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

;

,

де aок(дБ/км) - кілометричне загасання в оптичному волокні;

aнз (дБ) - загасання потужності оптичного випромінювання нероз'ємного оптичного з'єднувача на стику між будівельними довжинами кабелю (втрати в нерознімному з'єднанні);

 (км) - значення будівельної довжини кабелю;

apз(дБ) - загасання потужності оптичного випромінювання рознімного оптичного з'єднувача (втрати в рознімному з'єднанні);кількість роз’ємних оптичних з'єднувачів;

 (пс/(нм·км)) - сумарна дисперсія одномодового оптичного волокна;

, (нм) - ширина спектра джерела випромінювання;

В (МГц) - швидкість передачі цифрових сигналів в оптичному тракті;

М (дБ) - експлуатаційний запас (2-6 дБ); - енергетичний потенціал.

Енергетичний потенціал розраховується по формулі

, дБм,

де - рівень потужності оптичного випромінювання на передачі, дБм;

- мінімальна чутливість приймача - мінімальне значення рівня потужності оптичного випромінювання на вході приймача, при якому забезпечується коефіцієнт помилок не більше 1·10-10 к кінцю терміну служби апаратури.

Визначення рівня потужності оптичного випромінювання, тобто , здійснюють по формулі

, дБм,

де - середня потужність випромінювання - рівень середньої потужності оптичного сигналу на виході джерела випромінювання;

- зниження рівня середньої потужності, що залежить від характеру сигналу (для коду NRZ, що застосовується в апаратурі SDH, 3 дБ).

Мінімальна довжина ділянки регенерації. Для оцінки величини мінімальної довжини ділянки регенерації  може бути використаний вираз:

,

де - мінімальне перевантаження - максимальний рівень потужності оптичного випромінювання на вході приймача, при якому забезпечується коефіцієнт помилок не більше 1·10-10 до кінця терміну служби апаратури.

При проектуванні бажано обирати апаратуру або кабель з такими технічними даними (, ), що забезпечують виконання співвідношення

. (3.3)

Це забезпечує запас по широкосмужності на ділянці регенерації на перспективу розвитку.

Кількість регенераційних пунктів, що не обслуговуються (НРП):

де - відстань між вузлами мережі - регенераційними пунктами, що обслуговуються, - ОРП). Зворотні дужки в (3.4) означають закруглення до меншого цілого.

Проведемо розрахунок довжини ділянки регенерації й кількості регенераторів для всих шести ліній звязку між вузлами.

Використовується одномодове оптичне волокно із таким параметрами: =0,22дБ/км,  на довжині хвилі 1550 нм, будівельна довжина - 2 км (обраний код застосування L-4.3 по таблиці А.1 і оптичне волокно, що відповідає рекомендаціям G.653) [10].

Рівень SDH мультиплексорів - STM-4 (622,08 Мбіт/с). Параметри оптичного передавача й приймача SDH мультиплексора STM-4 (для курсового проектування можуть бути обрані по таблицях А.3):

-середня потужність передачі: +2 дБ;

-чутливість приймача при коефіцієнті помилок 10-10: - 28 дБ;

-максимальний припустимий рівень на вході: - 8 дБ;

-ширина спектра джерела випромінювання: 0,5 нм;

- експлуатаційний запас - 6 дБ;

- втрати в рознімних з'єднаннях - 0,69 дБ;

- кількість рознімних з'єднань - 2;

- втратив нероз'ємних з'єднаннях - 0,032 дБ.

1.      Розраховуємо енергетичний потенціал:

;

.

.        Розраховуємо максимальну довжину ділянки регенерації по загасанню й широкосмужністю:

Для розглянутого прикладу умова  виконується, тому ми можемо використовувати обране оптичне волокно.

3.      Розраховуємо мінімальну довжину ділянки регенерації:

.        Розраховуємо кількість регенераційних пунктів, що не обслуговуються:

Далі потрібно розрахувати довжину ділянок регенерації й кількість регенераторів для рівня мультиплексування STM-1. Нехай використовується одномодове оптичне волокно із таким параметрами: ,  на довжині хвилі 1550 нм, будівельна довжина - 2 км (обраний код застосування L-1.3 по таблиці А.1 і оптичне волокно, що відповідає рекомендаціям G.653).

Рівень SDH мультиплексорів - STM-1 (155,52 Мбіт/с). Параметри оптичного передавача й приймача SDHмультиплексора STM-1 (для курсового проектування можуть бути обрані по таблицях А.2):

-середня потужність передачі: 0 дБ;

-чутливість приймача при коефіцієнті помилок 10-10: - 34 дБ;

-максимальний припустимий рівень на вході: - 10 дБ;

-ширина спектра джерела випромінювання: 0,5 нм;

- експлуатаційний запас - 6 дБ;

- втрати в рознімних з'єднаннях - 0,69 дБ;

- кількість рознімних з'єднань - 2;

- втратив нероз'ємних з'єднаннях - 0,032 дБ.

. Розраховуємо енергетичний потенціал:

;

.

. Розраховуємо максимальну довжину ділянки регенерації по загасанню й широкосмужністю:

Для розглянутого прикладу умова  виконується, тому ми можемо використовувати обране оптичне волокно.

. Розраховуємо мінімальну довжину ділянки регенерації:

. Розраховуємо кількість регенераційних пунктів, що не обслуговуються:

Після проведення розрахунку кількості регенераторів для кожного сегмента мережі складається загальна схема проектованої первинної мережі (рисунок 2.1).

3 Синхронізація мережі SDH з кільцевою топологією

Розглянемо приклад синхронізації мережі SDH з чарунковою топологією. Мережевий елемент NE 1 (рисунок 3.1) синхронізує всі мережеві елементи з використанням ведучого генератора тактових сигналів PRC (пріоритет 1).

Рисунок 3.1 - Приклад синхронізації мережі SDH з чарунковою топологією (нормальний стан)

У мережевому елементі NE 4 джерело опорних тактових сигналів TNC сконфігурований із пріоритетом 2. Джерело опорних тактових сигналів на лінії «ЗАХІД» має пріоритет 1. Розподіл джерел синхронізації кільцевої мережі наведено в таблиці 3.1

Таблиця 3.1- Розподіл джерел синхронізації кільцевої мережі

При виникненні відмови NE 1 мережеві елементи NE 2, й NE 6, (рисунок 3.2) більше не приймають сигнали від NE 1. Ця ситуація не робить впливу на мережевий елемент NE 6, оскільки цей мережевий елемент синхронізується елементом NE 4. При прийомі байта S1 D hex мережевий елементNE 2, NE 3 перемикається в режим утримання. Тепер мережевий елемент NE 4 також приймає байт S1 D hex і перемикається до свого джерела тактових сигналів із пріоритетом 2 (TNC). Байт S1 4 hex, що відповідає джерелу тактових сигналів (рівень якості Q2), вводиться у вихідний сигнал на лінії «СХІД» і лінії «ЗАХІД».

Рисунок 3.2- Приклад синхронізації мережі SDH з чарунковою топологією (відмова NE 1)

Мережевий елемент NE 3 (рисунок 3.3) приймає припустимий опорний тактовий сигнал по лінії «СХІД» і перемикається до цього тактового сигналу. Значення байта S1 у напрямку до NE 2 змінюється з С hex на 4 hex. Елемент NE 2реагує на це в такий же спосіб, як й NE 3. Тепер всі мережеві елементи в цій кільцевій мережі синхронізуються опорним тактовим генератором TNC.

Рисунок 3.3- Приклад синхронізації мережі SDH з чарунковою топологією (відмова NE 1, синхронізація від TNC)

Тільки тоді, коли знову стає доступним опорний тактовий генератор PRC (рівень якості Q1) мережевого елемента NE 1, відновлюється вихідний стан (рисунок 3.1).

Висновок

В курсовій роботі було проведено проектування первинної мережі зв’язку на основі обладнання синхронної цифрової ієрархії. В ході виконання роботи на основі заданих значень відстаней між кожним вузлом мережі була побудована чарункова топологія, розрахована мінімальна сумарна довжина з кожного вузла для побудови оптимізованої кільцевої топології.

Зроблено розрахунок кількості вводимих та виводимих цифрових потоків для кожного вузла мережі для остаточного вибору типу топології. Розрахована кількість основних та резервних потоків, що приходять на кожен сегмент мережі для вибору рівня мультиплексорів.

Було обрано тип та визначено основні параметри оптичного волокна в залежності від рівня мультиплексування.

З врахуванням типу оптичного волокна та відстані між вузлами мережі розраховано довжину ділянки регенерації та кількість регенераторів для кожної з сьоми ліній зв’язку між вузлами для проектування первинної мережі.

Був розглянутий приклад синхронізації мережі SDH з кільцевою топологією, її робота в нормальному стані та при відмові елементів.

Отже, в ході виконання курсової роботи були закріплені та поглиблені знання з дисципліни “Теорія і системи телекомунікації на залізничному транспорті”, отримані навички з проектування первинної мережі зв’язку на основі обладнання синхронної цифрової ієрархії.

Перелік використаних джерел

1. Є.В. Коновалов, Л.М. Козар Методичний посібник з додержання вимог нормоконтролю у студентській навчальній звітності / УкрДАЗТ, 2004, 38 с.

. Рекомендация ITU-TG.957 Оптические интерфейсы для оборудования и систем синхроннойцифровойиерархии.

3. Рекомендация ITU-T G.652 Характеристики одномодового волоконно-оптического кабеля.

4. Рекомендация ITU-T G.653 Характеристики одномодового волоконно-оптического кабеля со сдвигом дисперсии.

5. Рекомендация ITU-T G.654 Характеристики одномодового волоконно-оптического кабеля с затуханием, минимизированным на волне 1550 мкм.

6. Рекомендация ITU-T G.655 Характеристики одномодового волоконно-оптического кабеля с ненулевой дисперсией.

7. Слепов Н.Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи / Н.Н. Слепов. - М.: Радио и связь, 2000. - 468 с.

8. СлеповН.Н.Синхронные цифровые сети SDH. - М, ЭКО-ТРЕНДЗ, 1999. - 148 с.

9. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. - М.: Эко-Трендз, 2000. - 486 с.

10. Методичні вказівки до курсового та дипломного проектування з дисципліни “ Системи передачі в електрозв’язку ” ,-Харків : УкрДАЗТ, 2009. (№298)