Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE 37
2. ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ И ТРАССЫ ВОЛС
2.1 ВЫБОР ТРАССЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ
Выбор трассы линии определяется, прежде всего, расположением пунктов, между которыми должна быть обеспечена связь. Обычно рассматривается несколько вариантов трассы и на основе технико-экономического сравнения выбирается оптимальный. При выборе трассы необходимо обеспечить:
Исходя из этих требований, предпочтение отдается прокладке кабеля вдоль автомобильных или железных дорог.
Минимально допустимые расстояния от трассы кабелей связи до других сооружений:
Переходы через водные преграды выбирают в тех местах, где река имеет наименьшую ширину, где нет скальных и каменистых грунтов, заторов льда. Берега реки в месте перехода не должны быть обрывистыми. Кабель нежелательно прокладывать: по берегу, а так же в местах водопоя и стоянки скота. Нельзя так же прокладывать кабель в районе пристаней, зимних стоянок судов, в местах перекатов и отмелей, быстрого течения реки, в местах, где проходящие плоты для торможения хода могут спускать лоты и якоря. Расстояние между основными и резервными переходами должно быть не менее 300м. В кабельной канализации ГТС оптоволоконный кабель следует прокладывать в свободном канале; в этом же канале в последующем можно прокладывать и другие оптические кабели. Прокладка электрических кабелей совместно с оптическим в одном канале запрещена. При острой необходимости использовать занятый канал, кабель следует прокладывать в полиэтиленовой трубке. Не допускается перекрещивание кабелей, расположенных в горизонтальном ряду в смотровых устройствах, помещениях ввода кабелей и коллекторах. Кабельные переходы через водные преграды можно выполнять путем прокладки под водой, по мосту или путем подвески на опорах. Для определения подверженности кабельных сетей опасным и мешающим влияниям и определения вероятности повреждения кабелей от разрядов молнии измеряют проводимость земли. Обслуживаемые регенерационные пункты обычно размещают в городах, пригородах или в крупных населенных пунктах, где питание аппаратуры обеспечивается от местных источников электроэнергии. Для характеристики заданных оконечных пунктов трассы нужно дать характеристику промышленности и сельского хозяйства. Данными последней переписи населения удобно пользоваться для подсчета количества жителей в заданных оконечных пунктах. Из этой совокупности данных и вытекает необходимость организации определенного числа связей между данными пунктами.
2.2 ОПИСАНИЕ ТРАССЫ ВОЛС ОМСК – НОВОСИБИРСК
В данном дипломе проекте рассматривается волоконно-оптическая линия связи между городами Омск - Новосибирск. Данная линия связи строится на основе системы передачи STM – 64 с использованием оптического кабеля из двенадцати волокон с неметаллическим центральным элементом фирмы ЗАО «СОКК» (Самарская оптическая кабельная компания) (рекомендация G.655) при 40 каналах на скорости передачи 10 Гбит/с.
Между Омском и Новосибирском возможна прокладка кабельной линии связи по множеству маршрутов. При выборе трассы кабельной магистрали следует исходить из сведения к минимуму материальных затрат. Из экономических соображений (снижение строительных и эксплуатационных расходов) выгоднее прокладка кабельной линии вдоль автомобильных и грунтовых дорог. На основании изучения карты намечаем три возможных варианта трассы между городами:
Таблица 2.2
|
Трасса |
Протяженность |
Реки |
Водохр-ще |
Горы |
Болота |
ЭЖД |
∑ |
|
1 |
630 |
- |
- |
- |
- |
1 |
1 |
|
2 |
720 |
1 |
- |
- |
- |
5 |
6 |
Для определения оптимальной трассы сравним их.
Исходя из таблицы 1, нетрудно определить оптимальный выбор – это трасса 1, т.к. у неё наименьшая протяженность и наименьшее количество пересекаемых препятствий.
Таким образом, прокладка кабельной линии связи между городами Омск и Новосибирск будет осуществляться по трассе, проложенной вдоль железной дороги, отмеченной на карте (Рис. 2.2) красным цветом.
Ниже приведена схема проектируемой трассы (Схема 2.2)
Схема 2.2. Проектируемая трасса
Город Новосибирск - крупный промышленный, торгово-финансовый, научный и культурный центр общесибирского значения.
Высокие темпы роста города обусловлены крайне выгодным его эко номико-географическим положением на пересечении важнейших транс портных магистралей- железнодорожных, автомобильных, трубопроводных и речной, связавших его с многочисленными и крупнейшими источниками производственных ресурсов, производителями и потребителями продукции.
Новосибирск - один из важнейших транспортных узлов страны, где смыкаются Главная Сибирская железнодорожная магистраль, железные до роги из центра Сибири на Кузбасс, в Казахстан и Среднюю Азию, трансси бирские трубопроводы, автодороги федерального значения, рядом с Ново сибирском - аэропорт международного и транссибирского значения Толмачево.
Второй оконечный пункт город Омск - центр Омской области.
Омск - самый крупный экономический, культурный и научно-образовательный центр области и один из крупнейших в Сибири. На него приходится более 90% промышленного производства области. Омск входит в первую пятерку крупнейших промышленных центров России. Омская область занимает важное место в системе общегосударственно го территориального разделения труда в сферах нефтепереработки и нефте химии, машиностроения и агропромышленного комплекса.
Омск - крупный транспортный узел. На территории Омской области есть почти все виды транспорта: речной, железнодорожный, автомобильный, воз душный, трубопроводный.
Являясь одним из самых развитых регионов бывшего Советского Сою за, а ныне Российской Федерации, Омская область до последнего времени оставалась малоизвестной не только в западной части страны, но и для миро вого сообщества в целом.
Основной причиной, из-за которой регион оставался в тени, являлось высокая насыщенность экономики области предприятиями военно-промышленного комплекса в связи с чем область была закрыта для свобод ного посещения иностранными гражданами.
Таким образом, из вышеперечисленные характеристики городов угадывается необходимость проектирования современной ВОЛС на магистрали Омск – Новосибирск.
2.3 СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ STM-64
Синхронная цифровая иерархия (Synchronous Digital Hierarchy - SDH) является всемирным стандартом технологии передачи. Определена стандартом ITU-T.
Скорости передачи СЦИ определены стандартами ITU-T G.702, G.707.
Первичным цифровым потоком СЦИ является синхронный транспортный модуль STM-1 (Synchronous Transport Module). Скорость передачи STM-1 равна 155,52 Мбит/с. Дальнейшее увеличение скорости передачи достигается мультиплексированием с коэффициентом 4. Образуются модули STM-N. В настоящее время стандартизированы модули с N=1,4,16,64.
Для СЦИ характерны следующие особенности:
- Синхронизованность сети.
- Побайтное объединение (мультиплексирование) на основе указателей.
- Возможность функционирования в плезиохронном режиме. Фазовое соотношение регулируется положительным, нулевым или отрицательным побайтным выравниванием.
- Модульность структуры. Более высокие скорости передачи достигаются побайтным мультиплексированием нескольких STM-1. Мультиплексирование выполняется таким образом, что структура результирующего модуля STM-N практически идентична структуре STM-1. Скорости передачи СЦИ в целое число раз выше скорости передачи 155,52 Мбит/с, а именно: STM-4 – 622,08 Мбит/с, STM-16 – 2488,32 Мбит/с, STM-64 – 9953,28 Мбит/с.
- Фазовые соотношения между кадрами и пользовательской информацией фиксируется посредством указателей. Обработка указателей обеспечивает возможность доступа к любому сигналу в высокоскоростном потоке.
Преимущества СЦИ заключается в следующем:
Большое число служебных позиций дает возможность управления сетью, что особенно важно для применения сети TMN (Telecommunication Management Network).
Недостатки СЦИ заключаются в следующем:
Первичным цифровым потоком СЦИ является модуль STM-1, имеющий скорость передачи 155, 52 Мбит/с.
Модуль STM-1 состоит из 2430 байт и обычно изображается в виде таблицы из 9 строк по 270 байт. Период повторения STM-1 составляет 125 мкс, что соответствует частоте повторения 8000 Гц. Каждый байт соответствует каналу со скоростью передачи 64 кбит/с.
Высокоскоростные потоки СЦИ организуются побайтным мультиплексированием нескольких STM-1 и называются синхронными транспортными модулями уровня 64 STM-64. Скорость STM-64 составляет 64* 155,52 Мбит/с.
В настоящее время, как отмечалось выше, стандартизированы уровни 4, 16 и 64: STM-4 4´ 155,52 Мбит/с = 622,08 Мбит/с, STM-16 16´ 155,52 Мбит/с = 2,48832 Гбит/с и STM-64 64´ 155,52 Мбит/с = 9,95328 Гбит/с.
Структура кадра STM-N соответствует структуре STM-1, с тем отличием, что передаются N´ 9´ 270 байт за 125 мкс. Байты заголовков, указателей и нагрузки объединяются в аналогичные три блока.
При мультиплексировании байты нагрузки объединяемых STM-1 объединяются побайтно в нагрузку STM-64 без буферизации. Позиция STM-1 в составе STM-N может отличаться от исходной из-за возможного фазового различия между STM-1 и STM-64. Каждый индивидуальный указатель должен быть изменен в соответствии с этим фазовым различием. Данная операция называется согласованием указателей.
Как N модулей STM-1 могут быть объединены в один модуль STM-N, так и M модулей STM-N могут быть объединены в один модуль STM-M´ N. Действует следующее основное правило: если объединяются M модулей STM-N в модуль STM-M´ N, то из каждого объединяемого потока STM-N берется по N байт, т.е. применяется N-байтное мультиплексирование.
Соответственно, по одному байту от каждого STM-1 объединяются в STM-N. Аналогично объединяются по 4 байта от каждого STM-4 при образовании STM-16.
Достоинством данной процедуры является то, что высокоскоростные потоки могут быть получены последовательным мультиплексированием. Например, можно получить поток STM-64, побайтно объединяя 64 модуля STM-1. В тоже время, STM-64 может быть получен из четырех модулей STM-16. На Рис. 2.3 показана технология мультиплексирования STM-16.
Рис.2.3. Технология мультиплексирования на примере STM - 16
2.3 АНАЛИЗ ОБОРУДОВАНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМОГО ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ЛИНИИ СВЯЗИ
Рис. 2.3 Оборудование «Пуск» версии 2, НТО «ИРЭ-Полюс» (Россия)
Согласно РД 45.286-2002 к аппаратуре ВОСП-СР (Рис. 2.3) предъявляются следующие требования:
1)Аппаратура волоконно-оптической системы передачи со спектральным разделением (ВОСП-СР), именуемая в дальнейшем аппаратура, в соответствии с ГОСТ 26599 предназначена для передачи в одном или двух противоположных направлениях нескольких сигналов по одному волокну оптического кабеля с использованием источников излучения с различными длинами волн для передачи каждого сигнала.
2)Аппаратура предназначена для работы в следующих спектральных диапазонах длин волн, условно определяемых как:
3)Аппаратура по месту размещения в оптическом тракте должна быть выполнена как аппаратура оконечного, усилительного или транзитного пункта ВОЛП. Аппаратура в каждом из этих пунктов должна выполнять функции сетевого элемента (СЭ).
4)Аппаратура оконечного пункта предназначена для установки в отапливаемых помещениях и может включать:
5)Аппаратура усилительного пункта может быть предназначена для установки как в отапливаемых, так и еотапливаемых помещениях НУП, в том числе в цистернах, и может включать:
6)Аппаратура транзитного пункта предназначена для установки в отапливаемых помещениях и включает два комплекта оборудования по п.4, соединяемых по схеме "спина к спине".
В пункте транзита ВОЛП допускается в зависимости от назначения или конфигурации сетевых соединений применение вместо ОМ/ОД оптических мультиплексоров ввода-вывода (ОМВВ), а также ОПУ вместо ОУПд/ОУПр.
7)Значения всех параметров аппаратуры должны отвечать требованиям настоящего руководящего документа для наихудшего случая значений параметров в рабочем диапазоне температуры и влажности к концу срока службы.
8) Аппаратура должна обеспечивать передачу служебной информации (сигналы СС и ТК-ТУ) по специально выделенному оптическому служебному каналу (ОСК), который может быть организован либо за пределами спектрального диапазона рабочих длин волн, либо внутри него.
9)В аппаратуре должны быть предусмотрены функции контроля управления, аварийной сигнализации и служебной связи.
10)Аппаратура должна обеспечивать функцию выключения и/или снижения оптической мощности на выходе оптических усилителей в соответствии с [1].
11)Аппаратура должна позволять выполнение мероприятии по техническому обслуживанию, обеспечению надежности и безопасности при эксплуатации ВОЛП в соответствии с РД 45.047 и Р 45.07.
В соответствии с РД45.286-2002 параметры оптических стыков определяются в точках нормирования оптического тракта ВОСП-СР для отдельных i-тых оптических каналов Пдi (Si), Прi(Ri) и главного оптического тракта ГПд(МРI-S), ГПр(МРI-R). Пдi (Si) и Прi (Ri) должны соответствовать ОСТ 45.178, п.5.2.
Параметры оптических стыков в точках нормирования Пдi(Si) должны иметь значения в соответствии с таблицами 2.4.1 и 2.4.3, а в точках нормирования Пpi(Ri) в соответствии с таблицей 2.4.2 для скоростей передачи цифрового сигнала в формате CTM-N для СПИ.
Параметры оптических стыков для других значений скоростей цифрового сигнала в форматах, например, ATM, IP, Ethernet Gbit и т.д., в настоящее время не нормированы.
Параметры оптических стыков в точках нормирования ГПд(МРI-S) и Пдi(8i) должны иметь значения в соответствии с таблицей 2.4.3, а в точках нормирования ГПр(МРI-R) и Прi(Ri) в соответствии с таблицей 2.4.4.
Таблица 2.4.1
Таблица 2.4.2
Таблица 2.4.3
Таблица 2.4.4
Требования к оптическим параметрам транспондеров (РД 45.286-2002):
1)Транспондер (Тп) предназначен для преобразования оптического сигнала с целью его передачи в оптическом канале с требуемыми характеристиками. Допускается применение в составе аппаратуры вместо Тп передатчиков/приемников ВОСП для передачи/приема цифровых сигналов различных форматов (СТМ-N, ATM, IP, Ethernet Gbit и т.д.).
2)В Тп (передатчике/приемнике ВОСП) должно обеспечиваться формирование сигнала СПАС в сторону линии при возникновении следующей аварии:
3)В Тп (передатчике/приемнике ВОСП) должно обеспечиваться формирование сигнала СИАС в сторону станции при возникновении следующей аварии:
Требования к оптическим усилителям (РД 45.286-2002):
ОУ в соответствии с ГОСТ 26599 предназначен для усиления оптического сигнала без преобразование его в электрический. В составе аппаратуры допускается применение любых типов ОУ, в том числе, и с параметрами, соответствующими РД 45.186.
Основные параметры ОУПд, ОПУ и ОУПр приведены соответственно в таблицах 2.4.5, 2.4.6 и 2.4.7 для диапазона рабочих длин волн ОУ, определяемого в технической документации предприятия-изготовителя.
Таблица 2.4.5
Таблица 2.4.6
Таблица 2.4.7
Требования к параметрам оптических мультиплексоров (РД 45.286-2002):
Оптические мультиплексоры/оптические демультиплексоры (ОМ/ОД) предназначены для объединения/разделения сигналов различных оптических каналов. К наиболее типовым технологическим решениям могут быть отнесены два типа ОМ/ОД. Многоканальные для объединения/разъединения сигналов в пределах одного из спектральных диапазонов С, L, S или на отдельных их участках с числом каналов больше двух и двухканальные для объединения/разъединения групп оптических каналов, например, различных спектральных диапазонов.
Основные параметры двухканальных для объединения/разъединения групп оптических каналов приведены в таблице 2.4.8.
Основные параметры оптического мультиплексора ввода-вывода (ОМВВ) в зависимости от числа оптических каналов и расстояния между ними, а также числа ответвляемых/вводимых оптических каналов приведены в таблице 2.4.9.
Таблица 2.4.8
Таблица 2.4.9
Для построения волоконно-оптической сети связи принята волоконно-оптическая система передачи со спектральным уплотнением каналов «ПУСК» производства ООО НТО «ИРЭ-Полюс».
Оборудование «ПУСК» предназначено для использования в магистральных, зональных и городских оптических сетях и обеспечивает передачу в одном оптическом волокне до 160 спектральных каналов, в каждом из которых битовая скорость цифрового потока может быть от 100 Мбит/c до 10 Гбит/c.
Оборудование «ПУСК» использует технологию плотного спектрального уплотнения каналов (DWDM) с сетками частот спектральных каналов, полностью соответствующими Рекомендациям МСЭ-Т G.694.1. Используются C- и L- диапазоны в третьем окне прозрачности кварцевого оптического волокна 1525 - 1630 нм. Расстоянии между спектральными каналами 100 или 200 ГГц.
Оборудование «ПУСК» позволяет строить волоконно-оптические линии связи большой протяжённости, имеющие участки до 1500 км между электрическими регенераторами и участки до 300 - 350 км между узлами сети, где установлено активное сетевое оборудование.
Данное оборудование обеспечивает гибкость при проектировании сетей различной топологии, включая протоколы из таблицы 2.4.10.
Таблица 2.4.10.
|
SDH STM-1, STM-4, STM-16 и STM-64 |
|
SONET OC-3. OC-12, OC-24, OC-48 и OC-192 |
|
Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10Gigabit Ethernet |
|
Fibre Channel FC100, FC400; 10Gigabit Fibre Channel |
|
HDTV |
|
InfiniBand (2G Ethernet) |
|
FICON (FICON-1G), FICON Express (FICON-2G) |
|
DV-6000 |
|
ATM 155; ATM 622; ATM 2488 |
|
ESCON |
|
SDI, DVB-ASI |
Оборудование «ПУСК» предназначено для использования в линиях, использующих одномодовые оптические волокна следующих типов: МСЭ-Т G.652, G.653, G.654, G.655 и G.656.
Базовыми оптическими соединителями аппаратуры «ПУСК» являются коннекторы типа FC/UPC, FC/APC, SC/UPC, SC/APC, LC/UPC, LC/APC или E2000/APC.
Аппаратура «ПУСК» включает в себя:
Управление аппаратуры пользователем может осуществляться вручную органами управления на передней панели устройств, либо с помощью внешнего персонального компьютера подключенного через Serial port или RJ-45 port (интерфейсы RS232C и 10/100-Base-TX). Протоколы электрических стыков согласованы с интерфейсами персонального компьютера и локальной сети Ethernet.
На прикладном уровне используются протоколы SNMP и HTTP.
Имеется возможность контроля и управления с помощью удалённой рабочей станции.
Аппаратура питается от источников постоянного тока с заземленным положительным полюсом (номинальное напряжение 48 В, либо 60 В) и/или переменного (220 В, либо 110 В).