Многоканальная связь на железнодорожном транспорте

Содержание 

Исходные данные           2 

Введение            3 

1. Выбор аппаратуры  ВОСП. Техническое описание выбранной  аппаратуры  5 

2. Описание линейного  кода для выбранной аппаратуры     10 

3. Определение  скорости передачи сигналов в  линии для данного кода   13 

4. Размещение  линейных регенераторов. Расчет  и оптимизация длины

регенерационного  участка          14 

5. Расчет минимальной  детектируемой мощности оптического  сигнала    17 

6. Определение  минимальной излучаемой мощности  передающего оптического модуля 20 

7. Оценка быстродействия ВОСП в целом       21 

8. Выбор приёмного и передающего оптических модулей     22

9.Расчёт надёжности  линейного тракта ВОСП

     9.1.Расчёт  требуемых показателей надёжности  проектируемого линейного тракта 23

     9.2.Расчёт  показателей надёжности проектируемого линейного тракта  24

Литература            28 

 

Исходные данные 

     Исходные  данные к проекту приведены в  таблице 1.

     Таблица 1

№ варианта (последняя цифра учебного шифра)	L, км	N каналов	ΔT,0С	СТК	Δλ, нм	η	С, пф	Fш	T,0С	M	tпер, нс	tпр, нс
3	190	450	20	нет	1,4	0,9	4	6	35	15	2	4

 

Здесь:

     L – длина тракта передачи, км;

     N – число необходимых каналов;

     DT – допуск на температурные изменения параметров ВОСП, ⁰С;

     СТК – наличие схемы температурной  компенсации  в блоке передачи, да или нет;

     Dl – ширина полосы оптического излучения источника, нм;

     h – квантовая эффективность фотодиода;

     С – полная емкость цепи фотодиода, пФ;

     F_ш – коэффициент шума усилителя ПРОМ;

     Т – расчетная температура ПРОМ в градусах Кельвина (в табл. 1 значения Т заданы в градусах Цельсия);

     М – коэффициент лавинного умножения  фотодиода (используется только в случае применения лавинных фотодиодов, если используются p-i-n фотодиоды, то М = 1);

     t_пер – быстродействие ПОМ, нс;

     t_пр – быстродействие ПРОМ, нс.

 

ВВЕДЕНИЕ

     Многоканальная связь получила широкое распространение на железнодорожном транспорте. Особенно большое значение эта связь приобретает в связи с разбросанностью подразделений железнодорожного транспорта на большие расстояния.

     Управление  работой отдельных хозяйственных единиц требует организации между командными пунктами (Министерство путей сообщения, управления дорог и т.п.) и низовыми организациями оперативной (например, телефон) и документальной (телеграф, передача данных, факсимиле) связи.

     Обеспечение оперативной отчетности и сбора данных от отдельных подразделений для фиксации проделанной работы и составление оперативных планов возможно только при четко работающей оперативной и документальной связи.

     Организация различных видов оперативно-технологической  связи требует создания между отдельными станциями, узлами и административными пунктами соответствующего числа каналов связи. Каналы могут быть получены с использованием соответствующей аппаратуры, обеспечивающей ведение нескольких независимых телефонных разговоров по одной линии передачи.

      При планировании современных цифровых сетей следует различать три  сетевых уровня: уровень первичной  сети, уровень вторичных сетей  и уровень систем или служб  электросвязи. Основой любой реальной сети связи является уровень неспециализированной (универсальной) первичной сети, представляющей собой совокупность узлов и соединяющих их линий передачи. Таким образом, первичная сеть - это базовая сеть типовых универсальных каналов передачи и сетевых трактов, на основе которой формируются и создаются вторичные сети.  

Архитектура построения цифровой первичной сети 

     Выбор архитектуры построения транспортной сети основывается на применении типовых  архитектурно-топологических решений  и их комбинаций для отдельных  сегментов сети и сети в целом. Однако определение архитектурных решений при проектировании конкретной сети не сводится только к выбору определенных комбинаций типовых топологических структур (сетевых шаблонов). Понятие архитектуры сети шире и включает в себя три логические составляющие: принципы построения, сетевые шаблоны и технические позиции.

     Применительно к архитектуре ЦПС основные принципы построения определены выше, типовые  топологические структуры или типовые  сетевые шаблоны сети СЦИ/SDH достаточно хорошо описаны в технической  литературе, но не исчерпываются этим. Так, постоянно открывающиеся новые возможности оборудования СЦИ/SDH расширяют возможности выбора типовых сетевых шаблонов для ПСС и позволяют по-новому осуществлять интеграцию различных технологий на базе транспортной сети.

     Техническая позиция определяет и уточняет параметры  выбранной технологии, сетевых элементов, протоколов взаимодействия, предоставляемого сервиса и т.д. Применительно к  корпоративной сети ее архитектура  может быть описана, например, следующими техническими позициями:  

      Сетевые транспортные протоколы 

      Маршрутизация в сети 

      Качество  обслуживания 

      Адресация в сетях передачи данных 

      Коммутация  в локальных сетях 

      Объединение коммутации и маршрутизации 

      Организация городской сети 

      Организация глобальной (магистральной) сети 

      Службы  удаленного доступа (сети доступа) 

     Разработка  технических позиций для конкретной цифровой первичной сети требует  глубокого знания базовых сетевых  технологий и тщательной проработки схем организации и топологии  всех сегментов сети и сети в целом.

     При планировании транспортной сети наиболее часто находят применение типовые  сетевые шаблоны - радиально-кольцевая  топология и топология "кольцо-кольцо" с одинаковым или различными уровнями транспортных модулей как в "кольцах", так и в линейных трактах между отдельными "кольцами".

     Сегодня совершенно очевидно, что научно-технический  прогресс во многом определяется скоростью и объемом передаваемой информации. Возможности резкого увеличения потока информации наиболее полно реализуются при использовании цифровых систем передачи (ЦСП) и оптических кабелей (ОК) вместо традиционных, с металлическими проводниками. При этом наряду с экономией дефицитных металлов (например, меди) обеспечиваются качественные улучшения в трактах передачи информации: широкополосность, помехозащищенность, большие длины трансляционных участков и др.

 

     

1. Выбор аппаратуры ВОСП.

Техническое описание выбранной  аппаратуры. 

     В данном курсовом проекте для построения первичной сети связи рассматриваются  следующее мультиплексорное оборудование:

     - первичный мультиплексор ОГМ-30Е;

     - вторичные мультиплексоры ОВГ-25;

     - третичный мультиплексор ТЛС-31;

     - синхронный мультиплексор СММ-155.

     Многофункциональный мультиплексор OGM-30E предназначен для  формирования потоков Е1 путем мультиплексирования аналоговых речевых сигналов и цифровых сигналов данных с возможностью задания режимов работы программным путем. Аппаратура может применяться на сельских, городских, ведомственных, внутризоновых, магистральных сетях связи, а также в сетях оперативно-технологической связи железных дорог в качестве:

     - оконечного мультиплексора;

     - мультиплексора ввода/вывода;

     - мультиплексора ввода/вывода с  групповыми каналами;

     - кроссировочного мультиплексора;

     - конвертора линейной и регистровой  сигнализации;

     - малой УПАТС - КСМ-60.

     В режиме оконечного мультиплексора OGM-30E обеспечивает мультиплексирование  до 30 аналоговых каналов или 31 канала передачи данных. Платы аналоговых канальных интерфейсов обеспечивают подключение абонентских телефонных аппаратов, телефонных каналов связи между АТС с различными типами линейной сигнализации. Платы передачи данных обеспечивают скорость передачи данных до 19,2 кбит/с в синхронном режиме и n x 64 кбит/с в асинхронном режиме.

     В режиме мультиплексора ввода/вывода OGM-30E использует до 7 потоков Е1. Мультиплексор имеет возможность ввода/вывода любых телефонных каналов в количестве до 30 с соответствующими сигнальными каналами или каналов передачи данных до 30 из любого потока Е1.

     Аппаратура  вторичного временного группообразования для цифровых систем передачи с линейным оптическим интерфейсом ОВГ-25 предназначена для организации соединительных линий на городских и местных сетях связи.

     Основные  функции:

     - асинхронное мультиплексирование  4-х потоков Е1 в групповой  поток Е2 с положительным выравниванием скоростей;

     - передача и прием потока Е2  по волоконно-оптическому кабелю;

     - электрический интерфейс Е2 по  рек. G.703 МСЭ-Т.

     Аппаратура  третичного временного группообразования  с линейным оптическим интерфейсом  и сервисными каналами – ТЛС-31 предназначена для организации межстанционной связи по волоконно-оптическому кабелю с возможностью построения протяженных линий с регенерацией оптического сигнала на местных, городских и внутризоновых сетях связи, а также на сетях технологической связи.

     Аппаратура  СММ-155 предназначена для построения цифровых транспортных сетей и сетей  доступа на основе принципов синхронной цифровой иерархии на любых участках взаимоувязанной сети связи РФ от магистральной до местных сетей  в качестве синхронного мультиплексора уровня STM-1 синхронной цифровой иерархии (SDH).

     Аппаратура  применяется на магистральных, внутризоновых  и корпоративных сетях связи, образованных по волоконно-оптическим кабелям или радиолиниям, в качестве:

     - оконечного мультиплексора;

     - мультиплексора ввода/вывода;

     - регенератора.

     Аппаратура  может включаться в состав систем синхронной цифровой иерархии уровней 4, 16 и выше, имеющих стыки на скорости 155,520 Мбит/с согласно рекомендациям G.703, G.707, G.957 МСЭ-Т.

     Основные  особенности:

     - формирование группового цифрового  потока 155,520 Мбит/с путём мультиплексирования  до 63 первичных цифровых потоков  со скоростью 2048 кбит/с; 

     - передача и прием группового  потока по одномодовому волоконно-оптическому  кабелю;

     - кроссовая коммутация на уровне VC-12 (кроме регенераторов);

     - восстановление синхронизации (retiming) на стыках Е1 (до 63);

     - локальная и сетевая загрузка  программного обеспечения;