Проектирование магистральной линии связи на маршруте Тирасполь-Вена

Вена – промышленный и  финансовый центр. Основными отраслями  промышленности являются машиностроение, текстильная, фармацевтическая, электротехническая, нефтеперерабатывающая, деревообрабатывающая, швейная и пищевая. Здесь сосредоточена  основная часть финансового капитала и находятся главные банки  страны (Erste Bank, BAWAG, Bank Austria Creditanstalt). В Вене пересекаются все важнейшие магистрали страны, а также автомобильные и железнодорожные международные трассы. Вена располагает метрополитеном, большим речным портом на Дунае и крупнейшим в Австрии международным аэропортом.^*

 

3.Расчет числа каналов топологии «линейная цепь»

Число каналов, связывающих  заданные населенные пункты, в основном, зависит от численности населения  в этих пунктах и от степени  заинтересованности отдельных групп  населения во взаимосвязи.

При прохождении трассы линии  передачи следует рассчитывать число  каналов, связывающих каждый населенный пункт со всеми другими по отдельности, просуммировать количество каналов  для каждого сечения линии  передачи и выбрать максимальное число каналов из всех рассмотренных  сечений.

Численность населения в  любом населенном пункте может быть определена на основании статистических данных последней переписи населения. Обычно перепись населения осуществляется один раз в пять лет, поэтому при  перспективном проектировании следует  учесть прирост населения. Количество населения в заданном пункте и  его подчиненных окрестностях с  учетом среднего прироста населения  определяется по формуле:

H_t = H₀ (1+)^t, чел.          (1.1)

где  H₀ - число жителей на время проведения переписи населения, чел.;

H - средний годовой прирост  населения в данной местности, % (принимается 1…3%);

t - период, определяемый как  разность между назначенным годом  перспективного проектирования  и годом проведения переписи  населения, год.

 

Год перспективного проектирования принимается на 5 … 10 лет вперед по сравнению с текущим временем. Если в проекте принять 5 лет вперед, то

t=  5 + (t_n – t₀),

где   – год составления проекта;t₀ – год, к которому относятся данные H₀.

t_т=  5 + (2013 – 2004)=14

t_я=  5 + (2013 – 2007)=11

t_см=  5 + (2013 – 20011)=7

t_б=  5 + (2013 – 20011)=7

t_в=  5 + (2013 – 20012)=6

 

По формуле (1.1.) рассчитывается численность населения в оконечных  и промежуточных пунктах:

 

г. Тирасполь

Ht = 159163*(1+3/100)¹⁴ = 160360 человек;

 

г. Яссы

Ht = 315214*(1+3/100)¹¹= 317300 человек;

 

г. Сатул Маре

Ht = 94948*(1+3/100)⁷= 95147 человек;

 

г. Будапешт

Ht = 173600*(1+3/100)⁷= 1740298 человек;

 

г. Вена

Ht = 1730278*(1+3/100)⁶= 1736516 человек;

 

Степень заинтересованности отдельных групп населения во  взаимосвязи зависит от политических, экономических, культурных и социально-бытовых  отношений между группами населения, районами и областями. Взаимосвязь  между заданными оконечными и  промежуточными пунктами определяется на основе статистических данных, полученных предприятиями связи за предшествующие проектированию годы. Практически эти  взаимосвязи выражают через коэффициент  тяготения Кт, который, как показывают исследования, колеблется в широких пределах от 0,1 до 12 %. В проекте можно принять Кт = 5%, то есть в безразмерных величинах

Кт = 0,05.

Учитывая это, а также  то обстоятельство, что телефонные каналы в междугородной связи  имеют превалирующее значение, предварительно необходимо определить количество телефонных каналов между заданными пунктами. Для расчета количества телефонных каналов можно воспользоваться формулой:

 

n_тлф =          (1.2)

 

где  α и β - постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям; обычно потери задаются равными 5 %, тогда α =1,3 и β= 5,6;

y - удельная нагрузка, то  есть средняя нагрузка, создаваемая  абонентами,  y = 0,05 Эрл.;

m_а и m_б - количество абонентов, обслуживаемых оконечными АМТС соответственно в пунктах А и Б.

В перспективе количество абонентов, обслуживаемых той или  иной оконечной АМТС, определяется в зависимости от численности  населения, проживающего в зоне обслуживания. Принимая средний коэффициент оснащенности населения телефонными аппаратами равным 0,3, количество абонентов в зоне АМТС можно рассчитать по формуле:

m  = 0,3 *Ht.

Количество абонентов  в зоне автоматических междугородних  телефонных станций (АМТС) определяем по формуле(1.3):

 

г. Тирасполь –   m = 0,3* 160360 = 47949 чел.

 

г. Яссы - m = 0,3* 317300 = 94876 чел.

 

г. Сату Маре - m = 0,3* 95147 = 28544 чел.

 

г. Будапешт - m = 0,3* 1740298 = 520994 чел.

 

г. Вена- m = 0,3* 1736516 = 520018 чел.

 

Определяем количество телефонных каналов между заданными оконечными пунктами. Для расчета используют приближенную формулу (1.4)

Тирасполь - Яссы

n_тлф = 1,3*0,05*0,05 (47949 *94876/47949+94876)+5,6 = 109 каналов;

 

Яссы - Сату Маре

n_тлф = 1,3*0,05*0,05 (94876 *28544/94876+28544)+5,6 = 76 каналов;

 

Сату Маре - Будапешт

n_тлф = 1,3*0,05*0,05 (28544*520994/28544+520994)+5,6 = 93 каналов;

 

Будапешт - Вена

n_тлф = 1,3*0,05*0,05 (520994*520018 /520994+520018)+5,6 = 851 каналов;

 

Тирасполь – Вена

n_тлф = 1,3*0,05*0,05 (47949 *520018/47949+520018)+5,6 = 148 каналов;

 

Кроме телефонной связи по кабельной магистрали организуются два канала проводного радиовещания (РВ) второго класса, один канал передачи данных (ПД), один канал передачи газет (ПГ) и один канал видеотелефон (ВТФ), а также проходят транзитные каналы.

Тогда общее число каналов  между двумя АМТС буде равно:

 

 

где: - количество дуплексных каналов для телефонной связи; -количество дуплексных каналов для телеграфной связи; -количество дуплексных каналов для передачи телевидения; - количество дуплексных каналов для передачи кабельной вещание; -количество дуплексных каналов для передачи данных; -количество дуплексных каналов для передачи газет; -количество транзитных каналов.

Количество каналов для  организаций связи с различными предназначениями может быть выражено через количество телефонных каналов, например: 1 TV канал = 1600 телефонных каналов; 1 телеграфный канал =1/24 телефонных каналов; 1 канал для передачи кабельной вещание = 3 телефонных каналов и.т.д. Разумно выражать суммарное количество каналов между терминальные точки в телефонных каналов. В проекте полагается:

 

 

 

Тогда, полное количество каналов  можно вычислить по следующей  формуле:

 

 

  n_ab = 2*148+3200 = 3496

n_bc = 2*109 +3200 =3418

n_bd = 2*76+3200 =3352

n_de = 2*93+3200 =3386

n_ef = 2*851+3200 =4902

В проекте необходимо предвидеть два дуплексных TV канала.^* 

4.Основные характеристики необходимых для расчета конструкций волоконно-оптической линий связи:

Скорость передачи информаций;

Точность воспроизведения  сигнала – для цифровых систем определяется коэффициентом ошибок (BER – BitErrorRatio);

Длина волоконно-оптической линий связи и количество конечных устройств.

На данном этапе проектирования анализируются и конкретизируются данные технического задания. Можно  привести следующие подразделы:

Подраздел 1. Определяется скорость передачи информаций, в зависимости  от количества каналов предназначены  передачи, имея в виду, что телефонный канал имеет скорость 64 кбит/с.

 

B = n • Bканал,

 

где: В это групповая  скорость передачи информаций; n–количество каналов; Вканал– скорость передачи одного канала (64 кбит/с).

Тирасполь-Вена

B = 3496 • 64 = 6992 (Кb/s)

 

Тирасполь-Яссы

B = 3418 • 64 = 6836 (Кb/s)

 

Яссы-Сатул Маре

B = 3418 • 64 = 6836 (Кb/s)

 

Сатул Маре-Будапешт

B = 3386• 64 = 6772 (Кb/s)

 

Будапешт-Вена

B = 4902• 64 = 9804 (Кb/s)^* 

5. Выбор топологий  ВОЛС

Для того, чтобы спроектировать сеть в целом, нужно пройти несколько этапов. Это могут быть задачи выбора топологии сети, выбора оборудования узлов сети в соответствии с указанной топологией, формирование сетей управления и синхронизации. Первой из них является задача выбора топологии сети.

 5.1 Топология «точка-точка»

Сегмент сети, связывающий  два узла А и В, или топология «точка-точка», является наиболее простым примером базовой топологии SDH сети (рис.1). 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.

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 (STM-16) или с 2,5 (STM-16) на 10 Гбит/с (STM-64).

Рис.1 Топология «точка-точка», реализованная с использованием ТМ ^*

 

6. Проектирование ВОСП

волоконный оптический

Основным элементом оптического  кабеля (ОК) является оптический волновод – круглый стержень из оптически прозрачного диэлектрика. Оптические волноводы из-за малых размеров поперечного сечения обычно называют волоконными световодами (ВС) или оптическими волокнами (ОВ).

Оптическое волокно состоит  из сердцевины, по которой распространяются световые волны, и оболочки. Сердцевина служи для передачи световых волн. Назначение оболочки – создание лучших условий отражения на границе  «сердцевина-оболочка» и защита от излучения энергии в окружающее пространство.

В общем случае в ОВ могут  распространяться три типа волн: направляемые, вытекающие и излучаемые. Действие и преобладание какого-либо типа волн связаны в первую очередь с  углом падения волны на границу  «сердцевина-оболочка» ОВ. При определенных углах падения лучей на торец  ОВ имеет место явление полного  внутреннего отражения на границе  «сердцевина-оболочка» ОВ. Оптическое излучение как бы запирается в  сердцевине и распространяется только в ней.

Излучаемые и вытекающие волны – это паразитные волны, приводящие к рассеянию энергии  и искажению информационного  сигнала.

Различают одномодовый и  многомодовый режимы передачи излучения  по ОВ. При многомодовом режиме распространения  излучения по ОВ условие полного  внутреннего отражения выполняются  для бесконечного множества лучей. Это возможно только для ОВ, у  которых сердцевины много больше, чем длины распространяемых волн. Такие ОВ называются многомодовые.

В одномодовых ОВ в отличие  от многомодовых распространяется только один луч, и, следовательно, искажение  сигнала, вызванные разным временем распространения различных лучей, отсутствуют.

Поскольку многомодовое волокно  в основном используется для удлинения  ранее построенных на их основе сетей, на магистральных участках сети местной  связи и линиях передачи данных, имеет сравнительно (с одномодовым волокном) больший коэффициент затухания (≈0,7дБ/км), а также длина регенерационного участка у многомодового волокна гораздо меньше, чем у одномодового (в среднем составляет 7 км), то при данных условиях (длина линии равна 1253 км) нецелесообразно разрабатывать проект по варианту многомодового волокна.

В отличие от многомодового волокна одномодовое волокно используется на участках магистральной, зоновой сети связи. Поэтому данный проект разрабатывается по варианту одномодового волокна.

 

Рис. 3

 

Рис. 4

 

Рис. 5^*

 

7. Выбор оптического кабеля

 

На пути прохождения кабеля встречаются преграды, такие как реки, автомагистрали, железные дороги.

Через реку кабель можно  проложить двумя способами: подвесить  на опорах через мост или проложить  по дну реки.  Глубина реки может достигать 27 м, поэтому экономически выгодней подвесить кабель на опорах через мост. Выберем волоконно-оптический подвесной кабель типа ОКЛЖ. Вдоль железной дороги также используем кабель ОКЛЖ.  Автомагистрали, которые встречается на пути лучше пройти под землей. Используем кабель марки ОКЛК. По всей остальной длине трассы также используем кабель ОКЛК.