Цифровые системы передачи практ1

Основы проектирования волоконно-оптических линий передачи

• 1.1. Организация проектирования

Развитие современных инфокоммуникационных технологий реализуется на базе Единой сети
электросвязи Российской Федерации (ЕСЭ РФ), которая предполагает реконструкцию существующих z
строительство новых высокоскоростных волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП) на основе
технологий SDH и WDM, чему, естественно, предшествует процесс их проектирования.

Процесс проектирования ВОЛП включает в себя:

• • определение положения проектируемой ВОЛП в иерархии первичных сетей: магистральная, зоновая
  (региональная), местная
• • определение количества каналов и трактов для передачи различных видов сообщений между пунктами
  линии передачи (определение объема мулътисервисного трафика);
• • разработку вариантов схем организации связи и выбор базового варианта; выбор базовой топологии
  сети и способов резервирования;
• • выбор цифровых телекоммуникационных систем передачи: каналообразующей аппаратуры на основе
  гибких мультиплексоров потоков Е1...Е4, оконечных (терминальных) мультиплексоров
  обеспечивающих мультиплексирование потоков Е1...Е4 в цифровые потоки STM-N и т.п.;
• • расчет длин ретрансляционных участков, оптических секций и размещение ретрансляционных пунктов
  (регенераторов, оптических усилителей);
• • решение (при необходимости) вопросов организации дистанционного питания необслуживаемых
  ретрансляционных пунктов:
• • выбор схемы резервирования;
• • разработку схемы присоединения к базовой сети тактовой сетевой синхронизации;
• • разработку схемы управления сетью на основе технологий ТMN
• • расчет основных показателей каналов и трактов проектируемой ВОЛП (показателей ошибок,
  надежности и т.п.) и др. Решение о проектировании, строительстве или реконструкции линии передачи
  ЕСЭ РФ принимается на основе Генеральной схемы развития межрегиональных компаний и сетей связи
  различных операторов с учетом экономической целесообразности, хозяйственной, социальной и
  оборонной необходимости.

Для технологичности процесса проектирования установлены некоторые общие положения.

Последовательность проектирования, реализующая принцип «от общего к частному». Первоначально
решаются вопросы обоснования экономической целесообразности, социально-хозяйственной и оборонной
необходимости, научно-технической возможности строительства или реконструкции ВОЛП. Затем
принимаются основные объемно-планировочные, технологические, конструктивные и другие решения с их
дальнейшей детализацией в конкретных разделах проектно-сметной документации, доведением проектных
решений до возможности реализации строительных и монтажных работ.

Вариантность (оптимизация) проектирования — сравнение и оптимизация технико-экономических
показателей нескольких вариантов с целью нахождения оптимальных или квазиоптимальных проектных
решений, обеспечивающих максимальный эффект при минимуме затрат. Использование компьютерных
технологий проектирования и моделирования позволяет находить решения, близкие к оптимальным.

Использование типовых проектов. Максимально возможное использование типовых решений с
должной привязкой к конкретному проекту с целью снижения затрат и трудоемкости проектирования,
повышения качества проектных работ, т.е. улучшения технико-экономических показателей по сравнению с
индивидуальными проектами.

Комплексность проектирования. Качество проектирования, его экономические показатели будут более
высокими при применении комплексности проектирования, т.е. учета самых различных факторов и
одновременное взаимоувязанное принятие проектных решений по всем объектам будущего строительства
или реконструкции. Комплексность достигается системным подходом к проектированию.

Основные этапы проектирования и содержание различной проектной документации подробно
рассмотрены в [22]. Поэтому здесь обратим внимание только на некоторые положения и приведем частные
примеры, касающиеся в основном ВОСП СЦИ и ВОСП-СР.

• 1.2. Составление схемы организации связи

Для составления схемы организации связи сначала необходимо определить требуемую пропускную
способность ВОЛП. Определение пропускной способности ВОЛП заключается в расчете числа каналов
различного назначения между пунктами магистрали и эквивалентного им числа первичных потоков Е1.

Число каналов между пунктами проектируемой магистрали определяется многими факторами, одним
из которых является коэффициент тяготения К._г, определяемый на основе статистических данных по всем
показателям взаимосвязи между пунктами. Как показывают исследования, значения К_г лежат в пределах от

0,001 до 0,12. С учетом относительно высоких темпов развития услуг электросвязи и внедрения новейших
телекоммуникационных технологий величину Кт принимают равной 0,08.. .0,1, а для населенньх пунктов с
населением более 500 тыс. чел. величина Кт может быть взята равной 0,12.

Первоначально при определении пропускной способности ВОЛП определяют количество основных
цифровых каналов (ОЦК), предназначенных для передачи телефонной нагрузки. Оно наодится по формуле

[^mi^mi
^й^у—+ £], (1)

где ent — округление до ближайшего целого числа в сторону увеличения; α и β— постоянные
коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям; у — удельная нагрузка,
создаваемая одним абонентом и равная 0,05 Эрл; mi и mj — количество абонентов, обслуживаемых
оконечными автоматическими междугородными телефонными станциями (АМТС) в пунктах i и j

Обычно потери принимаются равными 5 % (0,05), для которых α = 1,3 и β = 5,6.

Количество абонентов в зоне обслуживания АМТС рассчитывается по формуле

m_t = y^hi (2)

где γ — коэффициент, учитывающий телефонную плотность т.е. число телефонных аппаратов,
приходящихся на 100 жителей: Н_i — численность населения на перспективный (5... 10 лет) период
проектирования.

С учетом мобильных телефонных сетей, системы роуминга и других систем коэффициент γ может быть
в пределах 0,3... 0,55. пунктов с Н < 100000 коэффициент γ = 0,3; для пунктов с Н = 100000... 300000

коэффициент γ = 0,35; для пунктов с Н = 300000... 500000 коэффициент γ = 0,45 и для пунктов с Н

>500000 коэффициент γ = 0,55.

По линиям передачи должны быть организованы и каналы передачи нетелефонных сообщений:
телеграфных, передачи данных, электронной почты, Интернет, факсимильных (различных
скоростей),телевизионных. По линиям передачи должны быть организованы и каналы нетелефонных
сообщений: телеграфных, передачи данных, электронной почты, Интернет, факсимильных (различных
скоростей), телевизионных, звукового вещания и др. Число каналов, необходимых зля передачи
нетелефонных сообщений, может быть выражено через гасло телефонных каналов. Учитывая общую
тенденцию изменения графика в пользу нетелефонных сообщений и, прежде всего, передаче данных и
Интернет, можно считать, что на данном этапе число каналов для передачи нетелефонных сообщений П_нтфл
(кроме телевизионного) в 2... 2,5 раза превышает число каналов, необходимых для передачи телефонного
трафика, т.е. Пнтфл = (2 2,5)Птфл.

Отметим, что для организации одного телевизионного канала требуется тракт, эквивалентный 64 потокам
Е1, что соответствует потоку Е4 (1920 ОЦК).

Необходимое число потоков Е1 определяется по формуле

^ = ^ent И

(3)

где Ni-j — суммарное количество ОЦК, которое необходимо организовать между пунктами г и j ВОЛП.

Очевидно, что число потоков Е1 между пунктами ВОЛП является основой для выбора топологии сети в зоне
линии передачи, которая определяется взаимным расположением населенных пунктов или АТС (в случае
городской телефонной сети); разработки вариантов схем организации связи с использованием различных
цифровых телекоммуникационных систем и выбора базового варианта; выбора системы передачи и типа
оптического кабеля.

Задача 1.

Между пунктами А, Б, В и Г с населением НА, НБ, НВ и НГ человек соответственно,
телефонной плотностью γА, γБ,γВ и γГ необходимо построить ВОЛП с применением ВОСП СЦИ.
Рассчитать необходимое количество ОЦК для передачи различного трафика сообщений, в том
числе одного телевизионного сигнала.

Вариант задания выбирается по последней цифре учебного шифра студента из таблицы 1.

Таблица 1 – Выбор варианта

По формуле (2) определим количество абонентов, обслуживаемых оконечными АМТС
соответственно пунктов А, Б, В и Г.

По формуле (1), полагая в ней α=1,3, β=5,6, Кт=0,1 и у=0,05 Эрл, находим необходимое
количество телефонных каналов.

Примем, что для организации каналов передачи нетелефонных сообщений n_нтлф=2n_тлф. Для
организации между пунктами А и Б двухстороннего канала передачи телевизионного сигнала
потребуется поток Е4, эквивалентный 1920 ОЦК, т.е. nтв=1920. Таким образом, для передачи
различного вида сообщений между пунктами А и Б требуется количество ОЦК, равное

Ni-j ^птлф^+пнтлф+Птв

Необходимое число потоков Е1 между соседними пунктами находим по формуле (3).

Результаты расчетов числа потоков Е1 (для передачи различных видов сообщений) между
пунктами магистрали сводятся в таблицу связности. Пример таблицы для четырех пунктов дан
ниже.

Таблица связности для пунктов А, Б, В и Г

В столбце «Число потоков Е1 в сечении S» указывается суммарное количество потоков Е1,
проходящих на участках проектируемой (реконструируемой) ВОЛП: А-Б, Б-В и В-Г.

Распределение потоков Е1 между пунктами ВОЛП следует представить в виде рисунка.

Распределение потоков Е1 между пунктами ВОЛП

Задание к задаче 1:

• 1. Сделать краткий конспект теоретического материала
• 2. Выполнить расчеты для определения количества потоков Е1, передающихся между
  пунктами А, Б, В и Г.
• 3. Заполнить таблицу связности
• 4. Отразить результаты расчетов на рисунке, представленном выше.
• 5. Определить сечения между пунктами АБ, БВ и ВГ, определить в каком сечении имеет
  место максимальное число потоков Е1.
• 6. Сделать вывод