Проектирование первичной сети связи

ВВЕДЕНИЕ

   Первичная сеть связи (ПСС) представляет собой совокупность сетевых узлов (СУ), сетевых станций (СС), и линий передачи (ЛП), образующих сеть типовых каналов и групповых трактов.          В сетевых уздах располагается оборудование систем передачи (СП) и аппаратура транзита и переключения (в процессе управления первичной сетью) каналов и трактов. 

    На сетевых станциях, как правило, не производится  маршрутизация каналов первичной  сети.  Основное назначение ПСС  – организация типовых каналов  и групповых трактов  и предоставление  их вторичным сетям. Сеть связи   ОАО РЖД, как ведомственная  сеть, является составной частью  ВСС РФ и охватывает всю  сеть железных дорог страны. Особенности построения первичной сети связи железнодорожного транспорта определяются в основном его административной структурой и спецификой управления грузо- и пассажиропотоками, так как по своей сущности транспортная связь является технологической.

     Технологическая сеть  связи ОАО  РЖД, являясь одним из компонентов  отрасли, обеспечивает передачу  и распределение всевозможных  информационных потоков, необходимых  для нормального функционирования  производственных процессов всех  подразделений железнодорожного  транспорта и удовлетворения  населения в услугах связи.  Технологическая связь не просто  обслуживает то или иное производство  железнодорожного транспорта, а,  непосредственно проникая в него, является одним из важнейших  звеньев единого процесса управления  производством.

     Структура первичной сети связи  на железных дорогах соответствует  иерархии управления отраслью  и включает в себя четыре  уровня сетей: Магистральная – Дорожная – Отделенческая – Местная.

     В Концепции создания цифровой  сети связи МПС России в  качестве генерального направления  принято развитие магистральных  и дорожных сетей на основе  цифровых систем передачи информации  с применением волоконно-оптических  кабелей (ВОК).

     Применение ВОК решает проблемы  организации высококачественных  каналов магистральной и дорожной  связи на грузонапряженных участках, но является достаточно дорогостоящим способом на местном уровне, особенно при доведении волокна до абонента. Поэтому актуальность вопросов использования существующих кабельных линий передачи для работы ЦСП будет сохраняться еще довольно  долгое время. Эта проблема является общей как в нашей стране, так и за рубежом.

    Правовой статус железнодорожной  сети связи определяется отношением  оборудования и средств связи ОАО РЖД к федеральной собственности и регулируется   системой   законодательных,   правовых  и  нормативно-технических актов  Российской  Федерации,  которые включают в себя акты  общего характера и специальное законодательство в области связи.

     В конце 20 столетия первичная сеть связи была в основном аналоговой. Аналоговая сеть имеет следующие недостатки:

     1) низкая пропускная  способность, потребность в каналах  удовлетворялась на  35%;

    2) низкая скорость передачи  по каналам (8-9Кбит∕с), что не  позволяло внедрять новые информационные  технологии;

    3) низкое качество передачи (организация каналов).

Поэтому в  1997 году была принята  «Концепция создания цифровой сети связи  МПС», согласно которой создаваемая  сеть будет двухуровневой:

    1 Уровень: Транспортная сеть (первичная сеть), основная задача которой перенос больших потоков информации любых протоколов на большие расстояния. Эта сеть строится с использованием ВОК и цифровых систем передачи.

    2 Уровень: Широкополосная сеть абонентского доступа, которая включает вторичные и местные сети связи и должна обеспечивать мобильный доступ абоненту железнодорожного транспорта в глобальную мировую сеть связи.

    Требования к  ЦПСС:

    - первичная  сеть  связи  должна  быть  цифровой  на  всех  уровнях  (на магистральном, дорожном и отделенческом);

    - структура  первичной   сети  связи  должна  быть  такой,  чтобы  можно  было  построить любые вторичные сети;

    - для построения линейных  трактов должны быть использованы  только типовые цифровые каналы;

    - создаваемая  первичная   сеть  связи  должна  иметь   систему  управления, предназначенная  обеспечивать эффективное функционирование  сетей и рациональное использование  ее ресурсов.

В настоящем курсовом проекте рассматриваются  вопросы проектирования  цифровой ПСС на участке А- С железной дороги на дорожном и отделенческом уровнях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

      1.1 Обоснование темы проекта

По заданию на курсовое проектирование на участке А-С железной дороги строится волоконно-оптическая линия связи, по которой необходимо организовать дорожную и отделенческую связи. Основной функцией первичной сети связи является транспортная функция, то есть перенос информации из одного пункта в другой. В соответствии с «Концепцией создания цифровой сети связи МПС» первичная сеть связи должна быть цифровой на магистральном, дорожном и отделенческом уровнях.

В качестве систем передачи на создаваемой  цифровой первичной сети связи (ЦПСС) могут использоваться цифровые системы  плезиохронной (PDH) или синхронной (SDH) цифровых иерархий.

Цифровые системы передачи обеспечивают более высокое качество, большую  скорость и достоверность передачи  информации и большее количество каналов по сравнению с аналоговыми системами передачи.

В качестве направляющей среды используется волоконно-оптический кабель (ВОК). На проектируемом участке применяется  ВОК отечественного производства фирмы  «ТрансВок» ОКМТ-А-4/2(2,4)-Сп-12(2)/4(5). Это кабель оптический, магистральный, предназначенный для прокладки в грунт в пластмассовом трубопроводе.

Основные технические данные  кабеля:

Количество оптических модулей                                                                     6

Количество оптических волокон  в модуле                                                     4

Километрическое затухание, α, дБ/км, при длине волны:                    

 λ=1,31 мкм                                                                                                   0,36

 λ=1,35 мкм                                                                                                   0,22

Хроматическая дисперсия, пс/Нм*км, не более                 

 λ=1,31 мкм                                                                                                      3,5

 λ=1,55 мкм                                                                                                      1.8

Температура эксплуатации, Сº                                               минус 60 … +70

Строительная длина кабеля, км                                                                       4

Данный кабель по сравнению с  кабелями зарубежных фирм отличается низкой стоимостью и имеет полностью  отвечающие современным требованиям  электрические характеристики, малые  габариты и вес, может использоваться в любых районах России. Кабель не содержит металлических элементов, что позволяет повысить его помехозащищенность от внешних электрических полей.

На первичных сетях связи, организуемых по волоконно-оптической  линии передачи (ВОЛП), применяют цифровые системы  передачи  плезиохронной  PDH  и синхронной SDH цифровых иерархий.

 

 

 

Основными    недостатками   систем  передачи   PDH  «Сопка-3М»,  «Сопка-4М», «Сопка-6М», применяемых на сетях связи общего пользования, являются:

- сложность выделения цифровых каналов на промежуточных пунктах, связанная с необходимостью согласования скоростей обработки сигналов путем добавления или убавления выравнивающих символов (бит);

- отсутствие  средств маршрутизации цифровых  потоков, что не позволяет применять  новейшие технологии передачи  сигналов;

- малое количество служебных каналов для целей контроля состояния сетей связи и управления ими.

Все эти  недостатки устранены в синхронной цифровой иерархии SDH, оборудование  которой   рассчитано   на  скорости    передачи   155 Мбит/с  (STM-1), 622 Мбит/с (STM-4), 2488 Мбит/с (STM-16), 9953 Мбит/с (STM-64), разрабатывается система передачи  STM-256 со  скоростью передачи  порядка 40 Гбит/с.

На проектируемом  участке по заданию должны применяться  системы передачи STM-1 и STM-4. Входными сигналами для STM-1 могут быть стандартные цифровые каналы американской (каналы Т) и европейской (каналы Е) систем PDH, называемые трибами PDH:

- первичные  цифровые каналы Т1 (1,5 Мбит/с) и Е1 (2 Мбит/с);

- третичные  цифровые каналы Е3 (34 Мбит/с) и Т3 (45 Мбит/с);

- четверичный  цифровой каналы Е4 (140 Мбит/c).

Входными  сигналами для STM-4 могут быть как вышеуказанные трибы PDH, так   и   трибы   SDH  первого уровня,  соответствующие скорости  передачи  155 Мбит/c.

Применяемая в SDH система заголовков позволяет определить положение любого входного цифрового потока, погруженного в соответствующий виртуальный контейнер, и осуществлять его ввод-вывод из синхронного транспортного модуля STM-1(N). Размер поля заголовков позволяет ввести все данные, необходимые для маршрутизации цифровых потоков, а также создать необходимое количество служебных каналов для контроля и управления сетями связи.

Оборудование  SDH выпускает целый ряд зарубежных и российских фирм. Основным элементом сетей SDH являются синхронные мультиплексоры, которые, благодаря модульной конструкции, могут использоваться на сетях связи для работы в качестве:

- оконечного (терминального) мультиплексора  ТМ;

- промежуточного мультиплексора  ввода-вывода ADM;

- регенератора;

- концентратора (хаба);

- кросс-коммутатора.

Для проектируемого участка выбираются мультиплексоры SMS-150V  (STM-1) и SMS-600V (STM-4), выпускаемые экспериментальным заводом научного приборостроения Академии наук России совместно с фирмой NEC.

Основные технические данные мультиплексоров  приведены  в таблице 1.

Таблица 1 – основные технические данные систем передачи

Наименование параметра	Значение параметра
	SMS-150V	SMS-600V
1) Уровень иерархии SDH	STM-1	STM-4
2) Скорость передачи инфор ации Мбит/с	155	622
3)Линейный код	NRZ	NRZ
4) Тип источника излучения	Лазерный диод	Лазерный диод
5) Минимальный уровень на выходе  передатчика, дБм: - для коротких секций  S, I - для длинных секций  L	Минус 15 Минус 5	Минус 15 Минус 3
6) Максимальный уровень на выходе  передатчика, дБм: - для коротких секций  S, I - для длинных секций  L	Минус 8 0	Минус 8 +2
7) Минимально допустимый уровень  приема (чувствительность приемника), дБм: - для коротких секций  S, I - для длинных секций  L	Минус 28 Минус 34	Минус 28 Минус 28

 

Применение  аппаратуры SDH российского производства позволяет:

- уменьшить  расходы на транспортировку;

-более оперативно и экономично решать вопросы по производству пусконаладочных работ,  по обучению обслуживающего персонала, по организации консультаций в период эксплуатации и послегарантийного обслуживания

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Размещение регенерационных  пунктов

Регенерационные пункты (РП) предназначены для увеличения дальности передачи путем восстановления амплитуды, формы, длительности и временного положения импульсов цифрового  сигнала. В технологии SDH все функциональные модули обладают функцией регенерации. Основными функциональными модулями являются  мультиплексоры.

Терминальные  мультиплексоры  ТМ  устанавливаются на оконечных  пунктах при управлении или отделении железной дороги и на крупных участковых и узловых станциях. Участок  трассы  между ТМ называется    маршрутом, длина маршрута может составлять сотни километров для отделенческой ПСС и тысячи километров – для дорожной ПСС.