2. Количество организуемых каналов и потоков

Таблица 2

Рабочая длина волны - 1,55мкм

3. История создания

Волоконная оптика хоть и является повсеместно используемым и популярным средством обеспечения связи, сама технология проста и разработана достаточно давно. Эксперимент с переменой направления светового пучка путем преломления был продемонстрирован Даниелем Колладоном (Daniel Colladon) и Жаком Бабинеттом (Jacques Babinet) еще в 1840 году. Практическое применение технологии нашлось лишь в ХХ веке. В 20-х годах прошлого столетия экспериментаторами Кларенсом Хаснеллом (Clarence Hasnell) и Джоном Бердом (John Berd) была продемонстрирована возможность передачи изображения через оптические трубки. Изобретение в 1970 году специалистами компании Corning оптоволокна принято считать переломным моментом в истории развития оптоволоконных технологий. Разработчикам удалось создать проводник, который способен сохранять не менее одного процента мощности оптического сигнала на расстоянии одного километра. По нынешним меркам это достаточно скромное достижение, а тогда, без малого 40 лет назад, - необходимое условие для того, чтобы развивать новый вид проводной связи. т.е. Первые широкомасштабные эксперименты связанные с появлением стандарта FDDI. Эти сети первого поколения работают до сих пор. -е

Массовое использование волоконной оптики, связанное с производством более дешевых комплектующих. Темпы роста волоконно-оптических сетей носят взрывной характер. -е Рост скоростей передачи информации, появление технологий волнового уплотнения (WDM, DWDM)/ Новые типы волокон.

4. Волоконно-оптические линии связи как понятие

волоконный оптический мультиплексор

Оптическое волокно и его виды. Волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС) - это вид системы передачи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, известных под названием «оптическое волокно». Так что же это такое? Оптическое волокно - чрезвычайно тонкий стеклянный цилиндр, называемый жилой (core), покрытый слоем стекла, называемого оболочкой, с иным, чем у жилы, коэффициентом преломления. Волокно характеризуется диаметрами этих областей - например, 50/125 означает волокно с диаметром сердцевины 50 мкм и внешним диаметром оболочки 125 мкм.

Оптоволокно в первую очередь характеризуется диаметрами сердцевины и оболочки, эти размеры в микрометрах записываются через дробь: 50/125, 62,5/125, 100/140, 8/125, 9,5/125 мкм. Наружный диаметр волокна (с покрытием) тоже стандартизован, в телекоммуникациях в основном используются волокна с диаметром 250 мкм. Применяются также и волокна с буферным покрытием или просто буфером (buffer), диаметром 900 мкм, нанесенным на первичное 250-мкм покрытие.

Как уже отмечалось, существует два типа оптоволоконного кабеля: одномодовый и многомодовый. Основное отличие между ними заключается в толщине сердечника и оболочки. Одномодовый световод обычно имеет толщину порядка 8/125 микрон, а многомодовое волокно 50/125 микрон. Эти значения соответствуют диаметру сердечника и диаметру вместе взятых: сердечника и оболочки.

Световой луч, распространяющийся по сравнительно тонкому сердечнику одномодового кабеля, отражается от оболочки не так часто, как это происходит в более толстом сердечнике многомодового кабеля. Для передачи данных в последнем применяется полихромный (многочастотный) свет, а в одномодовом используется свет только одной частоты (монохромное излучение), отсюда они и получили свои названия. Сигнал, передаваемый одномодовым кабелем, генерируется с помощью лазера, и представляет собой волну, естественно, одной длины, в то время как многомодовые сигналы, генерируемые светодиодом (LED - Light Emitted Diode), переносят волны различной длины. В одномодовом кабеле затухания сигнала (потери мощности сигнала) практически исключены. Это и ряд выше перечисленных качеств позволяют одномодовому кабелю функционировать с большей пропускной способностью по сравнению с многомодовым кабелем и преодолевать расстояния в 50 раз длиннее.

С другой стороны, одномодовый кабель намного дороже и имеет сравнительно большой радиус изгиба по сравнению с многомодовым оптическим кабелем, что делает работу с ним неудобной. Большинство оптоволоконных сетей используют многомодовый кабель, который хотя и уступает по производительности одномодовому кабелю, но зато значительно эффективней, чем медный. Телефонные компании и кабельное телевидение, тем не менее, стремятся применять одномодовый кабель, так как он может передавать большее количество данных и на более длинные дистанции.

Технология ADH

Технология ADH® (Analog/Digital Hybrid) является наиболее значимым изобретением в области усиления аудиосигнала за последние 40 лет. Дальнейшее совершенствование данной технологии является основной целью деятельности компании Devialet. Концепция технологии ADH®, заключается в совмещении двух радикально разных способов усиления аудиосигнала - аналогового и цифрового - с целью использования преимуществ каждого из них: линейности характеристик и благозвучности аналоговых усилителей класса А и высокой выходной мощности, производительности и компактности цифровых усилителей класса D. Несмотря на простоту объяснения, практическая реализация данной концепции является предельно сложной задачей в силу того, что принципиально предполагает параллельное подключение двух усилителей аудиосигнала. Итогом 3 лет напряженных исследований и экспериментов стал прототип усилителя мощности, технические параметры которого в 10-1000 раз превышали характеристики подобного оборудования, доступного на профильном рынке. Как следствие, реализация концепции ADH® фактически позволила перевыполнить планы, в сравнении с первоначально поставленной разработчиками целью.

КАКОВЫ ПРЕИМУЩЕСТВА ADH

Благодаря совместному использованию нескольких цифровых и одного аналогового усилителя, последний избавлен от чрезмерной нагрузки, что позволяет сохранить линейность характеристик его выходного сигнала.

Что же касается цифровых усилителей, то их задачей является лишь поддержание силовых характеристик выходного аудиосигнала на необходимом уровне. Как следствие, звучание системы ADH® неожиданно и выгодно отличается от звучания прочих цифровых и гибридных средств обработки аудиосигнала.

5. Выбор систем передачи и типа оптического кабеля

Основанием для выбора систем передачи и оптического кабеля являются исходные данные к курсовому проекту.

Для выбора систем передачи PDH участков первичной сети необходимо произвести расчет емкостей существующих сетевых трактов, а для выбора систем передачи SDH сетевых трактов транспортной сети - расчет емкости данных сетевых трактов.

Расчет емкости сетевых трактов, организованных оборудованием SDH.

Расчет данной емкости ведется по направлениям, согласно заданной конфигурации сети, по исходным данным табл. №2 задания и с учетом емкости проектируемых мультиплексоров (см. табл. № 2).

Емкость определяется в потоках Е1, первоначально по направлениям, а затем для сетевых трактов.

Результат расчета сводится в таблицу №1.

Расчетные данные емкостей.

Таблица 3

Типовые емкости мультиплексоров

Таблица 4

Выбор оборудования по сетевым станциям и узлам проектируемой транспортной сети. На основании рассчитанных емкостей, учитывая заданные потоки Е3, выбираем оборудование синхронных транспортных модулей STM-N для каждого сетевого тракта и режим работ (терминальный, ввода-вывода) выбранного оборудования по сетевым узлам и сетевым станциям. Результаты оформляем в таблицу 5.

Результаты выбора оборудования синхронных транспортных модулей

Таблица 5

Примечание: Направления прописываются, согласно заданной конфигурации

Расчет и выбор каналообразующего оборудования по сетевым станциям и узлам проектируемого участка сети.

Для выбора каналообразующего оборудования и определения необходимого его количества, рассчитываем число оконечных каналов, учитывая при этом каналы тональной частоты (КТЧ) и основные цифровые каналы (ОЦК). Данные расчета сводим в таблицу 6.

Таблица 6

Примечание: Заданные потоки Е1 на всех сетевых станциях и узлах учитываем как компонентные потоки STM-N.

Краткая характеристика каналообразующего оборудования.

В качестве системы передачи данных в данном курсовом проекте взят мультиплексор ЦСП-30 (М30ФЕ) Компания «LTKS» мультиплексор STM-1, STM-4, STM-16

Рисунок 2

Мультиплексор ЦСП-30 (М30АЕ) предназначен для организации соединительных линий аналоговых и цифровых АТС, каналов передачи данных, линейных трактов xDSL, уплотнения абонентских линий. Также устройство М30АЕ способно конвертировать линейные сигнализации и физические стыки.

Достоинства ЦСП-30

Относительно невысокая цена, широкий выбор канальных интерфейсов и возможностей, в том числе АДИКМ-уплотнение каналов прямых абонентов (передача 60 голосовых каналов в потоке Е1), повышение дальности передачи за счет использования xDSL интерфейсов, организация линейного тракта по одной или двум парам телефонного кабеля типа Т, ТП, КСПП, МКС и т.п.

Базовым устройством ЦСП-30 является первичный мультиплексор М30А. Мультиплексор объединяет (мультиплексирует) 30 каналов со скоростью 64 кбит/с в первичный групповой сигнал со скоростью 2048 кбит/с - поток E1. При уплотнении абонентских линий посредством АДИКМ-преобразования поток Е1 объединяет 60 каналов со скоростью 32 кбит/с.

Состав мультиплексора ЦСП-30 (М30АЕ)

Кассета М30АЕ конструктив

Плата ГС-01 поток Е1

Шкаф 3U

Регенератор линейного тракта РМС-04

Выбор оптического интерфейса

Блок первичного мультиплексирования М30А является базовым устройством аппаратуры цифровой системы передачи ЦСП-30 и предназначен для:

· Организации соединительных линий аналоговых и цифровых АТС

· Уплотнения абонентских линий

· Организации выделенных каналов передачи данных

Блок объединяет (мультиплексирует) 30 каналов со скоростью 64 кбит/с в первичный групповой сигнал со скоростью 2048 кбит/с -- поток Е1. При уплотнении абонентских линий посредством АДИКМ-преобразования поток Е1 объединяет 60 каналов со скоростью 32 кбит/с. Передача и прием группового сигнала производится по двум парам проводов телефонного кабеля типа Т, ТПП, КСПП, МКС и т.п.

· Обработка и формирование потока Е1 согласно рекомендаций G.703, G.704, G.706, включая выполнение процедуры МСЭ-Т CRC-4

· Преобразование аналоговых интерфейсов абонентских и соединительных линий с различными видами сигнализации

· Организация линейного тракта (дистанционное питание, телеконтроль регенераторов, служебная связь)

· Транспортировка полного (30 каналов по двум парам) или частичного (16 каналов по одной паре) потока Е1 встроенным или автономным модемом HDSL

· Дистанционное питание удаленного (выносного) блока;

· Ввод/вывод из потока Е1 каналов со скоростями 64 кбит/с с соответствующими сигнальными каналами

· Преобразование цифровых синхронных и асинхронных интерфейсов типа V.35, RS-530, RS-232, Ethernet каналов передачи данных

· Локальная диагностика и компьютерный мониторинг каналов

· Защита линейных и канальных окончаний от грозовых и промышленных перенапряжений

· Кроссоединение каналов со скоростью 64 кбит/с и сигнальных каналов в пределах 4-х потоков E1

Функциональные возможности ЦСП-30 на базе мультиплексора М30АЕ

1) организация соединительных линий аналоговых и цифровых АТС;

2) уплотнение абонентских и соединительных линий;

3) организация выделенных каналов передачи данных с интерфейсами V.35, RS-232, RS-530, Ethernet 10 Base-T;

4) кросскоммутация каналов 64 кбит/с;

5) локальная диагностика и поддержка сетевой системы мониторинга;

6) возможность установки в навесной шкаф в качестве выносного абонентского устройства с организацией дистанционного питания;

7) защита линейных и абонентских интерфейсов от грозовых и промышленных перенапряжений в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т К17;

8) два дополнительных места для установки станционных модемов линейного тракта G.SHDSL (G.SHDSL bis, G.SHDSL bis с выделением каналов на НРП) или плат оптического линейного тракта ВС-01, ОТ-01 (ОТ-02);

9) на любое из мест для канальных окончаний может устанавливаться плата контроля параметров КП-01.

10) комплектование при заказе и в процессе эксплуатации любыми платами из состава мультиплексора в произвольном сочетании и количестве до полного заполнения кассеты.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Габаритные размеры блока - 483(ш) х 260(г) х 133(в) мм.

Блок устанавливается в стойку или шкаф стандарта "19 дюймов" (19 дюймовый стандарт МЭК 297-2).

Масса блока с установленной платой ИП не превышает 3 кг.

Масса платы ГС-01 не более 300 гр.

Блок эксплуатируется в помещениях при следующих условиях:

- температура окружающего воздуха от плюс 5 до плюс 40 °С;

- относительная влажность воздуха до 80% при температуре + 25 °С;

- атмосферное давление не ниже 60 кПа (450 мм рт. ст.)

Блок сохраняет свои параметры после пребывания при температуре минус 50 и плюс 50 °С.

Электропитание блока М30АЕ осуществляется от источника постоянного тока с заземленным плюсом напряжением минус (36…72) В.

Таблица 7. Технологические характеристики

В качестве каналообразующего оборудования, преобразующего сигналы ОЦК, КТЧ в компонентные потоки Е1, предлагается использовать оборудование отечественных компаний, в частности, мультиплексор ЦСП-30

Назначение ОГМ - 30.

Рисунок 3

Многофункциональный мультиплексор ОГМ - 30 с возможностью гибкого конфигурирования предназначен для формирования первичных цифровых потоков со скоростью передачи 2048 Кбит/с.

Применение:

Оборудование может применяться на сельских, городских, ведомственных, внутризоновых и магистральных сетях связи в качестве:

- оконечного мультиплексора;

- мультиплексора ввода/вывода;

- мультиплексора ввода/вывода с конференцсвязью;

- кроссированного мультиплексора.

Цифровая система передачи ЦСП-30 включает в себя:

- аппаратуру первичного каналообразования, мультиплексор М30А;

- аппаратуру линейного тракта;

- систему компьютерного мониторинга (СКМ);

- специализированное контрольно-проверочное оборудование.

Мультиплексор обеспечивает выполнение следующих функций:

- обработки и формирования потока Е1 согласно рекомендаций G.703, G.704, G.706 МСЭ-Т;

- ввод/вывод из потока Е1 каналов со скоростью 64 кбит/с с соответствующими сигнальными каналами;

- кроссоединения каналов со скоростью 64 кбит/с и сигнальных каналов 4-х потоков Е1;

- преобразования аналоговых интерфейсов абонентских и соединительных линий с различными видами сигнализации;

- преобразования цифровых синхронных и асинхронных интерфейсов типа V.35, RS-530, RS-232, Ethernet каналов передачи данных;

- дистанционного питания удаленного (выносного) мультиплексора;

- локальной диагностики и компьютерного мониторинга каналов;

- защиты линейных и канальных окончаний от грозовых и промышленных перенапряжений.

Выбор типа оптического кабеля. Электрические характеристики.

Кабель марки ЦСП

Рисунок 4

Кабели с нестекающим изоляционным пропиточным составом (ЦСП) предназначены для прокладки на вертикальных и наклонных участках трасс без ограничения разности уровней. Срок службы кабеля ЦСП - не менее 30 лет.

О компании

Группа компаний Аруна специализируется в области системной интеграции и осуществляет поставки телекоммуникационного оборудования, в том числе радиорелейные станции, оптические модемы, гибкие мультиплексоры, первичные мультиплексоры, xDSHL. ИБП. ИБЭП. Аккумуляторы. Продажа, установка и настройка цифровых АТС, офисных атс, мини атс, сетевое оборудование, телекоммуникационные шкафы, конструктивы, ip-оборудование, сетевое оборудование Cisco, а также оборудование кабельного телевидения, головные станции, CaTV, оптические усилители.

Группа компаний Аруна предлагает своим клиентам не только телекоммуникационное оборудование, но также комплексные решения для телекоммуникационных сетей: в зависимости от потребностей заказчика компания разрабатывает и внедряет проекты «под ключ».

6. Разработка схемы организации связи

Выбор архитектуры проектируемого участка ЛС.

Архитектура проектируемого участка первичной сети между заданными пунктами, согласно рисунку 1, является радиально-кольцевой.

Эта сеть практически построена на основе двух базовых топологий: «кольцо» и «последовательная линейная цепь». Число радиальных ветвей ограничивается из соображений допустимой нагрузки на «кольцо».

Рисунок 5

Сегмент сети, связывающий два узла А и В, или топология «точка-точка», является наиболее простым примером базовой топологии SDH сети. Она может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров ТМ, как по схеме без резервирования канала приема/передачи, так и по схеме со стопроцентным резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный электрические или оптические агрегатные выходы (каналы приема/передачи). При выходе из строя основного канала сеть в считанные десятки миллисекунд автоматически переходит на резервный.

Рисунок 6. Топология «точка-точка»

Несмотря на свою простоту, именно эта базовая топология наиболее широко используется при передаче больших потоков данных по высокоскоростным магистральным каналам, например, по трансокеанским подводным кабелям, обслуживающим цифровой телефонный трафик. Эту же топологию используют для отладки сети при переходе к новой более высокой скорости в иерархии SDH, например, с 622 Мбит/с (STM-4) на 2.5 Гбит/с ($ТМ-16) или с 2.5 (STM-16) на 10 Гбит/с (SТМ-64). Она же используется как составная часть радиально-кольцевой топологии (используется в качестве радиусов) и является основой для топологии «последовательная линейная цепь». С другой стороны, топологию «точка-точка» с резервированием можно рассматривать как вырожденный вариант топологии «кольцо».

Топология "кольцо".

Рисунок 7. Топология "кольцо" c защитой 1+1.

Схема организации связи

Схему организации связи разрабатываем, исходя из расчета емкостей сетевых узлов и сетевых трактов; числа организуемых каналов ТЧ, ОЦК, потоков Е1, типа оборудования, его режима работы в каждом из сетевых узлов, для чего используем полученные данные таблицы №2.

Схема организации связи приведена на рис. 11.

Рисунок 11. Схема организации связи

Комплектация проектируемого оборудования.

Комплектация оборудования производится на основе схемы организации связи, состава выбранных синхронных транспортных модулей, применяемых для построения сети. Учитывается рассчитанное каналообразующее оборудование (табл. №3). Рассчитанные данные сводятся в таблицу №8.