Расчет оптической системы передачи
Содержание
Содержание……………………………………………………
Задание……………………………………………………………
- Описание системы передачи………………………………….……….…….4
- Выбор ВОК…………………………………………………………..…….
.18 - Прокладка оптического кабеля……………………………………….…...20
- Параметры волоконно-оптической линии передачи…………………….22
- Расчет предельной длины участка регенерации….………………..…..22
- Расчет быстродействия ВОЛП ………………………………………..24
- Расчёт порога чувствительности ПРОМ………………...……...……25
- Расчёт вероятности ошибок ПРОМ……………………..…………..….26
- Расчёт затуханий соединителей ОВ……………………………...…...27
- Надежность оптической линии передачи…………………………...…….30
Термины и определения по надежности……………..………...………30
Расчет параметров надежности……………………..…………..………
33
- Виды WDM……………………………………………..………
……..……...35
Заключение………………………………………………..
Список использованной литературы…………………..……………..……….
Задание
Вариант 11
Рассчитать оптическую систему передачи, организованную на оборудовании волоконно-оптического линейного тракта.
Количество передаваемых потоков – 21´E1;
Количество потоков STM-1 – 4;
Длина регенерационного участка – 23 км;
Ethernet канал – 100 Мбит/с;
Способ прокладки – канализация.
Описание системы передачи
По заданию необходимо организовать передачу 21 потоков E1, 4 потоков STM-1 и Ethernet-канала 100 Мбит/с. Для этого предлагается использовать оптический мультиплексор уровня STM-16 производства ЗАО «НТЦ НАТЕКС» FlexGain A2500 Extra.
Аппаратура FlexGain A2500 Extra – решение для построения транспортных сетей уровня SDH, обеспечивающего передачу трафика через интерфейсы E1, E3, STM-1, STM-4 и STM-16 и позволяющего передавать трафик со скоростью до 2,5 Гбит/с.
FlexGain A2500 Extra – полнофункциональный мультиплексор выделения/добавления уровня STM-16, позволяющий использовать виртуальные контейнеры (VC4/VC3/VC12) и обеспечивающий передачу данных по интерфейсам PDH и SDH, при этом используются все достоинства SDH-технологии, такие как защита, возможность наращивания, интеграция в существующие транспортные сети и т.д.
Для управления на элементном уровне оборудование FlexGain A2500 Extra
снабжено встроенным SNMP-агентом и HTTP-сервером. Сетевой уровень управления осуществляется при помощи системы управления FlexGain View, являющейся единой системой централизованного управления.
Основные достоинства:
- Защита трафика
FlexGain A2500 Extra позволяет использовать все стандартные типы защиты трафика, используемые технологией SDH: защита мультиплексорной секции (MSP), направления (SNC-P) или кольца (MS-Spring).
- Компактность, низкое энергопотребление, надежность и простота в обслуживании
Созданный для сетей доступа, мультиплексор FlexGain A2500 Extra имеет малые габариты шасси (ШхГхВ): 450х280х645 мм. Высокая степень интеграции элементной базы, используемой при разработке мультиплексора, позволила одновременно с уменьшением габаритов мультиплексора повысить надежность и снизить энергопотребление.
- Модульность
Оборудование FlexGain A2500 Extra
предназначено для
- Централизованное управление
В мультиплексор FlexGain A2500 Extra встроен HTTP сервер, который обеспечивает дружественный пользователю графический интерфейс, позволяющий наблюдать за происходящими событиями (авариями) и оперативно изменять конфигурацию любого мультиплексора в сети. Сеть может конфигурироваться и контролироваться при помощи единой системы управления FlexGain View, которая поддерживает многопользовательский режим и позволяет назначать различный уровень доступа оператора к узлам сети. Система сетевого управления FlexGain View дает возможность управления оборудованием в реальном времени. Новые версии ПО могут быть централизованно загружены во все узлы сети без обязательного захода в HTTP сервер каждого устройства.
- Волоконно-оптические сети доступа
Мультиплексоры FlexGain A2500 могут быть использованы для создания SDH сетей региональных операторов связи, подключаемых к магистральным сетям мультиплексоры имеют интерфейсы доступа SDH и PDH для передачи трафика TDM, Gig- и Fast Ethernet для передачи трафика Ethernet. Оборудование может использоваться на любых участках ВСС.
Архитектура
Шасси мультиплесора FlexGain A2500 Extra выполнено в 19” стандарте и
предназначено для размещения в телекоммуникационную стойку или шкаф. В шасси установлены основные модули оборудования: модуль управления, модуль кросс-коммутационной матрицы, модуль питания и блок вентиляторов. Дополнительно предусмотрена установка двух плат агрегатных интерфейсов (STM-16) и восьми плат компонентных интерфейсов. Интерфейсы компонентных потоков: Е1, Е3, STM-1 (электрические), STM-1 (оптические), STM-4/STM-4c, Gigabit Ethernet.
Рисунок 1 – внешний вид мультиплесора FlexGain A2500 Extra
Общие модули
- Модуль электропитания
Модуль имеет два
входа батарейного питания –48/
- Блок вентиляторов
Блок вентиляторов в шасси мультиплексора имеет съемную конструкцию и может быть заменен в горячем режиме без выключения оборудования. Блок состоит из шести вентиляторов. В случае выхода из строя хотя бы одного вентилятора на мультиплексоре генерируется аварийное сообщение, при этом остальные вентиляторы продолжают работать, обеспечивая достаточный уровень охлаждения.
- Модуль кроссовой коммутации (SWITCH)
Модуль кроссовой коммутации (SWITCH) выполняет функции, не блокируемой полнодоступной матрицы на уровне 64х64 VC4 или 4032х4032 VC12/VC3/VC4, поддерживает все режимы синхронизации и защиты. В шасси мультиплексора предусмотрена возможность установки двух модулей кроссовой коммутации с целью обеспечения горячего резерва 1+1.
- Модуль управления
Модуль предназначен для обработки сообщений, индикации аварий и обработки каналов управления DCC мультиплексора. Модуль содержит энергонезависимую память для хранения информации об установленной конфигурации.
- Интерфейсный модуль (CCU)
Модуль представляет собой интерфейсный блок для синхронизации, подключения питания и отображения ошибок.
Агрегатные интерфейсы
- Модуль оптического приемопередатчика L-16.1
Оптический приемопередатчик с интерфейсом STM-16 работает на длине волны 1300 нм и перекрывает затухание в линии до 24 дБ (соответствует передаче на расстояние до 58 км). Воспринимает сигналы STM-16 и STM-16c.
- Модуль оптического приемопередатчика L-16.2
Оптический приемопередатчик с интерфейсом STM-16 работает на длине волны 1550 нм и перекрывает затухание в линии до 24 дБ (соответствует передаче на расстояние до 90 км). Воспринимает сигналы STM-16 и STM-16c.
- Модуль оптического приемопередатчика L-16.2+
Оптический приемопередатчик с интерфейсом STM-16 работает на длине волны 1550 нм и перекрывает затухание в линии до 27 дБ (соответствует передаче на расстояние до 100 км, данное ограничение происходит из-за монохроматической дисперсии). Воспринимает сигналы STM-16 и STM-16c.
- Модуль STM-16 для усилителя оптического сигнала
Оптический приемопередатчик с интерфейсом STM-16 работает на длине волны 1550 нм и соответствует передаче на расстояние до 150 км при подключении к компактному (высота 1U) внешнему усилителю оптического сигнала.
- Мультиплексор MUX 10000
MUX 10000 представляет собой
четырехканальный мультиплексор
Компонентные интерфейсы
- Модуль электрических приемопередатчиков 4 STM-1
Организует четыре электрических интерфейса STM-1, связанных с модулем кроссовой коммутации. Любой интерфейс STM-1 может быть защищен по схеме 1+1 c любым аналогичным интерфейсом этого или другого модуля.
- Модуль оптических приемопередатчиков 4 STM-1 S1.1
Организует четыре оптических интерфейса STM-1 S1.1, связанных с модулем кроссовой коммутации, работает на длине волны 1300 нм и перекрывает линейное затухание до 12 дБ.
- Модуль оптических приемопередатчиков 4 STM-1 L-1.1
Организует четыре оптических интерфейса STM-1 L-1.1, связанных с модулем кроссовой коммутации, работает на длине волны 1300 нм и перекрывает линейное затухание до 24 дБ.
- Модуль оптического приемопередатчика 4 STM-1 L-1.2
Организует четыре оптических интерфейса STM-1 L-1.2, связанных с модулем кроссовой коммутации, работает на длине волны 1550 нм и перекрывает линейное затухание до 24 дБ.
- Модуль оптического приемопередатчика STM-4 S-4.1
Организует один оптический интерфейс STM-4 (или STM-4c), связанный с модулем кроссовой коммутации, работает на длине волны 1300 нм и перекрывает линейное затухание до 12 дБ.
- Модуль оптического приемопередатчика STM-4 L-4.1
Организует один оптический интерфейс STM-4 (или STM-4c), связанный с модулем кроссовой коммутации, работает на длине волны 1300 нм и перекрывает линейное затухание до 24 дБ.
- Модуль оптического приемопередатчика STM-4 L-4.2
Организует один оптический интерфейс STM-4 (или STM-4c), связанный с модулем кроссовой коммутации, работает на длине волны 1550 нм и перекрывает линейное затухание до 24 дБ.
- Модуль оптического компонентного интерфейса STM-16
Возможно использование оптического приемопередатчика с интерфейсом STM-16 в качестве компонентного интерфейса. При установке, один модуль STM-16 занимает три установочных места в шасси мультиплексора предназначенных для установки компонентных интерфейсов.
- Модуль Gigabit Ethernet
Данный модуль позволяет организовать передачу данных в формате Gigabit Ethernet с сетевой топологией «точка-точка». Модуль использует протокол GFP и организует виртуальные соединения с занятием от 1 до 7 VC4.
Трафик данных, разделенный на VC4, может быть резервирован на данном уровне стандартными средствами защиты SDH: SNCP или MS-Spring. Ethernet поддерживает QoS и VLAN (IEEE 802.1 D/Q).
- Модуль 63 Е1
Плата компонентного интерфейса позволяет подключать 63 интерфейса Е1 с волновым сопротивлением 120 Ом или 75 Ом. Модуль может быть защищен по схеме 1:4, поскольку в шасси может быть установлено до 4 плат.
- Модуль 3ХЕ3/DS3
Плата компонентного интерфейса позволяет подключать 3 интерфейса Е3 или DS3 с волновым сопротивлением 75 Ом. Модуль может быть защищен по схеме 1:4, поскольку в шасси может быть установлено до 4 плат.
- Модуль GFP150-Extra
Данный модуль позволяет организовать передачу данных в формате Ethernet 10/100 с сетевой топологией «точка-точка» или «точка-многоточка». Модуль использует протокол GFP (Generic Format Protocol) и организует виртуальные соединения с занятием от 1 до 46 контейнеров уровня VC4 или от одного до двух контейнеров уровня VC3. Трафик данных, разделенный на VC12/VC3, может быть резервирован на данном уровне стандартными средствами защиты SDH: SNCP или MS-Spring. Ethernet поддерживает QoS и VLAN (IEEE 802.1 D/Q). В шасси может быть установлено до восьми плат.
Режимы защиты
FlexGain A2500 Extra поддерживает три режима защиты:
• STM-n MSP 1+1 (для компонентных модулей STM-1 и STM-4; для STM-16 в случае подключения «точка-точка»);
• Защита пути VC12, VC3, или VC4 (SNC-P);
• MS-SPRING для STM-16.
Защита мультиплексорной секции (MSP)
Защита мультиплексорной секции (1+1) достигается за счет дублирования оптической линии и компонентного модуля:
• передача информации дублируется одновременно по двум оптическим
линиям: основной и резервной;
• прием осуществляется только по выбранной линии.
Переключение приема с основной линии на резервную происходит автоматически, прерывание трафика при переключении линии не происходит.
Переключение на резервную линию может быть инициализировано:
• обрывом ВОК;
• выходом из строя модуля приемопередатчика;
• командой оператора.
Защита пути VC4 SNC-P
Механизм защиты SNC-P используется в сетях кольцевых топологий с организацией на мультиплексоре двух направлений передачи (ЗАПАД / ВОСТОК). В этом случае один путь считается основным, другой – резервным.
Время переключения занимает не более 50 мс после подтверждения факта возникшей неисправности и поддерживается в переключенном состоянии до восстановления сигнала с основного направления.
Защита MS-SPRING
Защита MS-SPRING используется в сетях с топологией двойного кольца. В случае возникновение неисправностей в основном кольце 8*VC4 переключаются на резервное кольцо. В отличие от SNC-P защита MS-SPRING не влияет на трафик во время создания пути (только во время возникновения неисправности), следовательно, этот тип защиты оптимизирует пропускную способность в кольце.
Синхронизация
В мультиплексоре FlexGain A2500 Extra предусмотрено:
• использование собственного (встроенного) источника синхронизации и передача синхросигнала через интерфейсы STM-n;
• выход синхронизации для подключения внешнего оборудования;
• вход синхросигнала для подключения внешнего генератора.
Синхронизация осуществляется платой кроссовой коммутации и может быть
защищена по схеме 1+1.
В случае пропадания синхросигнала в основном источнике, мультиплексор автоматически переходит на источник синхронизации, имеющий более низкий приоритет, предустановленный оператором при настройке мультиплексора. После восстановления источника синхронизации, имеющего более высокий приоритет, выполняется обратное переключение.
Приемопередатчики
Запас приемопередатчиков по мощности (следовательно, и по протяженности линии) измеряется разницей между мощностью лазера и чувствительностью приемника (S и R), при которой значение битовых ошибок BER не превышает 10-10. При этом необходимо учитывать изменения параметров оптического кабеля под воздействием температуры и старения.
Таблица 1 – Гарантированные характеристики
Все представленные в таблице данные верны для одномодового волокна, соответствующего рекомендации G.652.
Установка мультиплексора
Мультиплексор FlexGain A2500 Extra может быть установлен в 19” стойку, глубина которой 300 мм(см. Рисунок - 2)
Рисунок 2 –смонтированный мультиплексор A2500 Extra
Все соединения осуществляются на передней панели стойки.
Используются следующие разъемы:
Таблица 2 – Использующиеся для соединения разъемы
Таблица 3 – Компонентные интерфейсы
Таблица 4 – Агрегатные Интерфейсы
G.703 155Mb/s |
155 Mb/s optical |
622 Mb/s optical |
2488 Mb/s optical | |
Скорость |
155,520 Mb/s |
155,520 Mb/s |
622,08 Mb/s |
2488,320 Mb/s |
Рекомендации ITU-T |
G.703 |
1310 или 1550 нм: ITU-T G.957 |
1310 или 1550 нм: ITU-T G.957 |
1310 или 1550 нм: ITU-T G.957 |
Код |
CMI |
NRZ |
NRZ |
NRZ |
Тип соединения с линией |
1.0/2.3 |
SC |
SC |
SC |
Управление Лазером |
- |
+ |
+ |
+ |
Оптическая безопасность |
- |
+ |
+ |
+ |
Интерфейс Gigabit Ethernet
- 1000 BaseSX 802.3z интерфейс;
- длина волны передатчика 850 нм;
- дистанция передачи на многомодовом волокне 55 микрон: от 2 до 550 метров;
- дистанция передачи на многомодовом волокне 62,5 микрон: от 2 до 257 метров.
Таблица 5 – Интерфейсы управления
Для осуществления передачи
прописана таблица кросс-
Таблица 6 – Таблица кросс-коннектов на передаче для потоков Е1
E1 |
Плата |
Интерфейс |
Плата |
Интерфейс |
J |
K |
L |
M | |
1 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
3 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
3 |
4 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
5 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
2 |
6 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
3 |
7 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
3 |
1 |
8 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
3 |
2 |
9 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
3 |
3 |
10 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
4 |
1 |
11 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
4 |
2 |
12 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
4 |
3 |
13 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
5 |
1 |
14 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
5 |
2 |
15 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
5 |
3 |
16 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
6 |
1 |
17 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
6 |
2 |
18 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
6 |
3 |
19 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
7 |
1 |
20 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
7 |
2 |
21 |
TRIB1 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
1 |
1 |
7 |
3 |
Таблица 7 - Таблица кросс-коннектов на передаче для потоков STM-1
STM-1 |
Плата |
Интерфейс |
Плата |
Интерфейс |
J | |
1 |
TRIB2 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
2 |
2 |
TRIB2 |
2 |
→ |
Line1 |
1 |
3 |
3 |
TRIB2 |
3 |
→ |
Line1 |
1 |
4 |
4 |
TRIB2 |
4 |
→ |
Line1 |
1 |
5 |
Ethernet |
Плата |
Интерфейс |
Плата |
Интерфейс |
J | |
100 |
TRIB3 |
1 |
→ |
Line1 |
1 |
6 |
Таблица 8 – Таблица кросс-коннектов на приеме для потоков Е1
Плата |
Интерфейс |
J |
K |
L |
M |
Плата |
Интерфейс |
E1 | |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
→ |
TRIB1 |
1 |
1 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
→ |
TRIB1 |
1 |
2 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
3 |
→ |
TRIB1 |
1 |
3 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
→ |
TRIB1 |
1 |
4 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
2 |
2 |
→ |
TRIB1 |
1 |
5 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
2 |
3 |
→ |
TRIB1 |
1 |
6 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
3 |
1 |
→ |
TRIB1 |
1 |
7 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
3 |
2 |
→ |
TRIB1 |
1 |
8 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
3 |
3 |
→ |
TRIB1 |
1 |
9 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
4 |
1 |
→ |
TRIB1 |
1 |
10 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
4 |
2 |
→ |
TRIB1 |
1 |
11 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
4 |
3 |
→ |
TRIB1 |
1 |
12 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
5 |
1 |
→ |
TRIB1 |
1 |
13 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
5 |
2 |
→ |
TRIB1 |
1 |
14 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
5 |
3 |
→ |
TRIB1 |
1 |
15 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
6 |
1 |
→ |
TRIB1 |
1 |
16 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
6 |
2 |
→ |
TRIB1 |
1 |
17 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
6 |
3 |
→ |
TRIB1 |
1 |
18 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
7 |
1 |
→ |
TRIB1 |
1 |
19 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
7 |
2 |
→ |
TRIB1 |
1 |
20 |
Line2 |
1 |
1 |
1 |
7 |
3 |
→ |
TRIB1 |
1 |
21 |
Таблица 9 – Таблица кросс-коннектов на приеме для потоков STM-1
Плата |
Интерфейс |
J |
Плата |
Интерфейс |
STM-1 | |
Line2 |
1 |
2 |
→ |
TRIB2 |
1 |
1 |
Line2 |
1 |
3 |
→ |
TRIB2 |
2 |
2 |
Line2 |
1 |
4 |
→ |
TRIB2 |
3 |
3 |
Line2 |
1 |
5 |
→ |
TRIB2 |
4 |
4 |
Плата |
Интерфейс |
J |
Плата |
Интерфейс |
Ethernet | |
Line2 |
1 |
4 |
→ |
TRIB3 |
1 |
100 |
Выбор ВОК
Выберем волоконно-оптический кабель, соответствующий заданию, а именно по способу прокладки. Для прокладки в канализации подойдет оптический городской кабель ОКС-М8Т-10-0,35-32:
- Кабель предназначен для прокладки в легких грунтах, кабельной канализации, трубах, блоках, коллекторах, на мостах и в кабельных шахтах;
- ТУ 16.К12-16-97;
- Сертификат соответствия Госкомсвязи РФ № ОС/1-КБ-93;
- Кабель ОКНС-М сертифицирован Государственной Противопожарной Службой МВД РФ за №001405.
Расшифровка обозначения кабеля ОКС-М8Т-10-0,35-32:
- ОК – оптический кабель с полиэтиленовой оболочкой;
- С – броня из стальной ламинированной гофрированной ленты;
- М8 – количество оптических модулей;
- Т – тип центрального силового элемента (стальной трос);
- 10 – диаметр сердечника оптического волокна;
- 0,35 – предельное значение затухания на рабочей длине волны света;
- 32 – количество оптических волокон.
