Проектирование цифровой первичной сети на участке железной дороги

     

     

     1.1.4 Резервирование канала  приема передачи.

     Существуют  различные методы обеспечения быстрого восстановления работоспособности  синхронных сетей: резервирование участков сети по схемам 1+1 и 1:1  по   разнесенным    трассам;   организация   самовос-станавливающихся кольцевых сетей, резервированных по схемам 1+1 и 1:1; восстановление работоспособности сети обходом неработоспособного узла; резервирование терминального оборудования по схемам 1:1 и N:1; использование систем оперативного переключения. В первом случае участки между двумя узлами сети соединяются двумя разнесенными трассами, сигналы по которым распространяются одновременно. В узле приема они могут обрабатываться по двум схемам:

     резервирование  по схеме 1+1 – сигналы анализируются и выбирается тот, который имеет наилучшее соотношение параметров;

     резервирование  по схеме 1:1 (согласно заданию из курсового  проекта) – альтернативным маршрутам  назначают приоритеты – низкий и  высокий. Ветвь с низким приоритетом  находится в режиме горячего резерва. Переключение на нее происходит по аварийному сигналу от системы управления.

     

     

1.2 Размещение функциональных  модулей, разбивка  участка на оптические  секции.

1.2.1 Топология сети SDH.

     В данном курсовом проекте рассмотрена  топология сети SDH большой протяженности. В сетях SDH для такой топологии  сетей существует стандартная регламентация. В такой сети расстояние между  терминальными мультиплексорами ТМ больше того, чем допустимо, т.е. может  быть покрыто бюджетом мультиплексоров. В этом случае на маршруте (тракте) устанавливаются регенераторы и используется сеть топологии «точка-точка».

     Сеть  топологии «точка-точка» является наиболее простой и используется при передаче больших цифровых потоков по высокоскоростным магистральным каналам. В сети этой топологии широко используется защита по принципу 1+1, где имеются основной и резервный оптические агрегатные выходы. При выходе из строя основного тракта за считанные десятки миллисекунд сеть переходит на резервный. Эта топология широко используется при передаче больших потоков данных по высокоскоростным магистральным каналам, например для отладки сети при переходе на более высокоскоростную иерархию SDH. На коротких расстояниях, в пределах одного регенерационного участка, топология «точка-точка» предполагает использование только терминальных мультиплексоров ТМ по обоим концам линии, при увеличении расстояния в оптический тракт включаются регенераторы Р. Использование защиты 1+1 приводит к необходимости увеличения оптических портов STM-N до двух в ТМ и до четырех в каждом регенераторе.

     

      Согласно  схеме сети (Лист 1 Графической части) имеется участок связи О-Х, общей длиной 310 км. На данном участке присутствуют  12 промежуточных железнодорожных станций.

1.2.2 Разбивка участка  связи на оптические  секции.

     В соответствии со стандартами, участок  связи О-Х разбивается на 7 регенераторных оптических секций. Таким образом, для создания магистральной цифровой первичной сети связи требуется 8 опорных узловых точек (О, П, Р, С, Т, У, Ф, Х). Для включения промежуточных станций создается вторичная цифровая сеть, завязанная на узловые точки первичной сети. Вторичная сеть представляет собой совокупность коммутационных станций, узлов коммутации, оконечных абонентских устройств и каналов вторичной сети, организованных на базе каналов первичной сети. Так как вторичные сети формируются на базе типовых каналов и групповых трактов первичной сети, структура и протяженность вторичных сетей определяется структурой и протяженностью соответствующих им первичных сетей связи. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 1. Разбивка участка связи на оптические участки.

	Название перегона	Длина перегона, км	Длина секции, км
О-П	О-П	17	17
П-Р	П-П1	25	49
	П1-Р	24
Р-С	Р-С	39	39
С-Т	С-С1	20	52
	С1-Т	32
Т-У	Т-Т1	19	43
	Т1-У	24
У-Ф	У-У1	21	49
	У1-Ф	28
Ф-Х	Ф-Ф1	19	61
	Ф1-Ф2	22
	Ф2-Х	20

 
 

     1.2.3 Размещение функциональных  модулей.

     В качестве основного оборудования узла рационально применить универсальный  мультиплексор SMA 1 производства фирмы  «Siemens», способный работать в качестве терминального мультиплексора и  мультиплексора ввода/вывода в сетях  иерархии STM-1 (155 Мбит/с). Любая из иерархических  скоростей STM-N вычисляется простой  операцией умножения, например, STM-1 имеет емкость 270х9=2430 байтов, которая повторяется 8000 раз за 1 секунду, а число бит составит 2430 байт х 8000 х 8= 155520000 бит/с или 155 Мбит/с.

     1.3 Выбор типа оптических  интерфейсов.

     Классификация оптических секций приведена в таблице 2. Она дает стандартное обозначение секций и приведена для указанных трех типов применения: внутри станции (код использования I), между станциями – короткая секция (код использования S), между станциями – длинная секция (код использования L).

     

     

Таблица 2. Классификация стандартных оптических интерфейсов.

Использование	Между станциями
	Внутри  станции	Короткая  секция		Длинная секция
Длина волны, нм	1310	1310	1550	1310	1550
Тип волны	G.652	G.652	G.652	G.652	G.652 G.653 (G.654)
Расстояние, км	~2	~15	~15	~40	~80
Иерархия  STM-1	I-1.1	S-1.1	S-1.2	L-1.1	L-1.3(1.2)

 

     Сопоставляя данные из таблиц 1 и 2, получаю следующие  типы интерфейсов для проектируемой  сети:

     участок О-П интерфейс S-1.2;

     участок П-Р интерфейс L-1.1;

     участок Р-С интерфейс L-1.1;

     участок С-Т интерфейс L-1.1;

     участок Т-У интерфейс L-1.1;

     участок У-Ф интерфейс L-1.1;

     участок Ф-Х интерфейс L-1.3. 

Таблица 3. Допустимые значения уровней мощности передатчиков и приемников типа STM-1. 

STM-1
Тип интерфейса	Мощность  передатчика, дБм		Минимальная чувствительность приемника, дБм
	Min	Max
S-1.1	-15	-8	-32,5
S-1.2	-15	-8	-32,5
L-1.1	-5	0	-34
L-1.2	-5	0	-34
L-1.3	-5	0	-34

     

     

     Регулировка мощности данного передатчика производится с помощью джамперов (перемычек), установленных на агрегатной плате мультиплексо-ра. Шаг регулировки 1 дБм. Устройство работает на коротких (15 км) и средних (40 км) оптических секциях на длине волны λ=1310 нм, а на длинных (80 км) на волне длинной λ=1550 нм. Это обуславливает выбор оптических интерфейсов данного проекта.

     2. Эксплуатационный  раздел.

     2.1 Расчет затухания  регенерационных  участков для построения  диаграммы уровней.

     Мощность  оптического сигнала измеряется в логарифмических единицах дБм (децибел к милливатту). При этом уровню 0 дБм соответствует сигнал с мощностью 1 мВт.

     2.1.1. Расчет рабочего  затухания регенерационных  участков.

     Расчет  количества муфт на участках.

     Количество  муфт рассчитывается по формуле:

     n = – 1, где

     Lур – длина участка регенерации;

     Lсл – строительная длина кабеля (9 км).

     Итак:

     nо-п = 17/9 – 1 = 1;

     nп-р = 49/9 – 1 = 5;

     nр-с = 39/9 – 1 = 4;

     nс-т = 52/9 – 1 =5;

     nт-у = 43/9 – 1 =4;

     nу-ф = 49/9 – 1 =5;

     nф-х = 61/9 – 1 =6. 

     Расчет  рабочего затухания  ВОК. 

     Одним из факторов, ограничивающих дальность  оптической связи,

является  затухание сигналов. Кварцевое стекло хотя и незначительно, но загрязнено, а также имеет добавки для изменения показателя преломления сердцевины или оболочки ОВ, что вызывает потери мощности сигнала на поглощение и рассеяние. Рабочее затухание ВОК зависит от длины кабеля Lур и километрического затухания оптического сигнала в кабеле а, которое для кабеля марки ОКЛЖ-01-6-10/125-0,36/0,22-3,5/18-18,2 составляет 0,36 дБ/км для рабочей длины волны λ=1310 нм и 0,22 дБ/км для рабочей длины волны λ=1550 нм.

     ак = аLур, дБ

     Итак:

     для участка ОП(ПО)  ак = аLоп = 0,22х17 = 3,8 дБ;

     для участка ПР(РП)  ак = аLпр = 0,36х49 = 17,7 дБ;

     для участка РС(СР)  ак = аLрс = 0,36х39 = 14,1 дБ;

     для участка СТ(ТС)  ак = аLст = 0,36х52 = 18,8 дБ;

     

     для участка ТУ(УТ)  ак = аLту = 0,36х43 = 15,5 дБ;

     для участка УФ(ФУ)  ак = аLуф = 0,36х49 = 17,7 дБ;

     для участка ФХ(ХФ)  ак = аLфх = 0,22х61 = 13,5 дБ. 

     При данном расчете производится округление до первого знака после запятой  в большую сторону, т.к. учитываются  технологические наплывы кабеля (петли) и увеличение затухания ОВ при температуре ниже -40°С, Δак, не превышающее 0,05 дБ на полную дистанцию.