Технико-экономический проект развития межстанционных связей местных сетей с помощью SDН

     Определим нагрузку на 3СЛ по формуле: 

     Y_n,зсл = 0,004×N_n,                                                               (2.9) 

     Нагрузка  на СЛМ: 

     Y_слм,n=Y_n,зсл - Y_n,зсл×15/100,                                                                        (2.10) 

     Для АТС-56/57 согласно (2.9) и (2.10) : 

     Y_56/57,ЗСЛ = 0,004×N_56/57  

     Y_56/57,ЗСЛ = 0,004×12000 = 48 Эрл. 

     Y_СЛМ,56/57 = 48 - 48×0,15 = 40,8 Эрл. 

     Аналогичным образом рассчитываются нагрузки на 3СЛ и СЛМ от других АТС сети. Результаты расчетов сведены в таблицу 2.3.

      

Таблица 2.3 - Результаты расчетов нагрузок на 3СЛ и от СЛМ

 

     2.1.5 Проверочный расчёт числа соединительных линий по направлениям 

     Для расчета объема оборудования проектируемой  сети необходимо знать величины потоков  нагрузки, качество обслуживания вызовов (потери) во всех направлениях.

     Общая норма от абонента до абонента задается технологическими нормами и для городских телефонных сетей не должна превышать 3 %.

     Число СЛ от станции к станции (с учётом типа коммутационного оборудования) рассчитывается при потерях p=0,005. Число ЗСЛ находится при норме потерь p³0,005, число СЛ к УСС и число СЛМ - при p=0,001 [14].

     Найдем  необходимое число СЛ, СЛ к УСС, 3СЛ и СЛМ по первой формуле Эрланга для найденной нагрузки и заданных потерях (пользуясь таблицей 2.2, таблицей 1 и таблицей 2.3), а затем найдем число ИКМ потоков (2 Мбит/с) - как частное от деления полученного числа СЛ на число каналов в одной линии ИКМ, используемых для передачи речи, т.е. на 30, с округлением до следующего целого числа [П.Б.].

     Полученные  результаты сведены в таблицу  2 [П.Б.].

     В таблице 2: числителе - значение числа СЛ, в знаменателе - количество ИКМ трактов[П.Б.].

     Вывод: Согласно расчетам (таблица 2) на участке АТС-565/УСП-АМТС для обслуживания для обслуживания нагрузки от АМТС и ГТС требуется 113- исходящих линии и 106 входящих линии (здесь неучтены  нагрузки с сельско-пригородных АТС (общая емкость 860 номеров) подключенных к УСП). Количество необходимых ИКМ линии в этом случае удваивается. При определении необходимых ИКМ линии немаловажную роль играет спрос на нетелефонные виды связи, как Интернет, факс, видеоконференц-связь, передача данных и др [П.Б.]. 

     2.2 Расчет основных  параметров оптического  кабеля 

       

     2.2.3 Определение параметров волокна 

     Основным  элементом волоконно-оптического  кабеля является волоконно-оптический световод, по которому распространяется излучение.

     Световод  состоит из двух основных частей: сердечника и оболочки. Как сердечник, так и оболочка изготавливаются из светопроводящих материалов. Чаще всего для этих целей используется плавленый кварц. Сердечник имеет показатель преломления материала n1 и диаметр d, а оболочка n2 и b соответственно. Для того, чтобы излучение могло распространяться по волокну, необходимо выполнение условия n1 > n2. Этим условием обуславливается полное внутренне отражение (ПВО), возникающее при падении электромагнитной волны из более плотной среды (с большим показателем преломления) на границу раздела с менее плотной средой (рисунок 2.1). 
 

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 2.1 – Условия существования одномодового режима 

     Показатель  преломления материала оболочки n2 – постоянен, а величина показателя преломления n1 в общем случае есть функция поперечной координаты. Эта функция называется профилем показателя преломления (ППП). Для того, чтобы в волоконном световоде существовал одномодовый режим, необходимо, чтобы нормированная частота V была меньше или равна 2,405:

        ,                                                                                            (2.11)

     где d – диаметр сердечника световода; l   – длина волны излучения; NA – числовая апертура волоконного световода.

     Числовая  апертура NA является важнейшей характеристикой световода. Физический смысл числовой апертуры состоит в том, что она показывает конус лучей, ось которого лежит на оси световода. Все лучи, падающие на торец световода, лежащие в этом конусе, будут направляться световодом. Числовую апертуру волоконного световода можно найти следующим образом: 

      ,                                                                       (2.12) 

     где n₀ – показатель преломления среды внешней по отношению к световоду; u – апертурный угол световода.

      n - относительная разность показателей преломления сердцевины и оболочки: 

      ,                                                                                                 (2.13) 

     Для выбранного одномодового световода, согласно рекомендациям ITU-T, величина n = 0,0025 для длины волны 1,55 мкм (с показателем преломления сердцевины n₁ = 1,468).

     Определим значение показателя преломления оболочки n₂: 

      ,                                                                                                         (2.14) 

      . 

     Определим числовую апертуру световода (2.12): 

     NА= (1,466²-1,462²)^1/2 = 0,10 . 

     По  рекомендациям ITU-T, диаметр сердечника одномодового волоконного световода лежит в пределах от 8 до 10 мкм, а диаметр оболочки равен 125 мкм.

     Определим значение нормированной частоты, при l = 1,55 мкм (2.11): 

       . 

     Таким образом, в волоконном-оптическом световоде с параметрами: n₁ = 1,468, n = 0,0025, NА = 0,10555, а = 8,4 мкм, в = 125 мкм и рабочей длине волны l = 1,55 мкм будет существовать одномодовый режим.

     2.2.4 Лучевой анализ распространения  излучения в волокне

 

     Лучи, распространяющиеся вдоль оси волокна, называются меридиональными. Критический режим их распространения соответствует условию:

       ,                                                                                                 (2.15) 

      , 

      . 

     Полное  внутреннее отражение (ПВО) на границе  раздела «сердцевина – оболочка» происходит при углах: 

     q_с £ q £ p/2,                                                                                                (2.16)  

     При этом луч, удовлетворяющий условию (2.19), распространяется вдоль сердцевины по зигзагообразной траектории. Поскольку явление ПВО не сопровождается потерями, то становиться, очевидно, что набор лучей, удовлетворяющих условию (2.19), может обеспечить передачу светового сигнала на большие расстояния.

     Отметим, что в волокне имеется бесчисленное множество меридиональных сечений, в каждом из которых возможно распространение множества меридиональных лучей, удовлетворяющих условию (2.16) и, следовательно, имеющих направляющие углы q₁ (т.е. углы между волновым вектором и осью волокна) в пределах: 

     0 £ q₁ £ p/2-q_с,                                                                                    (2.17) 

     Таким образом, если на торец волокна, окруженного прозрачной средой с показателем преломления n₀, падают в какой-либо из меридиональных плоскостей лучи под углами q₀ к оси, то условию их волнового распространения в волокне соответствует следующее ограничение на угол падения q₀: 

     q₀ £ arcsin(n₁²-n₂²/n₀)^1/2,                                                                              (2.18) 

     Выражение (2.19) нетрудно получить из закона Снеллиуса для преломления на границе входного торца: 

     sinq_0c/sinq_1c = n₁/n₀  Þ n₀ = n₁sinq₁/ sinq₀.                                              (2.19) 

     а также условия и соотношения q_1c+q_с = p/2: 

     sinq_1c = 90-85,6 = 4,44⁰ 

     q_1c = 0,077, 

     n₀ = 1,468·0,077/0,10 = 1,129, 

     q₀ £ arcsin(1,466²-1,462² /1,129)^1/2 = 14,8⁰. 

     Если, как чаще всего бывает, свет падает на входной торец из воздушной среды (для этого достаточно даже минимального зазора между стыкуемыми волокнами или источником света и волокном), то n₀ = 1 и: 

     sinq_0c = (n₁² - n₂²)^1/2 = N_а = 0,10555,                                                           (2.20) 

     q_0c = 5,7⁰. 

     Выражение (2.12) определяет ранее известную уже величину – числовую апертуру волокна.

     Явление зависимости групповой скорости распространения излучения от параметров излучения называется дисперсией, т.е. явление уширения импульса при распространении по световоду.