Проект волоконно-оптической линии передачи сегмента транспортной сети на заданном участке

Для выбранной марки кабеля и рабочей длины волны 1530 нм;– протяженность ЭКУ (максимальное расстояние между станциями).- максимальное значение потерь в неразъемном соединении на заданной рабочей длине волны λ, дБ; – потери в разъемных соединениях. Предполагая использование оптических разъемов типа FC/PC, принимаем = 0,5 дБ;– количество разъемных соединений на ЭКУ. Принимаем (по 2 разъема на приеме/передаче – 1 на оптическом кроссе и 1 на приемопередающем модуле оптической системы передачи).– количество неразъемных соединений, определяется по формуле:,где – строительная длина оптического кабеля. В данном случае принимаем .Расчет уровней мощности сводим в таблицу 6,2.Таблица 6,2 – Расчет уровней мощностиУчастокДлина пролета, кмУровень мощности, дБПункт 1 Пункт 266-17,87Пункт 2 Пункт 3168-27,56Пункт 3 Пункт 4119-23,17 – потери из-за шумов межсимвольной интерференции (ISI – IntersymbolInterference).где – время нарастания фронта оптического импульса на входе источника оптического излучения (составляет 10% - 90% от его максимального значения), непосредственно связано со скоростью передачи оптического сигнала следующим соотношением:где – скорость передачи оптического сигнала в линии, Мбит/с. В данной работе рассматривается применение блочного линейного кода для цифрового потока MBNВ. Отсюда: где – число символов кодовой последовательности;– число импульсов, необходимое для передачи;– скорость передачи информации, соответствующая заданному уровню иерархии скоростей цифровых потоков, Мбит/с.=155 Мбит/с.Для уровней синхронной цифровой иерархии (SDH) STM-1 (=155 Мбит/с) и выше условно принимаем блочный линейный код 10В11В.Рассчитываем:Подставим найденное значение BL и найдем T0:– время нарастания фронта оптического импульса на выходе фотоприемника, сгде – полоса пропускания фотоприемника, Гц (выбирается из условия ≥). Выберем– прогнозируемое среднеквадратическое отклонение дисперсии на ЭКУ:где и - значения хроматической и поляризационной модовой дисперсии на ЭКУ соответственно. Прогнозируемое значение хроматической дисперсии на ЭКУ заданной протяженности () определяется по следующей формуле:где – ширина спектра излучения источника, равна 3,6 нм.– коэффициент хроматической дисперсии на заданной рабочей длине волны :,где – параметр наклона спектральной характеристики дисперсии ОВ в точке нулевой дисперсии, . по заданию;– длина волны нулевой дисперсии, равна 15014 нм.Подставляя найденные значения D и значение спектра ширины излучения, равное 3,6 нм, найдем:Прогнозируемое значение поляризационной модовой дисперсии (ПMД) на ЭКУ заданной протяженности :где – параметр ПМД волокна, . .Рассчитываем:Подставив найденные выше значения получаем:Мощность оптического сигнала на выходе фотоприемника ОСП :где – уровень мощности оптического сигнала на выходе фотоприемника, дБМаксимальный уровень мощности шума фотоприемника (, дБ)можно оценить по следующей формуле:дБ,где – заданный уровень чувствительности фотоприемника, дБ. – номинальное значение Q-фактора, соответствующее нормированному коэффициенту ошибок BERном, возьмем .Получаем:Чувствительность фотоприемника , и мощность шума рассчитываются следующим образом:Получаем:Построение глаз-диаграммы осуществляется путем наложений откликов системы передачи в предположении гауссовой формы импульса сигнала «изолированного» логического 0 в последовательности логических 1 (например, комбинация 101 при трёхсимвольной последовательности):,и отклика системы передачи сигнала «изолированной» логической 1 в последовательности логических 0 (например, комбинация 010 при трёхсимвольной последовательности):,где - среднеквадратическая длительность гауссова импульса на выходе фотоприемника ВОСП, с. Данная величина непосредственно связана с интервалом передачи битовой последовательности следующим соотношением:;,где – количество символов битовой последовательности (в данном случае примем Nsymb=3);– длительность импульса на уровне 0,5 от его максимума на выходе источника оптического излучения, с:где – скорость передачи оптического сигнала в линии, 155 Мбит/с.Значит,При построении глаз-диаграммы в диапазоне (-2Т; 2Т) на диаграмме надо указать мощность шума фотоприемника, а также чувствительность фотоприемника (если мощность сигнала на выходе фотоприемника и чувствительность фотоприемника являются величинами одного порядка). Границы раскрываглаз-диаграммы (зоны принятия решения), соответствуют минимальной зарегистрированной мощности при передаче логической 1 (,мВт) и максимальной зарегистрированной мощности при передаче логического 0 (, мВт):где точка максимальногораскрыва глаз диаграммы, с: Получим:Рисунок 4.2 – График с указанием границ раскрываглаз-диаграммыИсходя из предположения гауссова распределения мощности сигналов в состояний логической 1 () и логического 0 (), определяют характеристики распределений этих состояний – математическое ожидание мВт и мВт соответственно. Среднеквадратические отклонения мощностей , мВт и , мВт определяются в соответствии с правилом «трех сигм»:Величина Q-фактора рассчитывается по следующей формуле:.При этом коэффициент ошибок BER определяется выражением:,где – вспомогательная функция интеграла ошибок.Формула справедлива при значениях аргумента больше 3, то есть только при выполнении условия: .Так как,то рассчитаем коэффициент битовых ошибок:.7. Расчёт параметров надёжности ВОЛПОдно из важнейших технических требований, предъявляемых к цифровой сети связи – обеспечение ее устойчивого функционирования в течение длительного периода эксплуатации в условиях, характеризуемых физическими внешними воздействующими факторами и внутренним показателями компонентов сети.Основной задачей системы технической эксплуатации оптических кабельных магистралей является обеспечение качественной и бесперебойной работы трактов и каналов связи. Качество работы систем связи зависит от надежности работы линий связи.Надежность – одна из важнейших характеристик современных магистралей и сетей связи общего пользования. При проектировании должна быть произведена оценка показателей надежности на соответствии заданным требованием, путем построения структурной схемы надежности ВОЛП и расчета коэффициента готовности и время восстановления с учетом резервирования по исходным данным о надежности составных частей оборудования, полученных от поставщика в соответствии с РД 45.047 99.Для оценки надежности кабельных линий используются следующие основные характеристики:Коэффициент готовности (Кг) – это вероятность того, что объект технической эксплуатации (ОТЭ) окажется работоспособным в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых использование объекта по назначению не предусматривается.Коэффициент неготовности или коэффициент простоя (Kп)–вероятность того, что система окажется в неработоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов.Средняя наработка на отказ (То) - отношение суммарной наработки ОТЭ к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки.Время восстановления (Tв) – это математическое ожидание времени восстановления работоспособности состояния ОТЭ после отказа.Интенсивность отказов (ок) – это условная плотность вероятности возникновения отказа ОТЭ определенная при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник.Тогда интенсивность отказов ОК за 1 час на длине трассы ВОЛП L определится как:где L – длина проектируемой ВОЛП (L=352 км);8760 – количество часов в году;100 – длина линии, для которой задана плотность отказов.Таким образом, интенсивность отказов ОК за 1 час на длине трассы ВОЛП L равна:При существующей на эксплуатации стратегии восстановления, начинающего с момента обнаружения отказа (аварии), коэффициент простоя определяется как:где Тв – время восстановления (Тв =5,2 ч.).Тогда коэффициент простоя равен:А коэффициент готовности определяется как:Тогда коэффициент готовности равен:Таким образом, рассчитанный коэффициент готовности удовлетворяет норме (Kг>0,985).При длине трассы L не равнымLM среднее время между отказами определяется как:где Tо – время между отказами;LM – максимальная протяженность для внутризоновой ВОЛП;L – протяженность проектируемой ВОЛП.Тогда среднее время между отказами равно:ЗАКЛЮЧЕНИЕ.В данном курсовом проекте разработана конструкция волоконно-оптической сети передачи данных.В результате выполненной работы выбрана трасса прокладки оптического кабеля (ОК), система передачи и тип ОК. Проектом предусмотрено использовать аппаратуру SDH Optx 1600 семейства NortelNetworks и оптического кабеля ОКЛК-01-4-20.Рассчитаны параметры ОК и определена длина регенерационного участка, который составляет 353 км. Проектом предусмотрена установка оборудования НРП.Прокладка ОК предусмотрена с применением кабелеукладочной техники.Список использованной литературыАлексеенко А.Л., Белов Ю.Н., Ионов А.Д., Хабибулин В.М. Проектирование и строительство волоконно-оптических линий связи. Учебное пособие – Новосибирск.: НЭИС, 1991г. – 95с.Административная карта Российской Федерации “Хабаровский край”. М.: - “Роскартография” 1999г.Цифровые системы передачи: учебно-методическое пособие.- М.: МТУСИ, 2008.Курицын С. А., Матюхин А. Ю. Многоканальные системы передачи: Учебник. – СПб, 2011ГОСТ 2.701-84. ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнениюГОСТ 21.406-88 Проводные средства связи. Обозначения условные графические на схемах и планахРД 45.155-2000 "Заземление и выравнивание потенциалов аппаратуры ВОЛП на объектах проводной связи".Бутусов М.М., Верник С.Л., Галкин С.Л. Волоконно - оптические системы передач. Учебник для ВУЗов. – М.: Радио и связь, 1992г. – 128с."Цифровые и аналоговые системы передачи" : Учебное пособие / под ред. Иванова В.И. – М: Горячая линия – Телеком – 2003РД 45.047-99. Линии передачи волоконно-оптические на магистральных и внутризоновых первичных сетях ВСС России. Техническая эксплуатация. - М.,2000г. – 68с. ГОСТ 8.417-81. ГСИ. Единицы физических величин.ГОСТ 26599-85 . Системы передачи волоконно-оптические.ОСТ 45.104-97. Стыки оптических систем передачи синхронной цифровой иерархии. Классификация и основные параметры.