8 Расчет надежности цсп

Системы передачи с позиции теории надежности представляют собой сложные динамические системы, т.е. совокупность технических устройств или элементов, взаимодействующих в процессе выполнения производственных задач на основе определенной функциональной взаимосвязи.

Характерная особенность СП, как сложных динамических систем, состоит в рассредоточенности их оборудования и аппаратуры на больших территориях.

В теории надежности важным понятием является объект, т.е. изделие определенного целевого назначения. В нашем случае объектами могут быть многоканальные системы передачи, их аппаратура и оборудование, устройства, узлы, блоки и элементы.

Под надежностью системы передачи понимается свойство обеспечивать при заданных условиях эксплуатации передачу информации между абонентами с сохранением во времени параметров каналов и трактов в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Надежность СП и ее элементов является комплексным свойством и в зависимости от условий эксплуатации и назначения характеризуется безотказностью, сохранностью, ремонтопригодностью и долговечностью.

Оборудование СП, каналов и трактов является восстанавливаемым, т.е. его эксплуатация представляет чередование интервалов работоспособности и простоя. В момент простоя происходит восстановление работоспособности, и оборудование системы передачи вновь работает до отказа.

Опыт эксплуатации СП показывает, что плотность распределения наработки между отказами подчиняется экспоненциальному закону и изменению параметра потока отказов во времени, аналогично интенсивность отказов примерно постоянна (t), тогда вероятность безотказной работы

P(t)e^-t .

Под вероятностью безотказной работы понимается вероятность того, что в пределах заданного интервала времени 0 – t отказ не возникает.

Среднее время безотказной работы при нормальной эксплуатации обратно пропорционально интенсивности отказов

t_СР = 1/

При оценке надежности некоторой сложной системы, состоящей из множества разнотипных элементов. Например, q₁(t), q₂(t),…q_N(t) – вероятности безотказной работы каждого элемента на интервале времени 0…t, N – количество элементов в системе. Отказы отдельных элементов происходят независимо, а отказ хотя бы одного элемента ведет к отказу всей системы, т.к. в системе передачи все узлы соединяются друг с другом последовательно. Поэтому вероятность безотказной работы системы в целом равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных узлов.

_N

Р_СИСТ(t) = , (8.1)

где q_i – интенсивности отказов отдельных ее элементов.

Р_i(t)= , (8.2)

_N

где _СИСТ = q_{i .}

ⁱ⁼¹

Среднее время безотказной работы в течение заданного времени определяется для t₁ = 24 часа (сутки), t₂ = 720 часов (месяц), t₃ = 2160 часов (3 месяца), t₄ = 4320 часов (6 месяцев), t₅ = 8760 часов (год).

Работоспособность оборудования СП, каналов и проектов характеризуется коэффициентом готовности

К_Г = Т_СР / (Т_СР + Т_В). (8.3)

Таблица 6 Показатели надежности аппаратуры ЦСП производства

Тип оборудования (один комплект)	САЦК-1	ВВГ	ТВГ	ЧВГ	СДП	ОЛТ
Среднее время между отказами	20000	87600	150000	17000	87600	87600

Ст.А

СДП

ОЛТ

НРП

САЦК

НРП

СДП

ОЛТ

САЦК

Ст.Б

Рисунок 9 - Структурная схема оборудования для местной сети

Ст.А

НРП

СДП

ОЛТ

САЦК

ВВГ

НРП

СДП

ОЛТ

ВВГ

САЦК

Ст.Б

Рисунок 10 - Структурная схема оборудования для внутризоновой сети

АОП – аппаратура образования первичного цифрового тракта (САЦК-1);

ВВГ – аппаратура вторичного временного группообразования;

ТВГ – аппаратура третичного временного группообразования;

ЧВГ – аппаратура четвертичного временного группообразования;

ОЛТ – аппаратура оконченного линейного трактата;

СДП – стойка дистанционного питания.

Расчет суммарной эффективности отказов для образования, размещенного в ОП1 и ОП2 определяется выражением

_СИСТ=2_САЦК+N_ВВГ_ВВГ+N_ТВГ_ТВГ+N_ЧВГ_ЧВГ+N_ОЛТ_ОЛТ (8.4)

_СИСТ = = 1/ч, где N и  - соответственно, число комплектов и интенсивности отказа одного комплекта заданного оборудования.

1) для ИКМ-30

1/ч;

2) для ИКМ-120

1/ч.

Так как для всех элементов ЦСП время восстановления одинаково и равно 0,5 ч, то среднее время восстановления для всех типов ЦСП будет одинаковым и равным 0,5 ч.

Исходя из полученной интенсивности отказа l_СИСТ, можно определить коэффициент простоя

К_Поп = _СИСТ Т_В / (1+_СИСТ Т_В) (8.5)

1. для ИКМ-30

;

2) для ИКМ 120

.

Суммарная интенсивность отказов для оборудования НРП определяется с учетом того, что НРП структурно состоит из двух комплектов ОЛТ

_НРП = N_НРП 2_ОЛТ (8.6)

1) для ИКМ-30

l_{НРП ИКМ-30} =47*2*2*10^-6=1,88*10^-4 1/ч

2. для ИКМ 120

l_{НРП ИКМ-120} =78*2*2*10^-6=3,12*10^-4 1/ч

При оптимальной стратегии восстановления с учетом того, что время подъезда составит в этом случае t₁ = 2часа, имеем по типу выражение

К_Пнрп = _НРП (Т_Внрп – 0,7t₁) / (1+_НРП Т_Внрп) (8.7)

1. для ИКМ-30

К_{Пнрп ИКМ-30} =1,88*10^-4(2,5-0,7*2)/(1+1,88*10^-4 *2,5)=2,07*10^-4

2. для ИКМ-120

К_{Пнрп ИКМ-120} =3,12*10^-4(2,5-0,7*2)/(1+3,12*10^-4 *2,5)=3,43*10^-4

На основе полученных результатов (7.5) и (7.7) можно вычислить суммарный К_П системы при традиционной стратегии

К_Псум = К_Поп + К_{Пнрп .} (8.8)

1. для ИКМ-30

К_{Псум ИКМ-30} =0,75*10^-5+2,07*10^-4=2,15*10^-4

2. для ИКМ-120

К_{Псум ИКМ-120} =0,99*10^-5+3,43*10^-4=3,53*10^-4

Сравнивая суммарную интенсивность отказов для оборудования НРП, видно, что рассчитанное значение превышает табличное. Т.е. выбранная стратегия не обеспечивает необходимые требования к проектируемой системе. В этом случае необходимо использование более высоконадежной аппаратуры.

Таблица 7

Наименование элемента	АОП	ВВГ	ТВГ	ЧВГ	ОЛТ	СДП	НРП	Один км кабельной линии
, 1/ч	2*10-6	3*10-6	3*10-6	4*10-6	2*10-6	10-6	3*10-6	7*10-6
ТВ, ч	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	2,5	5,0

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Высокая стоимость линий связи требует разработку таких систем и методов, которые позволяли бы по одной линии передавать большое число независимых сообщений. Такими системами являются многоканальные системы передачи. По каналам образованным с помощью этих систем, передаются различные сигналы электросвязи, которые создаются: в телефонных сетях, в телеграфных сетях, передачи данных, передачи газет и т.д.

В настоящее время многоканальные системы передачи используется для организации магистральной, внутризоновой и местной видов связей. Техника связи во многих странах мира развивается в направлении цифровой сети на основе использования цифровых АТС, связанных между собой каналами и трактами цифровых систем передачи (ЦСП) В этой связи интенсивно развиваются цифровые многоканальные системы передачи, вытесняя постепенно существующие аналоговые системы передачи.

Данный курсовой проект посвящён проектированию каналов цифровых систем передачи.

В этой работе необходимо было рассчитать шумы оконечного оборудования, длину участка регенерации, цепи дистанционного питания для каждого из участков сети. На основе всех этих расчётов составить схему связи для каждого из участков сети, определив при этом комплектацию необходимого оборудования, с учетом всех предъявляемых требований, что и было выполнено в заданной работе.

В каналах ЦСП возникают шумы за счёт ошибок, возникающих в линейных трактах при регенерации цифрового сигнала, оцениваемые вероятностями ошибок. Для обеспечения требований вероятности ошибок необходимо рациональным образом разместить регенераторы в линейном тракте, выполнив соответствующий предварительный расчет по определению размещения регенераторов в линейном тракте.

В процессе выполнения данной работы были рассмотрены такие вопросы, как оценка шумов оконечного оборудования, определение длины участка регенерации, составление схемы магистрали и др. где мы занимались вопросами проектирования условного фрагмента сети связи, содержащего местный, внутризоновый и магистральный участки с использованием электрических кабелей. На одном из указанных в задании участков предполагалась организация оптической вставки с использованием оптического кабеля. Все эти задания и соответствующие к ним требования, позволяют получать навыки проектирования цифровых каналов передач, а также проектирования определенных заданных участков сети связи (местного, внутризонового и магистрального) с использованием электрических и оптических кабелей, при построении трактов передачи, что играет немаловажную роль, в будущем, при проектировании реальных цифровых каналов передач.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Многоканальные системы передачи: Учебник для Вузов / Н.НН. Баева, В.Н. Гордиенко, С.А. Курицын и др. Под ред. Н.Н. Баевой и В.Н. Гордиенко – М.: Радио и связь, 1997.

2. Проектирование и техническая эксплуатация систем передачи: Учебное пособие для Вузов / В.В. Крухмалев, В.Н. Гордиенко, В.И. Иванов и др. Под ред. В.Н. Гордиенко и В.В. Крухмалева – М.: Радио с связь, 1996.

3. Иванов В.И., Гордиенко В.Н., Попов Г.Н. и др. Цифровые и аналоговые системы передачи. – М.: Радио и связь, 1995. – 232с.

4. Берганов И.Р., Гордиенко В.Н., Крухмалев В.В. Проектирование и техническая эксплуатация систем передачи. – М.: Радио и связь,1989. – 272с.

5. Четкин С.В. Методические задания и задания на курсовой проект «Цифровая многоканальная система передачи с ИКМ». – М.: МИС, 1991.

6. Баева Н.Н., Гордиенко В.Н., Тверецкий М.С. Проектирование цифровых каналов передачи. Учебное пособие / МТУСИ – М.: 1996.

7. Г.А.Шахматова  Многоканальные телекоммуникационные системы.  Методические указания к выполнению курсовой работы  для студентов всех форм обучения специальности  050719 - Радиотехника, электроника и телекоммуникации. -  Алматы: АИЭС, 2013.- 42с