Проектирование волоконно-оптической линии связи на участке «г.Чита –пос. Маккавеево»

ify">     Расширение  импульса из-за модовой дисперсии  характеризуется временем нарастания сигнала и определяется как разность между самым большим и самым малым временем прихода лучей в сечение световода на расстоянии L от начала.

     Согласно  законам геометрической оптики время  распространения луча в ступенчатом многомодовом ОВ зависит от угла падения и определяется выражением:

                                (2.6)                                 

     где L - длина световода, км;

       п₁ - показатель преломления сердцевины ОВ;

       с - скорость света, км/с.

     Так как минимальное время распространения наблюдается при  =0 , а максимальное при = .Значение межмодовой дисперсии в этом случае равно:

          (2.7)

       где -значение межмодовой дисперсии в пс.

       Из  последнего выражения следует, что межмодовая дисперсия возрастает с увеличением длины волокна.

       Хроматическая дисперсия определяется как сумма материальной и волноводной дисперсий.

         Материальная дисперсия определяется по формуле:

        0,3*-20=-6пс/км                                                            (2.8)

         где - ширина спектра излучения источника, для лазерного источника. В нашем случае  =0,3нм.

       - удельная материальная дисперсия материала, для кварцевого стекла.

     Волноводная дисперсия определяется по формуле:

       пс/км,                                                         (2.9)

где - ширина спектра излучения источника, нм;

- удельная волноводная дисперсия  материала, для кварцевого стекла  на длине волны .

     Значение  результирующей дисперсии вычисляется  по формуле:

      ,                                                     (2.10)

     где - результирующая дисперсия;

      - хроматическая дисперсия;

     τ_мм - межмодовая дисперсия.

     Не  менее важным параметром ОВ является ширина полосы пропускания. Она определяется объемом информации, которую можно передать по оптическому волокну и рассчитывается по формуле:

                                                       (2.11) 

     где - полоса пропускания;

         - результирующая дисперсия. 

                                                    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3 Расчет требуемого числа каналов

     Число каналов, необходимое для осуществления  связи между пунктами Чита - Маккавеево, зависит от количества жителей в каждом из них. Также планируется выделение на пгт Атамановка и Новокручининский. При расчете следует учитывать и их численность населения, а также степень заинтересованности отдельных групп.

     Количество  населения в заданном пункте и  его окрестностях с учётом среднего прироста населения определим по формуле:

     H_t = H₀ ^t, чел.,                                                                          (3.1)

     где H₀ –народонаселение в период проведения переписи, чел;

     P–среднегодовой  прирост населения в данной местности (2-3%);

     t – период, определяемый как разность   между    назначенным   годом

проектирования  и годом проведения переписи населения.

         Среднегодовой прирост населения  высчитывается по формуле:

         , где К_р – число родившихся за последний год;

     К_у – число умерших за последний год;

     К_в – население в Забайкальском крае.

     Прирост населения в Забайкальском крае   чуть выше двух процентов.

     t = 5 + (t_m – t₀),                                                                                   (3.2)

     гдеt_m – год составления проекта;

     t₀ – год, к которому относятся данные Н₀;

     t = 5 + (2010 - 2010) = 5

     По  формуле (3.1) определим численность  населения в г.Чита:

     Н_t = 309454* ⁵ = 352260 чел.

     Определим численность населения в пгт Атамановка:

     Н_t = 9306* ⁵ =10515  чел.

     Определим численность населения в пгт Новокручининский :

     Н_t = 9437 ⁵ = 10583 чел.

     Определим численность населения в пос. Маккавеево:

     Н_t =4900 ⁵ = 5581 чел.

     Рассчитаем количество телефонных каналов:

                                                                              (3.3)

     где и -постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной

     доступности и заданным потерям, = 1,3; = 5,6

      - коэффициент тяготения,  = 5%

      - удельная нагрузка, = 0,05 Эрл

       и  –количества абонентов, обслуживаемых оконечными станциями

     АМТС  соответственно в пунктах А и  Б.

     Определим количество абонентов в зоне АМТС : ,            (3.4)

     тогда: для Читы чел.;

     для пгт Атамановки чел.;

     для пгт Новокручининский чел.;

     для пос. Маккавеево чел.

     По  формуле (3.3) получаем количество каналов  между пунктами:

     Чита - Атамановка кан.;

     Чита - Новокручининский кан.;

     Чита - Маккавеево кан.

     Рассчитаем  общее число каналов:

      ,                                                                   (3.5)

     где – число двухсторонних каналов для телефонной связи;

      – то же для телеграфной связи;

      – то же для передачи проводного вещания;

      – то же для передачи данных;

      – то же для передачи газет;

     Общее число каналов можно рассчитать по упрощённой формуле:

                                                                                                     (3.6)

     Получаем  количество телефонных каналов между  пунктами:

     Чита – Атамановка кан.;

     Чита – Новокручининский кан.;

     Чита – Маккавеево кан. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

         4 Выбор  иерархии сети

       При выборе цифровой иерархии сети будем  отталкиваться от рекомендаций МСЭ-Т, в которых представлено два типа иерархий ЦСП: плезиохронная цифровая иерархия (PDH) и синхронная цифровая иерархия (SDH). Первичным сигналом для всех типов ЦСП является цифровой поток со скоростью передачи 64 кбит/с, называемым основным цифровым каналом (ОЦК). Для объединения сигналов ОЦК в групповые высокоскоростные цифровые сигналы используется принцип временного разделения каналов.

       Новые технологии телекоммуникаций стали  развиваться в связи с переходом  от аналоговых к цифровым методам передачи данных, основанных на импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) и мультиплексировании с временным разделением каналов. В плезиохронной цифровой иерархии PDH мультиплексор сам выравнивает скорости входных потоков путем добавления нужного числа выравнивающих бит в каналы с меньшими скоростями передачи. Отсюда следовали недостатки PDH - невозможность вывода потока с меньшей скоростью из потока с большей скоростью передачи без полного демультиплексирования этого потока и удаления выравнивающих бит. Недостатки PDH вызвали необходимость в разработке синхронной цифровой иерархии SDH, которая позволила вводить/выводить входные потоки без необходимости проводить их сборку/разборку и систематизировать иерархический ряд скоростей передачи.

       SDH имеет следующие преимущества перед PDH:

• упрощение сети, вызванное возможностью вводить/выводить цифровые потоки без их сборки или разборки как в PDH;
• помехозащищенность - сеть использует волоконно-оптические кабели (BOК), передача по которым практически не подвержена действию электромагнитных помех;
• выделение полосы пропускания по требованию - этот сервис теперь может быть предоставлен в считанные секунды путем переключения на другой (широкополосный) канал;
• прозрачность для передачи любого трафика - факт, обусловленный использованием виртуальных контейнеров для передачи трафика, сформированного другими технологиями, включая самые современные технологии Frame Relay, ISDN и ATM;
• универсальность применения - технология используется для создания глобальных сетей или глобальной магистрали и для корпоративной сети, объединяющей десятки локальных сетей;
• простота наращивания мощности - при наличии универсальной стойки для размещения аппаратуры переход на следующую более высокую скорость иерархии можно осуществить просто вынув одну группу функциональных блоков и вставив новую (рассчитанную на большую скорость) группу блоков.

      SDH позволяет организовать универсальную транспортную систему, охватывающую все участки сети и выполняющую функции как передачи информации, так и контроля и управления. Она рассчитана на транспортирование всех сигналов PDH, а также всех действующих и перспективных служб, в том числе и широкополосной цифровой сети с интеграцией служб (ISDN), использующей асинхронный способ переноса (АТМ).

      Исходя  из найденного числа каналов и современных тенденций развития волоконно-оптических сетей связи, выберем оборудование синхронной цифровой иерархии SDH, которое позволит обеспечить  достаточно высокую пропускную способность. 
 

     5 Выбор топологии  сети 

      Задача выбора топологии сети может быть решена достаточно легко, если знать возможный набор базовых стандартных топологий, из которых может быть составлена топология сети в целом. Ниже рассмотрены такие базовые топологии и их особенности.

      Топология "точка-точка". Сегмент сети, связывающий два узла А и В, или топология "точка-точка", является наиболее простым примером базовой топологии SDH сети. Она может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров ТМ, как по схеме без резервирования канала приема/передачи, так и по схеме со 100% резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный электрический или оптический агрегатные выходы (каналы приема/передачи). При выходе из строя основного канала сеть в считанные десятки миллисекунд может автоматически перейти на резервный.