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

      Несмотря на свою простоту, именно эта базовая топология наиболее широко используется при передаче больших потоков данных по высокоскоростным магистральным каналам, например, по трансокеанским подводным кабелям, обслуживающим магистральный цифровой телефонный трафик. Она же используется как составная часть радиально-кольцевой топологии (используется в качестве радиусов кольцевой сети) и является основой для топологии типа "последовательная линейная цепь".

      Топология "звезда". В этой топологии один из удаленных узлов сети, связанный с центром коммутации (например, цифровой АТС) или узлом сети SDH на центральном кольце, играет роль концентратора, где часть трафика может быть выведена на терминалы пользователей, тогда как оставшаяся его часть может быть распределена по другим удаленным узлам.

      Топология "последовательная линейная цепь". Эта базовая топология используется тогда, когда интенсивность трафика в сети не так велика и существует необходимость ответвлений в ряде точек на линии, где могут вводится и выводиться каналы доступа.

      Она реализуется с использованием как  терминальных мультиплексоров на обоих  концах цепи, так и мультиплексоров  ввода/вывода в точках ответвлений. Эта топология напоминает последовательную линейную цепь, где каждый мультиплексор  ввода/вывода является отдельным ее звеном. Она может быть представлена либо в виде простой последовательной линейной цепи без резервирования, либо более сложной цепью с резервированием типа 1+1. Последний вариант топологии часто называют уплощенным кольцом.

      Топология “кольцо”. Эта топология, широко используется для построения сетей SDH первых трех уровней SDH иерархии: 155, 622 и 2500 Мбит/с. Основное преимущество этой топологии - легкость организации защиты типа 1+1, благодаря наличию в мультиплексорах SMUX двух пар (основной и резервный) оптических агрегатных выходов (каналов приема/передачи): восток - запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встречными потоками.

      Так как перед нами стоит дополнительная задача по выделению цифровых потоков  в нескольких населенных пунктах, наилучшим решением будет выбор топологии типа «последовательная линейная цепь». Резервирование производиться не будет, так как это дополнительно требует значительных финансовых затрат и не является обязательным для данной сети.  
 
 
 
 
 

     6 Разбивка участка на секции

       В сетях SDH для архитектуры линейных сетей большой протяженности существует стандартная регламентация. В такой сети расстояние между терминальными мультиплексорами ТМ больше того, что допустимо, т.е. может быть покрыто бюджетом мультиплексоров. В этом случае на маршруте (тракте) устанавливаются регенераторы. Эту архитектуру можно представить в виде последовательного соединения ряда секций, специфицированных рекомендациями ITU-T Rec G.957 и G.958.

                 Таблица 2 - Разбивка участка связи на оптические секции

         

 Принято различать три типа стандартизованных участков - секций:

       - Оптическая секция (участок от точки электронно-оптического до точки оптоэлектронного преобразований сигнала), которая, по сути, являются участком волоконно-оптического кабеля между элементами сети SDH;

      - регенераторная секция; 

      - Мультиплексная секция. 

      

      Рисунок 3- Линейная архитектура сети большой протяженности

      Оптические  секции нормируются по длине, при  этом выделяют три категории:

      I - внутристанционная секция, длиной до 2-х км;

      S – короткая межстанционная секция, порядка 15 км;

      L -длинная межстанционная секция, порядка 40 км (при длине волны 1310 нм) и 80 км (при длине волны 1550 нм).

      Указанные длины секций используются только для  классификации и не могут рассматриваться  как рекомендуемые значения используемых технических параметров. Общая длина  маршрута может составлять при этом сотни или же тысячи километров. Маршрут рассматривается как участок тракта между терминальными мультиплексорами, допускающий автоматическое поддержание функционирования сети с номинальной производительностью.

      Мультиплексная  секция рассматривается как участок тракта между транспортными узлами (мультиплексорами и коммутаторами), допускающий аналогичное автоматическое поддержание функционирования.

      Регенераторная  секция рассматривается как участок  тракта между двумя регенераторами или между регенератором и другим элементом сети SDH. Для аналогичных определений используются опорные точки вход/выход волокна и вход/выход начала/окончания регенераторной секции RST в схеме представления регенераторной секции.

      Регенераторная  секция обрабатывает RSOH, который содержит синхросигнал, а также управляющую и контрольную информацию, позволяющую локализовать поврежденную секцию. Этот заголовок, будучи сформированным и введенным во фрейм на входе RST, считывается каждым регенератором и выводится из фрейма на выходе RST.

      Классификация секций приведена в таблице 3. Она дает стандартное обозначение секций в зависимости от уровня STM (1, 4) и приведена для указанных трех типов применения:

      - внутри станции (код использования I);

      - между станциями - короткая секция (код использования S);

      - между станциями - длинная секция (код использования L).

      В общем случае кодировка типов  использования линейных регенераторных секций как оборудования SDH включает три элемента и имеет формат:

      <код  использований> <уровень STM> <индекс источника>

      Здесь код использования и уровни STM приведены выше, а индекс источника имеет следующие значения и смысл:

      1 или без индекса - указывает  на источник с длиной    волны 1310 нм;

      2 - указывает на источник с длиной  волны 1550 нм для волокна, (секции L);

      3 - указывает на источник с длиной  волны 1550 нм для волокна.

      Например, обозначение L-4.3 расшифровывается как длинная межстанционная регенераторная секция линейного оборудования STM-4, использующая источник света с длиной волны 1550 нм.

            Таблица 3- Классификация стандартных оптических интерфейсов

 

      Сопоставляя данные таблиц 2 и 3, получаем типы оптических интерфейсов для проектируемой  сети:

      Участок «Чита - Атамановка» интерфейс S-1.2;

      Участок «Атамановка - Новокручининский» интерфейс S-1.2;

      Участок «Новокручининский - Маккавеево» интерфейс S-1.2; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     7 Расчет затухания регенерационных участков

     7.1 Расчет длины регенерационного  участка

     Для цифровых систем передачи в регенераторах  сигнал полностью восстанавливается, поэтому над дальностью связи понимается лишь длина регенерационного участка (РУ).

     По  мере распространения оптического  сигнала по световоду снижается  уровень мощности сигнала и увеличивается  дисперсия. При заданных параметрах регенераторов и оконечных устройств максимальная длина регенерационного участка определяется затуханием и дисперсией.

     Для оценки максимальной длины участка  регенерации используется соотношение:

         ,                                         (7.1)

     где -уровень мощности источника излучения, дБм;

-количество разъемных соединений (10);

-потери в разъемных соединениях  (происходят при подключении 

приемника и передатчика к ОВ), дБ;

-максимальная длина регенерационного  участка, км;

-строительная длина кабеля, км;

-потери в неразъемных соединениях (при сварке строительных длин

кабеля), а дБ;

-рассчитанный коэффициент затухания  кабеля, дБ/км;

-системный запас ВОСП по затуханию  на участке регенерации, дБм;

-чувствительность приемника,  дБм.

     Системный запас учитывает изменение состава  оптического кабеля за счет появления  дополнительных (ремонтных) вставок, сварных  соединений, а также изменения  характеристик оптического кабеля, вызванных воздействием окружающей среды и ухудшением качества оптических соединителей в течении срока службы, и устанавливается при проектировании ВОСП исходя из ее назначения и условий эксплуатации оператором связи, в частности, исходя из статистики повреждения (обрывов) кабеля в зоне действия оператора. Рекомендуемый диапазон устанавливаемых значений системного запаса от 2 дБ (наиболее благоприятные условия эксплуатации) до 6 дБ (наихудшие условия эксплуатации).

     Из  формулы (7.1) можно найти максимальную длину участка регенерации: 

   км,                               (7.2) 

где - максимальное значение перекрываемого затухания аппаратуры, дБм

-системный запас ВОСП по затуханию на участке регенерации, дБм;

-количество разъемных соединений, =6;

-потери  в разъемных    соединениях (происходят    при    подключении

приемника и передатчика к ОВ), дБ;

-потери в неразъемных соединениях  (при сварке строительных       длин

кабеля), а дБ;

-строительная длина кабеля, км;

-рассчитанный коэффициент затухания  кабеля, дБ/км. 
 
 
 

     7.2.1 Расчет количества муфт на участках

       Количество муфт рассчитывается по формуле:

                                                                                                            (7.3)                                                                            

           Где:

            L_ур – длина участка регенерации;

          L_сд – строительная длина кабеля (4 км).

        Для участка «Чита - Атамановка»: шт.

      Для «Атамановка - Новокручининский»: шт.

      Для «Новокручининский - Маккавеево»: шт, 

      Общее количество муфт необходимых для  организации ВОЛС «Чита-Маккавеево»  составляет 11 штук.

     7.2.2 Расчет рабочего затухания ВОК

      Рабочее затухание ВОК зависит от длины  кабеля L_ур и километрического затухания оптического сигнала в кабеле :

       _к = L_ур, дБ ,                                                                                   (7.4)

      Где: дБ/км.

      При данном расчёте следует производить  округление до первого знака после  запятой в большую сторону, чтобы  учесть технологические наплывы  кабеля (петли) и увеличение затухания ОВ при температуре ниже  – 40ºС, не превышающее 0,05 дБ на полную дистанцию.