Материал: Проектирование волоконно-оптических линий связи

Проектирование волоконно-оптических линий связи

Курсовая проектная работа

Дисциплина: «Направляющие системы электросвязи»

Проектирование волоконно-оптических линий связи

Содержание

Введение.

Задание проекта.

. Общие положения проектирования волоконно-оптических линий связи.

. Выбор топологии сети.

. Описание трассы.

. Основные проектные решения.

.1 Выбор ступени иерархии и типа мультиплексора на основе расчета групповой скорости потоков.

.2 Выбор типа оптического кабеля.

.3 Схема организации связи.

. Инженерный расчет ВОЛС.

.1 Определение пропускной способности ВОЛС.

.2 Расчет проектной длины регенерационного участка, полной длины оптического линейного тракта и определение его структуры:

.3 Определение суммарных потерь в оптическом тракте:

.4 Расчет полного запаса системы.

.5 Расчет энергетического запаса

.6 Определение отношения сигнал/шум или вероятности ошибки, отводимой на длину регенерационного участка:

.7 Определение уровня передачи мощности оптического излучения на выходе передающего оптического модуля (ПОМ)

.9 Определение уровня мдм (порога чувствительности приемного оптического модуля - ПРОМ)

.10 Определение быстродействия системы.

.11 Расчет надежности:

Заключение.

Список литературы и источников информации:

Приложения.

Введение

АО «Казахтелеком» по праву считается флагманом отечественной телекоммуникационной отрасли. За последние годы менеджмент компании достиг существенных результатов в укреплении и повышении имиджа «Казахтелекома», как прозрачной, клиенториентированной структуры, применяющей современные технологии и предоставляющей большое количество услуг. Это позволило «Казахтелекому» не только де-юре, но и де-факто стать ведущим телекоммуникационным оператором республики и одной из лучших компаний страны.

Как известно, в октябре 2004 года в официальную фазу вступил процесс либерализации телекоммуникационной отрасли страны. За это время проведен первый этап ребалансирования тарифов (причем благодаря продуманному информационному сопровождению этот процесс не вызвал негативной волны откликов среди общественности), несколько казахстанских компаний получили лицензии на предоставление услуг междугородной и международной связи, многие операторы готовятся составить серьезную конкуренцию «Казахтелекому» на том или ином сегменте рынка телекоммуникаций.

В этой ситуации «Казахтелекому» необходимо изыскать новые технические, финансовые, интеллектуальные резервы для сохранения завоеванных позиций и темпов роста доходов. При чем компания намерена не злоупотреблять доминирующим положением на рынке, а напротив создавать благоприятные условия для дальнейшего развития бизнеса в Казахстане и роста отечественной экономики. «Казахтелеком» как ведущий оператор связи в Республике обеспечивает высокий уровень активности деловой и общественной жизни в Казахстане. Компания прикладывает огромные усилия для того, чтобы услуги связи стали еще более качественными и доступными для всех слоев населения. В то же время, «Казахтелеком» еще долгое время будет ассоциироваться у клиентов как государственная структура с приоритетной социальной тарифной ориентированностью.

В этой связи любое повышение тарифов, как регулируемых, так и нерегулируемых, изменение (не в пользу абонента) условий договора, отмена всевозможных скидок, а также кардинальные изменения других технологических процессов взаимодействия с пользователями услуг, могут вызвать негативный всплеск общественного мнения, что в свою очередь отрицательно отразится как на имидже самой компании, так и на имидже государства в целом с которым, как уже было замечено выше, ассоциируется «Казахтелеком».

Руководство компании четко осознает, что социальная и экономическая стабильность нашего общества - есть высшая ценность и ни одно действие любого из подразделений «Казахтелекома» не должно ставить ее под угрозу. Это напрямую отвечает задачам, поставленным главой государства Нурсултаном Абишевичем Назарбаевым в Послании народу Казахстана, в русле которого теперь призваны действовать все структуры, влияющие на развитие государства. В этой связи действия нашей компании ни коим образом не должны нивелировать эффект от реализации комплекса социально-экономических задач, осуществляемых Президентом и Правительством Казахстана и направленных на улучшение благосостояния широких слоев населения.

Принимая во внимание вышеизложенное, предлагаем перед принятием решения о каком-либо малейшем изменении условий взаимоотношений с абонентами не в пользу последнего, проводить всесторонний анализ ситуации с привлечением общественности и органов местной исполнительной власти, для оценки возможных публичных последствий. И только после проведения всестороннего анализа принимать окончательное решение внутри компании. Это позволит, во-первых, иметь полную «информационную картину» обоснованности любого изменения статуса абонента, а во-вторых, с большей степенью точности прогнозировать мнение общественности на действия «Казахтелекома» и таким образом поддержать на должном уровне имидж не только нашей компании, но и государства в целом.

Задание курсового проекта.

Студент:

Меркибаева Сохиба

курс обучения, очная форма

ФПН РЭиТ(11)III С: 31121024

Дисциплина: Направляющие системы

Преподаватель: Сакабаева А. К.

Задача: Спроектировать магистральный участок сети между двумя оконечными пунктами - Актау-Уральск, с учетом условий индивидуального задания.

Условия индивидуального задания:

Основной маршрут трассы должен пролегать по железнодорожным путям.

Количество цифровых потоков - 11

. Общие положения по проектированию волоконно-оптических линий связи

При проектировании ВОЛС необходимо учитывать потребности потенциальных пользователей линии связи. Для этого необходимо учитывать следующие факторы:

.         Распределение бюджета должно быть оптимальным

.         Расчет на будущее: проектирование должно иметь учет возможности дополнения/модернизации как отдельной части маршрута, так и всей магистрали - современные технологии позволяют производить переход к следующей ступени(или, при необходимости, наоборот) систем передачи/приема быстро и легко за счет внесения дополнительных плат в аппаратуру, либо замены старых блоков новыми.

.         Выбор схемы маршрута: проектировать магистраль следует с учетом современных и возможных требований к связи. К примеру, при наличии в окрестности развязывающего узла аэропорта, стоит посчитать актуальность отдельного выноса для обеспечения связи аэропорту внутри своих подразделений, и с внешней сетью. Выбранная топология всей сети и отдельных ее узлов позволяет наиболее выгодно распределить нагрузку на сети. В областях скопления населенных пунктов следует организовать развязывающие пункты, к которым можно подвести удаленные пункты связи.

.         Альтернативный путь следует прокладывать по тем же принципам, так как в случае отказа основного - вся нагрузка ложится на запасной. Все имеющиеся маршруты перенаправляются на узлы альтернативного пути, без изменения требований к качеству и скорости обработки и передачи информации.

.         Необходимо оптимально выбрать аппаратную часть проекта. Необходимо тщательно подбирать типы оптических разъемов, устанавливаемых на оптических компонентах (передатчики, приемники, оптические делители), и типы волоконно-оптических кабелей (в соответствии с решаемыми задачами).

. Выбор топологии сети

Сетевая топология - способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых(оконечных) устройств.

Сетевая топология может быть:

физической - описывает реальное расположение и связи между узлами сети.

логической - описывает хождение сигнала в рамках физической топологии.

информационной - описывает направление потоков информации, передаваемых по сети.

Управление обменом - это принцип передачи права на пользование сетью.

Существует 3 базовые топологии: Шина; Кольцо; Звезда;

И 6 дополнительных топологий: Двойное кольцо (применяется в основном в компьютерных сетях); Ячеистая топология; Решётка;        Дерево; Fat Tree (применяется в основном для суперкомпьютеров); Полносвязная;

Дополнительные способы являются комбинациями базовых. В общем случае такие топологии называются смешанными или гибридными, но некоторые из них имеют собственные названия, например «Дерево».

На рисунке А показаны некоторые топологии: а) цепочка(линия); b) полная звезда; c) неполная звезда(звезда); d) кольцо; e) шина; f) дерево.

Рисунок А. топологий сети

Топология типа цепочка(линейная), представляет собой комбинацию из последовательных соединение в виде разомкнутого кольца, где каждый из узлов связи соединен с двумя соседними, но отличается от «кольца» тем, что каждый из узлов осуществляет передачу в обе стороны, и прием с обеих сторон.

Достоинства:

§  Простота установки;

§  Практически полное отсутствие дополнительного оборудования;

§  Возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность возникновения коллизий.

Недостатки:

§  Сложность конфигурирования и настройки;

§  Сложность поиска неисправностей.

§  Необходимость иметь две сетевые платы, на каждой рабочей станции.

Топология типа общая шина, представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.

Достоинства:

§  Небольшое время установки сети;

§  Дешевизна (требуется меньше кабеля и сетевых устройств);

§  Простота настройки;

§  Выход из строя рабочей станции не отражается на работе сети

Недостатки:

§  Неполадки в сети, такие как обрыв кабеля и выход из строя терминатора, полностью блокируют работу всей сети;

§  Сложная локализация неисправностей;

§  С добавлением новых рабочих станций падает производительность сети.

Кольцо - это топология, в которой каждый узел соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает. На каждой линии связи, как и в случае звезды, работает только один передатчик и один приемник. Это позволяет отказаться от применения внешних терминаторов.

Достоинства:

§  Простота установки;

§  Практически полное отсутствие дополнительного оборудования;

§  Возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность возникновения коллизий.

Недостатки:

§  Выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети;

§  Сложность конфигурирования и настройки;

§  Сложность поиска неисправностей.

§  Необходимость иметь две сетевые платы, на каждой рабочей станции.

Звезда - базовая топология сети, в которой все узлы сети присоединены к центральному узлу, образуя физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило, «дерево»).

Достоинства:

§  выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;

§  хорошая масштабируемость сети;

§  лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;

§  высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);

§  гибкие возможности администрирования.

Недостатки:

§  выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом;

§  для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;

§  конечное число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном концентраторе.

Ячеистая топология - базовая полносвязная топология сети, в которой каждая рабочая станция сети соединяется с несколькими другими рабочими станциями этой же сети. Характеризуется высокой отказоустойчивостью, сложностью настройки и переизбыточным расходом кабеля

Каждый узел связи имеет множество возможных путей соединения с другими. Обрыв кабеля не приведёт к потере соединения между двумя узлами.

Решётка - понятие из теории организации компьютерных сетей. Это топология, в которой узлы образуют регулярную многомерную решётку. При этом каждое ребро решётки параллельно её оси и соединяет два смежных узла вдоль этой оси.

Достоинства:

§  высокая надежность

Недостатки:

§  сложность реализации

Полносвязная топология - топология сети, в которой каждая рабочая станция подключена ко всем остальным. Этот вариант является громоздким и неэффективным, несмотря на свою логическую простоту. Для каждой пары должна быть выделена независимая линия, каждый компьютер должен иметь столько коммуникационных портов сколько компьютеров в сети. По этим причинам сеть может иметь только сравнительно небольшие конечные размеры. Чаще всего эта топология используется в многомашинных комплексах или глобальных сетях при малом количестве рабочих станций.

Недостатки

Сложное расширение сети (при добавлении одного узла необходимо соединить его со всеми остальными).

Огромное количество соединений при большом количестве узлов

С учетом структуры маршрута была выбрана смешанная топология (смешание кольцевой топологии и линейной/цепочечной топологий), с двумя маршрутами - основным и альтернативным.

Оптические делители устанавливаются в местах вывода необходимого количества каналов из основной магистрали. Для организации обратного канала количество жил кабеля должно соответствовать количеству оптических приемников. Справедливо следующее соотношение:

Минимальное число волокон = количество оптических приемников + 1.

Национальная супермагистраль проходит через следующие населенные пунткы проектируемого маршрута - города Астана, Карагадна и Жарык(бывший поселок Сейфулин). Эти города прививаются к кольцевой топологии, где магистраль защищена по принципу «1+1».

Защита «1+1» позволяет избежать проблем, возникающих на сети из-за неполадок в аппаратуре уплотнения и кабельных структур.

От пункта Жарык и до конечного пункта проектируемого участка строится топология «цепочка». Взяв в учет недостатки данной топологии основной маршрут имеет альтернативный путь, и проектируемая линия связи защищена по схеме SNCP - защита соединения обеспечивает переключение на альтернативный маршрут при отказе основного (этот вид резервирования используется на национальной сети ОАО «Казахтелеком» для резервирования особо важных сетей).

.

. Описание трассы

Проектируемый магистральный участок сети Актау-Уральск лежит вдоль автодорожных магистральных путей и имеет протяженность в 1400 километров.

Основной маршрут охватывает 12 населенных пунктов, из них: 8 имеют население до 100 000 человек, остальные являются крупными областными центрами с населением более 100 000 человек. Общее население, охватываемое магистралью составляет примерно 1 13848 человек.