Проект участка первичной сети ВСС с использованием телекоммуникационных систем SDH

Технические характеристики ДПС

Таблица 9

1. Наружный диаметр кабеля (в зависимости от конструкции) -	13,5 ÷ 24мм.
2. Номинальный вес (в зависимости от конструкции) -	300 ÷1100 кг/км.
3. Допустимое сдавливающее усилие, не менее -	1 кН/см.
4. Допустимое растягивающее усилие (в зависимости от конструкции) -	7,0 ÷ 80,0 кН.
5. Строительные длины -	до 4,2 км
6. Коэффициент затухания для SM.10/125.04.UV:
- на длине волны 1.310 мкм -	< 0.35 дБ/км
- на длине волны 1.550 мкм -	< 0.22 дБ/км
7. Коэффициент затухания для NZDSM.9/125UV:
- на длине волны 1.550 мкм -	< 0.25 дБ/км
8. Хроматическая дисперсия для SM.10/125.04.UV:
- на длине волны 1.310 мкм -	< 3.5 пс/(км*нм)
- на длине волны 1.550 мкм -	< 18 пс/(км*нм)
9. Хроматическая дисперсия для  NZDSM.9/125UV:
- на длине волны 1.530 – 1.565 мкм  -	1 ÷ 6 пс/(км*нм)
10. Температурный диапазон при  эксплуатации -	от -60 до +70°С
11. Наименьшая температура монтажа  -	-30°С
12. Срок службы ВОК, не менее	25 лет

 

Кабель ДПС соответствует  ТУ 3587-009-48973982-2000, Сертификат соответствия ГК РФ по связи и информатизации №ОС/1-КБ-172 от 31 августа 2000г.

Кабель марки ДПС изготавливается на основе лучших импортных и отечественных материалов. Данный тип кабеля предназначен для прокладки в грунте, на речных переходах, а также в кабельной канализации, трубах, блоках, коллекторах, на мостах и в кабельных шахтах.

 

2. Разработка схемы организации  связи.

2.1 Выбор архитектуры  проектируемого участка ЛС.

Архитектура проектируемого участка  первичной сети между заданными  пунктами, согласно рисунку 1, является радиально-кольцевой.

Эта сеть практически построена  на основе двух базовых топологий: «кольцо» и «точка–точка». Число радиальных ветвей ограничивается из соображений допустимой нагрузки на «кольцо».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Топология "кольцо".

Эта топология широко используется для построения SDH сетей первых двух уровней SDH иерархии (155 и 622 Мбит/с). Основное преимущество этой топологии - лёгкость организации защиты типа 1+1, благодаря  наличию в синхронных мультиплексорах SMUX двух пар оптических каналов приёма/передачи: восток – запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встречными потоками.

Рисунок 6. Топология "кольцо" c защитой 1+1.

 

Топология "точка-точка".

Сегмент сети, связывающий два узла A и B, или топология "точка - точка", является наиболее простым примером базовой топологии SDH сети. Она может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров ТМ, как по схеме без резервирования канала приёма/передачи, так и по схеме со стопроцентным резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный электрические или оптические агрегатные выходы (каналы приёма/передачи).

 

Рисунок 7. Топология "точка-точка", реализованная с использованием ТМ

 

 

2.2 Расчет длины регенерационного участка.

По мере распространения оптического  сигнала по линии происходит снижение уровня его мощности и увеличение дисперсии.

Для восстановления исходного сигнала  вдоль линии устанавливаются  регенераторы. Регенератор полностью  восстанавливает сигнал и его положение во времени, поэтому длина регенерационного участка является одним из основных параметров ВОСП. Желательно, чтобы длина регенерационного участка была максимальной, так как это экономично и обеспечивает лучшее обслуживание линии, высокое качество передачи информации. При определении длины РУ выполняем два расчета: по затуханию и дисперсии, а в качестве минимальной длины участка выбираем наименьшее из полученных значений.

 

В общем случае необходимо рассчитать две величины длины регенерационного участка по затуханию:

 – максимальная проектируемая  длина регенерационного участка;

- минимальная проектируемая  длина регенерационного участка.

Для оценки величин длин участка  регенерации используется определенное выражение:

 

 

 

где для выбранной системы передачи и ОК:

α_max, α_min (дБ) – максимальное и минимальное значения перекрываемого затухания. Расчет произведем для интерфейса B-4.2B (блок SIU-4L15/SIU-4L15-BA OBA-2 (с оптическим усилителем OBA-2)). Максимальное значение перекрываемого затухания (α_макс=48,5) определяется как разность между уровнем мощности оптического излучения на передаче (+14…+17) и уровнем чувствительности приемника(-34,5). Минимальное значение перекрываемого затухания (a_мин=22) определяется как разность между уровнем мощности оптического излучения на передаче (+14…+17) и уровнем перегрузки приемника (-8);

α_ok = 0,22 (дБ/км) – километрическое затухание ОК;

a_нс = 0,08 (дБ) – среднее значения затухания мощности оптического излучателя на стыке между строительными длинами кабеля на участке регенерации;

l_стр = 4,2 (км) – среднее значение строительной длины ОК;

a_рс = 0,3 (дБ) – затухание мощности оптического излучения в разъемном оптическом соединителе;

n = 4 – число разъемных оптических соединителей на участке регенерации;

τ = 18 (пс/нм·км) – суммарная дисперсия ОВ в выбранном оптическом кабеле;

Δλ (нм) – ширина спектра источника  излучения, значение которой для выбранной СП не  превышает 1 нм на уровне -20 дБ (0,01), для дальнейших расчетов необходим пересчет Δλ на уровень -3 дБ (0,5) по формуле:

;

B=155,520 (МГц) – широкополосность цифровых сигналов, передаваемых по оптическому тракту для выбранной СП;

М (дБ) – системный запас ВОЛП по кабелю на участке регенерации, учитывает изменение состава оптического кабеля за счет появления дополнительных (ремонтных) вставок, сварных соединений, а также изменение характеристик оптического кабеля, вызванных воздействием окружающей среды и ухудшением качества оптических соединителей в течение срока службы, и устанавливается при проектировании ВОСП исходя из ее назначения и условий эксплуатации оператором связи, в частности, исходя из статистики повреждения (обрывов) кабеля в зоне действия оператора. Рекомендуемый диапазон устанавливаемых значений системного запаса от 2дБ (наиболее благоприятные условия эксплуатации) до 6дБ (наихудшие условия эксплуатации). Для Сибири и Дальнего Востока системный запас составляет 6 дБ.

Аппаратура, тип оптического интерфейса и кабель выбраны верно, если выполняется  условие:  

196 > 172,8 (км)

Исходя из рассчитанных длин Lmax и Lmin, рассчитаем количество регенераторов на участке БД и приводим схему размещения (рис. 7.)

 

 

Рисунок 8 Схема размещения регенераторов.

 

 

2.3 Схема организации  связи

Схему организации связи разрабатываем, исходя из расчета емкостей сетевых узлов и сетевых трактов; числа организуемых каналов ТЧ, ОЦК потоков Е1, типа оборудования, его режима работы в каждом из сетевых узлов, для чего используем полученные данные таблицы №2.

Схема организации связи приведена  на рис. 8.

 

Рисунок 9 Схема организации связи

2.4 Комплектация проектируемого  оборудования.

Комплектация оборудования производится на основе схемы организации связи, состава выбранных синхронных транспортных модулей, применяемых для построения сети. Учитывается рассчитанное каналообразующее оборудование (табл. №3). Рассчитанные данные сводятся в таблицу №8.

 

Таблица 10. Комплектация проектируемого оборудования

№ п/п	Наименование оборудования	Марка, шифр	Количество по пунктам						Итого
			А	Б	В	Г	Д	Е
1	Мультиплексор каналообразующего оборудования	OGM-30E	3	2	1	3	2	2	13
2	Мультиплексор TM уровня STM-1	Wave Star TM 1	–	1	1	1	1	–	4
3	Мультиплексор ADM уровня STM-4	Wave Star ADM 4/1 PHASE	–	1	1	–	–	–	2
4	Мультиплексор TM уровня STM-4	Wave Star TM 4/1 PHASE	1	1	1	1	2	2	8

 

 3. Разработка схемы тактовой синхронизации проектируемой сети.

  3.1 Общие понятия по построению сети тактовой синхронизации.

Цифровая сеть ВСС России разбита по синхронизации на регионы, в каждом из которых устанавливается ПЭГ (первичный эталонный генератор). От него синхронизируются все ведомые ЗГ региона.

В настоящее время на территории России базовую сеть синхронизации  образует сеть ОАО «Ростелеком». Регионы синхронизации: г. Москва, Дальневосточный (Хабаровск), Сибирский (Новосибирск), Центральный (Москва), Южный (Ростов), Северо-западный (Санкт-Петербург). Предполагается создать Екатеринбургский, Самарский и Иркутский.

Количество последовательно включенных ВЗГ (ведомый задающий генератор) должно быть меньше 10. Для синхронизации всего оборудования, устанавливаемого на узле и станции, должен использоваться один источник сигналов синхронизации. Схема соединения должна иметь вид «звезда» с расходящимися лучами, то есть последовательный переприем сигналов синхронизации недопустим. ВЗГ делятся по своим характеристикам на транзитные и местные, к характеристикам относятся: полоса захвата, пределы ухода частоты. У транзитных ВЗГ стабильность собственной частоты выше, полоса захвата меньше.

Основная задача синхронизации  цифровой сети состоит в том, что  бы гарантировать получение одной  и той же скорости передачи и приема информации и избежать, таким образом, появления «проскальзываний» в  цифровых сетях, которые значительно ухудшают качество предоставляемых услуг.

Исходя из этого, все сетевые  элементы (NE) в транспортной сети SDH работают с использованием одной тактовой частоты. Источник этой тактовой частоты (сигнала) называется первичным опорным тактовым сигналом (PRS) или первичным эталонным генератором (ПЭГ).

Относительная нестабильность частоты  этого генератора должна быть не хуже  
10^-11, что может быть реализовано только с использованием цезиевого генератора.

Распределение тактирующих сигналов производится с использованием линий передачи SDH.

Промежуточные сетевые элементы, такие  как регенераторы (REG), мультиплексоры ввода/вывода ADM и т.п., работают в ведомом режиме, используя компоненту тактового сигнала, извлекаемую из принимаемого линейного сигнала STM-N.

Ухудшение качества тактового сигнала, такое как джиттер, накапливающейся за время передачи через цепочку сетевых элементов и линий уменьшается за счет высокого качества ведомого тактирующего оборудования (SRS) или ведомых задающих генераторов (ВЗГ).

ВЗГ – дополнительно стабилизированный кварцевый генератор точностью поддержания частоты не хуже 10^-8. Поэтому ВЗГ устраняет фазовые дрожания синхронизирующей их тактовой частоты. Архитектура сети тактовой синхронизации в регионе должна иметь древовидную структуру без замкнутых колец для исключения неоднозначного режима работы.

Рисунок 10. Архитектура сети тактовой синхронизации

 

 

3.2. Выбор источника  тактовой синхронизации.

 

Сигналы F_T , необходимые для работы сетевого элемента, вырабатываются цепями тактирования, которые работают в ведомом режиме. При этом возможны следующие источники тактирования.(см. рис.10)

Внешний вход – External.

К этому порту подключается внешний  тактирующий сигнал, поступающий  от ПЭГ (G 811), или от ВЗГ (G 812) транзитный или местный, или от системы переключения тактовых сигналов BITS.

Сигнал STM-N – Line.

Компонента тактового сигнала  извлекается из сигнала линии, подключенной к Западному и Восточному или  Трибутарному направлениям, может использоваться как опорный источник. Уровень качества этой компоненты определяется байтом S1 в MSOH.

Сигнал POH 2 мБит/с в трибутарном потоке – Tributaty.

Два потока (основной и резервный) из трибутарных сигналов 2 мБит/с  могут быть выбраны как опорный  источник. Эта возможность может быть использована, например, когда система SDH установлена в изолированном районе и синхронная частота передается сигналом 2мБит/с, генерируемым с использованием ПЭГ (PRS).