Оптические системы передачи

               = 0.015 дБ - потери в неразъемных соединениях;

               - коэффициент ослабления оптического волокна, =0.595 дБ/км;

               = 2 км - строительная длина оптического кабеля;

               П=52.500 дБ - энергетический потенциал аппаратуры (определяется типом источника излучения и фотоприемника).

       Длину регенерационного участка, определяемого  затуханием линии, вычисляем по формуле: 

   

,    км. 

2.1.4 Определение длины регенерационного участка по пропускной способности оптического кабеля 

       Дисперсионные явления в волоконном световоде  приводят к появлению межсимвольной интерференции, для уменьшения которой необходимо, чтобы выполнялось следующее условие:

   

,   Мбит/с,

           где  В=155 Мбит/с - скорость передачи информации;

                 пс/км - уширение импульса в кабеле длиной 1км.

       Длина регенерационного участка определится  из условия:

   

,    км,                 

     Из  длин, рассчитанных в пунктах 9.1. и 9.2. необходимо выбрать наименьшую, следовательно, максимальная длина регенерационного участка будет равна 64.26 км. Необслуживаемые регенерационные пункты необходимо располагать в непосредственной близости от населённых пунктов (станций), поэтому длина регенерационных участков различна.  
 

3. Выбор и  описание цифровой системы передачи (ЦСП)
1. Общие требования к цифровой сети

 

       Первичная сеть связи как основа системы  электросвязи МПС, определяет ее главные качественные характеристики:

• надежность;
• пропускную способность;
• управляемость и технико-экономический показатель.

       По  этим характеристикам цифровые первичные  сети существенно превосходят аналоговые благодаря высокому уровню унификации, интеграции цифровых технических средств, удовлетворяющих концепции открытых систем.

       На  основе прогнозов развития вторичных  сетей электросвязи МПС и опыта создания цифровых сетей за рубежом можно сформулировать ряд принципов построения перспективной первичной сети:

• первичная сеть должна быть цифровой на всех уровнях;
• линии передачи необходимо организовывать только на основе стандартных цифровых каналов и трактов;
• перспективная первичная сеть должна иметь такие структурные и функциональные характеристики, чтобы имелась возможность использования для любых вторичных сетей общего пользования;
• топология перспективной первичной сети должна экономично реализовывать структуры всех вторичных сетей электросвязи и быть оптимальной с точки зрения их постепенной интеграции;
• сеть должна обеспечивать возможность существенного расширения пропускной способности для внедрения новых технологий и предоставления пользователям вторичных сетей новых услуг, требующих широкополосных каналов.

       Основными критериями оптимального построения первичных сетей является "стоимость" и "надежность". Эти критерии связаны между собой прямо пропорциональной зависимостью. Для железнодорожных первичных сетей  целесообразно осуществлять их построение исходя из критерия надежности, т.е. выбора таких характеристик систем передачи, при которых она функционирует с заданным качеством при допустимых экономических показателях.

       Применение  систем на базе SDH  и расширение области применения волоконно - оптических систем передачи (ВОСП) приводит к постепенной замене трехуровневого представления первичных сетей (магистральные, внутризоновые, местные), двухуровневым (транспортная сеть и сеть доступа – абонентская сеть), также к замене привычных понятий "оконечные промежуточные пункты линий передачи" на "пакеты доступа" транспортной сети (магистрали).

       В настоящее время выпускается оборудование SDH, рассчитанное на скорости передачи 155 Мбит/с (STM - 1), 622 Мбит/с (STM - 4) и 2488 Мбит/с (STM - 16). У мультиплексора первого уровня входными потоками могут быть потоки PDH и потоки STM нижних уровней.

       Применяемая в SDH система заголовков позволяет определить положение любого  входного цифрового потока, погруженного в соответствующий виртуальный контейнер, транспортируемого модулями STM – 1 и осуществлять его ввод/вывод из транспортных модулей STM – N.

       В зависимости от функциональных задач сети она может строиться из следующих компонентов:

• терминальных мультиплексоров (TM), обеспечивающих сбор входных потоков через каналы доступа в агрегатный блок, пригодный для транспортировки (мультиплексирование);
• мультиплексоров ввода/вывода (ADM), обеспечивающих транспортировку агрегатных блоков по сети, с возможностью ввода/вывода входных/выходных потоков;
• цифровых коммутаторов (кросс-коммутаторов) (DXC) и локальных кросс-коммутаторов (LXC), обеспечивающих перегрузку виртуальных контейнеров в соответствии со схемой маршрутизации, осуществляемых в выделенных узлах сети;
• концентраторов, обеспечивающих объединение нескольких однотипных потоков в распределительный узел – концентратор (хаб);
• регенераторов (LR), обеспечивающих восстановление формы и амплитуды сигнала, для компенсации его затухания;
• оконечного оборудования, т.е. устройств сопряжения сети пользователя с сетью SDH (конвертеры интерфейсов, конвертеры скоростей и т. п.).

       Для того чтобы спроектировать сеть необходимо решить ряд задач:

• выбор топологии сети;
• выбор оборудования узлов сети в соответствии с указанной топологией;
• формирование сетей управления и синхронизации.

 

2. Разработка  топологии сети

 

       В настоящее время широко применяются  несколько основных топологий построения сетей связи:

• топология "точка - точка";
• топология "последовательная линейная цепь";
• топология "звезда";
• топология "кольцо".

       Топология "точка – точка" является наиболее простым примером базовой топологии  SDH сети. Она может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров, как по схеме без резервирования канала приема/передачи, так и по схеме со стопроцентным резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный электрические или оптические каналы.

       Эта топология наиболее широко используется при передаче больших потоков данных по высокоскоростным магистральным каналам.

          
 
 
 

Рисунок 3.2.1 Топология "точка - точка".

       Топология "последовательная линейная цепь" используется тогда, когда интенсивность трафика в сети не так велика и существует необходимость ответвлений в ряде точек на линии, где могут вводиться и выводиться каналы доступа. Она реализуется с использованием как терминальных мультиплексоров, так  и  мультиплексоров  ввода/вывода в точках ответвлений. 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".

         
 
 
 
 
 

Рисунок 3.2.2 Топология "последовательная линейная цепь". 
 

         
 
 
 
 

       Рисунок 3.2.3 Топология "последовательная линейная цепь" типа "уплощенное кольцо" с защитой 1+1. 

       "Кольцо" широко используется для построения  SDH сетей первых двух уровней  SDH иерархии (155 и 622 Мбит/с). Основное преимущество этой топологии – легкость организации защиты типа 1+1, благодаря наличию в мультиплексорах двух пар (основной и резервной) оптических агрегатных выходов: восток-запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встречными потоками.

         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Рисунок 3.2.4 Топология "кольцо" с защитой 1+1.

       Исходя  из того, что участок Ружино –  Уссурийск мало загружен (интенсивность трафика невелика) и требуется выделять каналы на промежуточных станциях, используем для построения сети топологию "последовательная линейная цепь" с резервированием типа 1+1. 

3. Выбор оборудования и номенклатуры сменных блоков

 

       Реализация  сети связи будет осуществляться на базе оборудования компании Nokia. Аппаратура данной фирмы представлена серией SYNFONET STM-N мультиплексорами и системой управления TMS. Особенностью является блочная структура построения мультиплексоров с отдельными коммутаторными блоками двух типов и расширителем трибных интерфейсов. Для данного участка предполагается применение мультиплексоров ввода/вывода (ADM) уровня STM-1.

       Номенклатура  сменных блоков  SDH компании Nokia:

• 2М – трибный интерфейсный блок 2 Мбит/с – интерфейсная карта на 16 портов 2 Мбит/с без терминального адаптера (ТА), функционирует только при наличии сменного блока 2МТА ( до трех карт 2М на одну карту 2МТА);
• 2МТА – трибный интерфейсный блок 2 Мбит/с – интерфейсная карта на 16 портов 2 Мбит/с с терминальным адаптером (ТА);
• STM-1 – линейный оптический агрегатный блок 155 Мбит/с;
• STM-4 – линейный оптический агрегатный блок 622 Мбит/с;
• SSW – блок системного кросс - коммутатора – центральный блок кросс – коммутатора типа DXC-4/4/1 с эквивалентной емкостью коммутации 16´AU-4;
• TSW1 – терминальный блок системного кросс – коммутатора – блок синхронизации AU-12 и AU-4 на входе для осуществления кросс – коммутации;
• CU – блок управления и синхронизации;
• SPIU – блок питания полки (кассеты);
• SU – блок обслуживания интерфейсов;

       Для наглядности приведем конфигурацию мультиплексора STM-1, устанавливаемом на станции Тында.