Система передачі | "Сопка-3М" |
Число цифрових каналів | 480 |
|
Довжина хвилі | 1,55 мкм |
Коефіцієнт загасання | 0,3 дБ / км |
Число ВВ і їх тип | 4,8,16 ОМВ із ДПП |
Дисперсія, пс / (нм км) | 2, 3, 5 |
Будівельна довжина | 1, 2 |
На рис.2 зображено оптичний кабель типу ОКЛ.
Магістральний кабель ОКЛ виготовляється з одномодових волокон з серцевиною діаметром 10 мкм, має дві модифікації: з мідними провідниками діаметром 1,2 мм для дистанційного харчування регенераторів і без мідних провідників з живленням від місцевої мережі або автономних джерел теплоелектрогенераторов (ТЕГ). Центральний силовий елемент виконаний зі склопластикових стержнів. Зовнішній покрив кабелю має кілька різновидів: для прокладки в каналізації - це поліетиленовий шланг (марка ОКЛ), для підземної прокладки-броньовий покрив з склопластикових стрижнів (ОКЛС), сталевих стрічок (марка ОКЛБ), круглої дроту (ОКЛК).
оптичне волокно фірми "Корнінг"
гідрофобний заповнювач
центральний силовий елемент (склопластиковий стрижень або сталевий трос в ПЕ оболонці)
водоблокірующая стрічка (на вимогу)
полімерна трубка
скріпляє стрічка
розпорювали корд (на вимогу)
кордель
полімерна захисна оболонка
маркування
4. ВИБІР ЛІНІЙНИХ КОДІВ ЦИФРОВИХ ВОСП
До лінійним сигналам ВОСП пред'являються наступні вимоги:
спектр сигналу повинен бути вузьким і мати обмеження як зверху, так і знизу. Чим вже спектр сигналу, тим менше потрібно смуга пропускання фотоприймача, а відповідно зменшуються потужність шуму і його вплив. Обмеження спектру зверху знижує рівень межсимвольной перешкоди, а обмеження знизу - флуктуації рівня прийнятого сигналу в електричній частині фотоприймача, що має ланцюга розв'язки по постійному струму. Мінімальний вміст низькочастотних складових дозволяє також забезпечувати стійку роботу ланцюга стабілізації вихідної потужності оптичного передавача;
код лінійного сигналу повинен забезпечувати можливість виділення коливання тактовою частоти, необхідної для нормальної роботи тактової синхронізації;
код лінійного сигналу повинен мати максимальну завадостійкістю, яка дозволяє отримувати при інших рівних умовах максимальну довжину ділянки регенерації;
код лінійного сигналу повинен одягатися надмірністю, яка дозволяє за порушеннями правила утворення коду судити про виникнення помилок;
код лінійного сигналу повинен бути простим для практичної реалізації перетворювачів коду.
Сукупності зазначених вимог у повному обсязі не задовольняє ні один код. Тому для різних ВОСП застосовуються різні коди. У всіх оптичних кодах вихідна електрична комбінація у вигляді найпростішого коду NRZ (Non Return to Zero - без повернення до нуля) перекодовується, причому кожним m імпульсам вихідного коду зіставляються n імпульсів лінійного оптичного коду, де n> m. Звідси формула коду mBnB. При цьому тактова частота лінійного оптичного сигналу
(1)
де - Тактова частота вихідної цифрової послідовності.
Найбільш простими кодами, порівняно легко реалізованими, є коди класу 1B2 B, для яких згідно (1) f л = 2 × f T. Однак, в умовах обмеження смуги частот застосування кодів класу 1B2 B недоцільно і зазвичай вони використовуються в системах, де швидкість передачі не перевищує кількох десятків мегабіт в секунду.
У деяких системах застосовується код класу 2В4В, що отримав назву коду з позиційно-імпульсною модуляцією (ПІМ). У цьому коді використовуються дозволені комбінації з єдиним імпульсом, тимчасове положення якого залежить від блокової комбінації двох вихідних імпульсів. Чотирьом таким можливим комбінаціям 00, 01, 10, 11 відповідають у коді з ПІМ комбінації 1000, 0100, 0010, 0001 (мал.3).
Перевагою ПІМ комбінацій є виграш по потужності переданих сигналів. У той же час цим кодом притаманний ряд недоліків: подвоєння переданої смуги, складність кодопреобразователей, проблеми контролю помилок, зростання труднощі синхронізації. У високошвидкісних системах використовують блочні коди, для яких m> 2, n> m, причому чим вище швидкість передачі, тим ближче m до n, з метою скорочення переданої смуги.
Одним з рішень, застосовуваних у цих кодах, є перевірка на парність з метою виявлення помилок. До блоку з m символів вихідної двійковій послідовності додається ще один контрольний символ "1" або "0" для того, щоб сума по модулю 2 нової комбінації m + 1 символів дорівнювала 0. Поява в сумі m + 1 символів "1" означає наявність помилки. Введений додатковий символ позначають буквою Р. Також у цих кодах вводять ще один додатковий символ для визначення кордону кодової комбінації. Найчастіше по відношенню до останнього символу даної комбінації вводиться інверсний символ. Цей символ зазвичай позначають буквою С. Можливо також використання символу С для сигналів службового зв'язку і синхронізації. Тоді цей символ позначають буквою R.
У вибраній нами апаратурі ВОСП «Сопка-3М» використовуємо код 2В4В. І для даного коду і визначаємо швидкість передачі сигналів у лінії. Енергетичний спектр цього коду представлений на рис. 5. Наявність 2-х додаткових символів призводить до частоти передачі.
, (2)
При збереженні такого ж співвідношення швидкостей передачі в лінії і вихідного коду можна за рахунок збільшення ємності блоку символів розширити можливості наборів R і P Переваги коду 2В4В - відсутність низькочастотної складової.
5. ВИЗНАЧЕННЯ ШВИДКОСТІ ПЕРЕДАЧІ СИГНАЛУ В Лінійний тракт
На основі формули (2) по відомому коду та швидкості передачі ЦСП може бути визначена швидкість передачі сигналу в лінійному тракті. Всі подальші розрахунки в курсовому проекті ведуться на основі значення частоти ƒ л [МГц], що відповідає чисельно величиною В - швидкості передачі в лінії в Мбіт / с.
f Л = 1,2 × f T .= 1,2 × 34,368 = 41,2416 (МГц)
В = 41,2416 Мбіт / с.
6. РОЗМІЩЕННЯ ЛІНІЙНИХ Регенератори
У даному курсовому проекті відсутня прив'язка до конкретної трасі прокладки кабелю, що не викликає необхідності обліку топології траси (рельєф, гори, річки і т.д.). Тому можна скористатися принципом рівномірного розподілу регенераторів, максимально використовуючи кратність цілому числу будівельних довжин кабелю.
Для визначення кількості регенераторів, які необхідно встановити на лінії, використовуємо формулу:
(3)
де: l - довжина лінії, км, l ру - ма максималь довжина регенераційної ділянки для обраної апаратури, км (так як максимальна довжина регенераційної ділянки вибраних апаратури та кабелю дорівнює 70 км, то з урахуванням запасу візьмемо l ру = 55км).
Довжина лінійного тракту (300 км) не перевищує максимальну довжину між лінійного тракту (600 км), тому немає необхідності в організації ОРП (ОРП також є регенератором).
7. РОЗРАХУНОК І ОПТИМІЗАЦІЯ довжина регенераційної ділянки
При перевірочному розрахунку правильного вибору довжини ділянки регенерації керуються двома параметрами: сумарним загасанням регенераційної ділянки і дисперсією оптичного волокна (ОВ).
Якщо виходити з загасання з урахуванням всіх втрат, що мають місце в лінійному тракті, то розрахункова формула довжини регенераційної ділянки виглядає наступним чином:
(4)
Тут: Еп - енергетичний потенціал ВОСП, дБ, що визначається як Еп = Р nер - Р nр і вказується в технічних характеристиках ВОСП (для апаратури «Сопка-3М» - Еп = 38дБ);
a - коефіцієнт загасання оптичного волокна, дБ / км;
n рс - число роз'ємних з'єднувачів (їх кількість дорівнює 2, вони встановлені на вводі і виводі оптичного випромінювання у ВВ);
a рс - втрати у рознімному соединителе, дБ;
n н с - число нероз'ємних з'єднувачів на ділянці регенерації,
а нс - втрати в нероз'ємному в соединителе, дБ;
а t - Допуск на затухання втрат оптичного волокна зі зміною температури;
а В - Допуск на затухання втрат, пов'язаних з погіршенням характеристик компонентів регенераційної ділянки (джерела випромінювання - кабель - приймачі випромінювання) з часом.
Величина Еп характеризує необхідну перепад рівнів для нормальної роботи апаратури, а інші члени в дужках формули (4) - сумарні втрати ділянки регенерації.
Розрахунок проводиться для найдовшого ділянки регенерації. Спочатку визначається число будівельних довжин на ділянці регенерації:
(5)
де l c - Будівельна довжина кабелю (будівельну довжину візьмемо l c = 2 км).
Загальна кількість будівельних довжин для ділянки регенерації визначає число нероз'ємних з'єднувачів:
(6)
Величина a задана у вихідних даних для обраного кабелю: a = 0,3 дБ / км. Значення величин а нс і а рс вибираємо виходячи з значень втрат в роз'ємних та нероз'ємних з'єднувачах для різних типів ОР (табл.6 методичного вказівки [1]): а нс = 0,3 ... 0,5 дБ; а рс = 0,5 ... 1,5 дБ (виходячи з того, що можливо старіння сполук будемо вважати а нс = 0,4 дБ; а рс = 1 дБ).
Допуски на температурні зміни параметрів ВОСП при Δ Т = 10 º С: a t = 2 дБ (табл.7 методичного вказівки).
Для визначення допуску на втрати від старіння в часі необхідно визначити комбінацію джерел випромінювання передавача і приймача. Ця комбінація визначається згідно заданому енергетичному потенціалу Еп, дБ і швидкості передачі в лінії В, М Біт / с обраної апаратури. То в нас визначена наступна комбінація джерел випромінювання передавача і приймача - ЛД + pin ФД (при даній швидкості передачі в лінію, лише Токаю комбінація забезпечує передачу енергетичного потенціалу 38 дБ, що і зазначено в даних апаратури). Отже, допуски на втрати від старіння у часі елементів a В = 4 ... 5Дб (візьмемо a В = 4дБ).
Перевіряємо умову (4):
км
км
55 км <64км - тобто умова виконується.
Виходячи з отриманих значень величин а рс, а нс, а t, а В, визначимо загасання ділянки регенерації а ру
, (7)
а ру = 0,3 × 55 +1 × 2 +0,4 × 27 +2 +4 = 35,3 дБ
Зіставимо величину а ру та енергетичний потенціал Еп. При цьому повинна виконуватися умова:
, (8)
35,3 дБ <38 дБ, отже, довжина ділянки регенерації вибрана вірно.
Правильність вибору довжини регенераційної ділянки l ру необхідно також перевірити з урахуванням дисперсійних властивостей оптичного волокна.
Максимальна довжина регенераційної ділянки з урахуванням дисперсії ВВ вибирається з умови
, (9)
де В - швидкість передачі інформації, біт / с;
s - середньоквадратичне значення дисперсії обраного оптичного волокна, с / км.
Для одномодових оптичних волокон задається нормована середньоквадратична дисперсія s н, нс / (нм × км) або пс / (нм × км).
Величина s визначається в цьому випадку за формулою:
, (10)
де К = 10 -12 у разі s н [пс / (нм × км)], К = 10 -9 у разі s н [н c / (нм × км)], D l - ширина смуги оптичного випромінювання у нм. Для світлодіодів D l = 25 - 40 нм, для лазерних діодів D l = 0,2-0,5 нм. У нашому випадку:
D l = 0,2 нм (задана в вихідних даних),
s н = 3,5 п c / (нм × км) (з урахуванням найгіршою дисперсії кабелю ОКЛ),
тоді К = 10 -12 і отримуємо
s = 10 -12 × 0,2 × 3,5 = 0,7 × 10 -12 с / км
l ру £ 0,25 / (0,7 × 10 -12 × 41,2416 × 10 6), км
55 км <866 км
Значить, умова виконується.
ПЗЗ - передавальний оптичний модуль
ПРОМ - прийомний оптичний модуль
ОС-Р - роз'ємний оптичний з'єднувач
ОС-Н - нероз'ємний оптичний з'єднувач
ОК - оптичний кабель
8. РОЗРАХУНОК МІНІМАЛЬНОЇ Детектируемая ПОТУЖНОСТІ
ОПТИЧНОГО СИГНАЛУ
Одним з найбільш важливих параметрів приймача оптичного випромінювання є мінімальна обнаруживаемая потужність оптичного сигналу, при якій забезпечується заданий значення відношення сигнал-шум або ймовірності помилки. Це значення одержало назву мінімальної Детектируемая потужності (МДМ). Для внутрішньозонових первинних мереж ймовірність помилки в розрахунку на 1 км довжини лінійного тракту не повинна перевищувати p '£ 1,67 × 10 -10, для магістральних мереж p' £ 1,67 × 10 -11, для місцевих мереж p '£ 1, 67 × 10 -9. Виходячи з цих значень імовірності помилки, можна визначити ймовірність помилки для отриманої довжини регенераційної ділянки.
, (11)
р ош = 1,67 × 10 -10 × 55 = 91,85 × 10 -10
Використовуючи це значення ймовірності помилки на ділянці регенерації, можна визначити за допомогою залежності ймовірності помилки p ош від захищеності А 3 (рис. 7) чисельне значення захищеності на вході регенератора: A 3 = 22 дБ.
Захищеність A 3 визначається відношенням сигнал-шум стосовно до приймального оптичному модулю (ПРОМ):
, (12)
У цій формулі: - Середньоквадратичне значення корисного струму сигналу; - Середньоквадратичне значення струму теплових шумів на еквівалентному опорі навантаження; - Середньоквадратичне значення струму дробових шумів фотодіода; - Середньоквадратичне значення власних шумів підсилювача, приведених до його входу.
P - потужність падаючого світлового сигналу на фотодіод;
I з - фотострум корисного сигналу на виході фотодіода;
R ф - динамічний опір фотодіода;
З ф - ємність р-n переходу фотодіода;
I д - струм дробових шумів фотодіода;
I Т - струм теплових шумів навантаження R н ланцюга фотодиода (вхідним опором підсилювача K нехтуємо).
S - чутливість фотодіода:
(13)
де h - квантова ефективність фотодіода, q - заряд електрона, l - довжина хвилі випромінювання, мкм, h - постійна Планка.
З урахуванням значення q і h формула (13) трансформується у формулу
(14)
S = 0,8 × 0,75 × 1,55 = 0,93 А / Вт
Величина R може бути визначена за умови забезпечення необхідної широкосмуговості ПРОМ:
(15)
де С = 10 пф, В - швидкість передачі, біт / с.
R = 1 / (2 × p × 10 × 10 -12 × 41,2416 × 10 6) = 386,1 Ом
Наближена формула потужності випромінювання на вході лавинного фотодіода P, яка задовольнить умові реалізації МДМ оптичного сигналу має вигляд:
, (16)
М = 25
k = 1,38 ∙ 10 -23 - постійна Больцмана;
Т = 273 +10 = 283 - температура за Кельвіном.
F ш = 8 - коефіцієнт шуму підсилювача;
Вт
мВт
9. ВИЗНАЧЕННЯ МІНІМАЛЬНОЇ випромінюваної потужності передавального оптичного модуля
За значенням потужності P можна визначити рівень оптичного МДМ-сигналу
де P 0 = 1 мВт, і значення P також має бути у мВт.
(17)
дб
Однак, поріг чутливості приймального оптичного модуля (ПРОМ) рекомендується додатково підвищити з урахуванням складових шуму лінійного тракту на 15 дБ. Позначимо це значення p 'пр. min:
Р 'пр. min = -40,535 +30 =- 10,535 дБ.
За остаточно обраному значенням p 'пр. min визначаємо мінімальну потужність на вході ПРОМ:
(18)
P пр. min = 10 0,1 × (-10,535) = 0,088 мВт
і мінімальний рівень випромінювання передавального оптичного модуля (ПЗЗ):
(19)
p пер. min = -10,535 +70 = 59,465 дБ
За величиною p пер. Min визначимо мінімальну потужність модуля ПЗЗ:
(20)
P пер = 10 0,1 × 59,465 = 0,841 мВт
10. Оцінки швидкодії ВОСП В ЦІЛОМУ
Можливості обраної ВОСП можна оцінити в цілому, враховуючи швидкодію модулів ПЗЗ і ПРОМ, а також розширення імпульсів, переданих по волоконно-оптичної лінії передачі. Загальне очікуване швидкодія визначається як:
(21)
де: t пер = 4 нс - швидкодія різних передавальних оптичних модулів;
t пр = 1 нс - швидкодія прийомних оптичних модулів;
t ів - Розширення імпульсу на довжині регенераційної ділянки
(22)
t ів = 0,7 × 10 -12 × 55 = 0,039 × 10 -9, з
У той же час припустиме швидкодію ВОСП визначається швидкістю передачі і характером переданого сигналу:
(23)
де b = 0,35 - коефіцієнт врахування характеру коду лінійного сигналу,
У результаті розрахунку за формулами (21) і (23) умова t очікуван <T S виконується, то вибір типу ОК і довжини l ру зроблений вірно, і величина
(24)
називається запасом системи за швидкодією.
t ож = 8,486 × 10 -9 -4,581 × 10 -9 = 3,905 × 10 -9 з
11. ВИБІР прийомна й передавальна ОПТИЧНИХ МОДУЛІВ
Вивчивши наведені в методичному вказівці дані за джерелами випромінювання і фотоприймача, вживаним в Росії і західних країнах і порівнявши їх з нашими вимогами, вибрали прилад фірми Opto Electronics LTD (США). Його параметри наведені в таблиці 3.
Таблиця 3
Характеристики приладу Opto Electronics LTD
Тип | ЛД |
Довжина хвилі випромінювання, мкм | 1,0 .. 1,6 |
Активний діаметр, мкм | 100 |
Інтервал робочих температур, С 0 | -10 .. +80 |
Чутливість, А / Вт | 0,63 |
Ємність, пФ | 1 |
Зсув, У | 15 |
Темновой струм, мА | 40 |
В якості, модуля підходить модуль фірми Ericsson PGR 20302. Його параметри наведені в таблиці 4.
Таблиця 4
Характеристики PGR 20302
Тип | PIN-FET |
Довжина хвилі випромінювання, мкм | 1, 55 |
Потужність випромінювання, мВт | 1,2 |
Ширина спектру випромінювання, нм | 1 |
Максимальна швидкість передачі, Мбіт / с | 17 |
Інтервал робочих температур, С 0 | -40 ... + 85 |
Напрацювання на відмову, год | 10 березня |
Споживаний струм, мА | 200 |
12. РОЗРАХУНОК НАДІЙНОСТІ ЛІНІЙНОГО ТРАКТУ ВОСП
12.1. Розрахунок необхідних показників надійності проектованого лінійного тракту ВОСП
У даному розділі визначаються необхідні показники якості та надійності для магістральної первинної мережі.
Таблиця 5
Потрібні показники надійності для систем передачі внутрішньозонової первинної мережі (ВЗПС)
Показники надійності для ВЗПС, L m = 1400км | Канал ТЧ або ОЦК незалежно від застосовуваної СП | Канал ОЦК на перспективній цифрової мережі | Обладнання лінійного тракту |
Коефіцієнт готовності Середній час між відмовами, год Час відновлення, год | > 0.99 > 111.4 <1.1 | > 0.996 > 2050 <4.24 | 0.92 > 350 див. примітку |
Примітки:
Показники наведено для максимальної довжини L m відповідної первинної мережі (без резервування).
Для обладнання лінійних трактів на МСП, ВЗПС і СМП час відновлення необслуговуваного регенераційного пункту (НРП), кінцевого пункту (ВП) та оптичного кабелю (ОК) повинні бути відповідно менше:
· V нрп <2.5 год (в тому числі час під'їзду до місця аварії - 2ч);
· V o до <10 год (в тому числі час під'їзду 3,5 год).
Відповідно до цих даних може бути здійснений розрахунок необхідного середнього часу напрацювання на відмову і необхідного коефіцієнта простою для МСП, заданої довжини траси L.
Ці розрахунки ведуться за наступними формулами:
, (25)
де K ПА - коефіцієнт простою апаратури ВОСП;
, (26)
де K Г - коефіцієнт готовності ВОСП;
, (27)
де T 0 (L) - час безвідмовної роботи для заданої довжини каналу або магістралі, год;
\ / - Час відновлення, год;
L - інтенсивність відмов, 1 / ч, (L = 1 / T 0);
Т 0 - час безвідмовної роботи (середній час між відмовами) для траси максимальної протяжності, задане в табл.5, ч.
Відповідно до заданої довжиною траси визначимо необхідні значення коефіцієнтів простою і середнього часу між відмовами каналів і обладнання і внесемо їх у табл. 6.
Для каналу ТЧ або ОЦК: V = 1.1ч, Т 0 = 111.4ч.
T 0 (L) = 111.4 · 1400/300 = 519,8 (ч).
Для каналу ОЦК перспективної цифрової мережі: V = 4.24 год, Т 0 = 2050 год
T 0 (L) = 2050.1400 / 300 = 9566,7 (год).
Для обладнання лінійного тракту (НРП): V НРП = 2,5 год, Т 0 = 350 ч.
T 0 (L) = 350.1400 / 300 = 1633,3 (год).
Для обладнання лінійного тракту (ОК): V ОК = 10 год, Т 0 = 350 ч.
T 0 (L) = 350.1400 / 300 = 1633,3 (год).
Для обслуговується регенераційного пункту (ОРП): V ОК = 0,5 год, Т 0 = 350 ч.
T 0 (L) = 350.1400 / 300 = 1633,3 (год).
Таблиця 6
Необхідні значення коефіцієнтів простою та середнього часу між відмовами для каналів і обладнання ВОСП «Сопка-3М» при L = 300 км
Показники надійності
|
Канал ТЧ або ОЦК | Канал ОЦК на перспективної цифрової мережі | Обладнання лінійного тракту |
|
|
| НРП | ОК | ОРП |
Коефіцієнт простою
|
<0,0 1 |
<0,002 |
<0,007 |
<0, 03 | <0, 001 |
Середній час між відмовами, год |
519, 8 |
9566,7 |
1633,3 |
12.2.Расчет показників надійності проектованого лінійного тракту
Друга частина розрахунку зводиться до перевірки показників надійності та якості каналів передачі обраної системи на їх відповідність отриманим необхідними показниками. Для цього розрахунки ведуться як для традиційної стратегії відновлення, коли вживаються заходи щодо усунення наслідків аварії, починаючи з моменту виявлення відмови (аварії), так і на основі оптимальної стратегії відновлення, коли використовується чинник поступової відмови, що дозволяє вживати заходів з урахуванням інтервалу між предотказним і відмовним станами системи. Суть методу зводиться до контролю коефіцієнта помилок (зв'язок прийнятна, якщо До ош <10 -6; зв'язок неякісна, якщо 10 -3 <До ош <10 -6 - це відповідає предотказному станом апаратури; зв'язок неприйнятна, якщо 10 -3 <До ош - відмовний стан, аварія в апаратурі). Використання методу оптимальної стратегії засноване на тому, що не менше 70% відмов ВОСП може бути віднесено до поступових (як апаратурні відмови, так і пов'язані з оптичним кабелем).
Визначимо інтенсивність відмов лінійно-кабельних споруд та апаратури, а також коефіцієнти простою для традиційної та оптимальної стратегії відновлення. За даними статистики ушкоджень коаксіальних кабелів на магістральної первинної мережі зв'язку середнє число (щільність) відмов кабелю через зовнішніх пошкоджень на 100 км кабелю на рік становить М 1 = 0,34. Така ж цифра справедлива і для оптичного кабелю. Тоді інтенсивність відмов оптичного кабелю за 1 годину на довжині траси ВОЛЗ довжиною L визначається наступним чином:
L ок = М 1 × L / (8760 × 100), 1 / год (28)
Однак, крім зовнішніх пошкоджень кабелю треба враховувати також можливість внутрішніх відмов кабелю і відмови устаткування необслуговуваних регенераційних пунктів (НРП) за рахунок зовнішніх пошкоджень. Інтенсивність цих регенераційних відмов становить 0,06 на один НРП на рік. Інтенсивність відмов оптичних кабелів через внутрішні причин пов'язана з мінімальною напрацюванням будівельної довжини до відмови, що відповідає середньому часу напрацювання між відмовами приблизно 215000 × 15 = 3225000 годин.
Виходячи зі сказаного, сумарна інтенсивність відмов оптичного кабелю:
(29)
L ок = 0,34 × 300 / (8760 × 100) + 0,06 × 4 / 8760 + 150 / 3225000 = 1,903 × 10 -4 1 / год
У виразі (28) n нрп - число необслуговуваних регенераційних пунктів, n ст.д - число будівельних довжин на всій трасі ВОЛЗ. Використовуючи формулу (25) можна також визначити коефіцієнт простою ВОСП через відмови лінійно - кабельних споруд при традиційній стратегії відновлення.
(30)
K п ок а = 1,903 × 10 -4 × 10 / (1 +1,903 × 10 -4 × 10) = 1,899 × 10 -3
У разі ж оптимальної стратегії відновлення передбачається скорочення часу під'їзду до місця аварії, у зв'язку з чим скорочується час відновлення кабелю. З урахуванням поправки маємо:
(31)
Тут t 1 - час під'їзду до місця аварії, що становить для кабелю - 3,5 ч.
K п ок п = 1,903 × 10 -4 × (10 - 0,7 × 3,5) / (1 +1,903 × 10 -4 × 10) = 1,434 × 10 -3
Сумарний коефіцієнт простою апаратури ВОСП розраховується окремо для апаратури, розміщеної у кінцевих пунктах (ВП), тут час відновлення приймається рівним V = 0,5 години, і в НРП час відновлення приймається рівним V = 2,5 години.
При обліку сумарної інтенсивності відмов стосовно до обладнання, виробленому в Росії можна скористатися таблицею 7.
Знання середнього часу між відмовами дозволяє обчислити інтенсивність відмов L для кожного комплекту устаткування. При розрахунку сумарної інтенсивності відмов обладнання, розміщеного у ВП і НРП необхідно скласти узагальнену схему комплексу ВОСП для використовуваної апаратури.
Таблиця 7
Показники надійності апаратури ВОСП Російського виробництва
Тип оборудования (Один комплект) | САЦЬКИЙ-1 | ВВГ | ТВГ | ЧВГ | СДП | ОЛП |
Середній час між відмовами, год | 20000 | 87600 | 150000 | 17000 | 87600 | 87600 |
В якості прикладу нижче наводиться схема для комплексу ВОСП стосовно до системи передачі "Сопка-3М" (рис. 10)
Примітка: Скорочення, прийняті в табл.7, на малюнку 9, а також нумерація блоків рис.9 наступні:
1 - апаратура утворення первинного цифрового тракту (САЦЬКИЙ-1);
2 - апаратура вторинного тимчасового группообразования (ВВГ);
3 - апаратура третинного тимчасового группообразования (ТВГ);
ОЛП - апаратура оптичного лінійного тракту;
СДП - стійка дистанційного живлення;
НРП - не обслуговуються регенераційний пункт;
ОП1, ОП2 - кінцеві пункти 1 і 2;
Зробимо розрахунок сумарної інтенсивності відмов для обладнання, що розміщується в ОП1і ОП2.
Сумарна інтенсивність відмов для обладнання НРП визначається з урахуванням того, що НРП структурно складається з двох комплектів ОЛП:
L нрп = 2 × L Олт × n нрп. (32)
(1 / ч)
Тоді коефіцієнт простою для традиційної стратегії відновлення визначається з формули:
(33)
K п нрп а =
При оптимальній стратегії відновлення з урахуванням того, що час під'їзду до місця аварії становитиме в цьому випадку t 1 = 2:00 маємо вираз:
(34)
K п нрп п =
На основі отриманих результатів можна обчислити сумарний K п апаратури ВОСП при традиційній стратегії:
K п ап a = K п ОРП a + K п нрп a, (35)
K п ап a = 0,728 · 10 -3
Однак, доданок K п ОРП a відсутній через відсутність обслуговується регенераційного пункту, то:
і для оптимальної стратегії відновлення
K п ап п = K п ОРП а + K п нрп п, (36)
K п ап a = 0,6 · 10 -3
З урахуванням коефіцієнта простою оптичного кабелю (30) і (31) маємо сумарний K п всього комплексу ВОСП при традиційній стратегії відновлення:
K п а = K п ок а + K п ап а (37)
K п а = 1,899 * 10 -3 + 0,728 * 10 -3
K п а = 1,627 * 10 -3
Для випадку оптимальної стратегій відновлення маємо:
K п п = K пок п + K тат п (38)
K п п = 1,434 * 10 -3 + 0,6 · 10 -3
K п п = 2,034 * 10 -3
Отримані результати порівнюємо з даними таблиці 6 і переконуємося, що обидві зазначені стратегії дозволяють забезпечити вимоги до проектованої ВОСП. Тому немає необхідності у використанні більш високонадійної апаратури, або переходу на резервування системи передачі та оптичного кабелю.
Підсумки розрахунку надійності наведені в таблиці 8.
Таблиця 8
Показники надійності для СМП L m = 275 км | Канал ТЧ або ОЦК незалежно від застосовуваної СП | Канал ОЦК на перспективній цифрової мережі | Обладнання лінійного тракту |
|
|
| НРП | ОК | ОРП |
Коефіцієнт простою (Необхідні показники)
| 0, 01
| 0,002 | 0,007
| 0,03 | 0,001 |
Коефіцієнт простою для традиційної стратегії
|
1,627 × 10 -3
| 0,002 | 0,228 × 10 -3
| 1,899 × 10 -3
| 0,5 × 10 -3
|
Коефіцієнт простою |
для оптимальної стратегії
| 2,034 × 10 -3
| 0,002 | 0,1 × 10 -3
| 1,434 × 10 -3 | 0,5 × 10 -3
|
При порівнянні видно, що оптимальна стратегія дозволяє забезпечити вимоги до проектованої ВОСП
Демонстраційний креслення
Показники надійності | Канал ТЧ або ОЦК незалежно від застосовуваної СП | Канал ОЦК на перспективній цифрової мережі | Обладнання лінійного тракту |
|
|
| НРП | ОК | ОРП |
Коефіцієнт простою (Необхідні показники)
| 0, 01
| 0,002 | 0,007
| 0,03 | 0,001 |
Коефіцієнт простою для традиційної стратегії
|
1,627 × 10 -3
| 0,002 | 0,228 × 10 -3
| 1,899 × 10 -3
| 0,5 × 10 -3
|
Коефіцієнт простою для оптимальної стратегії
| 2,034 × 10 -3
| 0,002 | 0,1 × 10 -3
| 1,434 × 10 -3 | 0,5 × 10 -3
|
Підсумки розрахунку надійності ВОСП
ВИСНОВОК
У ході виконання курсового проекту була обрана апаратура «Сопка-3М», яка призначена для організації вторинних і третинних цифрових трактів на внутрішньозонових первинних мережах і відповідно кабель ОКЛ, так як він є рекомендованим кабелем для використання спільно з апаратурою «Сопка-3М». У обраної нами апаратурі ВОСП використовуємо код 2В4В, по ньому і по швидкості передачі ЦСП визначаємо швидкість передачі в лінії В = 41,212416 Мбіт / с. Так як максимальна довжина регенераційної ділянки вибраних апаратури та кабелю дорівнює 70 км, то з урахуванням запасу l ру = 55км, що і потвердила перевірочними розрахунками.
У ході обчислень були визначені мінімальна потужність модуля ПЗЗ P пер = 0,841 мВт. і загальне очікуване швидкодію t ож = 3,905 × 10 -9 с. В якості приймального модуля був обраний прилад фірми Ericsson, а передавального модуля - лазерний модуль вітчизняного виробництва Н1321Р. Порівняння показників надійності показує, що немає необхідності у використанні більш високонадійної апаратури, або переходу на резервування системи передачі та оптичного кабелю.
ЛІТЕРАТУРА
1. Сімейкіне В. Д. Навчальний посібник: проектування лінійних трактів волоконно-оптичних систем передачі. Астрахань 2001.
2. Www. Nii - ecos. Ru / elis 3 / html 2 / newvol. Html
3. www.chipinfo.ru/literature/radio/199902/p64-65.html
4. Www. Sconline. Ru / doc / 6091. Html
5. Www. Adk - electronick. Spb. Ru / prd / prdi 06 html
6. http://www.plastcom.spb.ru