Материал: Проектування первинної мережі зв’язку на основі обладнання синхронної цифрової ієрархії

Проектування первинної мережі зв’язку на основі обладнання синхронної цифрової ієрархії

Вступ

У зв’язку з розвитком сучасних цифрових технологій, на залізничному транспорті, вимагається організація цифрових мереж зв'язку з використанням волоконно-оптичних ліній «ВОЛЗ». Вибір семи цього типу ліній обумовлений тим, що вони мають велику пропускну здатність, значну довжину регенераційних ділянок, нечутливість до електромагнітних впливів та великі будівельні довжини.

На даний момент найпоширенішою технологією для побудови транспортних мереж на основі ВОЛЗ є технологія Синхронної Цифрової Ієрархії, (СЦІ) тому що вона дозволяє будувати мережі з високими показниками надійності, малим часом відновлення та великими можливостями по резервуванню. Мережі СЦІ можуть бути також використані для організації транспортного рівня мультисервісних мереж на основі технологій пакетної комутації, наприклад таких як ATM, які дозволяють передавати різнорідний трафік.

Це вимагає вирішення питань будівництва волоконно-оптичних ліній зв’язку, впровадження систем передачі синхронної цифрової ієрархії, впровадження пакетних технологій, побудови мереж передачі даних, що відповідають міжнародним стандартам.

Реферат

Курсова робота на тему “Проектування первинної мережі зв’язку на основі обладнання синхронної цифрової ієрархії” складається з 3 розділів.

У першому розділі був здійснений вибір топології проектованої мережі зв’язку. Дана характеристика обраної мережі.

У другому розділі був здійснений вибір типу оптичного волокна. На основі цього було виконано розрахунок довжини ділянок регенерації й кількості регенераторів.

У третьому розділі була здійснена синхронізація мережі SDH з чарунковою топологією. Досліджені режими її роботи в нормальному та в аварійному станах.

Вихідні дані

Таблиця 1 - Відстань між вузлами проектованої мережі, км

Таблиця 2 - Розподіл цифрових потоків 2 Мбіт/с по напрямках зв'язку

1. Будівельна довжина волоконно-оптичного кабелю - 2 км.

. Ширина спектра джерела випромінювання: 0,5 нм.

. Експлуатаційний запас - 6 дБ.

. Втрати в рознімних з'єднаннях - 0,69 дБ.

. Кількість рознімних з'єднань - 2.

. Втрати в нероз'ємних з'єднаннях - 0,032 дБ.

. Наробіток на відмову мультиплексорів 62 500 годин.

. Наробіток на відмову регенераторів - 85 700 годин.

9. Інтенсивність відмов 1 км оптичного кабелю - .

1. Вибір топології проектованої первинної мережі

.1 Синтез кінцевої топології проектованої мережі з мінімальною сумарною довжино ребер

На основі заданих значень відстаней між кожним з вузлів мережі, які зведені в таблиці 1.1, будується повнозв’язна (чарункова) топологія (рисунок 1.1). Відстані в таблиці 1.1 дані в кілометрах. Вузли на рисунку 1.1 позначені відповідно до таблиці 1.1.

цифровий зв’язок оптичний мережа

Таблиця 1.1 - Відстань між вузлами проектованої мережі, км

Рисунок 1.1 - Повнозв’язна (чарункова) топологія

Далі здійснюємо перетворення повнозв’язної топології, що показана на рисунку 1.1, у кільцеву топологію таким чином, щоб сума відстаней між вузлами отриманої кільцевої топології була мінімальною із всіх можливих варіантів кільцевих топологій, які можуть бути виділені як складова частина чарункової топології. ). Синтезуємо кільцеву топологію мережі з мінімальною сумарною довжиною ребер за допомогою алгоритму Дейкстри.

Результати розрахунку топології з найменшим коротким маршрутом занесені до таблиці 1.2

В результаті одержуємо 7 варіантів кільцевих топологій, з яких вибраємо стартовою точкою D з мінімальною сумарною довжиною ребер.

Рисунок 1.2 - Оптимізована мережа з топологією

Для зручності проведення подальшого аналізу рисунок 1.2 перетворюємо (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 - Оптимізована мережа з топологією «кільце»

1.2 Вибір топології проектованої мережі на основі аналізу кількості цифрових потоків, що проходять по кожному із сегментів мережі

Для вибору топології проектованої мережі спочатку необхідно визначити кількість вводимих та виводимих цифрових потоків (2 Мбіт/с) для кожного вузла. Це можна зробити на основі аналізу вихідних даних для курсового проектування (таблиця 1.3).

Таблиця 1.3 - Розподіл цифрових потоків по напрямках зв'язку

Перетворимо отриману в підрозділі 1.1 кільцеву топологію в чарункову шляхом додавання сегмента В-E (рисунок 1.4).

Чарункова мережа складається із двох чарунок і містить шість вузлів з мультиплексорами рівня STM-N. У розглянутому прикладі у вузлах A, B, C, D, E мережі знаходяться мультиплексори рівня STM-4, а у вузлол F- рівня STM-1.

Розраховуємо кількості потоків, що проходять по сегментах шляху, вибираємо основні й резервні шляхи проходження цифрових потоків у проектованій мережі. Обрані шляхи наведені в таблиці 2.3.

Рисунок 1.4 - Чарункова топологія

Таблиця 1.4 - Основні й резервні шляхи проходження цифрових потоків

Розрахунок кількості потоків, що проходять по сегментах шляху, наводимо у таблиці 2.4, де введені такі позначення: «Х» - основні канали; «Р» - резервні канали; «-» - потоки, що не проходять по сегментах мережі.

Таблиця 1.5 - Розрахунок кількості потоків, що проходять по сегментах шляху

Отримавши результати, приведені в таблиці 1.4 підтверджує правильність вибору рівнів мультиплексорів у вузлах мережі. Таким чином, , вибираємо мережу з чарунковою топологією, тому що вона при мінімальній кількості мультиплексорів (п’ять мультиплексори рівня STM-4 і один - рівні STM-1 задовольняє умові по резервуванню первинних цифрових потоків.

2 Розрахунок довжини ділянок регенерації й кількості регенераторів

2.1 Рекомендації з вибору типу оптичного волокна

При виборі типу оптичного волокна керуємося таблицею А.1 (ITU-T G.957), що визначає відповідний інтерфейс мультиплексора (код застосування) залежно від орієнтовної довжини регенераційної секції. В даному випадку вибираємо тип волокна G.653.

Для волокна, що відповідає рекомендаціям ITU-T G.653 (волокно зі зсувом дисперсії в область довжин хвиль 1,55 - DSSMF - Dispersion Shifted Single Mode Fiber), припустимий діапазон довжин хвиль, що відповідають нульової дисперсії волокна, находиться в межах 1500 нм й 1600 нм, так що волокно є оптимізованим в області 1550 нм.

Рівень мультиплексування вибираємо L-4.3, де

–       L - тип з’єднання (довге міжстанційне з’єднання довжиною від 15 до 40км, або від 40 до 80км);

–       4 - рівень мультиплексування;

–       1 - тип джерела випромінювання з номінальною довжиною хвилі 1550 нм для одномодових оптичних волокон зі зсунутою дисперсією (G.653).

Обраний тип оптичного волокна має наступні параметри:

)        Робоча довжина хвилі - 1550нм;

)        Коефіцієнт згасання - не більше 0,22дБ/км;

)        Коефіцієнт хроматичної дисперсії - не більше 3,5пс/нм·км;

)        Нахил дисперсійної характеристики в області довжини хвилі нульової дисперсії - не більше 0,085пс/нм2·км;

)        Довжина хвилі відсічення - не більше 1270нм;

)        Діаметр модового поля - 7-8,3мкм (±10%).

2.2 Рекомендації з розрахунку довжини ділянок регенерації й кількості регенераторів

При проектуванні лінії зв’язку на основі волоконно-оптичного кабелю повинні розраховуватися окремо довжина ділянки регенерації по загасанню () і довжина ділянки регенерації по широкосмужності (), тому що причини, що обмежують граничні значення  й  незалежні.

У загальному випадку необхідно розраховувати дві величини довжини ділянки регенерації по загасанню:

- максимальна проектна довжина ділянки регенерації;

- мінімальна проектна довжина ділянки регенерації.

Максимальна довжина ділянки регенерації. Для оцінки величини максимальної довжини ділянки регенерації  й  можуть бути використані наступні вирази: