Дипломная (вкр): Оптимизация технического обслуживания и ремонта на линиях связи

Возможность резервирования группового потока Е1

Любой из подключенных первичных потоков 2,048МБит/с может быть коммутирован пользователем с любым из 32 первичных потоков 2,048МБит/с, передаваемых в групповом потоке по оптическому волокну. Эта операция производится при конфигурировании сети из программы "Центр управления ЦВОЛТ".

Возможность резервирования группового потока

Требования к оптоволокну

Одномодовое или многомодовое оптоволокно для передачи оптического сигнала длиной волны 1310 (1500)нм. Одно оптоволокно используется для передачи, второе - для приема. Система нормально работает по одному волокну при использовании Y- ответвителей

Программное обеспечение

Программное обеспечение для компьютеров типа IBM PC позволяет на ближнем и удаленном конце оптической линии связи:

·        сконфигурировать систему;

·        произвольно коммутировать подключенные тракты;

·        заблокировать или разблокировать любой тракт;

·        закольцевать любой тракт;

·        просмотреть количество ошибок по трактам;

·        протестировать любой тракт и оборудование, подключенное к нему, а также линию связи;

·        протестировать оптический кабель;

·        просмотреть количество ошибок по оптическому кабелю;

·        задать условия срабатывания аварийной сигнализации.

Параметры трактов Е1

Параметры трактор Е1 полностью соответствуют ГОСТ 26886-86(рекомендации G.703). Тракты 2,048Мбит/с аппаратуры ЦВОЛТ серии "Транспорт-32х30" поддерживают любой протокол передачи данных, использующий коды передачи ЧПИ (AMI) или МЧПИ (HDB3). Для подключения трактов 2,048 Мбит/с к оптическому мультиплексору "Транспорт" используется витая пара с волновым сопротивлением 120 Ом. Допустимое затухание кабеля, соединяющего аппаратуру с внешним оборудованием по трактам 2,048 Мбит/с, на полутактовой частоте - от 0 до 10 дБ. Поддерживается режим автоматического включения сигнала AIS на передачу по потокам Е1. При пропадании группового сигнала по приему оптического стыка, сигнал AIS выдается одновременно на передачу по всем потокам Е1. При пропадании синхронизации по приему в одном из потоков Е1, сигнал AIS выдается на передачу только по тому потоку Е1, по которому пропала синхронизация по приему на удаленном конце.

Рис 2.9 Аппаратура «Транспор 32х30». Возможные схемы организации связи

приемопередатчик (трансивер)

SFP (англ. <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D0%B3%D0%BB%D0%B8%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%8F%D0%B7%D1%8B%D0%BA> Small Form-factor Pluggable) - промышленный стандарт модульных компактных приёмопередатчиков (трансиверов), используемых для передачи данных <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5> в телекоммуникациях.

Модули SFP используются для присоединения платы сетевого устройства (коммутатора <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BC%D1%83%D1%82%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80>, маршрутизатора <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%80%D1%88%D1%80%D1%83%D1%82%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80> или подобного устройства) к оптическому волокну <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%BF%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%BA%D0%BD%D0%BE> или неэкранированной витой паре <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%B0>

Используются SFP оптические приемопередатчики на 15, 40, 80, 100, 120 и более километров.

Наиболее распространённые области применения SFP-модулей - передача данных в телекоммуникационных сетях на скоростях выше 100 Mbps с использованием следующих технологий:

·        Ethernet: 100 Mbps, 1 Gbps, 1,25 Gbps, 10 Gbps, 20 Gbps

·        SDH: STM-1 (155 Mbps), STM-4 (622 Mbps), STM-16 (2488 Mbps)

·        Fibre Channel: 1, 2, 4, 8, 16 Gbps

Рис 2.10 SFP-модуль. Вид спереди, оптический разъём LC

Рис 2.11 SFP-модуль. Вид сбоку

волоконный оптический связь кабельный

2.3.2 ВОСП «FOM-4E»

Рис 2.12

Мультиплексор FlexGain FOM4 предназначен для передачи 4х потоков Е1 G.703 по двум волокнам оптического кабеля FlexGain FOM4E-RM может применяться:

·        для передачи цифрового потока по волоконно-оптическим соединительным линиям между АТС;

·        для подключения базовых станций систем мобильной связи к АТС;

·        для организации доступа к магистральным NGN сетям;

·        для подключения систем DSLAM к IP сетям;

·        для объединения локальных сетей со скоростью 100 Мбит/с в линии.

Используются SFP оптические приемопередатчики на 15, 40, 80, 100, 120 и более километров.

Особенности

4/8/12/16 интерфейсов E1 120 Ом

Giga Ethernet Combo full-duplex порта с обработкой VLAN с общей скоростью 2 Гбит/с с поддержкой функций LLCF и LLR

Функция Add/Drop для Е1 и GE-портов

Функции RSTP/MSTP

Вход внешнего синхросигнала

Канал служебной связи

Сервисный USB-интерфейс для сохранения и загрузки настроек мультиплексора

Управление CLI, Telnet, SNMP, Web

агрегатных SFP-интерфейса

Удвоенная полоса пропускания 2 Гбит/с с резервированием приоритетного трафика

+0, 1+1 резервирование оптического тракта с системой автоматического гашения лазера.

Рис 2.13

.3.3 ВОСП «Zelax»

Мультиплексоры ГМ-1Gx представляют собой эффективное решение для построения современных оптоволоконных сетей передачи данных. Используя одну оптоволоконную линию, пользователь получает одновременно с каналом Gigabit Ethernet до 88 каналов G.703/Е1. Передача потоков G.703/Е1 не влияет на скорость передачи данных. Тип оптического волокна, дальность работы определяются установленным SFP-модулем.

При соединении мультиплексоров «точка-точка» возможно одновременное использование двух оптических линий связи для организации двух независимых каналов Gigabit Ethernet, при этом в случае обрыва одного волокна передача потоков G.703/Е1 продолжается по другому (функция резервирования).

Рис 2.14 Объединение узлов по волоконной оптической линии связи в топологии «кольцо» с предоставлением в каждой точке потоков Е1 и трафика Gigabit Ethernet

Преимущества:

·        прозрачная передача трафика Gigabit Ethernet и потоков Е1 по оптической линии связи;

·        работа в топологиях: «точка-точка», «цепочка», «кольцо»;

·        независимая синхронизация потоков G.703/Е1;

·        возможность передачи двух независимых потоков Gigabit Ethernet;

·        удобный Web-интерфейс;

·        управление и мониторинг по SNMP и Web;

Рис 2.15 Внешний вид Zelax

Питание:

·        универсальное: ~220 В (через сетевой адаптер), ~36 В, =20…72 В,

·        потребляемая мощность: не более 12 Вт.

Все вышеперечисленные ВОСП выполняют требования ГОСТ 26886-86 - Стыки цифровых каналов передачи и групповых трактов первичной сети единая автоматизированная сеть связи (ЕАСС).

Эксплуатация ВОСП требует знания персонала электротехнической характеристики каждой аппаратуры и программного обеспечения.

Мониторинг по протоколу SNMP необходимо иметь на каждую систему передач. Для быстрого реагирования и устранения повреждения необходимо иметь в ЗИП по одной аппаратуре, что влечет дополнительные затраты.

По своим техническим характеристикам ВОСП «Zelax» более приемлем, для выполнения данного проекта, а также из-за отсутствия свободных оптических волокон в кабеле в направлении ЦС г.Бавлы-н.п. Васькино.

По своим техническим характеристикам ВОСП «Zelax» более приемлем, для выполнения данного проекта, а также из-за отсутствия свободных оптических волокон в кабеле в направлении ЦС г.Бавлы-н.п. Васькино.

Мультиплексоры просты в управлении, благодаря чему процесс их установки и последующей эксплуатации практически исключает необходимость привлечения высококвалифицированных специалистов.

.4 Надежность оптической линии

.4.1 Термины и определения

Под надежностью системы понимают его способность выполнять заданные функции с заданным качеством в течение некоторого промежутка времени в определенных условиях. Изменение состояния системы, которое влечет потерю указанного свойства, называется отказом.

Применительно к проектируемой системе, надежность - это свойство волоконно-оптической линии связи обеспечивать возможность передачи требуемой информации с заданным качеством в течение определенного промежутка времени. Надежность системы в целом зависит от двух совместно работающих сооружений - линейного и станционного.

В теории надежности используются следующие понятия:

·      отказ - повреждение ВОЛП с перерывом связи по одному, множеству или всем каналам связи;

·        неисправность - повреждение, не вызывающее закрытия связи, характеризуемое состоянием линии, при котором значения одного или нескольких параметров не удовлетворяют заданным нормам;

·        наработка на отказ - среднее время между отказами, выраженное в часах;

·        среднее время восстановления связи - среднее время перерыва связи, выраженное в часах;

·        интенсивность отказов - среднее число отказов в единицу времени (час);

·        вероятность безотказной работы - вероятность того, что в заданный интервал времени не возникнет отказ;

·      коэффициент готовности - вероятность нахождения линии передачи в исправном состоянии в произвольно выбранный момент времени;

·        коэффициент простоя - вероятность нахождения линии передачи в состоянии отказа в произвольно выбранный момент времени.

Системы относятся к восстанавливаемым системам, в которых отказы можно устранять.

Отказы рассматриваются в теории надежности как случайные события. Интервал времени от момента включения системы до его первого отказа является случайной величиной и называется временем безотказной работы. Системы ВОЛС состоят из нескольких отдельных элементов, и отказы происходят в них независимо, но в то же время ведут к отказу всей системы. Вероятность безотказной работы такой системы в целом равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных ее элементов:

, (2.1)

где  - интенсивность отказов системы;

 - интенсивность отказов i-го элемента.

Среднее время безотказной работы системы равно:

 ,(2.2)

К числу основных характеристик надежности восстанавливаемых систем и ее элементов относится коэффициент готовности:

 , (2.3)

где  - среднее время восстановления системы (элемента).

Коэффициент готовности соответствует вероятности того, что система будет работоспособна в любой момент времени.

.4.2 Расчет параметров надежности

В соответствии с выражением (2.1), интенсивность отказов проектируемой волоконно-оптической линии передач определяется, как сумма отказов промежуточных станций и оптического кабеля (регенерационных пунктов в системе нет):

 , (2.4)

где  - интенсивность отказов ОП;

 - интенсивность отказов 1 км. Кабеля;

 - количество промежуточных станций;

 - протяженность оптической линии передачи.

Значения необходимых для расчета параметров приведены в таблице 2.4

Табл. 2.4 - Параметры надежности элементов ВОЛП

Подставив значения из таблицы 2.4 в формулу (2.4), получим значение интенсивности отказов для нашей системы:

Среднее время безотказной работы проектируемой ВОЛС определим по формуле (2.2):

 часов,

или, если выразить это значение в годах - 4,14 г.

Вероятность безотказной работы в течение заданного промежутка времени рассчитаем для разных промежутков времени по формуле (2.1):

для 1 суток () - ;

для 1 недели () - ;

для 1 месяца () - ;

для 1 года () - ;

По результатам расчетов построим график зависимости безотказной работы ВОЛП от времени . График приведен на рисунке 2.15.

Рис.2.16 Вероятность безотказной работы в заданном промежутке времени

Среднее время восстановления системы можем рассчитать по формуле:

, (2.5)

где  - среднее время восстановления связи на оконечном пункте;

 - среднее время восстановления связи по кабелю.

Необходимые параметры возьмем из таблицы 2.4. Тогда получим:

 ч.

Теперь можем определить коэффициент готовности системы, используя формулу (2.6):

Проектируемая волоконно-оптическая линия передачи строится по кольцевой топологии, определим влияние резервирования на время восстановления системы. Для оценки используем формулу:

 , (2.7)

где - количество единичных участков в кольце;

 - количество единичных участков на малой дуге.

Для расчетов возьмем участок ПС1-ПС6. Его протяженность - 14,8 км, что примерно равно средней протяженности регенерационного участка, поэтому примем его за единичный участок. Предполагаем также, что кольцо состоит из одной линии и разбито на 6 единичных участков между двумя станциями - ПС1 и ПС6. Взаимодействие станций возможно по малой дуге, равной единичному участку или по кольцу, состоящему из 5 единичных участков.