Общая характеристика волоконно-оптической связи, ее свойства и области применения. Проектирование кабельной волоконно-оптической линии передач (ВОЛП) способом подвески на опорах высоковольтной линии передачи. Организация управления данной сетью связи.
Аннотация к работе
1.4 Выбор и характеристика транспортной системы 1.6 Расчет предельных длин участков регенерации 1.7 Схема организации связи 1.7.2 Схема организации связи с ВОСП SDH 3.4 Управление оборудованием и сетью связи фирмы AlcatelИсходя из задания на ДП волоконнооптическая линия связи должна быть построена способом подвески ОК на опорах высоковольтной линии передачи. Такое решение принято на основании следующих особенностей сооружения ВОЛС по линиям электропередачи (ЛЭП) по сравнению с традиционным способом прокладки кабеля в грунт:-уменьшение сроков строительства; Трасса ВОЛС определяется наличием существующих линий электропередачи. Трасса волоконнооптической линии передачи (ВОЛП) разделяется на десять регенерационных участка (РУ): РУ - 1 Волгоград - р. п. Трасса проектируемой ВОСП пересекает следующие естественные препятствия, электрифицированные и не электрифицированные железные дороги; магистральные автомобильные дороги; асфальтированные и грунтовые дороги; линии связи; трубопроводы и нефтепроводы; садоводческие постройки; огороды; реки, овраги.Сеть SDH содержит три топологически независимых слоя: каналов, трактов и среды передачи. Выбор ОК для проектируемой ВОЛС осуществляется, исходя из следующих основных требований [10]: 1) Число ОВ в оптическом кабеле и их тип - одномодовые, градиентные, многомодовые - определяются требуемой пропускной способностью с учетом развития сети на период 15 - 20 лет, выбранной системой передачи (транспортной системой), схемой организации линейного тракта (однокабельная однополосная) и с учетом резервирования. Тогда можно найти максимальную и минимальную длины регенерационных участков с учетом потерь на затухание в ОВ, потерь в устройствах ввода/вывода оптического сигнала (в разъемных соединителях), потерь в неразъемных сварных соединениях при монтаже строительных длин кабеля lpy max a = , км, (1.4) где Эз - энергетический (эксплутационный запас) системы, необходимый для компенсации эффекта старения элементов аппаратуры и ОВ, Эз = 6 ДБМ, lpy max a = = 61 км Переход на другой тип защиты трафика по MS-Spring невозможен по следующим причинам: 1) В мультиплексорах СЦИ уровня STM-4 фирмы Alcatel, переносимых с сети ГТС г. В современном деловом окружении с высокой конкуренцией управление сетью становится критически важным средством операторов сетей.Проблема быстрой передачи обширных массивов информации на значительные расстояния приобретает особую актуальность в связи с возрастающей потребностью современного общества в обмене информацией. Развитие технологий скоростных телекоммуникаций на основе PDH привело к созданию новой цифровой технологии SDH, ориентированной на использование волоконнооптических кабелей в качестве среды передачи информации со скоростями, достигающими 40 Гбит/с. Принципы SDH предусматривают организацию универсальной транспортной системы, охватывающей все участки сети (от местных до магистральных) и выполняющей функции передачи, резервирования, оперативного переключения, ввода и выделения потоков информации в промежуточных пунктах, контроля и управления сетью. Технология SDH рассчитана на транспортирование сигналов всех цифровых иерархий (Европейской, Американской и Японской) и всех действующих и перспективных служб связи как с синхронным (STM), так и с асинхронным способами (АТМ) переноса информации, то есть является всемирно прозрачной и перспективной.
План
Содержание
Введение
1 Выбор и обоснование проектных решений
1.1 Трасса кабельной линии передачи
Вывод
Проблема быстрой передачи обширных массивов информации на значительные расстояния приобретает особую актуальность в связи с возрастающей потребностью современного общества в обмене информацией. Волоконнооптические системы передачи PDH значительно повышают качество и экономичность информационных услуг.
Развитие технологий скоростных телекоммуникаций на основе PDH привело к созданию новой цифровой технологии SDH, ориентированной на использование волоконнооптических кабелей в качестве среды передачи информации со скоростями, достигающими 40 Гбит/с.
Принципы SDH предусматривают организацию универсальной транспортной системы, охватывающей все участки сети (от местных до магистральных) и выполняющей функции передачи, резервирования, оперативного переключения, ввода и выделения потоков информации в промежуточных пунктах, контроля и управления сетью.
Технология SDH рассчитана на транспортирование сигналов всех цифровых иерархий (Европейской, Американской и Японской) и всех действующих и перспективных служб связи как с синхронным (STM), так и с асинхронным способами (АТМ) переноса информации, то есть является всемирно прозрачной и перспективной.
Аппаратурная реализация SDH существенно отличается от традиционной, когда отдельно создавалась аппаратура линейного тракта, преобразовательная, контроля, резервирования и т.п. В SDH используются универсальные аппаратурные комплекты (синхронные мультиплексоры и аппаратура оперативного переключения), в которых совмещаются перечисленные функции. В сочетании с последними достижениями техники ЭВМ и микроэлектроники это резко сокращает объем и стоимость аппаратуры и требуемых помещений, работы по монтажу и настройке и т.д.
В аппаратуре SDH легко реализуются прогрессивные сетевые конфигурации - кольцевые, разветвленные и другие, которые обеспечивают высокую гибкость и надежность сети. Такие конфигурации создаются, контролируются и управляются программными средствами на единой аппаратной базе.
В результате обеспечивается полная автоматизация процессов эксплуатации сети SDH, радикально повышающая ее гибкость и надежность, а также качество связи.
В настоящее время использование SDH является единственным перспективным решением для первичной сети, альтернативы которому нет.
Список литературы
Введение
В настоящее время ускорение технического прогресса невозможно без совершенствования средств связи, систем сбора, передачи и обработки информации. В вопросах развития сетей связи во всех странах большое внимание уделяется развитию систем передачи и распределения (коммутации) информации.
Наиболее широкое распространение в последнее время получили многоканальные телекоммуникационные системы (ТКС) передачи с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ), работающие по волоконнооптическим кабелям (ОК).
В настоящее время волоконнооптическая связь широко применяется не только для организации телефонной связи, но и для кабельного телевидения, видеотелефонии, радиовещания, передачи данных и т.д.
Дальнейшему развитию методов и аппаратуры волоконнооптических систем передачи (ВОСП) способствуют уникальные свойства волоконнооптических линий связи (ВОЛС): - малые затухание и дисперсия оптических волокон (ОВ);
- гибкость в реализации требуемой полосы пропускания;
- широкополосность;
- малые габаритные размеры и масса ОВ и ОК;
- невосприимчивость к внешним электромагнитным полям;
- отсутствие искрения при обрывах, коротком замыкании и ненадежных контактах;
- допустимость изгиба световода под малым радиусом;
- низкая стоимость материала световода;
- возможность использования ОК, не обладающих электропроводностью и индуктивностью;
- высокая скрытность связи;
- высокая прозрачность ОВ;
- возможность постоянного усовершенствования системы связи по мере появления источников с улучшенными характеристиками.
Кроме того, отечественными и зарубежными фирмами разработана и продолжает разрабатываться широкая номенклатура волоконных световодов и оптических кабелей для ВОСП различных предназначений и структур. Для широкополосных систем дальней связи, в частности магистральных, изготавливаются кабели с одномодовыми волокнами, т.е. волокнами, в которых распространяется лишь основной тип колебаний. Здесь одновременно предъявляются и наиболее высокие требования по снижению затухания и дисперсионных искажений. Изготавливаются волокна, обеспечивающие сохранение поляризации в распространяющемся оптическом излучении.
Такие кабели, предназначенные для магистральной связи, весьма сложны в изготовлении и относительно дороги. Кроме того, их использование предусматривает сочетание с лазерными передающими оптическими модуляторами (ПОМ), к которым также предъявляются повышенные требования в отношении спектральной чистоты излучения, высокой стабильности всех характеристик излучения и т.д. Например, АО “Самарская оптическая кабельная компания” для использования на Взаимоувязанной сети связи (ВСС) производит оптические кабели ОКЛ, кабели ОКГТ-4, встраиваемые в грозозащитный трос и самонесущие кабели ОКС-26. В них используется оптические волокна фирмы Corning - крупнейшего производителя ОВ в мире.
В последнее время на ВСС широко внедряются ТКС синхронной цифровой иерархии (СЦИ, англ. SDH), работающих также по ВОЛС.
SDH - это набор цифровых структур, стандартизированных с целью транспортирования нужным образом адаптированной нагрузки по физическим цепям. В SDH реализуется комплексный процесс перемещения информации, включающей в себя не только передачу сигналов, но и глубокую автоматизацию функций контроля, управления и обслуживания (ОАМ - Operation, Administration and Manaqement).
SDH разработана с учетом недостатков PDH и по сравнению с последней имеет следующие преимущества: 1) Возможность передачи широкополосных сигналов, предполагаемых в будущем.
2) Синхронизация сети и синхронная техника мультиплексирования.
3) Использование синхронной схемы передачи с побайтным мультиплексированием.
4) Временное выравнивание за счет побайтового двухстороннего стаффинга.
5) При мультиплексировании осуществляется синхронизация под входные сигналы.
6) Возможность плезиохронной работы при необходимости. В этом случае стаффинг осуществляется за счет двустороннего побитового выравнивания.
7) SDH удачно сочетается с действующими системами PDH и позволяет существенно улучшить управляемость и эффективность этих сетей.
8) Мультиплексирование с использованием техники указателей (пойнтеров). Фазовые соотношения между циклом STM и полезной нагрузкой записывается с помощью указателей. Таким образом, доступ к определенному каналу возможен за счет использования указателя.
9) Возможность ввода/вывода компонентных сигналов на любом пункте.
10) Встроенная система оперативного переключения сокращает потребности в аппаратуре, улучшает производительность и надежность сети, позволяет выполнять кросс- коммутацию потоков на различных уровнях согласно планируемой конфигурации сети, а также ускоряет процедуры восстановления сети в аварийных ситуациях.
11) SDH обеспечивает надежную трассу передачи системой указателей, которая способствует безупречной работе даже в случае, когда узлы несинхронизированы. Для стыковки сигналов PDH применяется юстификация по битам. Все это вместе гарантирует исключительно низкий коэффициент ошибок по битам.
12) Кольцевые сети SDH обеспечивают экономичное резервирование маршрута и оборудования без сложных схем резервирования сети.
13) Высокая надежность и самовосстанавливаемость сети с использованием резервирования и автоматического переключения в обход поврежденного участка за счет полного мониторинга сети и использования кольцевых топологий.
14) Простота перехода с одного уровня SDH на другой. Структура мультиплексированного сигнала STM - N идентична структуре сигнала STM-1. Скорости транспортировки сигналов STM - N определяются умножением базовой скорости 155,52 Мбит/с на N, поэтому при мультиплексировании не требуется формирования нового цикла.
15) Гибкая структура цикла предоставляет возможность для наращивания пропускной способности системы.
16) Прозрачность сети SDH для передачи любого трафика, обусловленная использованием виртуальных контейнеров.
17) Возможность прямого преобразования электрического сигнала в оптический без сложного линейного кодирования. Управление за счет контроля количества ошибок на различных участках передачи информации.
18) Единый всемирный стандарт для производителей оборудования, высокий уровень стандартизации SDH технологий и стандартизованный линейный код NRZ обеспечивают совместимость мультиплексного и линейного оборудования разных фирм - изготовителей.
19) Предоставление услуг по требованию, обеспечиваемое гибкими элементами сети и эффективным управлением сетью.
20) Сокращение издержек технической эксплуатации (ТЭ) и технического обслуживания (ТО) вследствие широких возможностей сетевого управления в системах SDH. Управление функциями передачи, резервирования, оперативного переключения, ввода/вывода и контроля на каждой станции и во всей транспортной системе осуществляется программно и дистанционно по каналам, встроенным в цикл STM, полная автоматизация процессов эксплуатации сети SDH, радикально повышает ее гибкость и надежность, а также качество связи.
Наличие служебных битов в составе передаваемых структур позволяет: - контролировать их прохождение по сети и обеспечивать качество услуги “абонент-абонент”;
- контролировать состояние элементов сети;
- организовать управление сетью (реконструкция, самовосстановление при авариях), что создает предпосылки для достижения ее высокой надежности и живучести.
Таким образом, на сетях связи всех уровней на ВОЛС некоторое время будут совместно находиться на эксплуатации ВОСП PDH и SDH. Такое положение сохранится до полного вытеснения систем PDH системами SDH. Поэтому на данном этапе развития ВСС весьма важным является умение проектировать цифровые оптические линии передачи и оценивать качество их функционирования.1 Волоконнооптические системы передачи и кабели: Справочник / И.И. Гроднев, А.Г. Мурадян, Р.М. Шарафутдинов и др. - М.: Радио и связь, 1993. - 265 с.
2 Волоконнооптические системы передачи: учебник для ВУЗОВ / М.М. Бутусов, С.М.Верник и др.; Под ред. В.Н. Гомзина. - М.: Радио и связь, 1992. - 416 с.
3 Волоконнооптические системы связи на ГТС: Справочник. Берлин Б.З. и др. - М.: Радио и связь, 1994. - 172 с.
4 Гауэр, Дж. Оптические системы связи. - М: Радио и связь, 1989. - 502 с.
5 Корнилов И.И. Цифровая линия передачи: учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию по курсу МСП. - Самара: ПГАТИ, 1998. - 125 с.
6 Многоканальные системы передачи: учебник для ВУЗОВ / Н.Н. Баева, В.Н. Гордиенко, С.А. Курицын и др.; Под ред. Н.Н. Баевой и В.Н. Гордиенко. - М.: Радио и связь, 1997. - 560 с.
7 Оптические системы передачи: учебник для ВУЗОВ / Б.В.Скворцов, В.И.Иванов, В.В. Крухмалев и др.; Под ред. В.И.Иванова. - М.: Радио и связь, 1994. - 224 с.
8 Проектирование волоконнооптических линий связи: уч. пособие по дипломному и курсовому проектированию для специальностей 2305 и 2306 / В.А. Бурдин и др. - Самара: ПИИРС, 1992. - 148 с.
9 Руководящий технический материал по применению систем и аппаратуры синхронной цифровой иерархии на сети связи РФ. - М.: ЦНИИС, 1994. - 50 с.
10 Строительство кабельных сооружений связи: Справочник / Д.А. Барон, И.И. Гроднев и др. - М . Радио и связь, 1988. - 768 с.
11 Строительство и техническая эксплуатация волоконнооптических линий связи: учебник для ВУЗОВ / В.А. Андреев и др.; Под ред. Б.В. Попова. - М.: Радио и связь, 1995. - 200 с.
12 Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH. - М. Эко - Трендз, 1997. - 148 с.
13 Фриман Р. Волоконнооптические системы связи. - М: Техносфера, 2006. - 495 с.