Цифровизация участка первичной сети связи

Кафедра ТКС

 

 

Курсовой проект

 

с дисциплины:

“Планирование и проектирование телекоммуникационных систем”

на тему:

 

Цифровизация участка первичной сети связи

 

Выполнил: студент 5-го курса группы ТС-5.03 Суханов Е.О. Проверила: Кись О.Н.

 

Одесса 2012

Содержание

с.

Введение. 3

Исходные данные. 4

1 Цифровизация участка сети связи с использованием SDH технологии. 7

1.1 Выбор трассы ВОЛП.. 7

1.2 Характеристика волоконно-оптического кабеля. 9

1.3 Определение уровня иерархии ЦСП SDH. Мультиплексный план. 10

1.4 Расчет длины регенерационного участка. 11

1.5 Техническая характеристика мультиплексоров проектируемой сети связи. 12

1.6 Разработка схемы организации связи. 15

1.7 Синхронизация сети. 17

2 Линейно-аппаратный цех. 19

2.1 Общая характеристика ЛАЦ.. 19

2.2 Схема организации связи. 22

2.3 Выбор оборудования ЛАЦ.. 24

2.4 Размещение оборудования в ЛАЦ.. 25

2.5 Схема прохождения цепи по ЛАЦ.. 27

Выводы.. 29

Список использованной литературы.. 30

 

Введение

В настоящее время происходит интенсивный рост предоставления телекоммуникационных услуг. Увеличение числа пользователей Интернет, строительство корпоративных сетей и сетей хранения данных, внедрение услуги «Видео по запросу» требует расширения полосы пропускания в транспортной сети города. До недавнего времени технической основой для построения транспортной сети были телекоммуникационные системы передачи цифровой иерархии (SDH - Synchronous Digital Hierarchy). Однако интенсивный путь развития данной технологии практически подошел к своему концу, остановившись на скорости 40 Гбит/с. Существенно увеличить пропускную способность, призвана технология мультиплексирования по длине волны (WDM), за счет расширения ширины полосы передачи путем увеличения числа каналов.

На начальном этапе модернизации данной сети связи наиболее рациональным и экономически выгодным является комбинированное использование существующего оборудования SDH и внедряемого WDM. Таким образом, системы WDM будут использоваться для передачи больших потоков данных (например, передача internet-трафика). Системы SDH будут использоваться для передачи и выделения низкоскоростного трафика.
Построение такой комбинированной системы даст следующие дополнительные возможности:

- Более эффективное использование емкости сети, за счет оптимального распределения низкоскоростных и высокоскоростных потоков данных;

- Повысит надежность сети, за счет различных схем резервирования на WDM и SDH уровнях;

- Увеличит скорость магистральных соединений и позволит расширить существующую сеть.

Исходные данные

1 Цифровизация участка сети связи с использованием SDH технологии

Выбор трассы ВОЛП

Север

Юг

- Пункт - Автодороги - Железные дороги - Речки - Трасса кабеля Масштаб 1:400000

Условные обозначения:

66/66,7 км

64/64,7 км

94/95 км

74/74,8 км

40/40,4 км

Д

Г

В

Б

А

Рисунок 1.1 – Ситуационный план

Часть территории, по которой будет проходить предусмотренная трасса, имеет гористый и равнинный рельеф. Это подножья небольших гор Карпаты и земледельческие равнины с черноземных почв. В связи с предотвращением отчуждения хозяйственных земель, будет правильным проектирование трассы вдоль автомобильных дорог. Общая характеристика трассы приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1 – Общая характеристика трассы ВОЛП

Характеристика трассы	Единицы измерения	Количество единиц
1. Общая протяженность трассы:	км
2. Количество переходов: – через судоходные и сплавные реки; – через несудоходные реки; – через шоссейные дороги	1 пер.

 

На основании изучения географической карты намечаем возможное прохождение трассы и выбираем наиболее целесообразный и экономический (т.е. такой, который предполагает наименьший объем работ, наименьший объем расходов и возможность применения механизмов прокладки оптического кабеля). В загородной зоне ВОЛС необходимо прокладывать вдоль автомобильных дорог, в силу удобства дальнейшего обслуживания ЛС. Переходы через реки должны размещаться на расстоянии не менее 1000м от железнодорожных мостов и мостов магистральных шоссейных дорог, на расстоянии не менее 200м ниже по течению от мостов шоссейных и грунтовых дорог местного значения.

Трассу ВОЛС выбирать вдоль автомобильных дорог. Это связано с удобством строительства линии, кроме того осуществляется транзит через крупные населенные пункты.

Большую часть расходов при прокладке трассы магистрали составляет стоимость ВОК и его прокладка, до этого же в первом варианте меньше переходов через коммуникации, поэтому с экономической точки зрения этот вариант более выгоден.

ВОСП, которая проектируется в городах Хуст, Мукачево, Ужгород, Свалява, Сколе проходит в кабельной канализации. Далее оптический кабель (ОК) прокладывается кабелеукладчиком, непосредственно в грунт. Прокладку волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) выполняют вдоль шоссейных дорог, что облегчает транспортировку необходимых материалов и оборудования ВОЛС.
В большинстве случаев прокладка кабеля в грунт производится кабелеукладчиком, а в местах, где это невозможно, копают вручную, либо используют установку горизонтально-направленного бурения (ГНБ).

Общая длина кабеля, покупаемая заказчиком, составляет – 102,4 %. Длина прокладываемого кабеля составляет 101% от длины определенного участка трассы. Это объясняется тем, что на каждом соединении строительных длиноставляется около 10 м кабеля на запас. Еще 1,4 % заказчик покупает для особых случаев. Он находится на складе, и в случае аварии, используется для вставок.

Таблица 2.1 - Характеристика STM-4 фирмы ERICSSON

Скорость передачи, Мбит/с	622,04
Код применения интерфейса (G.957)	S-4.1	L-4.1	L-4.2 L-4.3	JE-4.1 JE-4.2	Интерфейсы с использованием оптического усилителя мощности (Booster)^*
U-4.2 b10 U-4.3 b10	U-4.2 b12 U-4.3 b12	U-4.2 b16 U-4.3 b16
Коэффициент ошибок	1·10^–10	1·10^–10	1·10^–10	1·10^–10	1·10^–12	1·10^–12	1·10^–12
Рабочая длина волны, нм	1285-1330	1296-1329	1530-1570	1530-1560	1530-1560	1530-1560	1530-1560
Уровень мощности излучения, дБм	–11	–0,5	–0,5	4,5
Диапазон перекрываемого затухания, дБ	0-18	5-30	10-32	14-38	21-44	23-46	25-50
Длина регенерационной секции, км	0-31,1	2,2-57,8	17,1-80	28,6-97,1	48,6-114,3	54,3-120	60-131,4
Макс. спектр излучения на уровне 0,5, нм	<2,5	<1,7	<0,5	<0,5	–	–	–
Мин. коэф. подавления боковых мод, дБ			>30	>30	–	–	–
Тип фотоприемника	Ge-ЛФД в режиме номиналь-ной чувствительности	InGaAs-ЛФД в режиме номин. чувствительнсти	InGaAs-ЛФД в режиме повышенной. чувствительности	InGaAs-ЛФД в реж. ном. чувств. с оптичес-ким. предусилением	–	–	–
Чувствительность при 10^–10 BER, дБм	–34	–36	–39	–45	–	–	–
Уровень перегрузки, дБм	–3	–8	–17	–15	–	–	–

 

В качестве оборудования в кольце был выбран синхронный транспортный модуль STM-16, который позволяет передавать до 1008 первичных цифровых потоков.

Характеристика выбранного STM-16 представлена в табл. 1.2. Эти данные соответствуют оборудованию фирмы ERICSSON.

Таблица 2.2 - Характеристика STM-16 фирмы ERICSSON

Параметры	Величина
Код применения	L-16.1 S-16.1	L-16.2 L-16.3	JE-16.1	JE-16.2 JE-16.3	JE-16.2 JE-16.3
Скорость передачи, Мбит/с	2488,32
Линейний код	Бинарный NRZ
Передающий оптический модуль
Рабочая длина волны излучения, нм	1293-1328	1510-1560	1293-1328	1510-1560	1530-1560
Максимальная ширина полосы излучения, нм	<1	<0,6	<1	<0,6	<0,1
Коэффициент подавления боковых мод, дБ	>30	>30	>30	>30	>30
Глубина модуляции, дБ	>8,2	–	>8,2	–	–
Уровень вводимого излучения в волокно, дБм	–3...0	–3...0	–1...2	–1...2	с оптическим усилителем передачи 13...16
Приемный оптический модуль
Тип фотоприемника	Ge-ЛФД в режиме номиналь-ной чувствительности	InGaAs-ЛФД в режиме номиналь-ной чувствительности	InGaAs-ЛФД в режиме номиналь-ной чувствительности	InGaAs-ЛФД в режиме повышенной чувствительности	InGaAs-ЛФД в режиме повышенной чувствитель-ности
Код применения	L-16.1 S-16.1	L-16.2 S-16.3	L-16.1 S-16.1	L-16.2 S-16.3	L-16.2 S-16.3
Уровень минимальной принимаемой мощноститі, дБм	–27	–28	–27	–29,5	спредварительным ВОУ –37
Уровень перегрузки, дБм		–6	–6	–6	–15

 

Синхронизация сети

 

Отсутствие хорошей синхронизации приводит, например, к относительному «проскальзыванию» цифровых последовательностей, или «слипам», что ведет к увеличению коэффициента ошибок при приеме сигналов в цифровых сетях.

В настоящее время система такого распределения базируется на иерархической схеме, которая заключается в создании ряда точек, где находится первичный эталонный генератор, или первичный таймер (PRC). Сигналы этого первичного источника затем распределяются по сети, создавая вторичные источники – вторичный эталонный генератор. Первичный таймер обычно представляет собой хронирующий атомный источник тактовых импульсов (рубидиевые или цезиевые часы) с точностью хода 10^-11. Он периодически калибруется по сигналам мирового времени UTC.

Основным требованием при построении сети синхронизации является наличие основных и резервных путей передачи сигналов тактовой синхронизации. Однако и в том, и в другом случае должны строго выдерживаться топология иерархического дерева и отсутствовать замкнутые петли синхронизации. Еще одним требованием является наличие альтернативных хронирующих источников.

Приведем схему синхронизации кольцевой исправной сети на рис. 1.4.

 

 

Рисунок 1.4 – Схема распределения источников ТС в нормальном режиме

В схеме используется метод принудительной тактовой синхронизации. Здесь узел Г является ведущим, или мастер-узлом, и на него подается сигнал от внешнего PRC. От этого узла основная синхронизация распределяется в направлении по часовой стрелке, т.е к узлам А, Б, В.Синхронизация по резервной ветви распределяется против часовой стрелки, т.е. к узлам В, Б, А.

 

 

Рисунок 1.5 – Схема распределения источников ТС при аварии

 

При разрыве кольца между узлами А и Б, узел Б не получая сигнала тактовой синхронизации от узла А, переходит в режим удержания синхронизма и посылает узлу В сообщение о статусе хронирующего источника синхронного оборудования SETS уровня качества тактовой синхронизации. Узел В, получив сообщения об уровне качества синхронизации от узлов Г и Б и выбрав лучший уровень (от узла Г), посылает узлу Б сообщение «PRC» вместо «Don’t use». Узел Б, получив это сообщение от узла В, источник тактовой синхронизации на «PRC» от узла В.

 

 

Линейно-аппаратный цех

 

Общая характеристика ЛАЦ

 

Аппаратуру электросвязи на сетевых узлах и станциях устанавливают, как правило, в специальной технической здания - дома связи. В нем организуются отдельные цеха, в каждом из которых размещается аппаратура, которая выполняет определенные функции. Линейно-аппаратный цех (ЛАЦ) является структурным подразделением системы управления (СУ) и предназначен для образования трактов и каналов первичной сети, организации их технической эксплуатации и передачи во вторичную сеть (пользователю).

Основными задачами, стоящими перед техническим персоналом ЛАЦ, являются:

- Обеспечение надежной и высококачественной передачи всех видов сообщений по трактам и каналам первичной сети;

- Содержание аппаратуры, трактов и каналов в исправном состоянии в пределах установленных норм и заданных режимов работы;

- Реализация работ по развитию и реконструкции первичных сетей, внедрение новых средств связи;

- Обеспечение оперативно-технического руководства на линиях передачи, трактах и ​​каналах в зоне действия руководящей станции.

Для решения поставленных задач персонал ЛАЦ осуществляет следующие функции:

- Обеспечивает техническую эксплуатацию аппаратуры, оборудования, трактов и каналов передачи согласно требованиям Правил технической эксплуатации;

- Выполняет работы по развитию, техническому перевооружению и автоматизации производственных процессов;

- Внедряет и осваивает новую технику, измерительную аппаратуру;

- Проводит измерение и ремонтно-настроечные работы на аппаратуре, трактах и ​​каналах передачи;

- Организует и паспортизирует тракты и каналы передачи;

- Проводит текущий ремонт станционной аппаратуры и оборудования ЛАЦ;

- Своевременно устраняет и анализирует неисправности аппаратуры и оборудования цеха, проводит работы по устранению неисправностей на прилегающем участке трактов и каналов передачи;

- Осуществляет технологический процесс системы оперативно-технического управления.

Оборудование, устанавливаемое в линейно-аппаратном цехе (ЛАЦ) можно условно разбить на несколько основных групп: аппаратура аналоговых АСП, цифровых ЦСП и волоконно-оптических систем передачи ВОСП; вводно-коммутационная аппаратура; коммутационно-испытательная аппаратура; аппаратура электропитания.

Оптический кросс предназначен для осуществления перехода от линейного оптического кабеля до станционного оптического кабеля. Он используется при организации ввода волоконно-оптического кабеля ВОК в узел связи. Основным элементом оборудования является панель блоков, на которой устанавливаются колодки с гнездами, попарно соединяются между съемными перемычками. Подключение различных видов аппаратуры производится с помощью специальных шнуров.

Аппаратура электропитания, устанавливаемая в ЛАЦ, предназначена для включения фидеров, подводятся по цеху электропитания, стабилизации и распределения напряжения по рядам и стойках, организации дистанционного питания оборудования НУП, контроля цепей электропитания. В ЛАЦ ВОЛС, как правило, размещается электропитающая установка (ЭПУ) с аккумуляторами, емкость которых обеспечивает двухчасовой аварийный режим питания установленного в нем оборудования.

На магистральной первичной сети линейно-аппаратные цехи подразделяются на:

- ЛАЦ ТСУ-1 (территориальных сетевых узлов);

- ЛАЦ СУП-1 (сетевых узлов переключения);

- ЛАЦ СУВ-1 (сетевых узлов выделения);

- ЛАЦ ТАУК (территориальных автоматических узлов коммутации);

- ЛАЦ АУК (автоматических узлов коммутации).

На внутризоновой первичной сети ЛАЦ подразделяются на:

- ЛАЦ СУП-2 (сетевых узлов переключения);

- ЛАЦ СУВ-2 (сетевых узлов выделения);

- ЛАЦ ВСС (внутризоновых сетевых станций);

- ЛАЦ ОМС (оконечных междугородних станций);

Кроме перечисленных, организуются:

- ЛАЦ ОУП (обслуживаемых усилительных пунктов);

- ЛАЦ ОРП (обслуживаемых регенерационных пунктов).

В нашем случае необходимо спроектировать ЛАЦ СУП в п. Свалява.

Схема организации связи

 

Приведем схему организации связи в ЛАЦ. На укажем все цепи, которые вводятся в ЛАЦ: системы передачи устанавливающиеся на этих цепях; марка кабеля; ОВ кабеля; использование каналов.

На рисунке 2.1 приведена схема организации связи для ЛАЦ в г. Свалява, в котором находится оборудование SDH STM-16 и STM-4.

Рисунок 2.1 – Схема организации связи в ЛАЦ
2.3 Выбор оборудования ЛАЦ

 

Оборудование ЛАЦ выбирается соответственно схеме организации связи и с учетом необходимого количества каналов. Т.к. у нас применяется SDH в ЛАЦ, то размещается мультиплексор ввода/вывода (SMA), ODF, DDF и оконечная станция.

Кроме проектируемого оборудования в ЛАЦ уже размещается существующее оборудование, это: STM-4 – 3 стойки, STM-16 – 4 стойки, ODF – 2 стойки, DDF – 3 стойки, блок питания (БП). Блок питания состоит из стойки питания (ЭПУ) и аккумуляторных батарей (АБ).

Приведем состав оборудования ЛАЦ SDH:

Таблица 2.1 – Состав оборудования SDH в ЛАЦ

№ п/п	Обозначение оборудования	Название оборудования	Единица	Количество
Существующее оборудование в ЛАЦ
	STM-4	Система передачи	стойка
	STM-16	Система передачи	стойка
	ODF	Оптический кросс	стойка
	DDF	Электрический кросс	стойка
	ЭПУ	Электропитание	стойка
	АБ	Аккумуляторные батареи	стойка
Проектируемое оборудование
	STM-4	Система передачи	стойка
	STM-16	Система передачи	стойка
	DDF	Электрический кросс	стойка

 

Таблица 2.2 – Расстояния между проходами и их наименования

Эксплуатационный проход	Размеры до выступающих частей аппаратуры, м
Главный проход при односторонем размещении рядов аппаратуры	1,2
То же, при двухстороннем размещении рядов аппаратуры	1,6
Проход между лицевыми сторонами рядов	1,0
То же, при наличии в ряду вводно-коммутационной или испытательной аппаратуры	1,3
Проход между монтажными сторонами рядов	0,7
Проход между лицевой и монтажной сторонами рядов или стеной	0,9
Проход между стеной и монтажной стороной ряда	0,7
Проход между рядами стоек и выпрямителями	1,2
Расстояние между торцами рядов аппаратуры и стеной	0,4

 

На рисунке 2.2 представлена схема размещения оборудования в ЛАЦ.

 

Рисунок 2.2 – Схема размещения оборудования в ЛАЦ

Список использованной литературы

1. Хмелёв К.Ф. Основы SDH: Монография.-К.:IВЦ «Видавництво «Полiтехнiка»»,2003.

2. Методические рекомендации к курсовому проектированию по разделу «Линейно-аппаратный»/Одесса, ОЭИС,1985.

3. Брескiн В.О., Пашолок П.О., Чистяков Ю.I. Проектування фрагмента транспортноi мережi SDH-Одесса,ОНАЗ,2001.

4. Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH.-М.:ЭКОТРЕНДЗ,1997.

 

 

Кафедра ТКС

 

 

Курсовой проект

 

с дисциплины:

“Планирование и проектирование телекоммуникационных систем”

на тему:

 

Цифровизация участка первичной сети связи

 

Выполнил: студент 5-го курса группы ТС-5.03 Суханов Е.О. Проверила: Кись О.Н.

 

Одесса 2012

Содержание

с.

Введение. 3

Исходные данные. 4

1 Цифровизация участка сети связи с использованием SDH технологии. 7

1.1 Выбор трассы ВОЛП.. 7

1.2 Характеристика волоконно-оптического кабеля. 9

1.3 Определение уровня иерархии ЦСП SDH. Мультиплексный план. 10

1.4 Расчет длины регенерационного участка. 11

1.5 Техническая характеристика мультиплексоров проектируемой сети связи. 12

1.6 Разработка схемы организации связи. 15

1.7 Синхронизация сети. 17

2 Линейно-аппаратный цех. 19

2.1 Общая характеристика ЛАЦ.. 19

2.2 Схема организации связи. 22

2.3 Выбор оборудования ЛАЦ.. 24

2.4 Размещение оборудования в ЛАЦ.. 25

2.5 Схема прохождения цепи по ЛАЦ.. 27

Выводы.. 29

Список использованной литературы.. 30

 

Введение

В настоящее время происходит интенсивный рост предоставления телекоммуникационных услуг. Увеличение числа пользователей Интернет, строительство корпоративных сетей и сетей хранения данных, внедрение услуги «Видео по запросу» требует расширения полосы пропускания в транспортной сети города. До недавнего времени технической основой для построения транспортной сети были телекоммуникационные системы передачи цифровой иерархии (SDH - Synchronous Digital Hierarchy). Однако интенсивный путь развития данной технологии практически подошел к своему концу, остановившись на скорости 40 Гбит/с. Существенно увеличить пропускную способность, призвана технология мультиплексирования по длине волны (WDM), за счет расширения ширины полосы передачи путем увеличения числа каналов.

На начальном этапе модернизации данной сети связи наиболее рациональным и экономически выгодным является комбинированное использование существующего оборудования SDH и внедряемого WDM. Таким образом, системы WDM будут использоваться для передачи больших потоков данных (например, передача internet-трафика). Системы SDH будут использоваться для передачи и выделения низкоскоростного трафика.
Построение такой комбинированной системы даст следующие дополнительные возможности:

- Более эффективное использование емкости сети, за счет оптимального распределения низкоскоростных и высокоскоростных потоков данных;

- Повысит надежность сети, за счет различных схем резервирования на WDM и SDH уровнях;

- Увеличит скорость магистральных соединений и позволит расширить существующую сеть.

Исходные данные

1 Цифровизация участка сети связи с использованием SDH технологии

Выбор трассы ВОЛП

Север

Юг

- Пункт - Автодороги - Железные дороги - Речки - Трасса кабеля Масштаб 1:400000

Условные обозначения:

66/66,7 км

64/64,7 км

94/95 км

74/74,8 км

40/40,4 км

Д

Г

В

Б

А

Рисунок 1.1 – Ситуационный план

Часть территории, по которой будет проходить предусмотренная трасса, имеет гористый и равнинный рельеф. Это подножья небольших гор Карпаты и земледельческие равнины с черноземных почв. В связи с предотвращением отчуждения хозяйственных земель, будет правильным проектирование трассы вдоль автомобильных дорог. Общая характеристика трассы приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1 – Общая характеристика трассы ВОЛП

Характеристика трассы	Единицы измерения	Количество единиц
1. Общая протяженность трассы:	км
2. Количество переходов: – через судоходные и сплавные реки; – через несудоходные реки; – через шоссейные дороги	1 пер.

 

На основании изучения географической карты намечаем возможное прохождение трассы и выбираем наиболее целесообразный и экономический (т.е. такой, который предполагает наименьший объем работ, наименьший объем расходов и возможность применения механизмов прокладки оптического кабеля). В загородной зоне ВОЛС необходимо прокладывать вдоль автомобильных дорог, в силу удобства дальнейшего обслуживания ЛС. Переходы через реки должны размещаться на расстоянии не менее 1000м от железнодорожных мостов и мостов магистральных шоссейных дорог, на расстоянии не менее 200м ниже по течению от мостов шоссейных и грунтовых дорог местного значения.

Трассу ВОЛС выбирать вдоль автомобильных дорог. Это связано с удобством строительства линии, кроме того осуществляется транзит через крупные населенные пункты.

Большую часть расходов при прокладке трассы магистрали составляет стоимость ВОК и его прокладка, до этого же в первом варианте меньше переходов через коммуникации, поэтому с экономической точки зрения этот вариант более выгоден.

ВОСП, которая проектируется в городах Хуст, Мукачево, Ужгород, Свалява, Сколе проходит в кабельной канализации. Далее оптический кабель (ОК) прокладывается кабелеукладчиком, непосредственно в грунт. Прокладку волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) выполняют вдоль шоссейных дорог, что облегчает транспортировку необходимых материалов и оборудования ВОЛС.
В большинстве случаев прокладка кабеля в грунт производится кабелеукладчиком, а в местах, где это невозможно, копают вручную, либо используют установку горизонтально-направленного бурения (ГНБ).

Общая длина кабеля, покупаемая заказчиком, составляет – 102,4 %. Длина прокладываемого кабеля составляет 101% от длины определенного участка трассы. Это объясняется тем, что на каждом соединении строительных длиноставляется около 10 м кабеля на запас. Еще 1,4 % заказчик покупает для особых случаев. Он находится на складе, и в случае аварии, используется для вставок.