Организация транспортной сети для цифровых телефонных станций

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗДВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «КубГУ»)

Физико-технический факультет

Кафедра оптоэлектроники

КУРСОВАЯ РАБОТА

ТЕМА: ОРГАНИЗАЦИЯ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ ДЛЯ ЦИФРОВЫХ ТЕЛЕФОННЫХ СТАНЦИЙ

Краснодар 2012



РЕФЕРАТ

Кучер А.О. Организация транспортной сети для цифровых телефонных станций.

Курсовая работа: с. 57, 20 рис., 11 табл., 10 использованных источников.

ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ, ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ, SDH, МОДУЛЬ STM, ЦИФРОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ПОТОК E-1, МУЛЬТИПЛЕКСОР, КОММУТАТОР, ЦТС.

Целью работы является изучение организации транспортной сети. Также выбор среды передачи и выбор цифрового оборудования. Рассмотрим примеры расчётов компонентов транспортной сети.

Объекты исследования: рассмотрение организации участка транспортной сети для ЦТС, синхронная цифровая иерархия (SDH) , цифровое оборудование.

В результате выполнения работы была изучена синхронная цифровая иерархия, рассмотрен участок транспортной сети для ЦТС, был произведён расчёт компонентов транспортной сети, выбрано оборудование на основе расчёта, рассмотрено цифровое оборудование.



СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

В тексте используются русскоязычные и англоязычные аббревиатуры.

I. Русскоязычные аббревиатуры.

АТС - автоматическая телефонная станция.

ВОЛС - волоконно-оптические линии связи.

ГТС - городская телефонная сеть.

ЗСЛ - заказная СЛ.

СЛ - соединительная линия.

СЛМ - СЛ междугородняя.

СЦИ - Синхронная цифровая иерархия.

ТФОП (PSTN) - телефонная сеть общего пользования.

УИВС - узлы исходящих и входящих сообщений.

ЦСИО (ISDN) - цифровая сеть интегрального обслуживания.

ЦСП - цифровая система передачи.

II. Англоязычные аббревиатуры.

ATM - Asynchronous Transfer Mode (асинхронный режим переноса).

AU-4 - Administrative Unit (административный блок).

ETSI - European Telecommunications Standards Institute (Европейский институт по телекоммуникационным стандартам).

IDN - Integrated Digital Network (интегральная цифровая сеть).

ISDN - (Integrated Services Digital Network), Сеть с интеграцией служб цифровая ЦСИС.

ITU-T - International Telecommunication Union.

GSM - Global System Mobile.

PON - Passive Optical Network (пассивная оптическая сеть).

РОН - Path Over Head (Трактовый заголовок).

SDH - Synchronous Digital Hierarchy.

WDM - Wavelength Division Multiplex (мультиплексор с разделением каналов по длинам волн).

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время ускорение технического прогресса невозможно без совершенствования средств связи, систем сбора, передачи и обработки информации. В вопросах развития сетей связи во всех странах большое внимание уделяется развитию систем передачи и распределения (коммутации) информации.

Наиболее широкое распространение в последнее время получили многоканальные телекоммуникационные системы (ТКС) передачи с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ), работающие по волоконно-оптическим кабелям (ОК).

В настоящее время волоконно-оптическая связь широко применяется не только для организации телефонной связи, но и для кабельного телевидения, видеотелефонии, радиовещания, передачи данных и т.д.

Дальнейшему развитию методов и аппаратуры волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) способствуют уникальные свойства волоконно-оптических линий связи (ВОЛС):

- малые затухание и дисперсия оптических волокон (ОВ);

- гибкость в реализации требуемой полосы пропускания;

- широкополосность;

- малые габаритные размеры и масса ОВ и ОК;

- невосприимчивость к внешним электромагнитным полям;

- отсутствие искрения при обрывах, коротком замыкании и ненадёжных контактах;

- допустимость изгиба световода под малым радиусом;

- низкая стоимость материала световода;

- возможность использования ОК, не обладающих электропроводностью и индуктивностью;

- высокая скрытность связи;

- высокая прозрачность ОВ;

- возможность постоянного усовершенствования системы связи по мере появления источников с улучшенными характеристиками.

В последнее время на ВСС широко внедряются ТКС синхронной цифровой иерархии (СЦИ, англ. SDH), работающих также по ВОЛС.

SDH - это набор цифровых структур, стандартизированных с целью транспортирования нужным образом адаптированной нагрузки по физическим цепям. В SDH реализуется комплексный процесс перемещения информации, включающей в себя не только передачу сигналов, но и глубокую автоматизацию функций контроля, управления и обслуживания (ОАМ - Operation, Administration and Manaqement).

SDH разработана с учетом недостатков РDH и по сравнению с последней имеет следующие преимущества:

1) Возможность передачи широкополосных сигналов, предполагаемых в будущем.

2) Синхронизация сети и синхронная техника мультиплексирования.

3) Использование синхронной схемы передачи с побайтным мультиплексированием.

4) Временное выравнивание за счет побайтового двухстороннего стаффинга.

5) При мультиплексировании осуществляется синхронизация под входные сигналы.

6) Возможность плезиохронной работы при необходимости. В этом случае стаффинг осуществляется за счет двустороннего побитового выравнивания.

7) SDH удачно сочетается с действующими системами РDH и позволяет существенно улучшить управляемость и эффективность этих сетей и т.д.

В данной курсовой работе будет рассмотрена система передачи SDH, её основные функциональные модули, топологии и оборудование.



1. ТЕХНОЛОГИЯ SDH

1.1 Основные функциональные модули сети SDH

мультиплексор оптический кабель сеть

Опишем основные элементы системы передачи данных на основе SDH, или функциональные модули SDH. Эти модули могут быть связаны между собой в сеть SDH. Логика работы или взаимодействия модулей в сети определяет необходимые функциональные связи модулей - топологию, или архитектуру сети SDH.

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 (или хаб) - задача концентрации, решаемая концентраторами;

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

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.[1]

Изображение некоторых модулей приведено на рисунках 1-3:

а) б)

Рисунок 1 - а) Синхронный мультиплексор (SMUX), б) Мультиплексор в режиме регенератор

Рисунок 2 - а) Мультиплексор ввода/вывода в режиме внутреннего коммутатора, б) Мультиплексор ввода/вывода в режиме локального коммутатора



Рисунок 3 - Общий или проходной коммутатор высокоскоростных каналов

1.2 Топология сети SDH

Рассмотрим топологию сетей SDH. Существует базовый набор стандартных топологий. Ниже рассмотрены такие базовые топологии:

топология "точка-точка" (рис. 4);

топология "последовательная линейная цепь” (рис. 5);

топология "звезда", реализующая функцию концентратора (рис. 6);

топология "кольцо". Эта топология (рис. 7) широко используется для построения SDH сетей первых двух уровней SDH иерархии (155 и 622 Мбит/с). Основное преимущество этой топологии - лёгкость организации защиты типа 1+1, благодаря наличию в синхронных мультиплексорах SMUX двух пар оптических каналов приёма/передачи: восток - запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встречными потоками.

Рисунок 4 - Топология "точка-точка"



Рисунок 5 - Топология "последовательная линейная цепь"

Рисунок 6 - Топология "звезда" с мультиплексором в качестве концентратора

Рисунок 7 - Топология "кольцо" с защитой 1+1



Архитектурные решения при проектировании сети SDH могут быть сформированы на базе использования рассмотренных выше элементарных топологий сети в качестве её отдельных сегментов.[2]

1.3 Процессы загрузки/выгрузки цифрового потока

Рассмотрим процессы, связанные с загрузкой и выгрузкой цифрового потока в транспортный модуль системы SDH (транспортный модуль STM-N). Процесс загрузки цифрового потока в транспортные модули представлен схематически на рис. 8.

Рисунок 8 - Процесс загрузки цифрового потока в синхронные транспортные модули (STM-N)



В качестве примера рассмотрим процесс формирования синхронного транспортного модуля STM-1 из нагрузки потока Е1 (рис. 9).

Как видно из рисунка, в процессе формирования синхронного транспортного модуля к нагрузке сначала добавляются выравнивающие биты, а также фиксированные, управляющие и упаковывающие биты. Ниже более подробно остановимся на процессе выравнивания скорости нагрузки при формировании контейнера С-n (процессе стаффинга в системе SDH). К сформированному контейнеру С-12 добавляется заголовок маршрута VC-12 РОН (Path Overhead), в результате формируется виртуальный контейнер.

Добавление к виртуальному контейнеру 1 байта указателя (PTR) превращает первый в блок нагрузки (TU). Затем происходит процедура мультиплексирования блоков нагрузки в группы блоков нагрузки (TUG) различного уровня вплоть до формирования виртуального контейнера верхнего уровня VC-4. В результате присоединения заголовка маршрута VC-4 РОН образуется административный блок (AU), к которому подсоединяется секционный заголовок SОН (Section Overhead). Учитывая разделение маршрута на два типа секций, SОН состоит из заголовка регенераторной секции (RSOH) и заголовка мультиплексорной секции (MSOH).

Как видно, процесс загрузки цифрового потока связан с использованием процессов выравнивания (битового стаффинга), активностью указателей, а также с использованием заголовков РОН и SOH. В этом разделе мы рассмотрим процессы выравнивания скорости загружаемого цифрового потока и их влияние на параметры цифровой нагрузки.

Известно, размер контейнера в системе передачи SDH стандартизирован. Его размер несколько больше размера, необходимого для загрузки потока PDH соответствующего уровня иерархии с учетом максимально допустимой вариации скорости загружаемого потока. При загрузке цифрового потока производится процедура выравнивания его скорости методом битового стаффинга, для этого используется часть контейнера.[3]

Рисунок 9 - Формирование синхронного транспортного модуля STM-1 из нагрузки потока Е1



2. ОБОРУДОВАНИЕ SDH СИНХРОННЫЕ МУЛЬТИПЛЕКСОРЫ - SMUX ИЛИ SM

Можно выделить пять групп оборудования SDH:

оборудование линейных трактов - SL;

кросс-коммутаторы или кросс-коннекторы - SXC;

синхронные радиорелейные линии (РРЛ) - SR;

системы управления.

2.1 Мультиплексоры Metropolis AMS фирмы Lucent Technologies

2.1.1 Мультиплексор Metropolis AMS

При организации сети в предлагается использовать мультиплексоры фирмы Lucent Technologies.

Рисунок 10 - Мультиплексор доступа с поддержкой Ethernet over SDH

Таблица 1 - Описание мультиплексора

Тип/класс:	Мультиплексор SDH уровня STM-1
Производитель:	Alcatel-Lucent
Основные технические характеристики:	2 порта STM-1, 16 портов E1, 1 слот расширения. Поддержка одноволоконных интерфейсов.
Область применения:	Городские транспортные сети
Преимущества и отличительные особенности:	Компактный мультиплексор со встроенными портами E1 и возможностью установки 2х SFP модулей STM-1. Возможность установки дополнительных плат: 16 x E1 (G.703) 2 x E3 (G.703) 2 x STM-1 S-1.1 4 x X.21 12 x SHDSL 4Ч10/100 BaseT Layer 2 Switch (TransLAN) 8Ч10/100 BaseT Ethernet Privat Line

Такое решение вызвано необходимостью учесть следующие требования, предъявляемые к сети:

интеграция в существующую транспортную сеть Краснодарского края;

применение оборудования mini SDH в связи с небольшой емкостью;

минимальная стоимость оборудования.

Семейство SDH мультиплексоров Metropolis производства Lucent Tecnologies обеспечивает возможность создания экономичных транспортных сетей и сетей доступа уровня STM-1/STM-4/STM-16, а также позволяет расширить их функциональность за счет встроенных возможностей по передаче данных.

Рисунок 11 - Мультиплексор Metropolis AMS

Alcatel-Lucent 1643 AMS. Компактный SDH мультиплексор Metropolis AMS компании Alcatel-Lucent предназначен для оптических сетей доступа и поможет расширить границы сети, обеспечить рентабельный мультисервисный доступ и предоставить выгодные услуги предприятиям.

Конвергированный транспорт голоса и данных по существующей инфраструктуре SDH позволит обойтись без наложенной сети. Alcatel-Lucent 1643 AMS имеет небольшие габаритные размеры и энергопотребление. Может работать как терминальный мультиплексор или мультиплексор вставки/выделения.

Области применения Alcatel-Lucent 1643 AMS: экономичный доступ для голоса и данных в сетях доступа, межофисных и мобильных сетях, соединение локальных сетей 10/100 Base-T в многоточечном режиме или режиме «точка-точка», транспорт E1 по медным линиям связи SHDSL.

Преимущества Alcatel-Lucent 1643 AMS: поддержка пакетных и коммутируемых служб, высокая надежность за счет сетевого резервирования, небольшие затраты на эксплуатацию при широких возможностях управления, использование существующих сетей SDH.

Таблица 2 - Технические характеристики оборудования

Габаритные размеры	Один блок 447,6 Ч 70 Ч 204,3 мм
Питание	Постоянного тока (переменным током через внешний адаптер)
Материнская плата	Два посадочных места для приемо-передатчиков SFP и 16 портов 2 Мбит/с G.703 (E1). Посадочное место для одного добавочного интерфейсного модуля
Типы SFP для комплектации мультиплексора терминирования или вставки/выделения	Оптический STM-1, 1310 нм, короткое расстояние, G.957 S-1.1 Оптический STM-1, 1550 нм, дальнее расстояние, G.957 L-1.1 Оптический STM-1, 1550 нм, дальнее расстояние, G.957 L-1.2
Добавочные интерфейсные модули	16 Ч 2 Мбит/с G.703 (E1) 2 Ч 34 Мбит/с (E3) 4 Ч 2 Мбит/с X.21 12 Ч SHDSL (доступна версия SHDSL Lucent NTU) 4 Ч 10/100 Base-T Ethernet 8 Ч 10/100 Base-T Ethernet (для выделенных линий - Ethernet Private Line)
Службы Ethernet	Fast Ethernet (10/100 Base-T) ITU-T G.7041 с упаковкой GFP-F Конкатенция виртуальных контейнеров (VCAT) Коммутация IEEE 802.1D «Точка-точка» Ethernet Private Line «Точка-много точек» Ethernet Private LAN Services (TLS) «Точка-много точек» для служб виртуальных локальных сетей VLAN в пакетном кольце при разделении полосы пропускания и статическом мультиплексировании Алгоритм быстрого покрывающего дерева RSTP по IEEE 802.1w Маркировка/транкинг VLAN по IEEE 802.1Q и стеки меток VLAN GVRP IEEE 802.1p/DiffServ QoS
Резервирование	1+1 резервирование MSP VC-12 и VC-3 SNP RSTP по IEEE 802.1w
Сетевое управление	Система управления элементами Wavestar ITM-SC. Система сетевого управления оптическими сетями Navis. Локальный терминал ITM-CIT с функциями удаленного доступа и поллинга в режиме реального времени.

2.1.2 Описание мультиплексора AMU

Рисунок 12 - Мультиплексор доступа 1655 Metropolis AMU

Семейство мультиплексоров Metropolis компании Lucent Technologies (с декабря 2007 года Alcatel-Lucent) дополнено новой серией устройств Metropolis AMU - компактными мультиплексорами доступа уровня STM-1, STM-4 и STM-16 с высокой плотностью портов, которые позволяют операторам связи рентабельно предоставить надежные, высокопроизводительные и высокоскоростные коммуникационные услуги, например удаленное подключение локальных сетей абонентов, обеспечение доступа в Интернет или поддержку голосовых каналов. Эти устройства могут использоваться как мультиплексоры вставки/выделения ADM, терминальные мультиплексоры, либо устройства местного кросс-коннекта LXC. Мультиплексоры AMU обеспечивают соединения «точка-точка», кольцевое подключение, а также подключение по схеме «звезда».

Широкий спектр интерфейсов (оптические STM-1, STM-4 , STM -16 и GbE вместе с электрическими E1, E3, FE, GbE, SHDSL) на одной коммуникационной платформе позволяют передавать по существующим сетям SDH голосовой трафик TDM (включая межстанционные соединения по каналам E1) и трафик данных Ethernet вплоть до Gigabit Ethernet на полной скорости линии. Семейство Metropolis AMU позиционируется для класса скоростей до 2,5G включительно и применения как в сетях доступа или на территории абонента (CPE), так и в городских сетях операторов, и занимает место в ряду мультиплексоров линейки Metropolis между Metropolis AMS (в настоящее время переименован в Alcatel-Lucent 1643 AMS (Access Multiplexer, Small)) и Metropolis ADM Compact. Наличие этого устройства в линейке продуктов позволяет предлагать более гибкие и эффективные сетевые решения и легко наращивать мощность сети без замены основного оборудования.

Системы Metropolis AMU поставляются в двух вариантах: шасси 2m/4o (с двумя резервируемыми слотами для плат управления и 4 слотами для интерфейсных плат), либо шасси 1m/1o с одним слотом управляющей платы и слотом интерфейсной платы. Два шасси 2m/4o помещаются на одну полку стандартной 19-дюймовой стойки, что позволяет установить в эту стойку 8 систем. Оба шасси не требуют дополнительных блоков вентиляторов, а доступ организован только с передней (лицевой) панели.

Базовые платы Metropolis AMU могут быть двух типов и имеют источники питания постоянного тока и синхронизации, неблокируемую фабрику коммутации, VC-4/3/12 и четыре оптических линейных интерфейса SFP - 2 Ч STM-16/4 и 2 Ч STM-1/4 (1 тип) или четыре оптических линейных интерфейса SFP - 2 Ч STM-1/4 и 2 Ч STM-1 (2 тип).

Мультиплексор комплектуется следующими типами трибутарных плат:

63 Ч E1 (варианты 120 или 75 Ом).

2 Ч 10/100 BaseT + 2 Ч 10/100/1000 BaseT или 2 Ч GbE (SX или LX с разъемами SFP) + 4 Ч E1 (120 или 75 Ом). Плата позволяет организовать частные линии Ethernet, Fast Ethernet или Gigabit Ethernet на полной скорости линии и отображением GFP для контейнеров VC-4/3/12 вместе с LCAS для каждого порта региональной сети WAN.

4 Ч 10/100 BaseT + 32 Ч E1 (75 Ом). Плата позволяет организовать частные линии Ethernet, Fast Ethernet или Gigabit Ethernet на полной скорости линии и отображением GFP для контейнеров VC-3/12 вместе с LCAS для каждого порта региональной сети WAN.

2 Ч E/FE, 2 Ч FE/GE, 4 Ч E1, L2 switch: службы Fast Ethernet (10/100BASE-T), Gigabit Ethernet (1000BASE-SX/LX), транспорт ЛВС «точка-точка», многоточечное межсоединение ЛС, алгоритм Rapid Spanning Tee Protocol (для коммутации IEEE 802.1w Layer 2), виртуальные ЛВС (по 802.1q), двойное тегирование для «прозрачного» транспорта VLAN пользователей, LCAS по G7041.

2 Ч STM4 / 8 Ч STM-1, SFP: S1.1, L1.1, L1.2, S4.1, L4.1, L4.2.

Кроме того, через специальную плату адаптер, занимающую два слота шасси 2m/4o, можно использовать интерфейсные модули мультиплексоров Metropolis AM/AMS.

Для управления Metropolis AMU служат программные продукты семейства Navis Optical Management Solution, применяемые для оптического оборудования Alcatel-Lucent. Планируется поддержка оборудования объединенной системой управления 1350 OMS.[4][5]



Таблица 3 - Технические характеристики Metropolis AMU

Помимо выбора мультиплексоров в проекте также необходимо учесть и другое оборудование линейно-аппаратного цеха, а именно:

оптическое оборудование (патч-корды, оптические кроссы);

программное обеспечение и документация;

оборудование 19" cтойки-шкафа;

оборудование KRONE;

оборудование электропитания устройств;



3. ВЫБОР СРЕДЫ ПЕРЕДАЧИ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ

3.1 Выбор типа кабеля

Современные оптические кабели связи (ОК) практически вытесняют традиционные медно-жильные кабели связи на всех участках Взаимоувязанной сети связи России. Так, строительство новых линий передачи на первичной и внутризоновых сетях связи ведется преимущественно с использованием оптического кабеля.

Российскими кабельными заводами оптического кабеля производятся в основном двух типов: с модульной конструкцией сердечника (сердечник с центральным силовым элементом, преимущественно из стеклопластикового стержня, вокруг которого находятся трубки-модули с расположенными в них оптическими волокнами (ОВ)), емкостью до 288 ОВ, и трубчатой конструкции (в виде центрального модуля-трубки), емкостью до 24 ОВ.

Оптический кабель производятся с различными типами оптического волокна - многомодовыми с размерами 50/125 мкм (сердцевина/оболочка соотв.) (рекомендация МСЭ Т G.651) и 62,5/125 мкм, одномодовыми (рекомендации МСЭ Т G.652, G.653, G.654, G.655), оптическое волокно с расширенным диапазоном рабочих длин волн, типы оптического волокна, которые должен содержать оптический кабель (или же необходимость наличия в оптическом кабеле различных типов оптического волокна), определяются заказчиком с учетом назначения оптического кабеля.

Основной тип оптического волокна, используемых в современных конструкциях оптических кабелей - одномодовые оптические волокна, характеризующиеся низкими потерями (так, километрическое затухание на длине волны 1,55 мкм у оптического волокна по рекомендации G.652 составляет 0,22 дБ/км).

В отличие от медно-жильных кабелей связи, предназначенных для применения на определенных участках сети (первичная, внутризоновая, местная сети связи), оптические кабели связи отличаются практически только допустимыми условиями их прокладки:

прокладка оптического кабеля в кабельную канализацию и специальные (защитные пластмассовые) трубы;

прокладка оптического кабеля в грунтах различных категорий;

прокладка оптического кабеля в грунтах, характеризующихся мерзлотными явлениями;

прокладка оптического кабеля в болотах, на речных переходах, на глубоко водных участках водоемов (озера, водохранилища);

прокладка оптического кабеля на прибрежных и на глубоководных участках морей;

подвеска оптического кабеля на опорах воздушных линий связи, опорах ЛЭП, опорах контактной сети и автоблокировки железных дорог;

прокладка оптического кабеля внутри зданий, в коллекторах и туннелях.

В зависимости от исполнения оптического кабеля условия прокладки могут быть и расширенными (например, для прокладки в кабельную канализацию, специальные трубы, для подвески).

Основными особенностями конструкций оптического кабеля, определяющими область их прокладки, являются:

состав элементов конструкции оптического кабеля (наличие или отсутствие гидрофобного заполнения, металлических элементов);

механические характеристики оптического кабеля (в основном допустимые растягивающее и раздавливающие усилия);

материал наружной оболочки оптического кабеля.[6]

В данной курсовой работе будем использовать ОК типа ОКД (ОКДН.)



Рисунок 13 - Оптический кабель типа ОКД

3.2 Конструкция ОК

Центральный силовой элемент (ЦСЭ) обвивают оптические модули. ЦСЭ выполнен из стеклопластика либо из троса, который изолирован полиэтиленом. На ЦСЭ накручены оптические модули с волокнами.

Оптические модули покрывает защитная лента, защищающая модуль от попадания влаги.

Оптические модули заполняются водоотталкивающим наполнителем.

Cердечник покрывает стальная гофрированная лента, поверх которой накладывается внешняя полиэтиленовая оболочка.

В кабелях ОКД под стальную ленту накладывают периферийный силовой элемент состоящий из стеклонитей или используют ЦСЭ увеличенной прочности.

Кабели ОКДН снаружи имеют полиэтиленовое покрытие не подверженное горению либо выполненные из материалов, которые при сгорании не производят галогены.



3.3 Назначение ОКД (ОКДН)

Предназначены для прокладки в кабельной канализации, трубах, коллекторах, ручным или механизированным способами. Изготавливаются с центральным силовым элементом из стального троса или стеклопрутка. Как правило, данный тип кабеля используется на городских линиях связи.

3.4 Характеристики ОКД (ОКДН)

Кабели предназначены для эксплуатации в диапазоне температур от минус 40 °С до 50 °С.

Допустимое растягивающее усилие 2,7 кН.

Допустимое раздавливающее усилие не менее 0,5 кН/см.

Количество оптических волокон в кабеле - от 2 до 288.

Стойкость к раздавливанию не менее 0,5 кН/см.

Стойкость к однократному удару с начальной энергией 5 Дж.

Сопротивление изоляции наружной оболочки не менее 2000 Мом*км.

Таблица 4 - Характеристики ОКД (ОКДН)



4. РАСЧЁТ ОПТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КАБЕЛЯ

Основным элементом оптического кабеля является волоконный световод - круглый стержень из оптически прозрачного диэлектрика. Оптические волноводы из-за малых размеров поперечного сечения обычно называют волоконными световодами (ВС) или оптическими волокнами (ОВ).

Оптическое волокно состоит из сердцевины, по которой распространяются световые волны и оболочки. Сердцевина служит для передачи световых волн. Назначение оболочки - создание лучших условий отражения на границе «сердцевина-оболочка» и защита от излучения энергии в окружающее пространство. С целью повышения прочности и тем самым надежности волокна поверх оболочки накладывается первичное защитное упрочняющее покрытие.

Для передачи электромагнитной энергии по световоду используется явление полного внутреннего отражения на границе раздела двух сред. Эффект полного внутреннего отражения реализуется в световодах при соблюдении условия:

, (1)

где - показатель преломления сердцевины оптического волокна,

- показателя преломления оболочки оптического волокна.

Луч полностью отражается на границе «сердцевина-оболочка» и остаётся внутри сердцевины (луч 3), когда угол падения () меньше критического угла, который определяется соотношением:

(2)



Величину называют апертурным углом.

Апертура - это угол между оптической осью и одной из образующих светового конуса, падающего в торец волоконного световода, при котором выполняется условие полного внутреннего отражения.

Наряду с понятием «угловая апертура» принято использовать понятие «числовая апертура» (Numerical Aperture).

Числовая апертура представляет собой синус максимального угла падения лучей на торец световода, при котором луч в световоде падает на границу «сердцевина-оболочка» под критическим углом .

(3)

Числовая апертура равна:

Нормированная, или характеристическая, частота - один из важнейших обобщающих параметров, который связывает структурные параметры оптического волокна и длину световой волны, распространяемой в волокне. По значению нормированной частоты можно судить о режиме работы оптического волокна.

При < 2,405 - режим работы оптического волокна - одномодовый.

При > 2,405 - режим работы оптического волокна - многомодовый.

Нормированная частота определяется по формуле:

, (5)



где а - радиус сердцевины волокна, м;

л - рабочая длина волны, м;

NA - числовая апертура.

Нормированная частота равна:

= 1,90

Из полученного результата 1,90 < 2,405 следует, что режим работы по оптическому волокну - одномодовый. Достоинством одномодовых систем является весьма широкий диапазон частот и большая пропускная способность.[7]

4.1 Расчет передаточных параметров оптического кабеля

4.1.1 Затухание

Затухание и потери являются параметрами, определяющими дальность передачи по оптическому кабелю и его эффективность.

Затухание световодных трактов оптических кабелей (), характеризуется собственными потерями в световодах (c) и дополнительными потерями, обусловленными деформацией и изгибами световодов при наложении покрытий и защитной оболочки при изготовлении кабеля (к). Суммарное затухание равно:

= с + к (6)

Собственные потери волоконных световодов состоят в первую очередь из потерь поглощения (п) и потерь рассеяния (р).

Потери на поглощение существенно зависят от чистоты материала и при наличии посторонних примесей (пр) могут быть значительными.

Собственное затухание рассчитывается по формуле:

с = п + р (7)

Затухание в результате поглощения (п) связано с потерями на диэлектрическую поляризацию, оно линейно растет с частотой, зависит от свойств материала световода (tgд) и определяется по формуле:

, (8)

где n1 - показатель преломления сердцевины;

tgд = 1?10-12 - тангенс диэлектрических потерь материала

сердцевины оптического волокна;

л - рабочая длина волны, км.

Затухание поглощения равно:

= 0,0261 дБ/км

Затухание вследствие рассеяния (р) обусловлено неоднородностями материала ОВ, размеры которых меньше длины волны, и тепловой флуктуацией показателя преломления.

Затухание рассеяния определяется выражением:

, (9)

где Кр - коэффициент рассеяния, для кварца равен 0,6 мкм4.

Затухание рассеяния равно:

= 0,104 дБ/км

Потери на рассеяние определяют нижний предел потерь оптического волокна.

В результате, собственные потери мощности в ОВ составят:

с = 0,0261 + 0,104 = 0,130 дБ/км

Дополнительные потери в оптических кабелях (к) обусловлены деформацией оптических волокон в процессе изготовления кабеля - скруткой, изгибами волокон и так далее.

В общем случае дополнительные потери определяются, как:

(10)

В процессе изготовления волокна их классифицируют по следующим семи составляющим:

1 - возникает вследствие приложения к ОВ термомеханических воздействий в процессе изготовления кабеля;

2 - вследствие температурной зависимости коэффициента преломления материала ОВ;

3 - вызывается микроизгибами ОВ;

4 - возникает вследствие нарушения прямолинейности ОВ (скрутка);

5 - возникает вследствие кручения ОВ относительно его оси;

6 - возникает вследствие неравномерности покрытия ОВ;

7 - возникает вследствие потерь в защитной оболочке ОВ.

При соблюдении норм технологического процесса изготовления доминируют потери на микроизгибы.

Потери на микроизгибы и потери в защитных оболочках сравнительно невелики и составляют 0,1 дБ/км.

Расчетное суммарное затухание кабеля равно:

= 0,130 + 0,1 = 0,23 дБ/км

4.1.2 Дисперсии

При прохождении импульсных сигналов по световоду изменяется не только амплитуда импульсов, но и их форма - импульсы уширяются. Это явление называется дисперсией (ф).

Дисперсия - это рассеивание во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала, которое приводит к увеличению длительности импульса оптического излучения при распространении его по ОВ.[8]

С дисперсией связана полоса пропускания соотношением

(11)

Пропускная способность ОК существенно зависит от типа и свойств волоконного световода (ВС), а также от типа излучателя.

Дисперсия состоит из нескольких составляющих. Различие скоростей распространения направляемых мод на фиксированной частоте (длине волны) источника излучения приводит к тому, что время прохождения этих мод по световоду от входа до выхода неодинаково. В результате образуемый ими импульс уширяется, причем величина уширения равна разности времени распространения самой медленной и самой быстрой мод. Это явление называется модовой (межмодовой) дисперсией мод.

Различие скоростей распространения каждой из направляемых мод на различных частотах спектра излучения источника приводит к различной временной задержке частотных составляющих сигнала, т. е. к хроматической (частотной) дисперсии хр. Хроматическая дисперсия складывается из волноводной (внутримодовой) вн и материальной дисперсии мат.

Волноводная дисперсия обусловлена нелинейной зависимостью коэффициента фазы любой направляемой моды от длины волны оптического излучения. Материальная дисперсия оптического волокна обусловлена зависимостью показателя преломления сердцевины и оболочки от длины волны оптического излучения.

Уширение импульсов в результате дисперсии, которое характеризуется временем нарастания сигнала и определяемое как разность между самым большим и самым малым временем прихода лучей в сечении световода на расстоянии от начала в 1 км, может быть рассчитано по формуле:

, (12)

Различные виды дисперсии проявляются по разному в разных типах ВС. В одномодовых ОВ модовая дисперсия отсутствует, результирующее значение дисперсии определяется хроматической дисперсией.

хр = в + м, (13)

Материальная и волноводная дисперсия определяется по формулам:

в = х (), (14)



м = х (), (15)

где:

= 1,0 нм ширина спектра излучения источника,

() = 12 пс / км нм удельная волноводная дисперсия,

() = -18 пс / км нм удельная дисперсия материала.

Рассчитаем дисперсию по формуле:

рез = хр = 1,0 · |(12-18)|=6 пс/км

Рассчитаем полосу пропускания ВС по формуле:

F== 73 · 109 Гц



5. ПРИМЕР РАСЧЁТОВ КОМПОНЕНТОВ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ

Название станции	Номерная емкость
SI-2000	7000
АТСКУ	8000
AXE-10	9000
EWSD	9000

5.1 Расчет нагрузки и пучка СЛ

5.1.1 Построение схемы исследуемого участка сети

В соответствии с заданием рассмотрим одно SDH-кольцо.

Рисунок 14 - Структурная схема исследуемого участка сети ГТС.



5.1.2 Разработка плана нумерации

Так как на сети принята семизначная нумерация, разработка плана нумерации сводится к определению системы нумерации проектируемой сети.

Междугородний код - 861.

Международный код РФ - 7.

Таблица 5 - Система нумерации проектируемой сети.

Станция	АТС-1	АТС-2	АТС-3	АТС-4
Тип станции	SI-2000	EWSD	AXE-10	АТСКУ
Емкость	7000	9000	9000	8000
Местный абонентский номер	2100000-2106999	2200000-2208999	2300000-2308999	2400000-2407999
Междугородний номер	8612100000-8612106999	8612200000-8612208999	8612300000-8612308999	8612400000-8612407999
Международный номер	78612100000-78612106999	78612200000-78612208999	78612300000-78612308999	78612400000-78612407999

5.1.3 Составление диаграмм нагрузки

Диаграмма распределения нагрузки характеризует различные виды нагрузки, подлежащей определению в процессе расчета для каждой станции или узла коммутации сети. Приняты следующие обозначения:

YИСХ.МЕСТ. - исходящая местная телефонная нагрузка, поступающая на входы коммутационного поля (КП) от абонентов квартирного и народно-хозяйственного секторов АТС, а также местных таксофонов, включенных в АТС. Указанная нагрузка распределяется в пределах местной сети.

YЗСЛ - нагрузка от абонентов квартирного и народно-хозяйственного секторов, а также от кабин переговорных пунктов и междугородных телефонов - автоматов, включенных в АТС, при вызове ими АМТС.

YВХ - нагрузка, поступающая на вход КП АТС от абонентов других АТС.

YИСХ - нагрузка, создаваемая на выходе КП при установлении соединений к абонентам других АТС

YУСС - нагрузка, поступающая от абонентов и клиентов АТС на узел специальных служб.

YСЛМ - входящая междугородная нагрузка к абонентам и клиентам АТС, поступающая от АМТС.

Рисунок 15 - Диаграмма распределения нагрузки для АТС-1

Рисунок 16 - Диаграмма распределения нагрузки для АТС-2

Рисунок 17 - Диаграмма распределения нагрузки для АТС-3



Рисунок 18 - Диаграмма распределения нагрузки для АТС-4

5.2 Расчет исходящей местной нагрузки

Местную нагрузку на коммутационном поле АТС создают вызовы (заявки на обслуживание), поступающие от абонентов и занимающие на некоторое время приборы станции.

Различают 3 категории источников:

1. Аппараты народно-хозяйственного сектора;

2. Аппараты квартирного сектора;

3. Таксофоны.

При расчете возникающей нагрузки необходимо иметь ряд данных:

Nнх, Nкв, Nt - количество аппаратов, соответствующее каждому из секторов.

Снх, Скв, Ст - среднее число вызовов в ЧНН.

Тнх, Ткв, Тт - средняя продолжительность разговора.

Рр - доля вызовов, закончившихся разговором.

Все исходные данные можно свести в таблицы.

Таблица 6 - Количество абонентов различных категорий

Номер станции	Число абонентов различных категорий
	Народно-хозяйственного сектора	Квартирного сектора	Таксофонов	Всего
	С декадным набором	С частотным набором	С декадным набором	С частотным набором	С частотным набором
АТС-1	1400	1400	2070	2070	40	7000
АТС-2	1500	1500	2975	2975	50	9000
АТС-3	1500	1500	2975	2975	50	9000
АТС-4	1000	1000	2980	2980	40	8000

Таблица 7 - Параметры нагрузки Тi и Сi при Рр=0,5 и количестве жителей города свыше 500 тысяч

Доля абонентов квартирного сектора	Квартирный сектор	Народно-хозяйственный сектор	Таксофоны
	Скв, выз/ч	Ткв, с	Снх, выз/ч	Тнх, с	Ст, выз/ч	Тт, с
До 65%	1,1	110	4,0	85	10	110
Свыше 65%	1,2	140	2,4	90	10	110

Из таблицы 6 видно, что на АТС-1 число абонентов квартирного сектора не превышает 65%. Поэтому для нее будем пользоваться первой строкой таблицы 7. Аналогично можно сделать вывод, что для АТС-2, АТС-3, АТС-4 необходимо пользоваться второй строкой таблицы 3. Кроме того, необходимо отметить, что все таксофоны имеют частотный набор, так как все 4 АТС - электронные.

Интенсивность возникающей местной нагрузки на i-ой АТС от источников j-ой категории, выраженная в Эрлангах, определяется по следующей формуле:

Yij = (Cij* Nij* tij)/3600 (16)

где - среднее число вызовов;

- число абонентов j-ой категории;

- средняя продолжительность одного занятия:



, (17)

где= 3 с - время слушания сигнала ответ станции;

- среднее время набора семизначного номера (для телефонных аппаратов с декадным набором эта величина равна 10,5 с, а для частотного набора - 5,6 с);

= 2 с - время установления соединения;

= 7 с - время слушания сигнала посылки вызова;

- средняя продолжительность разговора.

Коэффициент учитывает продолжительность занятия приборов вызовами, не закончившимися разговорами. Этот коэффициент можно определить по таблице 8.

Таблица 8 - коэффициент б от Т при =0,5.

Т	80	85	90	110	140
б	1,24	1,23	1,22	1,185	1,16

Среднее время занятия телефонного тракта абонентами на АТС-1 и АТС-4, найденное по формуле (17):

tкв,д = 1,185*0,5*(3+10,5+2+7+110) = 78,51 с;

tкв,ч = 1,185*0,5*(3+5,6+2+7+110) = 75,60 с;

tнх,д = 1,23*0,5*(3+10,5+2+7+85) = 66,11 с;

tнх,ч = 1,23*0,5*(3+5,6+2+7+85) = 63,10 с;

tT = 1,185*0,5*(3+5,6+2+7+110) = 75,60 с.

Среднее время занятия телефонного тракта абонентами на АТС-2 и АТС-3 найденное по формуле (17):

tкв,д = 1,16*0,5*(3+10,5+2+7+140) = 94,25 с;

tкв,ч = 1,16*0,5*(3+5,6+2+7+140) = 91,41 с;

tнх,д = 1,22*0,5*(3+10,5+2+7+90) = 68,63 с;

tнх,ч = 1,22*0,5*(3+5,6+2+7+90) = 65,64 с;

tT = 1,185*0,5*(3+5,6+2+7+110) = 75,60с.

С учетом полученных результатов, рассчитаем местную исходящую нагрузку от абонентов АТС-1 различных секторов по формуле (16):

укв.д = 1,1*2070*78,51/3600 = 49,66 Эрл;

укв.ч = 1,1*2070*75,6/3600 = 47,82 Эрл;

yнх.д = 4*1400*66,11/3600 = 102,84 Эрл;

унх.ч = 4*1400*63,1/3600 = 98,15 Эрл;

ут = 10*40*75,6/3600 = 8,4 Эрл.

Аналогично для АТС-2 получим:

укв.д = 1,2*2975*94,25/3600 = 93,46 Эрл;

укв.ч = 1,2*2975*91,41/3600 = 90,65 Эрл;

yнх.д = 2,4*1500*68,63/3600 = 68,63 Эрл;

унх.ч = 2,4*1500*65,64/3600 = 65,64 Эрл;

ут = 10*50*75,6/3600 = 10,50 Эрл.

Для АТС-3 получим:

укв.д = 1,2*2975*94,25/3600 = 93,46 Эрл;

укв.ч = 1,2*2975*91,41/3600 = 90,65 Эрл;

yнх.д = 2,4*1500*68,63/3600 = 68,63 Эрл;

унх.ч = 2,4*1500*65,64/3600 = 65,64 Эрл;

ут = 10*50*75,6/3600 = 10,50 Эрл.

Для АТС-4 получим:

укв.д = 1,1*2980*78,51/3600 = 71,49 Эрл;

укв.ч = 1,1*2980*75,6/3600 = 68,84 Эрл;

yнх.д = 4*1000*66,11/3600 = 73,45 Эрл;

унх.ч = 4*1000*63,10/3600 = 70,1 Эрл;

ут = 10*40*75,6/3600 = 8,4 Эрл.

Суммарную местную нагрузку, поступающую на коммутационное поле i-ой АТС, можно найти как:

Y1мест = 49,66 + 47,82 + 102,84 + 98,15 + 8,4 = 306,87 Эрл;

Y2мест = 93,46 + 90,65 + 68,63 + 65,64 + 10,5 = 328,88 Эрл;

Y3мест = 93,46 + 90,65 + 68,63 + 65,64 + 10,5 = 328,88 Эрл;

Y4мест = 71,49 + 68,84 + 73,45 + 70,1 + 8,4 = 292,28 Эрл.

5.3 Расчет нагрузки к узлу спецслужб

Местную исходящую нагрузку разделяем на 3 части: нагрузка к УСС, внутристанционная нагрузка и суммарная нагрузка к другим АТС и АМТС.

Согласно НТП к УСС направляется 2-3% возникающей от абонентов нагрузки. Поэтому нагрузку к УСС можно определить по следующей формуле:

YiУСС = 0,03*Yiмест (18)

Используя формулу (18), для АТС-1, АГС-2, АТС-3 и АТС-4 получим соответствующую нагрузку к УСС:

Y1УСС = 0,03*306,87 = 9,21 Эрл;

Y2УСС = 0,03*328,88 = 9,86 Эрл;

Y3УСС = 0,03*328,88 = 9,86 Эрл;

Y4УСС = 0,03*292,28 = 8,77 Эрл.

Оставшаяся нагрузка распределяется по другим направлениям и определяется по формуле:

Yi' = Yiмест - YiУСС (19)

Используя формулу (19), для каждой из АТС получим:

Y1' = 306,87 - 9,21 = 297,66 Эрл;

Y2' = 328,88 - 9,86 = 319,02 Эрл;

Y3' = 328,88 - 9,86 = 319,02 Эрл;

Y4' = 292,28 - 8,77 = 283,51 Эрл.

5.4 Определение внутристанционной нагрузки

Нагрузку на выходе цифрового коммутационного поля находим по формуле:

Yi = 0,95* Yi' (20)

По формуле (20) получим:

Y1 = 0,95*297,66 = 282,78 Эрл;

Y2 = 0,95*319,02 = 303,07 Эрл;

Y3 = 0,95*319,02 = 303,07 Эрл;

Y4 = 0,95*283,51 = 269,33 Эрл.



Внутристанционная нагрузка к абонентам своей станции определяется по формуле:

Yii = Yi*зi/100, (21)

где зi - коэффициент внутристанционного сообщения, который определяется (рис.19) по коэффициенту веса зci - отношению емкости i-ой станции к емкости изучаемой сети. Коэффициент веса определяется по формуле:

(22)

Используя формулу (22), получим:

зc1 = 7000/(7000+9000+9000+8000)*100% = 21,21 %

зc2 = 9000/(7000+9000+9000+8000)*100% = 27,27 %

зc3 = 9000/(7000+9000+9000+8000)*100% = 27,27 %

зc4 = 8000/(7000+9000+9000+8000)*100% = 24,24 %

Рисунок 19 - Зависимость коэффициента внутристанционного сообщения i от коэффициента веса станции сi



Из рисунка 19 находим i в зависимости от сi:

1 = 39,4 %

2 = 44,2 %

3 = 44,2 %

4 = 42,5 %

С помощью формулы (21), получим внутристанционную нагрузку:

Y11 = 282,78*39,4/100 = 111,42 Эрл;

Y22 = 303,07*44,2/100 = 133,96 Эрл;

Y33 = 303,07*44,2/100 = 133,96 Эрл;

Y44 = 269,33*42,5/100 = 114,46 Эрл.

5.5 Определение междугородней нагрузки

Междугородняя и международная исходящие нагрузки по заказно-соединительным линиям от одного абонента в ЧНН, согласно НТП, определяются по формуле:

YiЗСЛ = Ni*0,0015 (23)

Тогда, используя формулу (23), для АТС-1, АТС-2, АТС-3 и АТС-4 соответственно получим:

Y1ЗСЛ = 7000*0,0015 = 10,5 Эрл;

Y2ЗСЛ = 9000*0,0015 = 13,5 Эрл;

Y3ЗСЛ = 9000*0,0015 = 13,5 Эрл;

Y4ЗСЛ = 8000*0,0015 = 12 Эрл.



Междугороднюю и международную входящие нагрузки по СЛМ к одному абоненту АТС в ЧНН будем полагать равными исходящим нагрузкам:

Y1СЛМ = Y1ЗСЛ = 10,5 Эрл;

Y2СЛМ = Y2ЗСЛ = 13,5 Эрл;

Y3СЛМ = Y3ЗСЛ = 13,5 Эрл;

Y4СЛМ = Y4ЗСЛ = 12 Эрл.

5.6 Распределение исходящей нагрузки между АТС

Суммарная исходящая нагрузка от i-ой АТС к другим АТС проектируемой сети находится по формуле:

Yiисх = Yi - Yii - YiЗСЛ - YiУСС (24)

Используя формулу (24), получим:

Y1исх = 282,78 - 111,42 - 10,5 - 9,21 = 151,65 Эрл;

Y2исх = 303,07 - 133,96 - 13,5 - 9,86 = 141,25 Эрл;

Y3исх = 303,07 - 133,96 - 13,5 - 9,86 = 141,25 Эрл;

Y4исх = 269,33 - 114,46 - 12 - 8,77 = 134,1 Эрл.

Все полученные данные можно свести в таблицу.

Таблица 9 - Интенсивности нагрузок

Номер АТС	Тип АТС	Емкость АТС	Yi, Эрл	Yii, Эрл	YiЗСЛ, Эрл	YiУСС, Эрл	Yiисх, Эрл
1	SI-2000	7000	282,78	111,42	10,5	9,21	151,65
2	EWSD	9000	303,07	133,96	13,5	9,86	141,25
3	AXE-10	9000	303,07	133,96	13,5	9,86	141,25
4	АТСКУ	8000	269,33	114,46	12	8,77	134,1

При равномерном телефонном тяготении между абонентами всей сети, интенсивность нагрузки от i-ой АТС к j-ой АТС пропорциональна доли интенсивности исходящей нагрузки от интенсивности нагрузки всех АТС сети.

Тогда получим:

Y12 = 151,65*141,25/(141,25 + 141,25 + 134,1) = 51,42 Эрл;

Y13 = 151,65*141,25/(141,25 + 141,25 + 134,1) = 51,42 Эрл;

Y14 = 151,65*134,1/(141,25 + 141,25 + 134,1) = 48,81 Эрл;

Y21 = 141,25*151,65/(151,65 + 141,25 + 134,1) = 50,16 Эрл;

Y23 = 141,25*141,25/(151,65 + 141,25 + 134,1) = 46,72 Эрл;

Y24 = 141,25*134,1/(151,65 + 141,25 + 134,1) = 44,36 Эрл;

Y31 = 141,25*151,65/(151,65 + 141,25 + 134,1) = 50,16 Эрл;

Y32 = 141,25*141,25/(151,65 + 141,25 + 134,1) = 46,72 Эрл;

Y34 = 141,25*134,1/(151,65 + 141,25 + 134,1) = 44,36 Эрл;

Y41 = 134,1*151,65/(151,65 + 141,25 + 134,1) = 47,63 Эрл;

Y42 = 134,1*141,25/(151,65 + 141,25 + 134,1) = 44,36 Эрл;

Y43 = 134,1*141,25/(151,65 + 141,25 + 134,1) = 44,36 Эрл.

Используя полученный результат, построим матрицу нагрузок.

Таблица 10 - Матрица нагрузок

Куда	АТС-1	АТС-2	АТС-3	АТС-4	УСС	АМТС	Всего
Откуда
АТС-1	111,42	51,42	51,42	48,81	9,21	10,5	282,78
АТС-2	50,16	133,96	46,72	44,36	9,86	13,5	298,56
АТС-3	50,16	46,72	133,96	44,36	9,86	13,5	298,56
АТС-4	47,63	44,36	44,36	114,46	8,77	12	271,58



На рисунке показано коммутационное поле АТС-1. Внего включаются линии с различных АТС, АМТС и УСС. Над каждой из них указано направление и нагрузка.

Рисунок 20 - Распределение нагрузок по направлениям на проектируемой АТС-1.

5.7 Расчет числа соединительных линий

Так как направления исходящей связи на АТС являются полнодоступными, то расчет числа каналов производится по первой формуле Эрланга:

V = E(Y;p), (25)

где Y - интенсивность нагрузки в некотором направлении;

p - потери.

Для разных линий значение потерь различно. Согласно НТП, для каналов между АТС потери p = 0,01, для ЗСЛ - p =0,005, для СЛМ - p = 0,002, для связи с УСС - p = 0,001.

Для нахождения числа каналов, идущих в определенных направлениях, используется таблица значений первой формулы Эрланга.

Тогда между АТС мы получим следующее количество соединительных линий:

V12 = E(51,42 ; 0,01) = 66;

V13 = E(51,42 ; 0,01) = 66;

V14 = E(48,81 ; 0,01) = 62;

V21 = E(50,16 ; 0,01) = 64;

V23 = E(46,72 ; 0,01) = 61;

V24 = E(44,36 ; 0,01) = 58;

V31 = E(50,16 ; 0,01) = 64;

V32 = E(46,72 ; 0,01) = 61;

V34 = E(44,36 ; 0,01) = 58;

V41 = E(47,63 ; 0,01) = 62;

V42 = E(44,36 ; 0,01) = 58;

V43 = E(44,36 ; 0,01) = 58.

Число линий в направлении к УСС:

V1УСС = E(9,21 ; 0,001) = 20;

V2УСС = E(9,86 ; 0,001) = 21;

V3УСС = E(9,86 ; 0,001) = 21;

V4УСС = E(8,77 ; 0,001) = 19;

Число ЗСЛ:

V1ЗСЛ = E(10,5 ; 0,005) = 19;

V2ЗСЛ = E(13,5 ; 0,005) = 23;

V3ЗСЛ = E(13,5 ; 0,005) = 23;

V4ЗСЛ = E(12 ; 0,005) = 21;

Число СЛМ:

V1СЛМ = E(10,5 ; 0,002) = 21;

V2СЛМ = E(13,5 ; 0,002) = 25;

V3СЛМ = E(13,5 ; 0,002) = 25;

V4СЛМ = E(13 ; 0,002) = 23;

Число ИКМ трактов между АТС можно найти по формуле:

Nij = (Vij + Vji)/30 (26)

N12 = (66 + 64)/30 = 5

N13 = (66 + 64)/30 = 5

N14 = (62 + 62)/30 = 5

N23 = (61 + 61)/30 = 5

N24 = (58 + 58)/30 = 4

N34 = (58 + 58)/30 = 4

N1УСС = 1

N2УСС = 1

N3УСС = 1

N4УСС = 1

N1АМТС = (19 + 21)/30 = 2

N2АМТС = (23 + 25)/30 = 2

N3АМТС = (23 + 25)/30 = 2

N4АМТС = (21 + 23)/30 = 2



5.8 Выбор типа синхронного транспортного модуля

Синхронный транспортный модуль STM - это информационная структура, используемая для осуществления соединений в SDH.

Базовый синхронный модуль STM-1 позволяет собрать потоки со скоростью 2 Мбит/с в один модуль и передавать их со скоростью 155 Мбит/с.

Модуль STM-4 обеспечивает передачу 252 цифровых потоков E1 со скоростью 622 Мбит/с.

Модуль STM-16 позволяет объединить 1008 цифровых потока типа E1 и обеспечивает их передачу со скоростью 2,5 Гбит/с.

Для построения первичной сети на базе SDH используем двунаправленное кольцо со 100% резервированием в случае аварии на участках кольца. [9][10]

По результатам предыдущей главы заполним матрицу кратчайших путей.

Таблица 11 - Матрица кратчайших путей

Исходящая станция	Входящая станция	Количество E1	Путь передачи	Участок кольца
				1-2	2-1	2-3	3-2	3-4	4-3	4-1	1-4
АТС-1	АТС-2	5	Осн. Рез.	5			5		5		5
	АТС-4	5	Осн. Рез.	5		5		5			5
АТС-2	АТС-1	5	Осн. Рез.		5	5		5		5
	АТС-3	5	Осн. Рез.		5	5			5		5
АТС-3	АТС-2	5	Осн. Рез.	5			5	5		5
	АТС-4	4	Осн. Рез.		4						4
АТС-4	АТС-1	5	Осн. Рез.		5		5		5	5
	АТС-3	4	Осн. Рез.	4		4			4	4
Всего	19	19	19	19	19	19	19	19

Учитывая необходимость запаса, получим 1,4*19=27. Это означает, что для нашей сети необходим поток STM-1.

На базе произведённых расчётов в данной курсовой работе было выбрано оборудование, описание и характеристики которого описаны выше (см. главу 2).



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результатом выполнения данной курсовой работы является рассмотрение транспортной сети SDH. А так же выбор системы передачи, выбор оптического кабеля, расчёт компонентов транспортной сети.

В процессе выполнения курсовой работы были сделаны следующие выводы:

- в данной курсовой работе для построения транспортной сети была выбрана система передачи SDH; топология кольцо, так как основное преимущество этой топологии - легкость организации защиты типа 1+1, благодаря наличию в синхронных мультиплексорах SMUX двух пар (основной и резервной) оптических агрегатных выходов (каналов приема/передачи): восток - запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встречными потоками;

- для построения ГТС в данной курсовой работе был выбран ОК типа ОКД (кабель для прокладки в канализации);

- на базе расчетов компонентов транспортной сети был выбран синхронный транспортный модуль типа STM-1;

- так же, на базе данных расчётов было выбрано цифровое оборудование SDH;

Таким образом, в данной работе были рассмотрены все задачи, указанные в задании.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH. М.: Эко-Трендз, 2007.

2. Гордиенко В.Н. Современные высокоскоростные цифровые телекоммуникационные системы. Ч. 1. Синхронная цифровая иерархия: Учебное пособие / С.Н. Ксенофонтов, С.В. Кунегин, М.К. Цыбулин. М.: МТУСИ, 2008. 30 с.

3. Н.А. Соколов. Телекоммуникационные сети. Монография в 4-х главах. Часть 1. Принципы построения телекоммуникационных систем. Москва, 2003г., 128 с.

4. Metropolis AMU and Metropolis AMS Installation Guide. Release 3.2. Lucent Technologies, 2009.

5. Оборудование SDH. Описание мультиплексора Metropolis AM1 Plus // Официальный сайт компании Lucent Technologies.

6. Ксенофонтов С.Н. Направляющие системы электросвязи. Сборник задач: Учебное пособие для вузов / С.Н. Ксенофонтов, Э.Л. Портнов. М.: Горячая линия - Телеком, 2004. 268 с.

7. Крук Б.И. Телекоммуникационные системы и сети. Т 1 Современные технологии/Б.И. Крук, В.Н. Попантонопуло, В.П. Шувалов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2006 - 648 с.

8. Гольдштейн Б.С., Соколов Н.А., Яновский Г.Г. Сети связи: Учебник для ВУЗов. СПБ.:БХВ-Петербург, 2010.-400 с.

9. Горлов Н.И. Методические указания к курсовому проекту «Проект магистральной (внутризоновой) ВОЛП» по курсу «Линии связи» / Н.И. Горлов, Ж.А. Михайловская, Л.В. Первушина. Новосибирск: Типография СибГУТИ, 1998. 25 с.

10. Бакланов И.Г. NGN: принципы построения и организации. - М.: Эко-Трендз, 2008.

Размещено на Allbest.ru