Выбор и обоснование проектных решений

Содержание

Введение……………………………………………………………….……..3

1.Выбор и обоснование проектных решений……………………….….…..4

1.1.Выбор трассы линии передач…………………………………..……4

1.2.Обоснование и расчет потребного количества каналов……...……5

1.3.Выбор оборудования……………………………………………..…..…7

1.4.Выбор кабеля……………………………………………….…..………14

1.5.Расчет предельных длин участков регенерации………………..……18

1.6.Схема организации связи………………………………………..…….20

2.Расчет параметров ВОЛП…………………………………………..…….20

2.1.Расчет быстродействия ВОЛП………………………………..…..…..20

2.2.Расчет вероятности ошибок ПРОМ……………………………..……22

2.3.Расчет порога чувствительности ПРОМ………………………..……22

2.4.Расчет распределения энергетического потенциала………….……..23

2.5.Диаграмма распределения энергетического потенциала……....…24

Заключение…………………………………………………………….……..25

Библиографический список……………………………………...………….26

 

 

 

Введение

 

На современном этапе развития общества в условиях научно-технического прогресса непрерывно возрастает объем информации. Повышаются требования к скорости и качеству передачи разнообразной информации, увеличивается расстояние между абонентами. Связь необходима для оперативного управления различных сфер деятельности, и работы государственных органов, для повышения обороноспособности страны и удовлетворения культурно-бытовых потребностей населения.

Магистральная сеть связи страны на современном этапе развития базируется на использовании кабельных, радиорелейных и спутниковых линиях связи. Эти линии дополняют друг друга, обеспечивая передачу больших потоков информации любого назначения на базе использования цифровых и аналоговых систем передачи. Кабельные линии связи, обладающие высокой защищенностью каналов связи от атмосферных влияний и различных помех, эксплуатационной надежностью и долговечностью, являются основой сети связи страны; по кабельным сетям передается до 75% всей информации.

В настоящее время быстрыми темпами внедряются на сетях связи оптические кабели, обладающие широкой полосой передачи, малым затуханием, высокой помехозащищенностью и не требующие для своего изготовления цветных металлов.

 

Выбор и обоснование проектных решений

1.1.Выбор трассы линии передач

 

Сокуры-Шали-Нурма

	пересечение с дорогами	речки	мосты
1 вариант (слева)
2 вариант (справа)
3 вариант (комбинированный)

 

Наиболее оптимальным вариантом является вариант №2, так как имеет малое количество переходов через реки и дороги. 3 вариант не подходит, т.к. придется копать траншеи, подъезд техники затруднен, не имеется асфальтированных дорог.

1.2.Обоснование и расчет потребного количества каналов

 

Количество населения в заданном пункте и его подчиненных окрестностях с учетом среднего прироста населения определяется по формуле:

 

Где -число жителей на время проведения переписи населения,чел.;

- средний годовой прирост населения в данной местности, %(принимается 2…3%)

t-период, определяемый как разность между назначенным годом перспективного проектирования и годом проведения переписи населения, год.

- год составления проекта

- год, к которому относятся данные

В перспективе количество абонентов , обслуживаемых той или иной оконечной АМТС, определяется в зависимости от численности населения, проживающего в зоне обслуживания. Принимая средний коэффициент оснащенности населения телефонными аппаратами равным 0,3 , количество абонентов в зоне АМТС можно расчитать по формуле:

 

Количество телефонных каналов:

– постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям; и

– удельная нагрузка, то есть средняя нагрузка, создаваемая абонентами ,

- количество абонентов, обслуживаемых оконечными АМТС соответственно в пунктах 1 и 2.

Сокуры:

г

г

Шали:

г

г

Нурма:

г

г

Расчет телефонных каналов:

 

 

	Сокуры	Шали	Нурма
Сокуры	-
Шали		-
Нурма			-

 

Общее число каналов: (мы возьмем без ТВ)

Нам потребуется

 

1.3.Выбор оборудования

 

Выбираем между несколькими оборудованиями: аппаратура «АКУЛА», аппаратура «Транспорт-32х30» и аппаратура «ГВОЗДЬ».

Аппаратура «АКУЛА» предназначена для передачи между двумя или несколькими (до 132) пунктами связи по одному или двум одномодовым или многомодовым оптическим волокнам: - до 66 первичных цифровых потоков 2,048 Мбит/с (Е1); - до 18 потоков Ethernet с интерфейсом 10Tx/100Tx, каждый с пропускной способностью от 2,048 Мбит/с до n*2,048 Мбит/с, n=1 до 22, и общей пропускной способностью не более 2,048*22*3=135,168 Мбит/с; - совместной передачи потоков Е1 и потоков Ethernet в пределах пропускной способности 135,168 Мбит/с; - дополнительного потока Ethernet 10Tx/100Tx с пропускной способностью 100 Мбит/с или 10 Мбит/с. 100 Мбит/с в случае целостности волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) и 10 Мбит/с в случае разрыва ВОЛС. Тракты E1 и потоки Ethernet 10Tx/100Tx могут организовываться в любом количестве (в пределах возможности аппаратуры) между любыми полукомплектами соединенными оптическим волокном. Дополнительный поток Ethernet c пропускной способностью 100/10 Мбит/с позволяет включить в одну подсеть заданные пользователем полукомплекты. При разрыве оптического волокна и переходе аппаратуры на работу по резервному каналу пропускная способность потока Ethernet передаваемого в данной подсети падает до 10 Мбит/с, а после восстановления разрыва связи до 100 Мбит/с. Конфигурация сети, контроль и управление всеми полукомплектами местными и удаленными может осуществляться из любого пункта связи с компьютера типа IBM PC, имеющего порт Ethernet. Для конфигурирования и контроля работы всей сети используется программа «Центр управления ЦВОЛТ». Аппаратура – асинхронная. От синхронной аппаратуры отличается тем, что не нужно задавать источник синхронизации и зависеть от него. Вследствие этого, аппаратура для передаваемых потоков Е1 абсолютно прозрачна. Максимальная длина участка регенерации зависит от типа оптического волокна и типа используемого лазера и варьируется от 60 до 120 км в зависимости от типа полукомплекта. Минимальная длина участка регенерации равна нулю. Полукомплекты аппаратуры выпускаются в различных модификациях, полностью совместимых друг с другом. Модификации отличаются количеством выделяемых потоков Е1 (11, 22, 33, 44, 55, 66), количеством выделяемых потоков Ethernet 10Tx/100Tx (1, 7, 13, 19), типом оптического модуля (одно или двуволоконный), мощностью излучения лазера. Наличие разных модификаций полукомплектов позволяет гибко решать задачи по организации связи и экономить при этом ресурсы. Все полукомплекты аппаратуры обеспечивают 100% резервирование линейного тракта, что позволяет обеспечить бесперебойную передачу группового потока в случае обрыва волокна на одном из участков сети или в случае пропадания питания в одном из пунктов связи. Аппаратура может включаться по схеме организации связи «точка-точка», «точка-точка по одному волокну», «кольцо», «кольцо с резервированием», «связь по одному волокну между несколькими пунктами связи» и «кольцо с резервированием по одному волокну». Для организации связи можно использовать одно или два одномодовых или многомодовых оптических волокна. Для организации связи по одному оптическому волокну используются полукомплекты с совмещенными в одном приборе оптическими приемником и передатчиком. При этом передача и прием по одному направлению ведутся на разных длинах волн оптического излучения, что позволяет обеспечить максимально большую длину регенерационного участка, работая по одному волокну. Аппаратура имеет выход на аварийную станционную сигнализацию (опционально). Тип контактов аварийной станционной сигнализации задается опционально NZ или NR.

Аппаратура «ГВОЗДЬ» предназначена для передачи потока Ethernet с интерфейсом 10Тх/100Tх по каналам потока Е1. Пропускная способность потока Ethernet определяется количеством выделенных канальных интервалов потока Е1 и может варьироваться пользователем от 64Кбит/с до n*64Кбит/с, n=1..31. Максимальная пропускная способность потока Ethernet - 1,984 Мбит/с, при количестве выбранных канальных интервалов потока Е1 равном 31. Пропускная способность передачи потока Ethernet определяется пользователем путем настройки используемых канальных интервалов. Неиспользуемые канальные интервалы ретранслируются без изменений. При отключенном питании транзитный «Модуль передачи потока Ethernet 10TX/100TX» передает проходящий поток Е1 без изменений

Так как нам надо передавать 12 потоков ,то выбираем следующее оборудование:

Выбираем аппаратуру ЦВОЛТ серии «Транспорт-32х30» с платой полукомплекта «Транспорт-32хЕ1х2» Модификация 1 (выделяет 16 потоков Е1), т.к является самым приемлемым.

Передача 16 потоков Е1 между двумя или несколькими (до 64-х) пунктов связи по 1 или 2 одномодовым или многомодовым оптическим волокнам на расстояние до 120 км. Полукомплект может включаться по схеме организации связи «точка-точка», «кольцо». «Открытый конструктив»

Технические характеристики.

Параметры	Значения
Возможные схемы организации связи	1. «точка» - «точка». Пунктов связи - 2 2. «кольцо». Пунктов связи - от 2 до 64 3. «кольцо с резервированием». Пунктов связи - от 2 до 64
Количество выделяемых одним полукомплектом первичных потоков Е1	В зависимости от модификации 4, 8, 16 или 32. Все модификации совместимы друг с другом и могут работать в одном кольце: Количество выделяемых Е1 в полукомплекте Название полукомплекта Название модификации полукомплекта с функцией резервирования группового потока Транспорт 32х30-4Е1 Транспорт 32х30-4Е1-Р Транспорт 32х30х4 Транспорт 32х30х4-Р Транспорт 32хЕ1х2 Транспорт-32хЕ1х2-Р Транспорт-31хЕ1х1 Транспорт-31хЕ1х1-Р
Число передаваемых каналов 64Кбит/с с интерфейсом RS-232	Один двунаправленный канал RS-232 для работы на скорости до 64КБит/с. Канал RS-232 можно организовать между любыми двумя пунктами связи кольца управлением из программы пользователя. Можно поочередно создавать соединение между любыми пунктами связи
Количество потоков Е1, передаваемых одним полукомплектом в групповом потоке по оптическому волокну
Максимальное количество потоков Е1, передаваемых всеми полукомплектами в одном оптическом кольце
Возможность резервирования группового потока	Полукомплекты, имеющие в маркировке букву «Р», обеспечивают автоматическое резервирование группового потока в случае обрыва одного из сегментов оптического волокна. При этом, «Прием» и «Передача» группового потока осуществляется по двум оптическим волокнам в две противоположные стороны кольца. Передачу группового потока по «кольцу с резервированием» можно организовать и по 1-му волокну с использованием пассивных Y-ответвителей
Максимальное время перерыва связи в случае обрыва сегмента кабеля оптического кольца	От 500 мкс до 1 мс в зависимости от количества полукомплектов, включенных в кольцо
Возможность коммутации потоков Е1	Любой из подключенных первичных потоков Е1 может быть коммутирован пользователем с любым из 32 первичных потоков Е1, передаваемых в групповом потоке по оптическому волокну. Эта операция производится при конфигурировании сети из программы «Центр управления ЦВОЛТ»
Тип синхронизации аппаратуры	100% асинхронная
Среда передачи	Оптическое одномодовое или многомодовое волокно
Скорость передачи группового потока, Мбит/с	69,632
Минимально допустимое затухание участка регенерации, дБм
Максимально допустимое затухание участка регенерации, дБм
Минимально допустимая длина участка регенерации, км
Максимальная длина участка регенерации, км	Зависит от затухания и хроматической дисперсии оптического волокна. При использовании кабеля с одномодовым волокном с ненулевой смещенной дисперсией TrueWave RS и лазера на 1550 нм длина участка регенерации может достигать 150 км. При использовании обычного одномодового волокна и лазерного диода на 1310 нм длина участка регенерации может достигать 120 км
Допустимое значение величины хроматической дисперсии оптического волокна кабеля, по которому будет работать аппаратура в пс/нм*км умноженной на длину оптического волокна в км, не более, пс/нм	Например, при значении хроматической дисперсии, равном 6 пс/нм*км, длина оптического волокна может достигать 897/6=149.5км
Тип источника излучения	Лазерный диод
Длина волны излучения, нм	1310, 1550 выбирается при заказе. Стандартно 1310 нм
Номинальная мощность излучения на оптическом стыке по передаче, дБм	от -3 до -4,5
Чувствительность оптического приемника, дБм	Динамический диапазон от 0 до -35
Требования к оптическому кабелю	Любой многомодовый или одномодовый
Требования к Y - ответвителям	Многомодовые или одномодовые, в зависимости от типа применяемого кабеля. Широкополосные 1310 +/- 40 нм, 50/50, с переходным затуханием не менее 25 дБ
Тип разъёмов для подключения оптического волокна	Стандартно FC, по требованию клиента - любой другой
Параметры потока Е1 (2,048 Мбит/с)	Полностью соответствуют рекомендации G.703. Тракты Е1 (2.048 Мбит/с) аппаратуры Транспорт 32х30 поддерживают любой протокол передачи данных, использующий коды передачи ЧПИ (AMI) или МЧПИ (HDB3)
Способ формирования сигнала СИАС	Аппаратура поддерживает режим автоматического включения сигнала СИАС на передачу по потокам Е1
Аварийная сигнализация	В каждом полукомплекте имеется аварийный светодиод, который срабатывает при наличии ошибок передачи по оптическому кабелю или по любому потоку Е1 (условия срабатывания задаются программно). Срабатывание светодиода дублируется срабатыванием контактов реле на интерфейсной плате (нормально замкнутые и нормально разомкнутые контакты), которые выведены на разъем и могут быть соединены с аварийной станционной сигнализацией
Служебная связь	Один канал 64 КБит/с, выполненный в виде абонентского комплекта, к которому можно подключить обычный телефонный аппарат. При этом имитируется работа АТС
Интерфейс с персональным компьютером	RS-232, программная поддержка возможности создания ЛВС типа «кольцо» между всеми системами «Транспорт», местными и удаленными
Контроль и управление	Имеется один канал управления 64 КБит/с, который передается в групповом потоке и используется для управления и контроля удаленными полукомплектами. Контроль ведется из программы «Центр управления ЦВОЛТ»
Программное обеспечение	«Центр управления ЦВОЛТ» для компьютеров типа IBM PC позволяет на Вашем и удаленном конце: - сконфигурировать сеть; - получить за заданный период времени отчет о состоянии сети, обо всех авариях и случаях превышения заданного пользователем коэффициента ошибок по групповому потоку и трактам Е1; - найти и локализовать источник аварии; - заблокировать или разблокировать любой тракт; - установить заворот по любому тракту; - просмотреть количество ошибок по трактам; - протестировать любой тракт и оборудование, подключенное к нему, а также линию связи; - протестировать групповой оптический тракт; - посмотреть количество ошибок по оптическому кабелю; - задать условия срабатывания аварийной сигнализации и др.
Напряжение питания, В	От - 36В до - 72В. Возможно питание через внешние преобразователи напряжения от переменного напряжения 220В, 50 Гц
Потребляемая мощность полукомплекта, не более Вт
Конструктивное исполнение	Конструктивно полукомплекты аппаратуры серии Транспорт 32х30 выполнены в виде платы размером 220х233 мм для установки или в крейт («корзину») или в любой из корпусов описанных в настоящем разделе каталога. Все корпуса и крейт могут устанавливаться в шкаф или стойку 19-дюймового конструктива по МЭК 297 (ANSI/EIA RS 310-D)
Вес полукомплекта, не более кг	Не более 2 кг
Возможность монтажа	- в открытую стойку 19" конструктива; - в шкаф 19" конструктива; - на стол
Условия эксплуатации	Аппаратура должна устанавливаться в отапливаемом помещении. Допустимый перепад температуры окружающего воздуха, от 50С до 400С. Допустимая влажность окружающего воздуха до 80 % при температуре 250С. Допустимое понижение атмосферного давления до 60 кПа (456 мм рт.ст.)

Достоинства Транспорт 32х30

• наилучший показатель цена/качество в своем секторе рынка;
• возможность автоматического резервирования оптических трактов, чтообеспечивает непрерывность связи в случае обрыва оптического кабеля;
• возможность организации связи по оптическому тракту на передачу и наприем по одному оптическому волокну с использованием Y-ответвителей;
• "Транспорт 32х30" - 100% асинхронная аппаратура - от синхронной аппаратуры отличается тем, что не нужно задавать источник синхронизации и зависеть от него;
• широкий спектр вариантов исполнения для различных задач;
• компактность, возможность размещения в индивидуальном или групповом конструктиве;
• удобство настройки, конфигурирования и работы.

 

1.4.Выбор кабеля

Выбираем кабель: Hyperline серии FO-DT, ИКБ-М, ОГЦ. Бронированный оптический кабель с центральным оптическим модулем ОГЦ.
Количество волокон: от 2 до 24
Максимальное растягивающее усилие: от 5кН до 20кН
Допустимое раздавливающее усилие: не менее 0.7 кН/см
Рабочая температура: от минус 40°С до 50°С.

Бронированный оптический кабель ОГЦ для грунта и канализации содержит центральный оптический модуль (ЦОМ), на модуль наложен бронепокров из стальных оцинкованных проволок, поверх бронепокрова наложена наружная оболочка из высококачественного полиэтилена. Свободное пространство в оптическом модуле и межпроволочное пространство заполнено гидрофобным заполнителем. Кабель ОГЦ имеет наружную оболочку из полиэтилена не распространяющего горение или из материала не выделяющего галогенов при горении.

Конструктивно кабель представляет покрытый проволочной бронёй модуль, состоящий из оптоволокон. Количество оптических волокон может составлять 4, 8, 16 и 24, могут использоваться как одномодовые, так и многомодовые волокна. Броня обеспечивает необходимую защиту оптоволоконного кабеля, предотвращая его разрывы. Снаружи кабель покрыт полиэтиленовой оболочкой.

 

Наименование	Число и тип оптических волокон	Емкость барабана	Цена 1м кабеля с НДС, руб.
менее 1км*	от 1км до 5км*	от 1 барабана**
Оптический кабель бронированный, макс. нагрузка при растяжении - 7кН
ОГЦ-8A-7	8 ОВ SM 9/125	5км	23,4	22,47	20,7
ОГЦ-16A-7	16 ОВ SM 9/125	30,58	29,36	27,5
ОГЦ-24A-7	24 ОВ SM 9/125	44,7	40,38	36,8

Оптические кабели ИКБ-М применяютсяв волоконно-оптических системах передачи в сети связи общего пользования, в технологических сетях связи и сетях связи специального назначения в случае их присоединения к сети связи общего пользования для прокладки в грунтах всех групп, кроме подверженных мерзлотным деформациям, на речных переходах, в болотах глубиной до 2 м, а также в кабельной канализации, по мостам и эстакадам, в туннелях, коллекторах, внутри зданий и сооружений.

 

Линейка оптических кабелей связи типа ИКБ-М изготавливается по ТУ № 3587-005-66254127-2014 и соответствуют «Правилам применения оптических кабелей связи, пассивных оптических устройств и устройств для сварки оптических волокон», утвержденным Приказом Мининформсвязи России от 19.04.2006г.»

 

Параметр	ИКБ…М…
Конструкция сердечника кабеля	Повив оптических модулей
Количество оптических волокон в кабеле	до 576
Количество элементов повива сердечника	4-36
Номинальный наружный диаметр, не менее, мм	11,3
Масса кабеля от, кг/км
Длительно допустимая растягивающая нагрузка, кН	Не менее 2,5
Допустимая раздавливающая нагрузка, не менее, кН/см	0,4
Допустимое ударное воздействие, не менее, Дж
Электрическое сопротивление изоляции, не менее, МОм*км
Минимальный радиус изгиба	20 Ø кабеля
Рабочий диапазон температур, °С	от -40 до +501) от -50 до +502)
Температура прокладки и монтажа, не ниже, °С	- 30

 

Так как мы прокладываем трассу под грунтом, то нам необходимо выбрать тип кабеля, соответствующий этому условию. Для подземной прокладки кабелей (в грунт, в кабельной канализации) нужно использовать конструкции с броней из стальной гофрированной ленты. Это позволит защитить их от атак грызунов и случайных механических повреждений при прокладке и эксплуатации.

Выбираем волоконно-оптический кабель Hyperline серии FO-DT

Межмодовая дисперсия отсутствует т.к. передается одна мода. Для одномодовых ОВ находится ненормированная величина среднеквадратичной дисперсии по формуле:

где Dl - ширина полосы оптического излучения (Dl=3.2нм);

Максимальная скорость передачи информации по одномодовому ОВ, которая может быть найдена по формуле, подставив в нее среднее из технических данных значение длины регенерационного участка l_{ру ср} :

где s - ненормированная величина среднеквадратичной дисперсии;

Далее полученную максимальную скорость передачи информации по ОВ следует сравнить со скоростью передачи цифрового сигнала, в линейном тракте выбранной ВОСП. При этом должно соблюдаться условие:

где В=2,048 Мбит/с - скорость передачи цифрового сигнала в линейном тракте;

372 Мбит/с > 2,048Мбит/с,

данное соотношение говорит о том, что ОК и используемая аппаратура «совместимы».

 

1.5.Расчет предельных длин участков регенерации

Для расчета воспользуемся данными по мультиплексору.

Длина РУ ВОСП определяется двумя параметрами суммарным затуханием РУ и дисперсией сигналов ОВ:

Максимальные и минимальные длины РУ с учётом только затухания оптического сигнала, то есть потерь в ОВ, потерь в устройствах ввода/вывода (разъемных соединениях), количество разъемных соединений нет, поэтому их не учитываем потерь в неразъемных соединениях при монтаже и строительстве длин кабеля:

- энергетический потенциал, Э = 32 дБ;

- коэффициент затухания ОВ, a=0,2 дБ/км;

- пределы автоматического регулирования входного усилителя приемного тракта, А_АРУ=20дБ

l_с=6 км - строительная длина ОК;

А_р=0,3 и А_н=0,08 - соответственно затухание оптического сигнала на разъемных и неразъемных соединениях, дБ.

Э_з= 6дБ - энергетический (эксплуатационный) запас системы.

Тогда по формулам найдем и :

 

 

 

 

Как было отмечено выше, длина регенерационного участка ВОСП зависит также и от дисперсии сигнала в ОВ. Максимальная длина РУ с учетом дисперсионных свойств. ОВ рассчитывается по следующей формуле:

 

где σ – дисперсия сигнала в ОВ, с/км;

В – скорость передачи сигнала в линейном тракте, 69,7Мбит/с

Так как максимальная протяженность трассы составляет 58 км, нет необходимости использования НРП.