Проектирование линейного тракта волоконно-оптических систем передачи

(22)

tов = 0,710-1255=0,03910-9, с

В то же время допустимое быстродействие ВОСП определяется скоростью передачи и характером передаваемого сигнала:

(23)

где =0,35- коэффициент учета характера кода линейного сигнала,

В результате расчета по формулам (21) и (23) условие tож t выполняется, то выбор типа ОК и длины lру сделан верно, и величина

(24)

называется запасом системы по быстродействию.

tож = 8,48610-9-4,58110-9=3,90510-9 с

11. ВЫБОР ПРИЕМНОГО И ПЕРЕДАЮЩЕГО ОПТИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ

Изучив приведенные в методическом указании данные по источникам излучения и фотоприемникам, применяемым в России и западных странах и сравнив их с нашими требованиями, выбрали прибор фирмы Opto Electronics LTD (США). Его параметры приведены в таблице 3.

Таблица 3

Характеристики прибора Opto Electronics LTD

В качестве передающего модуля подходит модуль фирмы Ericsson PGR 20302. Его параметры приведены в таблице 4.

Таблица 4

Характеристики PGR 20302

12. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ЛИНЕЙНОГО ТРАКТА ВОСП

В данном разделе определяются требуемые показатели качества и надежности для магистральной первичной сети.

Таблица 5

Требуемые показатели надежности для систем передачи внутризоновой первичной сети (ВЗПС)

Примечания:

Показатели приведены для максимальной длины Lm соответствующей первичной сети (без резервирования).

Для оборудования линейных трактов на МСП, ВЗПС и СМП время восстановления необслуживаемого регенерационного пункта (НРП), оконечного пункта (ОП) и оптического кабеля (ОК) должны быть соответственно меньше:

Vнрп 2.5 ч (в том числе время подъезда к месту аварии - 2ч );

Voк 10 ч (в том числе время подъезда 3,5 ч).

В соответствии с этими данными может быть осуществлен расчет требуемого среднего времени наработки на отказ и требуемого коэффициента простоя для МСП, заданной длины трассы L.

Эти расчеты ведутся по следующим формулам:

, (25)

где KПА - коэффициент простоя аппаратуры ВОСП;

, (26)

где KГ - коэффициент готовности ВОСП;

, (27)

где T0(L) - время безотказной работы для заданной длины канала или магистрали, ч;

\/ - время восстановления, ч;

- интенсивность отказов, 1/ч ,(=1/T0);

Т0 - время безотказной работы (среднее время между отказами) для трассы максимальной протяженности, заданное в табл.5, ч.

В соответствии с заданной длиной трассы определим требуемые значения коэффициентов простоя и среднего времени между отказами каналов и оборудования и внесем их в табл. 6.

Для канала ТЧ или ОЦК: V = 1.1ч, Т0 = 111.4ч.

T0(L)=111.4·1400/300=519,8 (ч).

Для канала ОЦК перспективной цифровой сети: V = 4.24 ч, Т0 = 2050 ч.

T0(L)=2050·1400/300=9566,7 (ч).

Для оборудования линейного тракта (НРП): VНРП = 2,5 ч, Т0 = 350 ч.

T0(L)=350·1400/300=1633,3 (ч).

Для оборудования линейного тракта (ОК): VОК = 10 ч, Т0 = 350 ч.

T0(L)=350·1400/300=1633,3 (ч).

Для обслуживаемого регенерационного пункта(ОРП): VОК = 0,5 ч, Т0 = 350 ч.

T0(L)=350·1400/300=1633,3 (ч).

Таблица 6

Требуемые значения коэффициентов простоя и среднего времени между отказами для каналов и оборудования ВОСП «Сопка-3М» при L = 300 км

Вторая часть расчета сводится к проверке показателей надёжности и качества каналов передачи выбранной системы на их соответствие полученным требуемым показателям. Для этого расчеты ведутся как для традиционной стратегии восстановления, когда принимаются меры по устранению последствий аварии, начиная с момента обнаружения отказа (аварии), так и на основе оптимальной стратегии восстановления, когда используется фактор постепенного отказа, позволяющий принимать меры с учетом интервала между предотказным и отказным состояниями системы. Суть метода сводится к контролю коэффициента ошибок (связь приемлема, если Кош<10-6; связь некачественна, если 10-3<Кош<10-6 - это соответствует предотказному состоянию аппаратуры; связь неприемлема, если 10-3<Кош - отказное состояние, авария в аппаратуре). Использование метода оптимальной стратегии основано на том, что не менее 70% отказов ВОСП может быть отнесено к постепенным (как аппаратурные отказы, так и связанные с оптическим кабелем).

Определим интенсивность отказов линейно-кабельных сооружений и аппаратуры, а также коэффициенты простоя для традиционной и оптимальной стратегии восстановления. По данным статистики повреждений коаксиальных кабелей на магистральной первичной сети связи среднее число (плотность) отказов кабеля из-за внешних повреждений на 100 км кабеля в год составляет М1=0,34. Такая же цифра справедлива и для оптического кабеля. Тогда интенсивность отказов оптического кабеля за 1 час на длине трассы ВОЛС длиной L определяется следующим образом:

ок = М1 L/(8760100), 1/ч (28)

Однако, помимо внешних повреждений кабеля надо учитывать также возможность внутренних отказов кабеля и отказы оборудования необслуживаемых регенерационных пунктов (НРП) за счет внешних повреждений. Интенсивность этих регенерационных отказов составляет 0,06 на один НРП в год. Интенсивность отказов оптических кабелей из-за внутренних причин связана с минимальной наработкой строительной длины до отказа, что соответствует среднему времени наработки между отказами примерно 21500015=3225000 часов.

Исходя из сказанного, суммарная интенсивность отказов оптического кабеля:

(29)

ок = 0,34300 /(8760100) + 0,06 4 / 8760 + 150/ 3225000 = 1,90310-4 1/ч

В выражении (28) nнрп - число необслуживаемых регенерационных пунктов, nст.д - число строительных длин на всей трассе ВОЛС. Используя формулу (25) можно также определить коэффициент простоя ВОСП из-за отказов линейно - кабельных сооружений при традиционной стратегии восстановления.

(30)

Kп ока = 1,90310-4 10 / (1+1,90310-4 10) = 1,89910-3

В случае же оптимальной стратегии восстановления предполагается сокращение времени подъезда к месту аварии, в связи с чем сокращается время восстановления кабеля. С учетом поправки имеем:

(31)

Здесь t1 - время подъезда к месту аварии, составляющее для кабеля - 3,5 ч.

Kп ок п = 1,90310-4 (10 - 0,73,5) / (1+1,90310-4 10) = 1,43410-3

Суммарный коэффициент простоя аппаратуры ВОСП рассчитывается отдельно для аппаратуры, размещенной в оконечных пунктах (ОП), здесь время восстановления принимается равным V = 0,5 часа, и в НРП время восстановления принимается равным V = 2,5 часа.

При учёте суммарной интенсивности отказов применительно к оборудованию, производимому в России можно воспользоваться таблицей 7.

Знание среднего времени между отказами позволяет вычислить интенсивность отказов для каждого комплекта оборудования. При расчете суммарной интенсивности отказов оборудования, размещенного в ОП и НРП необходимо составить обобщенную схему комплекса ВОСП для используемой аппаратуры.

Таблица 7

Показатели надёжности аппаратуры ВОСП Российского производства

В качестве примера ниже приводится схема для комплекса ВОСП применительно к системе передачи “СОПКА-3М” (рис. 10)

Примечание: Сокращения, принятые в табл.7, на рисунке 9, а также нумерация блоков рис.9 следующие:

1 - аппаратура образования первичного цифрового тракта (САЦК-1);

2 - аппаратура вторичного временного группообразования (ВВГ);

3 - аппаратура третичного временного группообразования (ТВГ);

ОЛТ - аппаратура оптического линейного тракта;

СДП - стойка дистанционного питания;

НРП - необслуживаемый регенерационный пункт;

ОП1,ОП2 - оконечные пункты 1 и 2;

Произведем расчет суммарной интенсивности отказов для оборудования, размещаемого в ОП1и ОП2.

Суммарная интенсивность отказов для оборудования НРП определяется с учетом того, что НРП структурно состоит из двух комплектов ОЛТ:

нрп=2олт nнрп. (32)

(1/ч)

Тогда коэффициент простоя для традиционной стратегии восстановления определяется из формулы:

(33)

Kп нрп а=

При оптимальной стратегии восстановления с учетом того, что время подъезда к месту аварии составит в этом случае t1 = 2 часа имеем выражение:

(34)

Kп нрп п =

На основе полученных результатов можно вычислить суммарный Kп аппаратуры ВОСП при традиционной стратегии:

Kп ап a = Kп орпa+ Kп нрпa, (35)

Kп ап a =0,728·10-3

Однако, слагаемое Kп орпa отсутствует из-за отсутствия обслуживаемого регенерационного пункта, то:

и для оптимальной стратегии восстановления

Kп ап п = Kп орпа+ Kп нрпп, (36)

Kп ап a = 0,6·10-3

С учетом коэффициента простоя оптического кабеля (30) и (31) имеем суммарный Kп всего комплекса ВОСП при традиционной стратегии восстановления:

Kпа = Kп ока + Kп апа (37)

Kпа = 1,899*10 -3 + 0,728*10 -3

Kпа = 1,627*10 -3

Для случая оптимальной стратегий восстановления имеем:

Kпп = Kпокп + Kпапп (38)

Kпп = 1,434*10 -3 + 0,6·10-3

Kпп =2,034*10 -3

Полученные результаты сравниваем с данными таблицы 6 и убеждаемся, что обе указанные стратегии позволяют обеспечить требования к проектируемой ВОСП. Поэтому нет необходимости в использовании более высоконадежной аппаратуры, либо перехода на резервирование системы передачи и оптического кабеля.

Итоги расчета надежности приведены в таблице 8.

Таблица 8

При сравнении видно, что оптимальная стратегия позволяет обеспечить требования к проектируемой ВОСП

Демонстрационный чертеж

Итоги расчета надежности ВОСП

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения курсового проекта была выбрана аппаратура «Сопка-3М»,которая предназначена для организации вторичных и третичных цифровых трактов на внутризоновых первичных сетях и соответственно кабель ОКЛ, так как он является рекомендуемым кабелем для использования совместно с аппаратурой «Сопка-3М». В выбранной нами аппаратуре ВОСП используем код 2В4В, по нему и по скорости передачи ЦСП определяем скорость передачи в линии В=41,212416 Мбит/с. Так как максимальная длина регенерационного участка выбранных аппаратуры и кабеля равна 70 км, то с учетом запаса lру=55км, что и потвердилось проверочными расчётами.

В ходе вычислений были определены минимальная мощность модуля ПОМ Pпер= 0,841 мВт. и общее ожидаемое быстродействие tож = 3,90510-9 с. В качестве приемного модуля был выбран прибор фирмы Ericsson, а передающего модуля - лазерный модуль отечественного производства Н1321Р. Сравнение показателей надежности показывает, что нет необходимости в использовании более высоконадежной аппаратуры, либо перехода на резервирование системы передачи и оптического кабеля.

ЛИТЕРАТУРА

1. Семейкин В. Д. Учебное пособие: проектирование линейных трактов волоконно-оптических систем передачи. Астрахань 2001.

2. www.nii-ecos.ru/elis3/html2/newvol.html

3. www.chipinfo.ru/literature/radio/199902/p64-65.html

4. www.sconline.ru/doc/6091.html

5. www.adk-electronick.spb.ru/prd/prdi06html

6. http://www.plastcom.spb.ru

Страницы: 1, 2, 3