проектирование оптической системы связи Омск-Новосибирск

Усилительные пункты оборудованы линейными оптическими усилителями (ОУэ) с модулями компенсации дисперсии (МКД), включенными между каскадами линейных усилителей. На станции Орел располагается оптический мультиплексор ввода/вывода (ОМВВ) с установленными на входе и выходе усилителями ОУ2 и ОУ1, а также транспондеры каналов ввода/вывода. Все усилители выполнены на основе оптического волокна легированного эрбием (EDFA).Примем уровни передачи по оптическому каналу на выходах всех ОУ1 и ОУ3 одинаковыми и равными р = 4.5дБм, что обеспечивается регулировкой коэффициентов усилений оптических усилителей. Целесообразно усиления принять равными затуханиям прилегающих усилительных участков, которые рассчитаем по формуле:Уровни приема на входах усилителей:Уровни приведенных шумов на входах усилителей рассчитаем по формуле:При этом логарифмический коэффициент шума примем равным 7 дБ для ОУ3 и 6 дБ для ОУ2, что соответствует нормативным параметрам. Уровень квантового шума =- 49,9дБм.Защищенность от шумов на усилительных участках рассчитаем по формуле:Результаты расчетов параметров диаграммы уровней сведены в таблицу 4.2.Таблица 4.2 - Параметры диаграммы уровней направления Омск – НовосибирскПункт ВОЛПДлина пролета км, дБм, дБм, дБм, дБм, дБмОмск794.526.86-21.36-43.922.54Калачинск834.528.22-22.72-42.920.18Татарск794.526.86-21.36-42.921.54Кошкуль774.526.18-20.68-42.922.22Барабинск834.528.22-22.72-43.921.18Убинское814.527.54-22.04-42.920.86Коченево564.519.04-13.54-42.929.36Новосибирск     Пункт ВОЛПДлина пролета км, дБм, дБм, дБм, дБм, дБмОмскКалачинск794.526.86-21.36-42.922.54Татарск834.528.22-22.72-42.920.18Кошкуль794.526.86-21.36-42.921.54Барабинск774.526.18-20.68-43.922.22Убинское834.528.22-22.72-42.921.18Коченево814.527.54-22.04-42.920.86Новосибирск564.5  19.04-13.54 -43.9 29.36Следовательно, требования на качественные показатели будут выполнены. Можно сделать вывод о правильности принятых решений по выбору оборудования ВОСП- СР и размещению усилительных пунктов на реконструируемой ВОЛП.4.6 Расчет надежности проектируемой ВОЛСПроблема надежности является одной из основных в современной технике, в том числе и технике связи. В современных цифровых сетях ВОЛС по протяженности могут достигать многих тысяч километров. Основной конструктивный элемент ВОЛП - оптический кабель, главным компонентом которого является хрупкое кварцевое оптическое волокно. Выход из строя хотя бы одного ОВ в ОК приводит к нарушению передачи многих тысяч каналов связи. Долговечность кабеля - свойство сохранять работоспособное состояние до выхода одного или нескольких параметров кабеля за допустимые пределы при установленной системе технического обслуживания и ремонта. [1]Отличительный признак или совокупность признаков нарушения работоспособного состояния, согласно которым устанавливается факт возникновения отказа, называется критерием отказа. Критерий отказа устанавливается НТД. Например, под критерием отказа типового канала понимается перерыв связи (снижение уровня более чем на 18 дБ) длительностью более 300 мс.Процесс обнаружения и устранения отказа, т.е. перевод ОТЭ из неработоспособного состояния в работоспособное, называется восстановлением. По способности к восстановлению ОТЭ подразделяются на восстановляемые ОТЭ, использование которых возможно после восстановления, и на невосстанавливаемые ОТЭ, восстановление которых после отказа считается нецелесообразным или невозможным. Учитывая высокую надежность современной аппаратуры ЦСП, целесообразно принять значение коэффициента готовности кабельной линии 0,985, а аппаратуры - 0,994. Тогда на подземной кабельной линии должны обеспечиваться следующие показатели:- коэффициент готовности – не менее 0,985;- среднее время между отказами – не менее 340,5 часов;- среднее время восстановления – не более 5,2 часов;- плотность повреждений – не более 0,1823 [15].Среднее число (плотность) отказов ОК за счет внешних повреждений на 100 км кабеля в год (по статистике повреждений на коаксиальных кабелях из опыта эксплуатации на магистральной сети первичной связи России) равно: =0,34 .Тогда интенсивность отказов ОК за 1 час на длине трассы ВОЛП L определится как:где L – длина проектируемой ВОЛП (L=627 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:4.7 Оценка надежности участка первичной магистральной сети4.7.1 Оценка надежности работы линейно - кабельных сооруженийСуммарная интенсивность отказов линейно – кабельных включает в себя:- отказы из-за внешних причин (работы сторонних организаций, дефекты строительства, удары молнии, ливни и т.д.), характеризующиеся интенсивностью - внутренние отказы кабеля, характеризующиеся средним временем наработки на отказ или интенсивность отказов одной строительной длины кабеля - отказы УП за счет внешних повреждений, характеризующихся интенсивностью Λ=где – количество строительных длин; – количество УП; – общая протяженность кабеля. = / где =4км - длина строительной длины кабеля. = 621/6 = 103.5Среднее количество отказов на один километр за один час определено как: = 0,29 / (103.5*8760) = 1,035* 1/ч.Интенсивность отказов одной строительной длины кабеля: = 1/3225000 = 3,1* 1/ч.Результаты расчета среднего количества отказов одного УП в час (из-за внешних повреждений): = 0,06/8760 = 6,85* 1/ч.Исходя из полученных значений:Λ = 1,035* *621+3,1* *103.5+6,85* *15 = 1,99* 1/чСреднее время между отказами линейно – кабельных сооружений: =1/Λ = 1/1,99* =5025 ч.Примем среднее время восстановления кабеля, затрачиваемое на обнаружение, поиск причины и устранение отказа = 6 ч. Определим коэффициент готовности и простоя: = 5025/ (5025+ 6) = 0,9988 = 1 - 0,9988 = 1,2*4.7.2 Оценка надежности работы аппаратуры.Суммарная интенсивность отказов оборудования двух ОП (оконечных пунктов) включает в себя интенсивности отказов: модуля оптического мультиплексора, модуля оптического демультиплексора, источника питания, модуля управления, модуля транспондера и оптического усилителя. = = = Результаты расчета: = Суммарная интенсивность отказов для трёх ТПВВ определяется поформуле:= Результаты расчета:= Среднее время между отказами для оборудования ТПВВ:Коэффициент готовности и простоя для ТПВВ:= / (+ );= / (+ ) = 1- ,где=0,5ч - время восстановления работоспособности ТПВВ.Интенсивность отказов оборудования УП обусловлена отказамиоптического усилителя и источника питания.Результаты расчета:Среднее время между отказами для оборудования УП:= 1/ = 1/ 1.63*= 6135 ч.Коэффициентов готовности и простоя для УП:где=1ч - время восстановления работоспособности УП.Суммарная интенсивность отказов аппаратуры:Коэффициент простоя аппаратуры рассчитан по формуле:Коэффициент готовности аппаратуры :При определении требуемого показателя надежности для участкамагистральной сети протяженностью 12500 км воспользуемся значением= 0,982.Значение требуемого коэффициента готовности для реконструированногоучастка сети найдено из следующего выражения:=(*12500/L)/(( *12500/L)+ ),где L = 621 км – общая протяженность участка магистральной сети;=1,1ч – среднее время восстановления для участка магистральнойсети протяженностью 621 км.Результат расчета:Полученное значение коэффициента готовности для реконструированного участка магистральной сети превышает рассчитанное допустимое значение, то есть KГС> . Следовательно, мероприятий по увеличению надежности проводить не требуется.ЗаключениеВ данной курсовой работе был разработан проект волоконной линии связи на участке Омск-НовосибирскВ ходе выполнения данного проекта был проведен анализ существующей системы связи на участке Омск-Новосибирск. На основе анализа был сделан вывод, что существующая система связи не отвечает предъявляемым к ней требованиям и требует модернизации. В качестве современного оборудования поддерживающего указанную технологию выбрана система платформы SpectralWave40 компании NEC,отвечающая всем требованиям. Внедрение данной системы позволяет существенно увеличить производительность системы связи с возможностью последующей модернизации.Далее в работе произведен расчет реконструируемой линии связи, расчет усилительных участков, защищенности и надежности проектируемой оптической линии связи.Таким образом, оптической линии связи на участке Омск- Новосибирск позволит обеспечить требуемую производительность оптической линии связи на заданном участке и при этом обеспечит необходимый запас с учетом дальнейшего развития и роста сети связи.Список литературыГригорьев В.А., Лагутенко О.И., Распаев Ю.А. Сети и системы радиодоступа - М.: Эко-Трендз, 2005. - 384 с.РошанПеджман, Лиэри Джонатан. Основы построения беспроводных локальных сетей стандарта 802.11.: Пер.с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. - 304 с..Проф. кэн Л.А. Сафонова, Г.Н. Смоловик. Экономическая эффективность инвестиционных проектов. Методология и инструментарий оценки. Монография - Новосибирск: СибГУТИ. - 2007 г. - 160 с.Симакова Н.Н. Оказание первой помощи пострадавшим при несчастных случаях. Учебное пособие - Новосибирск: СибГУТИ, 2007 г.Голубицкая Е.А. Экономика связи. - М.: Ириас, 2006. - 488 сШокина Л.Г. Охрана труда на предприятиях связи. - М.: Радио и связь, 2001.-17 с.: ил.Вайспапир В.Я., Катунин Г.П., Мефодьева Г.Д. Единая система конструкторской документации в студенческих работах. Учебное пособие - Новосибирск: СибГУТИ.Дворецкий, И.М. Мультисервисный абонентский доступ и NGN/ И.М. Дворецкий // Журнал технологии и средства связи. Специальный выпуск Системы абонентского доступа.- 2007 - Т III. - 2. - С. 7 - 9.Рекомендации МСЭ-Т G.652. Характеристики одномодового волоконно-оптического кабеля.Рекомендации МСЭ-Т G.957. Оптические интерфейсы для оборудования и систем, относящихся к синхронной цифровой иерархии.Рекомендация МСЭ-Т G.692. Оптические интерфейсы для многоканальных систем с оптическими усилителями. Исправление 2.Рекомендация МСЭ-Т G.691. Оптические интерфейсы для одноканальных STM-64 и других систем СЦИ с оптическими усилителями.Технические требования РД 45.286-2002. Аппаратура волоконнооптической системы передачи со спектральным разделением.ГОСТ 12.1.040-83 Система стандартов безопасности труда. Лазерная безопасность. Общие положения.Бирюков Н.Л., Стеклов В.К. Транспортные сети и системы электросвязи. Системы мультиплексирования: Учебник для студентов вузов по специальности «Телекоммуникации» – К.: 2003. – 352 с.:ил.Брокаренко Е. В. Волоконно-оптические линии связи.-Новосибирск.: ХИИК ГОУ ВПО "СибГУТИ", 2011.- 68с."Цифровые и аналоговые системы передачи" : Учебное пособие / под ред. Иванова В.И. – М: Горячая линия – Телеком – 2003Скляров О.К. Волоконно-оптические сети и системы связи – М.: Лань, 2010. - 272 с. Техническое описание SpectralWave 40-channel DWDM, NEC.Рекомендация МСЭ-Т G.694.1 Спектральные сетки для приложений WDM: сетка частотDWDM. - февраль 2012.