Проектирование магистральной связи на основе DWDM

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение..................................................................................................................

1 Исходные данные................................................................................................... 2 Разработка архитектуры сети............................................................................. 2.1 Выбор трассы......................................................................................................

2.2 Выбор оптического кабеля................................................................................

2.3 Расчет параметров регенерационного  участка................................................

3 Оборудование магистральной  сети связи......................................................... 3.1 Конструкция и архитектура системы DWDM OptiX BWS 1600G..................

3.2 Структура системы..............................................................................................

3.3 Оптический оконечный  мультиплексор (OTM) ..............................................

3.4 Оптический линейный  усилитель (OLA) .........................................................

3.5 Оптический мультиплексор  с функцией вставки/выделения (OADM).........

3.6 Регенератор..........................................................................................................

3.7 Оптический корректор........................................................................................

4 Оборудование местной  сети связи....................................................................

4.1 Технические характеристики  оптических мультиплексоров Т501.118.........

4.2 Функциональные особенности  мультиплексоров Т501.118............................

4.3 Типовые схемы включения  мультиплексоров Т501.118.................................

5 Расчет показателей надежности............................................................................

6 Расчет экономической  эффективности проекта................................................

6.1 Расчет капитальных  вложений..........................................................................

6.2 Расчет эксплуатационных  расходов.................................................................

6.3 Расчет экономической  эффективности капитальных вложений...................

Заключение............................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

В курсовой работе рассматриваются вопросы организации волоконно-оптической системы передачи (ВОСП) с использованием аппаратуры спектрального уплотнения DWDM, а также организация мультисервисной системы передачи данных на базе современных оптических мультиплексоров.

В курсовой работе необходимо:

1. Произвести обоснование  и выбор трассы проектируемой  линии связи;

2. Построить граф (схему) основных и резервных маршрутов;

3. Распределить необходимое  число оптических каналов DWDM;

4. Выбрать оптический  кабель (ОК) и способ его прокладки;

5. Рассчитать длину регенерационного  участка;

6. Выбрать (изучить) систему  передачи и определить требуемое  число ОВ в кабеле;

7. Разработать схему организации  связи на основе выбранной  системы передачи;

8. Рассчитать параметры  надежности ВОЛП;

9. Составить смету на  строительство линейных сооружений  по укрупненным показателям и  определить экономическую эффективность  проекта.

 

 

 

1  ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ

В соответствии с заданием необходимо организовать магистральную сеть на участке Красноярск – Чита, а так же спроектировать местную сеть связи на этом же участке. Магистральная сеть связи организуется на основе системы DWDM OptiX BWS 1600G (КНР), местная сеть связи - на базе оптических мультиплексоров фирмы LOFIS (Россия).

Система DWDM предусматривает передачу следующих видов трафика:

Число каналов Тип трафика	STM-16	STM-64	2.5G	10G
Рабочий	2	2	1	1
Резервный	–	–	–	–
Транзитный	3	4	3	4

 

 

 

 

 

 

 

 

2  РАЗРАБОТКА  АРХИТЕКТУРЫ СЕТИ

2.1  Выбор трассы 

Проектируемая сеть DWDM будет проходить на восток от г.Красноярск до г.Чита вдоль железной дороги. 

Трасса прокладки ОК выбирается исходя из условий:

- минимальной длины между  оконечными пунктами;

- выполнения наименьшего  объема работ при строительстве;

- возможности максимального  применения наиболее эффективных  средств индустриализации и механизации  строительных работ;

- удобства обслуживания.

При разработке проекта линии связи Красноярск–Чита целесообразно для сравнения рассмотреть следующие варианты прокладки кабеля:

- прокладка в грунт;

- подвес по опорам контактной  сети.

Вместе с тем, опыт развитых стран, таких как США, Япония и др., показывает, что второй вариант является наиболее предпочтительным с экономической, технической и экологической точек зрения.

Недостатком метода прокладки в грунт является быстрый износ рабочих деталей и механизмов оборудования и, соответственно, необходимость их частичной замены. При втором методе протяжка кабеля осуществляется по опорам, что не требует строительства новой линии и разработки специального оборудования, т.е. монтаж осуществляется обычным оборудованием. При прокладке кабеля в грунт большую сложность представляют пересечения трассы с реками.

 При протяжке кабеля  по опорам эти проблемы отпадают, что приводит к значительному  снижению трудоемкости работ. При  протяжке кабеля по опорам  экологические последствия минимальны, так как линия электропередач  уже действует и необходимо  лишь произвести монтаж кабеля. При прокладке кабеля в грунт  возможен значительный экологический  ущерб в связи с тем, что возникает необходимость дополнительной вырубки лесов, загрязняются водоемы, наносится урон сельскохозяйственным угодьям.

Неудачным оказался опыт эксплуатации кабеля, проложенного в пластмассовой трубе. В наших условиях трубы оказываются негерметичными, в них проникает вода, они промерзают, а ремонт или замена поврежденного участка порой весьма затруднены. В результате время восстановления поврежденного участка оказывается существенно больше, в сравнении с восстановлением подвесной линии и значительно дороже. Несколько лучше показали себя бронированные кабели для прокладки в грунт. Однако и в этом случае восстановление аварийного участка осложняется необходимостью точной локализации места повреждения.

Общая протяженность трассы Красноярск–Чита составляет 2099 км с учетом норм расхода волоконно-оптического кабеля на один километр трассы:

- по опорам контактной сети 2099 км;

.

 Исходя из вышеперечисленных условий трасса проектируемой ВОЛС проходит вдоль железной дороги по опорам контактной сети (см. рис.1).

 

 

 

 

Рис. 1 – Схема трассы прокладки ВОК

 

В приложении 1 приведена карта проектируемого участка, а так же структурная схема основных и резервных маршрутов.

Согласно исходным данным необходимо обеспечить суммарную передачу 20 каналов DWDM, включая транзит 14 и выделение 6 каналов на соответствующих пунктах. Схема распределения оптических каналов DWDM на участке Красноярск-Чита приведена в приложении 2.

 

 

 

 

 

 

 

2.2  Выбор оптического кабеля

Выбор типа оптического кабеля определяется пропускной способностью линейного тракта ВОСП, также учитываются условия и место его прокладки, наличие на трассе источников электромагнитных полей, опасность повреждения.

При выборе конструкции кабеля для определённого назначения учитывается ряд аспектов, таких как:

соответствие кабеля ГОСТ, ТУ, которые разрабатываются в соответствии с требованиями ITU-T (Международный союз электросвязи - сектор стандартизации телекоммуникации), IEC (Международная электротехническая комиссия), и CECC (комитет по электронным компонентам в составе CENELEC);

- соответствие ОК необходимым эксплуатационным характеристикам. При определении пропускной способности волокна следует учитывать потери волокна и требования по их изменению. Эти характеристики должны удовлетворять самым жестким условиям, которые наблюдаются при эксплуатации;

- кабель должен быть  удобным в работе и при монтаже. Он должен иметь гибкость, цветовое  кодирование, малый вес, сопротивление  изгибам, раздавливанию и растяжению, создавать условия для быстрого  монтажа и надёжной эксплуатации;

- кабель должен быть  удобным в сварке и заделке  в концевые устройства. Удобная  идентификация кабеля и волокна  облегчает сварку и делает  её более точной. Внешние защитные  оболочки и покрытия должны  легко сниматься. Важным моментом  является скол волокон и подгонка  волокна и кабеля, а, также предохранение  места сварки;

 

- кабель должен иметь  удобную маркировку, которая способствует  быстрому ремонту и сокращает  время простоя кабельных магистралей;

- кабель должен соответствовать  предъявляемым требованиям с  учётом специфических климатических  условий на месте эксплуатации.

В работе предлагается использовать кабель типа ДПТ для подвески на опорах контактной сети железных дорог. Конструктивные особенности кабеля показаны на рис.2, а его основные характеристики приведены в таблице 1 и в таблице 2.

 

 

 

 

 

 

Рис.2 – Оптический кабель марки ДПТа-Н

Маркировка:

Наносится на каждый метр кабеля.

 

 

Рис.3-Пример маркировки кабеля

 

Таблица 1 - Характеристики кабеля.

Количество оптических волокон в кабеле	48
Количество оптических волокон в модуле	6
Количество модулей в кабеле	8
Диаметр кабеля, мм	12,6
Масса кабеля, кг/км	121,2
Минимальный радиус изгиба, мм	230
Стойкость к продольному растяжению, кН	4
Стойкость к раздавливающим усилиям, кН/см	0,3
Стойкость к удару, Дж	30
Температурный диапазон эксплуатации, оС Температурный диапазон при прокладке, оС	-60…+70 -10…+50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2 - Характеристики оптического волокна.

Тип волокон	Н-Одномодовое ОВ со смещенной нулевой дисперсией (ITU-T G.655)
Рабочая длина волны волокна, нм	1310-1625
Коэффициент затухания, дБ/км, не более:	0,19
Коэффициент хроматической дисперсии, пс/(нм.км), в интервале длин волн (1530-1565) нм, по абсолютной величине	2,0..6,0
Поляризационная модовая дисперсия (ПМД), пс/км, не более	0,1
Длина волны отсечки, нм, не более	1480
Диаметр модового поля, мкм, на длине волны 1550 нм	9,6 0,4
Неконцентричность сердцевины относительно оболочки, мкм, не более	0,5
Диаметр оболочки, мкм	125 1,0
Некруглость оболочки, %, не более	0,7
Диаметр защитного покрытия, мкм	245 10

 

 

 

 

 

 

2.3 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РЕГЕНИРАЦИОННОГО УЧАСТКА

Линейный тракт ЦСП содержит передающее и приемное оборудование линейного тракта, регенерационные участки линии и регенерационные пункты, предназначенные для восстановления первоначальной формы, амплитуды и временных положений импульсов. 
 Большинство промежуточных регенерационных пунктов являются необслуживаемыми (НРП) и только часть этих пунктов является обслуживаемыми (ОРП). Необслуживаемые пункты питаются по тем же цепям, по которым передаются линейные сигналы. 
 НРП размещаются на трассе через участки с примерно равным затуханием с таким расчетом, чтобы в любой точке тракта передачи разность между уровнем сигнала и помех не превышала допустимого значения.

Расчет регенерационных участков состоит в определении затухания сигнала на определенном участке магистрали по формуле:

 

где,    -потери в оптическом кабеле (затухание кабеля)

- длинна участка, км

-потери сварного  соединения (0,01- 0,02), Дб

-количество сварных  соединений

-потери на  коннекторах(0,1- 0,2), Дб

-количество коннекторов

 – требуется установка усилителя

 

Рассчитаем два примера: 1- когда требуется установка НРП , 2- когда установка НРК не требуется.