Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Проектування мережі SDH на мережі залізниці
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
ЗІ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
волоконно оптичні системи передачі
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Зміст
Вступ 6
1 Основні поняття про системи передачі та мережі SDH 7
2 Складання схеми транспортної мережі і схеми зв’язку на ділянці
залізниці 16
2.1 Характеристика полігона залізниць 16
2.2 Схема транспортної мережі звязку на полігоні залізниць 16
2.3 Практичний розрахунок мережі SDH 17
2.4 Вибір мультиплексора 22
2.5 Розрахунок конфігурації мультиплексора 23
3 Розрахунок лінійного обладнання 25
3.1 Розрахунок довжини ділянки регенерації 25
3.2 Розрахунок кількості регенераторів 27
4 Оцінка завадозахищеності мережі 28
4.1 Розрахунок імовірності помилки на магістралі з цифровими
системами передачі і в волоконно-оптичному кабелі 28
4.2 Оцінка необхідної завадостійкості регенератора 30
5 Розроблення схем розподілу джерел синхронізації тактових
частот 33
5.1 Розподіл хронувальних джерел при нормальному
функціонуванні 34
5.2 Розподіл хронувальних джерел при аварії 35
6 Заходи щодо охорони праці і техніки безпеки 36
Список використаних джерел 40
Додаток А Схема конфігурації мережі зв’язку
Додаток Б Розподіл хронувальних джерел при нормальному функціонуванні
Додаток В Розподіл хронувальних джерел при аварії
Вступ
Однією з найбільш сучасних технологією, використовуваних в даний час для побудови мереж зв'язку, є технологія синхронної цифрової ієрархії SDH.
Інтерес до SDH обумовлений тим, що ця технологія прийшла на зміну імпульсно-кодової модуляції РСМ (ІКМ) і плезіохронної цифрової ієрархії PDH (ПЦИ) і почала інтенсивно упроваджуватися в результаті масової установки сучасних зарубіжних цифрових АТС, що дозволяють оперувати потоками 2 Мбіт/с, і створення в регіонах локальних кілець SDH.
Синхронна цифрова ієрархія (СЦІ) володіє істотними перевагами в порівнянні з системами попередніх поколінь, дозволяє повністю реалізувати можливості волоконно-оптичних і радіорелейних ліній передачі (ВОЛП і РРЛП) і створювати гнучкі, зручні для експлуатації і управління мережі, гарантуючи високу якість зв'язку. Таким чином, концепція SDH дозволяє оптимально поєднуватим процеси високоякісної передачі цифрової інформації з процесами автоматизованого управління, контролю і обслуговування мережі в рамках єдиної системи.
Системи СЦІ забезпечують швидкості передачі від 155 Мбіт/с і вище і можуть транспортувати як сигнали існуючих цифрових систем (наприклад, поширених на міських мережах ІКМ-30), так і нових перспективних служб, зокрема широкосмугових. Апаратура СЦІ є програмно керованою і інтегрує в собі засоби перетворення, передачі, оперативного перемикання, контролю, управління.
Завдяки появі сучасних волоконно-оптичних кабелів (ВОК) виявилися можливими високі швидкості передачі в лінійних трактах (ЛТ) цифрових систем передачі з одночасним подовженням секцій регенерації до 100 км і більш. Продуктивність таких ЛТ перевищує продуктивність цифрових трактів на кабелях з меиалевими парами в 100 і більше разів, що радикально збільшує іх економічну ефективність.
1 Основні поняття про системи передачі та мережі SDH
Мережі SDH доцільно використовувати як транспортні мережі, що зв'язують локальні мережі передачі даних. Роль мереж SDH зростає у зв'язку з розвитком технології ATM, яка стає сполучною ланкою між локальними комп'ютерними мережами і глобальними транспортними мережами SDH.
Цифрові мережі, розроблені і впроваджені до появи синхронних мережних технологій SONET/SDH, були по суті асинхронними системами, тому що не використовували зовнішню синхронізацію від центрального опорного джерела. У них втрата біт (або неможливість їхньої повної локалізації) приводила не тільки до втрати інформації, але і до порушення синхронізації. На приймальному кінці було простіше викинути невірно отримані фрейми, ніж ініціалізувати відновлення синхронізації з повторною передачею втраченого фрагмента, як це робиться, наприклад, у локальних мережах. Це означає, що зазначена інформація буде втрачена безповоротно.
Крім цього, мережа SDH має ще ряд переваг: спрощення мережі; надійність і самовідновлюваність мережі; гнучкість управління мережею; виділення смуги пропускання за вимогою; прозорість для пропускання будь-якого трафіка; універсальність застосування; простота нарощування потужності.
Метою курсового проекту є проектування транспортної мережі SDH і розроблення схем розподілу джерел синхронізації тактових частот на частині полігона двох суміжних залізниць.
Типи, призначення, загальні характеристики і якісні показники встаткування, що виконує функції перетворення, мультиплексування, оперативного перемикання й виділення/вставки цифрових сигналів, а також параметри функціональних блоків цього встаткування повинні відповідати Рекомендації ITU-T G.783.
Загальні характеристики і якісні показники обладнання, що виконує функції передачі оптичних сигналів по одномодовим волокнам оптичних кабелів, повинні відповідати Рекомендації ITU-T G.958, а параметри його оптичних інтерфейсів - Рекомендації ITU-T G.951.
Нормування характеристик передачі виконується по категоріям застосувань Рекомендації ITU- T G.957.
Структури циклів передачі цифрових сигналів систем передачі SDH на інтерфейсах мережних вузлів, а також склад і функції заголовків повинні відповідати Рекомендації ITU- T G.709.
Електричні характеристики обладнання систем передачі SDH на інтерфейсах мережних вузлів повинні відповідати Рекомендації ITU-T G.703, а оптичні характеристики - Рекомендації ITU-T G.957.
Комплекс системи передачі SDH (термінальне обладнання й лінійний тракт) при роботі в межах (в умовах) заданого розрахункового режиму повинен забезпечувати вищий рівень якості по класифікації Рекомендації ITU-T G.821. Обладнання перетворення, оперативного перемикання й виділення/вставки при роботі в межах заданого розрахункового режиму не повинне вносити цифрових помилок.
Рекомендації забезпечують можливість побудови й використання обладнання SDH всіх рівнів і різноманітного призначення (термінальне, виділення/вставки, оперативного перемикання та ін.), придатного для створення мереж SDH різної конфігурації (лінійних, розгалужених, кільцевих та ін.) і для взаємодії з різноманітними зовнішніми мережами (PDH, B-ISDN, ATM та ін.). Обладнання SDH може бути багатофункціональним і конфігуруватися (тобто міняти схему й функції) програмно і дистанційно, або бути вузькоспеціалізованим.
Аналогічним образом можлива різна конфігурація мереж SDH, які можуть мати обладнання і системи передачі SDH різного виду, та взаємодіяти із зовнішніми мережами на різних рівнях. Вибрати варіанти побудови схем систем передачі й мереж SDH можуть тільки виготовлювачі обладнання й мережних операторів, як це виконується на діючих мережа. Таким чином, особливістю мереж SDH є можливість програмного й дистанційного конфігурування цих мереж та їхніх елементів замість фізичного перемикання й заміни апаратур (або її блоків) у мережах PDH.
Необхідною умовою якісної мережної взаємодії різних типів обладнання та мереж SDH є точне дотримання схем і процедур, які в кожному конкретному випадку повинні вибиратися тільки із числа рекомендованих ITU-T і підтверджених регламентом регіону або країни. Так само, як і на діючих мережах, всі перебудови на мережі одного оператора повинні узгоджуватись із взаємодіючими з ним операторами.
У лінійних трактах систем передачі SDH як середовище передачі використовуються тільки ООВ, які повинні відповідати Рекомендаціям ITU-T G.652 - G.655.
Цифрові транспортні мережі SDH, як і попередні їм аналогові й цифрові плезіохронні мережі електрозв'язку, будуються по територіальному принципу і підрозділяються на місцеві, внутрізонові, національні й міжнародні. Зазначені мережі можуть бути розділені на ще більш дрібні частини, наприклад, транзитні мережі, мережі доступу.
Такий розподіл дозволяє:
найбільше повно й точно визначити структуру і рівень мережі;
швидко організувати і стійко управляти діями персоналу мережі (чергова зміна, аварійна бригада) по відновленню ушкоджених з'єднань;
активно застосовувати гнучкі й різноманітні способи зміни конфігурації мережі.
Спрощена структурна схема фізичної мережі SDH наведена на рисунку 1.1. Вона ілюструє розподіл певної (заданої) траси мережі на мережі більше низького рівня, або підмережі.
Підмережа – це досить широке поняття. У міжнародному масштабі підмережею може вважатися мережа якого-небудь регіону, наприклад, країн Європи, або мережа якої-небудь країни, наприклад України, що, у свою чергу, містить три рівні ієрархії мережі: магістральну (базову), регіональну (зонову) і місцеву, або мережа доступу (мережа споживачів), як показано на рисунку 1.2.
Рисунок 1.1 – Структурна схема фізичної мережі SDH
Однак підмережа може мати всього один мережний елемент, що, виконуючи різні функції, простирається через численні шари, або складатися з більшого числа елементів мережі.
Мережа SDH у першу чергу характеризується інтенсивною взаємодією між двома більш-менш незалежними функціональними мережами:
мережа транспортування інформаційного навантаження, або транспортна мережа (у деяких джерелах, наприклад, у роботі, неї називають інформаційну мережу);
мережа керування цим транспортуванням, або мережа TMN (Telecommunications Management Network).
Транспортні мережі SDH, у свою чергу, містять:
транспортні функціональні групи, які переміщають передані сигнали з однієї крапки в іншу (з одного пункту в іншій); разом з інформаційними сигналами ці функціональні групи передають також службові сигнали для забезпечення контролю, технічного обслуговування (експлуатації) мереж і керування ними;
устаткування доступу й кросс-з'єднань, що дозволяє задовольнити всі вимоги споживачів за допомогою гнучкого їхнього обслуговування.
Рисунок 1.2 – Фізична структура підмережі
Мережа керування телекомунікаціями містить керуючу функціональну групу, але вона не виконує основних операцій по обробці сигналів. Ця група контролює транспортування сигналів, виконує функції керування й різних послуг, а також функції обслуговування мережі (експлуатаційні функції).
У тому випадку, якщо мережа TMN з якої-небудь причини не забезпечує контроль транспортування навантаження й керування транспортуванням, тимчасово ці функції покладають на місцеву систему контролю, керування і обслуговування. Тому обладнання місцевої системи керування повинне мати у своєму складі пристрої, що дозволяють їй виконувати функції TMN. Принципи керування мережею SDH досить докладно описані в Рекомендаціях ITU-T G.774 і G.784.
Для спрощення опису принципів побудови транспортної мережі SDH вона представляється моделлю, в основі якої – ідея розподілу на мережні функціональні шари. Кожен мережний шар у свою чергу розділяється на більш дрібні шари. В основу моделі мережі покладені три великих класи мережних шарів:
мережний шар каналів;
мережний шар трактів;
мережний шар середовища передачі.
Сусідні шари зв'язані між собою відношенням «клієнт - сервер». Верхній шар займає користувач, або споживач. Він є клієнтом, якого обслуговує нижче лежачий мережний шар. Останній, у свою чергу, виступає в ролі клієнта для наступних (нижчих) шарів і т.д. Наприклад, споживачі мережі (абоненти) є клієнтами для шару каналів, що обслуговує абонентів, тобто шар каналів є сервером (обслуговувачем) для своїх клієнтів. Далі шар трактів обслуговує шар каналів, що є клієнтом для шару трактів і т.д.
Всі мережні шари виконують певні функції й мають стандартизовані інтерфейси (точки доступу). Функції кожного шару не залежать від способу фізичної реалізації нижнього обслуговуючого шару. Нарешті, у кожному шарі реалізуються функції контролю, керування й обслуговування (контроль якості передачі, керування автоматичним перемиканням на резервне встаткування, локалізація ушкоджень, обмін службовими сигналами і т.д.).
Розподіл транспортної мережі на шари дозволяє:
змінювати й впроваджувати незалежно друг від друга окремі мережні шари, частина яких може зберігатися при зміні технології одного із шарів;
мати в кожному шарі мережі власні засоби для контролю й обслуговування сигналів клієнта, що транспортують, (наприклад, спеціальні біти в циклі передачі), для боротьби з відмовами (наприклад, системи оперативного перемикання), що підвищує якість обслуговування споживачів мережі, мінімізує зусилля при аваріях і знижує вплив аварій у даному шарі на інші мережні шари;
полегшити створення і експлуатацію мережі, досягти найбільш високих техніко-економічних показників у роботі мережі;
виділяти відповідні елементи мережі в системі контролю, керування й обслуговування.
Шари транспортної мережі наведені в таблиці 1.1. Розглянемо їх більш докладно.
Мережний шар каналів безпосередньо забезпечує користувачів (споживачів) послугами різних видів електрозв'язку, надаючи абонентам:
різні (орендовані, що комутирують) канали ТЧ або ОЦК;
цифрові канали з різною пропускною здатністю (2B+D, пх64 кбит/с);
- можливість передачі сигналів шляхом комутації пакетів і т.д.
Термінали абонентів (аналогові телефонні апарати, цифрові телефонні апарати, цифрові абонентські термінали і т.д.) підключаються до комплекту термінального встаткування системи передачі SDH абонентськими аналоговими або цифровими лініями.
Таблиця 1.1 – Шари транспортної мережі
Найменування мережних шарів
Приклади
Канали
Мережа комутації каналів
Мережа комутації пакетів
Тракти
Нижчого порядку
Мережа трактів VС-12
Вищого порядку
Мережа трактів VC-4
Середовище передачі
Секції
Мультиплексні
Волоконно-оптична мережа
Радіорелейна мережа
Регенераційні
Фізичне середовище
Передані аналогові сигнали абонентів попередньо перетворяться в цифрову форму. У мережному шарі каналів можуть виконуватися з'єднання різних ділянок мережі, наприклад, комутація каналів у мережі, що комутирує. Мережа каналів з'єднує комплекти термінального встаткування систем передачі SDH різних пунктів через цифрові автоматичні комутаційні станції.
Мережний шар каналів забезпечує служби оренди каналів, пакетної комутації, комутації каналів та ін. Мережі шару каналів є незалежними від наступного шару, тобто мережного шару трактів.
Мережний шар трактів утвориться шляхом об'єднання груп каналів і служить для забезпечення різних типів мереж шару каналів: мережа комутації каналів, мережа комутації пакетів, мережа оренди каналів. На мережі SDH є два мережних шари трактів: тракти нижчого порядку і вищого порядку (у випадку використання на мережі систем передачі PDH число мережних трактів буде визначатися ієрархією застосовуваної на мережі системи передачі PDH: від первинного до четвертинного тракту).
По мережних трактах вищого порядку передаються сигнали циклів передачі VC-3 й VC 4, тобто з них починаються мережні тракти вищого порядку.
Мережні тракти нижчого порядку починаються з VC-11, VC-12 й VC-2.
Сигнали, наприклад VC-12, формуються із сигналів обладнання первинного мультиплексування (ОПМ).
Утворення трактів вищого й нижчого порядків показане на рисунку 1.3.
Всі тракти починаються та кінчаються в апаратурах оперативного перемикання (АОП), що або є автономною, або входить до складу мультиплексорів систем передачі SDH. За допомогою АОП виконується комутація трактів, тобто вони резервуються, уставляються (уводяться), виділяються (виводяться) і т.д. При цьому можливо створення й обслуговування розгалужених, кільцевих і інших ефективних мережних конфігурацій.
Всі операції на мережі SDH по перемиканню трактів (керування з'єднаннями, контроль якості з'єднань і т.д.) здійснюються автоматично, програмними методами та дистанційно. Мережні шари трактів є незалежними від мережного шару середовища передачі.
Мережний шар середовища передачі утворюються шляхом об'єднання декількох трактів і залежить від середовища передачі. Шар середовища передачі ділиться на два мережних шари: шар секцій і шар фізичного середовища, у якості якої на мережі SDH можуть використовуватись одномодовим оптичному волокні кабелю або радіорелейні лінії передачі. Секції виконують всі функції, які забезпечують транспортування сигналів між двома пунктами (точками) шаруючи трактів. У шарі секцій мережі SDH є два шари: шар мультиплексних секцій MS (Multiplex Section) і шар регенераційних секцій RS (Regenerator Section), які показані на рисунку 1.3.
Шар MS - це лінійний тракт із частиною функцій мультиплексора. Він забезпечує транспортування сигналів між пунктами, де тракти кінчаються або перемикаються.
Рисунок 1.3 – Утворення трактів вищого й нижчого порядків
Шар RS забезпечує транспортування сигналів між регенераторами або між регенераторами й пунктами закінчення трактів. Регенераційні секції повністю залежать від середовища передачі. Границя між сусідніми мережними шарами, де один шар забезпечує послуги транспортування сигналів для іншого шару, виступає як сукупність «клієнт - сервер». Такі сукупності встановлюються в тому випадку, якщо клієнт бажає одержати доступ до мережі шару - серверу.
2 Складання схеми транспортної мережі і схеми зв’язку на дільниці залізниці
2.1 Характеристика полігона залізниць
На полігоні двох залізниць (рисунок 2.1) розташовані два управління залізниць (ДУ1 і ДУ2) і ряд відділень, що знаходяться в адміністративному підпорядкуванні цих управлінь (індекс зверху ВД - приналежність залізниці, індекс знизу - номер відділення). В пункті розміщення ДУ1 перебуває відділення дороги ВД11, цьому управлінню підпорядковуються ВД12 і ВД13. Управлінню залізниці ДУ2 підпорядковані ВД22 та ВД23, які розташовані в ДУ2.
Рисунок 2.1 – Схема полігона залізниць
Схема транспортної мережі зв'язку на полігоні залізниць
У відповідності до схеми полігона залізниць (рисунок 2.1) необхідно розмістити дорожні і відділкові мережні вузли зв'язку в управліннях і відділеннях залізниць (рисунок 2.2). В управліннях залізниць ДУ1 розмістимо ДМВ1 і BMB11 ,
в пункті ДУ2 - ДМВ2 і ВМВ22, в пункті ВД21 – ВМВ21, в ВД31 - BMB31 , в ВД22 - ВМВ22, в ВД32 – ВМВ32.
ДМВ – мережевий вузол дороги;
ВМВ - мережевий вузол відділення.
Рисунок 2.2 – Схема транспортної мережі звязку на полігоні залізниць
Практичний розрахунок мережі SDH
Широке розповсюдження мереж SDH останнім часом пов’язане не тільки з будівництвом нових, переважно лінійних або кільцевих мереж, але і з модернізацією старих телефонних мереж, в тому числі і тих, які використовують сучасні PDH мережі на основі волоконно- оптичного кабелю(ВОК).
Розрахунок мережі SDH містить такі етапи:
вибір топології;
вибір необхідного рівня і кількості мультиплексорів;
вибір постачальника обладнання і вивчення номенклатури змінних блоків;
конфігурація мультиплексорних вузлів і складання специфікації обладнання.
В курсовому проекті передбачається розроблення мережі SDH з кільцевою топологією.
Визначимо необхідну кількість потоків Е1 (2 Мбіт/с) на кожній з ділянок і кількість потоків Е1, що виділяються в кожному вузлі (з урахуванням відгалужень).
Таблиці 2.1 – Вихідні дані для розрахунку
Ділянка мережі
Кількість потоків Е1
УЗ - ДУ
44
ДУ-ДУ
10
ДУ-ВД
15
ВД-ВД (однієї залізниці)
8
ВД-ВД (різних залізниць)
5
Розраховуємо кількість потоків Е1 між вузлами зв'язку:
ДУ1 – ВД32 = (ВМВ11- ВМВ32)=5;
ДУ1-ВД22 = 0;
ДУ1-ДУ2 = (ДМВ1 - ДМВ2) + (ВМВ11- ВМВ21) = 10+5=15;
ДУ1 - ВД21 = 15;
ДУ1 – ВД31 = (ДМВ1- ВМВ31) + (ВМВ11- ВМВ31) =15+8 =23;
ВД3 2- ВД22 = (ВМВ 32 – ВМВ22) = 8;
ВД32 - ДУ2 = (ВМВ32 - ДМВ2-)=15;
ВД32 - ВД2 1 = 0;
ВД32 - ВД3 1 = 0;
ВД22 - ДУ2 = (ВМВ22 - ДМВ2) + (ВМВ22 - ВМВ12-) =15+8 =23;
ВД22 – ВД21 = 0;
ВД22 – ВД31 = 0;
ДУ2 - ВД21 = (ВМВ12- ВМВ21) =5;
ДУ2 – ВД31 = 0;
ВД21 – ВД31 = (ВМВ 21 – ВМВ31)=8.
Також ураховуємо відгалуження:
ДУ1 : (ДМВ1 – ДМВ4) + (ДМВ1-ДМВ3) = 10+10=20;
ВД32 : (ВМВ32 – ВМВ42) = 8;
ВД22 : (ВМВ22 – ВМВ14) = 5;
ДУ2 : (ДМВ2 – ДМВ3) + (ДМВ1 – ВМВ42) + (ДМВ2-ДМВ4)= =15+15+10=40;
ВД31 : 0;
ВД31 : (ВМВ31 – ВМВ13) = 5.
Результати розрахунків зводимо в таблицю 2.2.
Таблиця 2.2 –Мережний міжстанційний трафік
Вузли
ДУ1
ВД32
ВД22
ДУ2
ВД21
ВД31
ДУ1
Х
5
-
15
15
23
ВД32
5
Х
8
15
-
-
ВД22
-
8
Х
23
-
-
ДУ2
15
15
23
Х
5
-
ВД21
15
-
-
5
Х
8
ВД31
23
-
-
-
8
Х
Відгалуження
20
8
5
40
-
5
Сума
78
36
36
98
28
36
Сума+резерв 20%
94
43
43
118
34
43
Вибираємо рівень мультиплексора за максимальною кількістю виділюваних потоків Е1 (ДУ2 - 118). В даному випадку використовуємо мультиплексор рівня STM-4 з сумарним потоком 252 потоків Е1.
За результатами таблиці 2.2 отримуємо таблицю 2.3, що дає зведену інформацію про потоки, які проходять по ВОК між вузловими мультиплексорами на станціях.
Для початку визначимо основні і резервні маршрути. Як основні були обрані такі маршрути:
ДУ1 – ВД32:
основний = 5, ділянка: 1;
резервний = 5, ділянки: 6, 5, 7;
ДУ1-ДУ2:
основний =15, ділянка: 7;
резервний =15, ділянки: 1, 5, 6;
ДУ1-ВД21:
основний = 15, ділянка: 4, 7;
резервний = 15, ділянки: 3, 2;
ДУ1 – ВД31:
основний =23, ділянки: 2;
резервний =23, ділянки: 3, 4, 7;
5 ВД32– ВД22:
основний =8, ділянка: 6;
резервний =8, ділянки: 1, 5, 7;
ВД32 - ДУ2:
основний = 15, ділянки: 1, 7;
резервний = 15, ділянки: 5, 6;
ВД22 - ДУ2:
основний = 23, ділянка: 5;
резервний = 23, ділянки: 1, 6, 7;
ДУ1-ВД21:
основний = 5, ділянка: 4;
резервний = 5, ділянки: 2, 3, 7;
9 ВД21– ВД31:
основний =8, ділянка: 3;
резервний =8, ділянки: 2, 4, 7.
Для відгалужень:
ДУ1-ДУ4:
основний =10, ділянки: 1, 6;
резервний =10, ділянки: 5, 7;
ДУ1-ДУ3:
основний =10, ділянка: 2;
резервний =10, ділянки: 3, 4, 7;
ДУ2- ДУ3:
основний =10, ділянки: 3, 4;
резервний =10, ділянки: 2, 7;
ДУ2 – ВД42:
основний =15, ділянки: 5, 6;
резервный =15, ділянки: 1, 7;
ДУ2- ДУ4:
основний =10, ділянки: 5;
резервний =10, ділянки: 1, 6, 7.
Результати зводимо в таблицю 2.3.
Таблиця 2.3 – Розподіл потоків по ділянках мережі
Напрямок
Ділянка
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
8
1
5
-
-
-
5
5
5
2
15
-
-
-
15
15
15
3
-
15
15
15
-
-
15
4
-
23
23
23
-
-
23
5
8
-
-
-
8
8
8
6
15
-
-
-
15
15
15
1
2
3
4
5
6
7
8
7
23
-
-
-
23
23
23
8
-
5
5
5
-
-
5
9
-
8
8
8
-
-
8
10
10
-
-
-
10
10
10
11
-
10
10
10
-
-
10
12
-
10
10
10
-
-
10
13
15
-
-
-
15
15
15
14
10
-
-
-
10
10
10
Сума
101
71
71
71
101
101
172
Рівень
STM-4
STM-4
STM-4
STM-4
STM-4
STM-4
STM-4
Для відгалужень:
до ВД42 - (ДМВ2 – ВМВ42) + (ВМВ32 - ВМВ 42) = 15+8 =23 (STM-1);
до ДУ4 - (ВМВ22 – ВМВ14)+ (ДМВ2 –ДМВ4) + (ДМВ1 –ДМВ4) = 5+10+10= 25 (STM-l);
до ДУ3 - (BMB31 –BMB13) + (ДМВ1 – ДМВ3) + (ДМВ2 – ДМВ3) = 5+10+10 = 25 (STM-1).
Вибір мультиплексора
Враховуючи результати розрахунку, вибираємо мультиплексор за нижченаведеними характеристиками.
Рівень мультиплексування. За максимальною кількістю виділюваних потоків Е1 (ДУ2 - 118, таблиця 2.2). Рівень - STM-4.
Канали доступу. У мультиплексора повинні бути канали доступу 2 Мбіт/с.
Кількість трибних інтерфейсних карт.
Кількість портів на трибній інтерфейсній карті. Добуток кількості трибних інтерфейсних карт і кількості портів на трибній інтерфейсній карті повинен бути більший максимальної кількості виділюваних потоків ЕІ (ДУ 2 - 118, таблиця 2.2).
Лінійні канали. За рівнями на ділянках мережі. Повинні бути STM-1 (155 Мбіт/с) і STM-4 (622 Мбіт/с).
Виходячи з цього, вибираємо мультиплексор з додатку Г рівня STM-4
SMA-4 фірми Siemens з характеристиками, наведеними в таблиці 2.4.
Таблиця 2.4 – Характеристика мультиплексора SMA-4 фірми Siemens
Розрахунок конфігурації мультиплексора
Для конфігурації вузлів, складання специфікації змінних модулів і блоків і промальовування блок-схеми з'єднань змінних блоків всіх вузлів, крім топології мережі і тієї інформації, яка міститься в таблицях 2.2 і 2.3, необхідно мати номенклатуру функціональних змінних блоків. Для цього необхідна прив'язка до обладнання конкретного виробника.
Номенклатура змінних блоків SDH, кількість яких необхідно розрахувати:
2М - трибний інтерфейсний блок 2 Мбіт/с;
STM-1 - лінійний оптичний агрегатний блок 155 Мбіт/с;
STM-4 - лінійний оптичний агрегатний блок 622 Мбіт/с.
Для мультиплексора вузла ДУ1 , обслуговуючого 94 канали, достатньо мати 94/16=6 трибних інтерфейс них блоків. До вузла примикають три напрямки з рівнем STM-4.
Для мультиплексора вузла ВД32, обслуговуючого 43 канали, достатньо мати 43/16=3 трибних інтерфейс них блоків. До вузла примикають два напрямки з рівнем STM-4 і один з рівнем STM-1.
Для мультиплексора вузла ВД22, обслуговуючого 43 канали, достатньо мати 43/16=3 трибних інтерфейс них блоків. До вузла примикають два напрямки з рівнем STM-4 і один з рівнем STM-1.
Для мультиплексора вузла ДУ2 , обслуговуючого 118 каналів, достатньо мати 118/16=7 трибних інтерфейс них блоків. До вузла примикають три напрямки з рівнем STM-4.
Для мультиплексора вузла ВД21, обслуговуючого 34 канали, достатньо мати 34/16=2 трибних інтерфейс них блоків. До вузла примикають два напрямки з рівнем STM-4.
Для мультиплексора вузла ВД31, обслуговуючого 43 канали, достатньо мати 43/16=3 трибних інтерфейс них блоків. До вузла примикають два напрямки з рівнем STM-4 і один з рівнем STM-1.
Результати зводимо в таблицю 2.5
Таблиця 2.5 – Конфігурація вузлів
Вузол мережі
Номенклатура змінних блоків
2М
STM-1
STM-4
ДУ1
6
-
3
ВД32
3
1
2
ВД22
3
1
2
ДУ2
7
-
3
ВД21
2
-
2
ВД31
3
1
2
3 Розрахунок лінійного обладнання
3.1 Розрахунок довжини ділянки регенерації
При розповсюдженні оптичного сигналу по лінії відбувається його ослаблення і збільшення дисперсії його складових в часі. Визначення довжини регенераційної ділянки волоконно-оптичних ліній зв'язку (ВОЛЗ) відбувається на основі заданих якостей зв'язку і пропускної здатності лінії після того, як вибрані типова система передачі імпульсно-кодової модуляції (ІКМ) та оптичний кабель. Якість передачі в цифрових системах передачі (ЦСП) в першому наближенні визначається рівнем флуктуаційних шумів на виході фотоприймача і міжсимвольною інтерференцією, тобто перекриттям імпульсів при їхньому розширенні. Значення довжини регенераційної ділянки визначається таким чином:
lp<(Pвих-Pвх)-авих-авх-Рзап-2арз+аиз/λ+анз/lбд, (3.1)
де Рвих - потужність на виході світловипромінювача;
Рвх - чутливість фотоприймача;
авих - втрати на вводі в оптоволокно (1 дБ);
авх - втрати при виводі із оптоволокна (1 дБ);
Рзап - енергетичний експлуатаційний запас системи зв'язку,
Рзап= 6дБ;
арз - затухання в рознімному з'єднанні;
анз - затухання в нерознімному з'єднанні;
1бд - будівельна довжина кабелю (2 км);
λ- кілометричне затухання кабелю.
В результаті розрахунків маємо lр=67 км для STM-1,4.
Наступна формула за якою розраховується довжина ділянки регенерації, має такий вигляд:
lp<=[0,25/τ1xB]1/γ (3.2)
де τ1- середньоквадратичне розширення (дисперсія) в світловоді довжиною 1 км;
В - швидкість передачі інформації в оптичному тракті;
γ - параметр, що визначається зв'язком мод, для одномодового кабелю,
γ = 1.
В результаті розрахунків маємо lр=101 км для STM-1, для STM-4 lр=25 км.
Порівнюючи значення, одержані за формулами (3.1) і (3.2), вибираємо найменше значення, яке й приймаємо за довжину регенераційної ділянки.
3.2 Розрахунок кількості регенераторів
Кількість регенераторів визначається з довжини заданої ділянки Lділ і довжини ділянки регенерації lр
N=[ lділ/lp]-1. (3.3)
Розрахуємо кількість регенераторів:
ділянка ДУ1 – ВД32 - - N=280/25-1=10;
ділянка ДУ1 - ВД31 - N=370/25-1=14;
ділянка ВД31 - ВД21 - N=320/25-1=12;
ділянка ВД21 - ДУ2 - N=285/25-1=10;
ділянка ДУ2 - ВД22 - N=310/25-1=11;
ділянка ВД22 - ВД32 - N=240/25-1=9;
ділянка ДУ1 - ДУ2 - N=280/25-1=10.
На основі проведених розрахунків будуємо схему конфігурації мережі зв’язку (додаток А).
Регенератор позначається STR-N/n,
де N - рівень мультиплексування;
n - порядковий номер регенератора в мережі.
4 Оцінка завадозахищеності мережі
4.1 Розрахунок імовірності помилки на магістралі з цифровими системами передачі і в волоконно-оптичному кабелі
На відміну від електричного кабелю, де основним видом завад є перехідні впливи між лініями, основними видами завад в оптичному кабелі вважаються дисперсійні та шуми на виході оптичних приймачів (звичайно фотодіодів). Основними джерелами завад у волоконно-оптичному кабелі є шуми фотоприймачів і вхідних каскадів підсилювача. Кращими по ефективності перетворення оптичного сигналу є лавинний фотодіод. Важливо і те, що відношення сигнал/завада на його виході не залежить від рівня вхідного сигналу. Залежність завадостійкості від швидкості передачі має такий же вигляд, як і для p-i-р фотодіода. Для досягнення досить високої якості передачі (імовірність помилки порядку 10-11 на ділянку регенерації) необхідно забезпечити відношення сигнал/завада на виходе фотоперетворювача порядку 12 дБ в смузі 1 МГц і 19 дБ - для 1 ГГц.
Вхідні каскади підсилювачів є другим джерелом шумів в тракті передачі. Спільну дію двох факторів можна врахувати, правильно вибираючи мінімально допустимий рівень сигналу по потужності на вході фотоприймача.
Захищеність на вході фотоприймача визначаємо з виразу
АЗ=РС - РШ (4.1)
де РС и РШ - рівень сигналу і шуму по потужності, дБ відповідно.
Рівень сигналу на вході розраховується за формулою:
(4.2)
Визначаємо захищеність на вході фотоприймача:
4.2 Оцінка необхідної завадостійкості регенераторів
Незалежно від типу використовуваного кабелю, виду магістралі, способу передачі сигналів і виду ЦСП для оцінки якості передачі в каналі необхідно визначати завадостійкість і необхідний для його досягнення рівень сигналу на вході регенератора Арег.
Основними джерелами завад в трактах ЦСП є міжсимвольні, перехідні та імпульсні завади. Причиною виникнення помилок при передачі цифрового сигналу є завади, миттєві значення яких перевищують допустимі в момент прийняття рішення про відновлення (регенерацію) сигналу. При цьому в процесі регенерації цифрового сигналу в результаті помилки символ 1 може бути відновлений як символ 0, а символ 0 - як символ 1, тобто відбувається трансформація переданих символів.
У більшості практичних випадків можна вважати, що завади, що діють в цифрових лінійних трактах, мають нормальний розподіл з нульовим середнім значенням
(4.3)
де Un, σn. - миттєве і середньоквадратичне значення напруги завад відповідно.
При використанні дворівневого сигналу розв’язуючий пристрій з порогом Uпор = 0 видає помилковий імпульс, якщо в момент прийняття рішення завада буде мати обернену полярність, а її амплітуда буде більша амплітуди самого імпульсу. Позначимо імовірність помилкової регенерації символу 1 (тобто імовірність трансформації 1 в 0) через р(1/0), а імовірність помилкової регенерації 0 через р(0/1). Тоді
09.03.2019 03:03-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора