. Длину регенерационного участка с учетом дисперсии определяем по формуле:

lру = 0,44/Fт?фрез

где Fт - тактовая частота сигнала

фрез - дисперсия волокна ( выбираем волокно со смещенной дисперсией = 3,5 пс/нм.км.)

Отсюда длина участка регенерации:

lру = 0,44/ ( 622?106 ? 3,5?10-12 ) = 202 км.

Из полученных результатов выбираем наименьший. Длина регенерационного участка составит lру = 125,8 км.

Уровень сигнала на приеме:

рпр = рпер - бк lру -2арс -(( lру / lед )- 1) анс -авх - авх

рпр =2+2+21+24,16 1-((125,8/5)-1)0,2-2-2=-31,99

Мощность сигнала на приеме:

Рпр = 100,1(р) = 0,63мкВт

Величину фототока найдем по формуле:

Iф=SMPпр

S=0.8q

где л=1,58?10-6 - длина волны;

М - коэффициент умножения, он равен 70.

q-квантовая эффективность ФД, зависит от материала, из которого изготовлен ФД. Для ЛФД q=10 50, примем q=20

S=0.820 1,58?10-6 =25,3

Iф =38?70?0,63?10-6= 0,0011 А

Присутствуют еще тепловой и фоновый шум, однако при проектировании их обычно полагают равными нулю, так как они намного меньше фототока. Поэтому общую мощность шума определяют как сумму дробового и теплового шумов.

Iп =

==1,03510

где ? F- ширина спектра электрического сигнала

Отношение сигнал/помеха определяем по формуле:

е = Iф/ Iп = 0,0011 / 1,035?10-5 = 106

А=20lg=40,52

Учитывая, что в ЦСП ошибки суммируются? можно получить условное значение допустимой вероятности ошибки в расчете на 1 км линейного тракта. Поскольку данный участок находится внутри одного края, его можно нормировать как внутризоновый. Исходя из этого вероятность ошибки на 1 км тракта составит:

Рош=10-7/600.

Рош доп = (10-7/600) ? 125,8 = 2,1?10-8.

А=10,58+11,42lgХ

Х=-lgP ош доп

А=20,69

Сравним полученные значения:

А=40,52

А=20,69

А> А+20, вместо

А> А+1015

делаем вывод о том, что длина регенерационного участка выбрана неправильно, поэтому увеличим её на 30%, получаем lру =163,54.

Уровень сигнала на приеме:

рпр = рпер - бк lру -2арс -(( lру / lед )- 1) анс -авх - авх

рпр =4-0,2163,54-2 1-((163,54/5)-1)0,2-2-2= - 41,05

Мощность сигнала на приеме:

Рпр = 100,1(р) = 7,810Вт

Величину фототока найдем по формуле:

Iф=SMPпр

S=0.8q

S=0.820 1,58?10-6 =25,3

Iф =38?70?7,810= 1,3810 А

Iп =

==3,7610А

е = Iф/ Iп = 1,3810/ 3,7610= 37,6

А=20lg=31,5

Рош=10-7/600.

Рош доп = (10-7/600) ? 163,54 = 2,7?10-8.

А=10,58+11,42lgХ

Х=-lgP ош доп

А=20,6

Сравним полученные значения:

А=31,5

А=20,66

А> А+11

Условие выполняется, значит длина регенерационного участка выбрана верно.

6 .РАЗМЕЩЕНИЕ НРП.

Исходя из рассчитанной длины регенерационного участка и заданной протяженности участка связи между пунктами А и Б определяем, что нам понадобится 2 необслуживаемых регенерационных пункта. Вариант размещения НРП показан на рисунке 6.1

7. СИНХРОНИЗАЦИЯ СЕТЕЙ SDH. УПРАВЛЕНИЕ СЕТЯМИ

Синхронизация в транспортной сети необходима для устранения потерь информации из-за проскальзываний , которые возникают из-за колебаний тактовой частоты генераторов цифрового оборудования.

Синхронизация производится от ПЭГ со стабильностью частоты не хуже 10.

Для устранения накопления фазовых дрожаний в транспортных сетях применяют ВЗГ со стабильностью не хуже10 в сутки (для транзитного, для линейного не хуже 10).

Схема кольца на рис. 7.1. обеспечивает надежную работу системы, даже если произошел обрыв кабеля (рис.7.2)



Рис. 7.1 уровни синхронизации в сети «кольцо»

При работе кольца в обычном режиме, синхросигнал от ВЗГ подается в обе стороны. Когда синхросигнал доходит до очередного сетевого элемента, в нем происходит сравнение приоритетных уровней синхронизации, и выбирается источник с наилучшим качеством. В обратном направлении подается уровень Q6, который означает, что в случае аварии на предыдущих участках не следует использовать ресурс данной станции для синхронизации, ввиду низкой относительной стабильности её генератора.

Рис .7.2.схема синхронизации в случае аварии

Выбор источника синхросигнала в аппаратуре программируется и осуществляется автоматически. Если источники имеют одинаковое качество, то должен быть запрограммирован приоритет использования.

При прохождении сигнала по линии от ВЗГ, ему присваивается уровень Q2 и он используется сетевыми элементами, если на них не поступает сигнал лучшего качества. В обратную сторону от каждого сетевого элемента подается сигнал с уровнем Q6, чтобы в случае отсутствия синхросигнала от ВЗГ не произошла взаимная синхронизация элементов сети.

Рис . 7.3. уровни синхронизации в сети «линейная цепь»

В случае аварии на участке Б-С, станция С не получит синхросигнал от ВЗГ - Q2.

Она будет вырабатывать собственный синхросигнал Q5 - «качество не определено», т. е. синхронизация в этом пункте будет осуществляться с помощью собственного ГСЭ (генератор сетевых элементов)



Рис. 7.4. уровни синхронизации после аварии

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте рассмотрены методы построения сетей SDH, топологии «линейная цепь» и «кольцевой» метод.

В вопросах реализации методов построения сети мы познакомились с типами применяемого оборудования на сетях SDH, уровней STM-1, и STM-4 и режимами работы мультиплексора SMS 600W. Данные вопросы подкреплены схемами реализации транспортной сети представленной топологии. Кроме выбора оборудования для реализации сети мы выбрали тип оптического кабеля, проводили электрический расчет участка кабельной магистрали.

В последнем разделе курсового проекта рассмотрены методы синхронизации сетей SDH и методы управления сетью.

В настоящее время SDH широко внедряется во всех регионах России. На её основе происходит крупномасштабное переоборудование старой аналоговой сети связи России в цифровую. Взаимосвязанную сеть связи (ВСС), использующую самые передовые технологии.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

оптический транспортный сеть цифровой

Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию синхронных транспортных сетей.Часть1,2.

Л.В. Кудашова.2003г.

Проектирование магистральных и внутризоновых ВОЛП.

Л.И. Ситикова.2006г.

3. Проектирование линейного тракта телекоммуникационной системы передачи синхронной иерархии на основе волоконно-оптического кабеля с использованием ЭВМ. Кудашова Л.В., Кудашов В.Н. 2005г.

Размещено на Allbest.ru