Проект сегмента волоконно-оптической транспортной сети

Кроме того, в слотах с I1 по I12 могут быть установлены транспондеры DWDM. Эти блоки служат для преобразования сигналов, поступающих на типовой длине волны (1,3 или 1,55 мкм) в оптические сигналы с другой длиной волны (соответствующей конкретному оптическому каналу DWDM). XDM располагает несколькими транспондерами с перестраиваемыми лазерами. Перестраиваемые лазеры обеспечивают идеальное и экономичное решение в плане снижения числа запасных транспондерных плат. Транспондеры с перестраиваемыми лазерами можно настраивать на любой из 40 оптических каналов DWDM. Требуемый канал устанавливается с помощью системы управления.

Кассета модулей с одиннадцатью слотами, обозначенными с М1 по М11 используется для следующих целей: во-первых для монтажа модулей обеспечивающих функцию резервирования плат PIO; во-вторых для монтажа модулей DWDM, например, оптических усилителей, модулей OADM (ввода–вывода оптических каналов на промежуточных станциях), модулей мультиплексирования /демультиплексирования и т.д.  

 

 

 

 

 

Рисунок 1.2 – Функциональная схема XDM-1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.3 – Внешний вид  XDM-1000

 

 

 

 

 

1.4 Выбор типа оптического кабеля  для каждого участка сети и его характеристики

 

Российскими кабельными заводами оптические кабели (ОК) производятся в основном двух типов: с модульной конструкцией сердечника (сердечник с центральным силовым элементом, преимущественно из стеклопластикового стержня, вокруг которого находятся трубки-модули с расположенными в них оптическими волокнами (ОВ)), емкостью до 288 ОВ, и трубчатой конструкции (в виде центрального модуля-трубки), емкостью до 24 ОВ.

Оптические кабели производятся с  различными типами оптических волокон - многомодовыми с размерами 50/125 мкм (сердцевина/оболочка) и 62,5/125 мкм (рекомендация MC3-TG.651), одномодовыми (рекомендации MC3-TG.652, G.653, G.654, G.655), оптическими волокнами с расширенным диапазоном рабочих длин волн.

Основной тип ОВ, используемых в современных конструкциях ОК - одномодовые ОВ, характеризующиеся низкими потерями (так, километрическое затухание на длине волны 1,55 мкм у ОВ по рекомендации G.652 составляет 0,22 дБ/км). Многомодовые ОВ применяются практически только в ОК для локальных сетей, в частности, в структурированных кабельных системах, что определяется в основном технико-экономическими причинами.

Прокладка ОК производится с использованием технологий, виды которых определяются проектом, условиями прокладки, типами используемых ОК, используемым оборудованием и др.

 Во всех случаях при прокладке  не должны превышаться нормируемые  нормативно-технической документацией  на кабели механические воздействия  (в первую очередь усилия растяжения и сжатия), климатические условия (нижняя предельная температура прокладки, как правило, составляет минус 10 °С), допустимые радиусы изгиба ОК (радиус изгиба не должен быть менее 20 наружных диаметров ОК) и т.д.

При выборе типа кабеля было учтено, что  согласно заданию на курсовой проект, между узлами А и В оптический кабель прокладывается в грунт, между узлами B и C оптический кабель подвешивается на опорах ЛЭП, а между узлами C и D оптический кабель проходит по территории города, а значит, прокладывается в кабельной телефонной канализации (КТК). Согласно заданию были выбраны кабели завода «Севкабель»

Основные технические характеристики выбранных кабелей приведены  в таблице 1.4.

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.4. Основные технические характеристики кабелей

Марка оптического кабеля для прокладки	В грунт	Для подвески	в кана-лизации
Параметры для указанной марки  кабеля	ДПС-020D-4	ДПВ-040А-15	ДОЛ-080А-12
Конструкция (На основе центральной  трубки или на основе модульной конструкции)	На основе центральной трубки	На основе центральной трубки	На основе центральной трубки
Количество оптических волокон  в кабеле	от 2-288	от 2 до 216	от 2 до 288
Номинальный наружный диаметр  кабеля, мм, от	13,7-26,0	8,5-17,2	12,0-22,7
Масса кабеля, кг/км, от	300-1186	115-250	140-465
Длительно допустимая растягивающая нагрузка, кН	4-20	4-18	1,5-5,0
Допустимая раздавливающая нагрузка, кН/см	0,4-1	Не менее 0,4	0,4
Минимальный радиус изгиба	20 ø кабеля	20 ø кабеля	20 ø кабеля
Коэффициент затухания, дБ/км на  λ=1,55 мкм	0,22	0,22	0,22
Коэффициент затухания, дБ/км на  λ=1,31 мкм	0,35	0,35	0,35
Коэффициент хроматической дисперсии на  λ=1,31мкм, пс/(нм×км)	3,5	3,5	3,5
Коэффициент хроматической дисперсии на  λ=1,55 мкм, пс/(нм×км)	18	18	18

 

Для каждого из выбранных кабелей  необходимо привести подробную расшифровку  марки ОК (марко образование).

ДПС-020D-4

ДПС-Оптический кабельдля прокладки в грунт на основе центрального оптического модуля.

02-количество оптических волокон в кабеле.

D- Тип оптического волокна.

4-Длительно-допустимая растягивающая нагрузка кабеля в Кн

ДПВ-040А-15

ДПВ –Оптический кабель для подвески, с несущим силовым элементом в виде стального троса с полиэтиленовым покрытием, на основе центрального оптического модуля.

04-количество оптических волокон в кабеле.

А-Тип оптического волокна.

15-Длительно-допустимая растягивающая нагрузка кабеля в Кн

ДОЛ-080А-12

ДОЛ –Оптический кабель для прокладки в канализацию на основе центрального оптического модуля.

08-количество оптических волокон в кабеле.

А-Тип оптического волокна.

12-Длительно-допустимая растягивающая нагрузка кабеля в Кн

 

На рисунке 1.4 приведена конструкция кабеля ДПС-020D-4. Условные обозначения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.4 -  Конструкция кабеля ДПС-020D-4

 

1 - Оптические волокна - свободно  уложены в полимерных трубках (оптические модули), заполненных тиксотропным гелем по всей длине.

2 - Центральный силовой элемент  (ЦСЭ), диэлектрический стеклопластиковый  пруток, вокруг которого скручены  модули.

3  -  Кордели - сплошные ПЭ  стержни для устойчивости конструкции.

4 -   Поясная изоляция в  виде лавсановой ленты, наложенная  поверх скрутки.

5 -   Гидрофобный гель, заполняющий  пустоты скрутки по всей длине.

6 -  Внутренняя оболочка выполнена  из композиции ПЭ низкой и  высокой плотности.

7 - Броня в виде одного повива оцинкованных проволок  или диэлектрических высокопрочных стержней.

8 - Наружная оболочка выполнена  из композиции средней или  высокой плотности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5 Разработка проектируемой схемы  организации связи

 

Схема организации связи является самым важным документом при проектировании сети связи. При проектировании синхронной сети основными элементами схемы являются мультиплексоры SDH, соединённые в сеть оптическим кабелем. Существует несколько конфигураций синхронных мультиплексоров.

Терминальный мультиплексор (оконечный) - (terminal multiplexer-TM) это оконечное устройство сети с некоторым числом каналов доступа (электрических и оптических). Терминальные мультиплексоры имеют один или два оптических входа/выхода, называемых агрегатными. Два входа/выхода используются для повышения надёжности, которая обеспечивается схемой резервирования на 100% линии и групповой части аппаратуры. Это схема резервирования 1+1. Условное обозначение терминального мультиплексора приведено на рисунке 1.5.

Мультиплексор ввода-вывода (Add/Drop Multiplexer) отличается от ТМ наличием 2-х или 4-х оптических агрегатных входов/выходов при том же числе каналов доступа, что и в ТМ. При этом у ADM различают западный и восточный агрегатные порты (интерфейсы). Мультиплексор ADM может выполнять функции кроссового коммутатора для цифровых потоков определённых ступеней мультиплексирования (VC12, VC3, VC4).

Условное обозначение мультиплексора ввода/вывода приведено на рисунке 4.7.

Регенератор – мультиплексор, в  котором применяются два или четыре агрегатных входа/выхода и специальные каналы доступа, которые предназначены для обслуживания. Регенератор применяется для увеличения расстояния между узлами сети. Условное обозначение мультиплексора в режиме регенератора приведено на рисунке 4.9.

Кроссовый коммутатор – (Digital Cross Connects – DXC) это устройство, позволяющее связывать различные каналы, закреплённые за пользователями, путем организации постоянных или временных (полупостоянных) перекрестных соединений между ними. Кроссовые коммутаторы применяются в узлах большой пропускной способности, где необходимо гибкое управление нагрузкой различных направлений. Условное обозначение DXC приведено на рисунке 4.10.

В некоторых случаях мультиплексоры могут использоваться для объединения  однотипных потоков нескольких удаленных узлов сети в одном распределительном узле, связанном с главной транспортной магистралью. Такое устройство называют концентратором. Он даёт возможность удаленным узлам обмениваться информацией между собой, не загружая основной тракт транспортной сети.

Архитектура проектируемой транспортной сети может быть выполнена на основе различных топологий, которые могут  быть сегментами (участками) всей сети.

 Чаще всего для разработки  архитектуры сети используют  радиально-кольцевые, кольцевые, ячеистые и линейные топологии.

Архитектура проектируемой транспортной сети может быть выполнена на основе различных топологий, которые могут  быть сегментами (участками) всей сети. Чаще всего для разработки архитектуры  сети используют радиально-кольцевые, кольцевые, ячеистые и линейные топологии. В данном проекте выбрана топология «линейная цепь».

Линейная цепь – эта конфигурация применяется, если интенсивность нагрузки в сети невелика, и в ряде точек линии необходимо сделать ответвления для ввода и вывода каналов доступа. Она реализуется использованием как терминальных (ТМ), так и мультиплексоров ввода-вывода (ADM). Эта топология напоминает линейную цепь, состоящую из отдельных звеньев мультиплексоров ввода/вывода. Для неё возможно соединение без резервирования (рисунок 4.12) и  с резервированием  типа 1+1.

При проектировании синхронной сети обязательным является рассмотрение вопросов синхронизации всех узлов проектируемой сети. Синхронизация в транспортной сети необходима для устранения потерь информации из-за проскальзываний, которые возникают из-за колебаний тактовых частот генераторов цифрового оборудования.

Синхронизация транспортных сетей  производится от первичного эталонного генератора со стабильностью частоты не хуже 10^-11. Для устранения накопления фазовых дрожаний в транспортных сетях применяют вторичные задающие генераторы со стабильностью частот для транзитного не хуже 10^-9 в сутки, для линейного не хуже 2*10^-8 в сутки.

ВЗГ подключён к пункту А. Из того же пункта будет осуществляться управление сетью через интерфейс Q3.

Согласно заданию узел А находится  в краевом (областном или районном центре). Абоненты узлов B, C и D связываются  с другими краями (областями) через узел А. Из узла А раздаётся узлам B, C и D трафик данных (Интернет и IPTV). Согласно заданию варианта 0  из узла А в каждый из узлов B, C и D поступает трафик Гигабит Ethernet по 2 Гбит/с. Таким образом, через входные интерфейсы  Гигабит Ethernet (GE) мультиплексора А в проектируемую сеть связи должен поступать суммарный трафик 6 GE (3 по 2GE).

Согласно заданию варианта 2  из узла А в узел B для обеспечения услугами речи абонентов передаётся 25 потоков Е1, из узла А в узел C передаётся 35 потоков Е1 и в узел D поступает 17 потока Е1. Таким образом из узла А в линию поступает суммарный трафик 77 потока Е1

 

Рисунок 4.7 – Терминальный мультиплексор

 

 

 

Рисунок 4.8 – Мультиплексор ввода/вывода (ADM)

 

 

 

 

Рисунок 4.9 – Мультиплексор в  режиме регенератора

 

Рисунок 4.10 – Мультиплексор в  режиме кроссового коммутатора

 

 

Рисунок 4.12 – Топология «Линейная  цепь» без резервирования

 

1.6 Расчет комплектации проектируемого оборудования