Учебно-методическое пособие и задание на курсовой проект по дисциплине Проектирование и эксплуатация систем передачи

План УМД на 2015/16 уч.г.

Учебно-методическое пособие и задание на курсовой проект

по дисциплине

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ

Составитель С.В.Чёткин, к.т.н., доцент

Приведены методические указания по самостоятельному изучению дисциплины Проектирование и эксплуатация систем передачи в девятом семестре, задание на курсовой проект и методические указания по его выполнению.

Предназначены для студентов заочного факультета, обучающихся по направлению подготовки бакалавров Инфокоммуникационные технологии и системы связи, профиль Многоканальные телекоммуникационные системы.

Издание утверждено на заседании кафедры. Протокол № 7 от 20.03.2014г.

Рецензент Р.М.Шарафутдинов, к.т.н., доцент

ВВЕДЕНИЕ

Настоящая учебная дисциплина основана, главным образом, на двух базовых дисциплинах: «Многоканальные телекоммуникационные системы» и «Направляющие среды электросвязи». Студенты изучают её на завершающем этапе обучения, поэтому она имеет оттенок преддипломного курса, не предусмотренного, к сожалению, учебным планом подготовки бакалавров.

Бюджет времени студента-заочника (в часах) для изучения данной дисциплины приведён в табл. 1.

Контроль: зачёт по лаборатории, защита курсового проекта, экзамен

Основной формой изучения дисциплины является самостоятельная работа над рекомендованной литературой. Целесообразно прорабатывать учебный материал, пользуясь данным учебно-методическим пособием.

3

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Проектирование и техническая эксплуатация цифровых телекоммуникационных систем и сетей. Учебное пособие для вузов / Под ред. В.Н.Гордиенко и М.С.Тверецкого. - М.: Горячая линия – Телеком, 2008 .

2.Многоканальные телекоммуникационные системы. Учебник для вузов – 2-е изд. / В.Н.Гордиенко, М.С.Тверецкий. – М.: Горячая линия – Телеком,

2013.

3.Оптические телекоммуникационные системы. Учебник для вузов / Под ред. проф. В.Н.Гордиенко – М.: Горячая линия – Телеком, 2011.

4.Цифровые телекоммуникационные системы плезиохронной и синхронной иерархий. Электронный конспект лекций. Ч. 1 и 2 / С.В.Чёткин / МТУСИ.

– М., 2013.

5.Современные высокоскоростные цифровые телекоммуникационные системы. Ч. 4. Проектирование высокоскоростных синхронных сетей СЦИ. Учебное пособие / В.Н.Гордиенко, С.В.Кунегин, М.С.Тверецкий /

МТУСИ. – М., 2001.

6.Проектирование цифровых телекоммуникационных систем. Учебное пособие / М.С.Тверецкий / МТУСИ. – М., 2007.

7.Межсимвольная помеха в оптических системах передачи. Учебное пособие / С.В.Чёткин / МТУСИ. – М., 2004.

8.Методические указания по курсовому и дипломному проектированию оптических систем передачи / С.В.Чёткин / МТУСИ. – М., 2002.

9.Методические указания по дипломному проектированию / А.В.Ванюшина, Т.В.Королькова / МТУСИ. – М., 2010.

4

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ПО САМОСТОЯТЕЛЬНОМУ ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

Пособие содержит названия изучаемых тем, ссылки на учебную литературу и краткий комментарий к каждой теме, являющийся, по существу, планом ответа на соответствующий вопрос экзаменационного билета.

1.Построение Единой Сети Электросвязи России и главные направления её развития (введение [1]).

Перечислите основные категории сетей связи, входящих в ЕСЭ РФ. В чём сущность принципа организационно – технического единства? Изобразите архитектуру ЕСЭ и кратко охарактеризуйте каждый из трёх иерархических уровней. Чем отличается сетевой узел от сетевой станции? Назовите семь систем (служб) электросвязи общего пользования. Каковы функции транспортной сети и сети доступа? Как разделяют ЕСЭ по территориальному признаку? Укажите направления совершенствования средств электросвязи и ЕСЭ в целом.

2.Общие принципы проектирования систем передачи. Основные проектные документы (разд. 1.2 [1]; [9]).

Укажите название документа, на основе которого принимается решение о проектировании и строительстве реального объекта. Какие исходные данные необходимы для проектирования? Кто определяет тему дипломного проекта студента? Назовите организацию, осуществляющую реальное проектирование. Кто является заказчиком? Что обычно указывают в задании на проектирование (реальном и дипломном)? В чём отличие одностадийного проектирования от двухстадийного? Перечислите вопросы, решаемые рабочим проектом. Сформулируйте (конкретно, по шагам) порядок оформления задания на дипломное проектирование. Какой внутривузовский документ определяет порядок оформления задания, расчётно-пояснительной записки, графических материалов?

3.Основные этапы проектирования (разд. 1.3 [1]).

Сформулируйте наиболее важные задачи, которые решают в процессе

5

проектирования.

Перечислите главные принципы, на основе которых выбирают трассу прокладки кабеля. Где предпочтительно прокладывать кабель вне населённых пунктов? В населённых пунктах? Как осуществляют переходы через водные преграды? Когда необходимо защищать оптический кабель от атмосферного электричества и от коррозии? Почему рекомендуется использовать только кабель с одномодовыми волокнами даже при низких битовых скоростях? Обоснуйте целесообразность прокладки кабелей с большим количеством резервных волокон.

Объясните, для чего нужна социально-экономическая характеристика оконечных и промежуточных пунктов. Что обычно указывают в этой характеристике? Какой смысл вкладывают в понятие «тяготение» оконечных и промежуточных пунктов друг к другу?

Перечислите основные факторы, от которых зависит необходимое количество каналов между пунктами сети связи – межузловой трафик. Какова обычно используемая единица его измерения?

Приведите соображения, касающиеся выбора уровня STM, который предлагается использовать на проектируемой сети.

4.Расчёт нагрузки на соединительные линии и выбор уровня STM

(разд. 2.1…2.5 [5], разд. 3…5 [6]).

Тема считается усвоенной, если студент на экзамене способен правильно рассчитать нагрузку на соединительные линии на примере сети с кольцевой топологией и вводом-выводом пользовательских сигналов в узлах (при заданных межузловом трафике и схеме защиты).

5.Выбор типов оптических интерфейсов (с. 138…158 [1], разд. 8.1 и 8.2 [2]). Объясните, почему в оборудовании SDH используют разные виды

стыков аппаратуры с оптическим волокном. Изобразите схему участка линейного тракта и укажите на ней опорные точки, в которых нормируют параметры стыков. Приведите формат информационно-кодовой структуры, используемой для классификации стыков (секций). При ответе на этот вопрос студент обязан правильно интерпретировать заданный ему код применения, например, I-4, S-16.1, V-64.2 и т.п.

Перечислите основные параметры оптических стыков. Что означают термины «главный оптический тракт», «поперечная совместимость», «ЭКУ»?

6

6.Расчёт максимальной протяжённости регенерационной секции (разд. 5.2

[1], с. 320…324 [3], п. 73 [4]).

Здесь рассматривается секция (или участок), не содержащая оптических усилителей и компенсаторов дисперсии.

Укажите факторы, ограничивающие длину секции в данных условиях и порядок её расчёта. Что такое энергетический потенциал? Строительная длина? Выполните конкретный расчёт протяжённости регенерационной секции.

7.Расчёт длины усилительного участка и предельной протяжённости регенерационной секции (с. 346…350 [3]).

Здесь имеется в виду секция с оптическими усилителями.

Поясните, из каких соображений рассчитывают расстояния между соседними оптическими усилителями. Где целесообразно их размещать? Укажите, чем ограничена длина регенерационной секции при наличии усилителей. Или так: почему количество оптических усилителей в линейном тракте не может превышать определённую величину?

Как убедиться в необходимости компенсации дисперсии? Как рассчитать величину накопленной дисперсии, подлежащей компенсации, и длину компенсирующего волокна?

Врамках ответа на этот вопрос необходимо выполнить расчёт предельной длины регенерационной секции, ограниченной оптическим шумом.

8.Основные показатели надёжности и их нормирование (разд. 2.1…2.6 [1],

с. 331…335 [3], разд. 5.1 [8]).

Дайте определение надёжности объекта (канала или тракта системы передачи). Какой параметр является её комплексным показателем? Что такое безотказность? Какие показатели её характеризуют? Приведите определение ремонтопригодности и укажите её количественную характеристику.

Рассчитайте требуемые (нормативные) показатели ОЦК заданной длины, исходя из действующих норм на типовые протяжённости (200 км, 1400 км, 12500 км) каналов местной, внутризоновой или магистральной первичной сети. Как пересчитать нормативные показатели с ОЦК на тракт заданного уровня иерархии (например, на E3 или STM-1)?

7

9.Инженерный расчёт ожидаемых показателей надёжности (разд. 2.6 [1], пример 5 [3], разд. 5.2, 5.3 [8]. См. также методические указания по выполнению 5-го задания курсового проекта).

Запишите формулы для расчёта коэффициентов готовности и простоя, а также интенсивности отказов системы, состоящей из разнотипных элементов. Как подсчитать интенсивность отказов и коэффициенты готовности и простоя ЛКС заданной протяжённости? Аппаратурного комплекса? Канала в целом? Рассчитайте ожидаемую вероятность безотказной работы объекта (например, канала) в течение заданного промежутка времени (в период нормальной эксплуатации). Перечислите пути повышения надёжности и безотказности.

10.Проектирование подсистем внутриузловой и межузловой сетевой синхронизации (разд. 8.3, 8.4 [1], разд. 6.5 [2], разд. 7.3 [3], п.п. 53…55 [4]).

Сформулируйте основные правила построения каждой из подсистем. Изобразите эталонную цепь синхронизации, объясните, для чего она нужна, назовите её основные количественные характеристики. Какая сеть синхронизации является в России базовой? Как присоединяются к базовой сети сети операторов? Перечислите классы присоединения и кратко их охарактеризуйте.

11.Примеры построения подсистемы межузловой синхронизации сетей SDH различных конфигураций (рис. 6.50…6.55 [2] и поясняющий эти рисунки текст).

Изобразите схему синхронизации линейной сети (топология Линейная цепь ввода/вывода). Укажите уровни качества и приоритеты. Объясните, как работает схема в нормальном режиме. Рассмотрите, что произойдёт при отказе ПЭГ.

Изобразите пример схемы синхронизации кольцевой сети. Укажите уровни качества и приоритеты. Объясните, как работает схема в нормальном режиме. Рассмотрите, что произойдёт при аварии ПЭГ, а также в случае разрыва кабеля между узлами.

Изобразите пример сети, состоящей из двух объединённых колец. Из каких соображений исходят при разбиении сети синхронизации на секции (трассы) основного и резервного синхросигналов? Нарисуйте схемы этих секций для данной транспортной структуры.

8

12.Основные принципы технической эксплуатации (разд. 6.1 [1]). Перечислите процедуры, составляющие процесс технической

эксплуатации. Назовите методы техобслуживания и кратко охарактеризуйте каждый из них. Какой из методов считается наиболее перспективным?

Укажите назначение эксплуатационного контроля и его виды. В чём сущность оперативно-технического контроля? Какова его цель? Перечислите объекты, подлежащие контролю. Приведите обобщённые оценки состояния контролируемых объектов. Чем отличается авария от дефекта? Что такое СИАС?

13. Обязанности эксплуатационно-технического персонала (с. 172…174 [1]). Отвечая на вопрос, нужно назвать главные из этих обязанностей (не менее десяти). Подумайте, а нельзя ли обойтись вообще без техперсонала

при эксплуатации систем передачи (если не сейчас, то в перспективе)?

14.Организация систем техэксплуатации и управления (с. 174…176,

разд. 7.1 [1]).

Назовите обе подсистемы СТЭ. Перечислите ключевые задачи СОТУ и её функциональные обязанности. Как реализуется эта подсистема? Что такое СОТО? Укажите основные виды операций и работ по техобслуживанию, проводимых в рамках этой подсистемы. Охарактеризуйте каждую из двух стратегий техобслуживания – ТОН и ТОС. Какую из них применяют при эксплуатации современного оборудования? Для чего нужны руководящие (главные) станции? Укажите их функции по технической эксплуатации.

15.Принципы построения современных систем управления телекоммуникациями (с. 182...191 [1], разд. 7.4 [3]).

Укажите назначение TMN. Перечислите решаемые ей задачи. Изобразите логическую архитектуру TMN, назовите все пять уровней управления. Сформулируйте главные задачи (функции) элемент-менеджера, сетевого менеджера, сервис и бизнес-менеджеров.

Что описывает функциональная архитектура TMN? Рассмотрите основные функции и реализующие их блоки. Для чего предназначены эталонные (интерфейсные) точки? Назовите хотя бы некоторые из интерфейсов и приведите их назначение.

9

Какие понятия составляют информационную архитектуру TMN? В чём суть концепции «менеджер/агент»? Изобразите схему взаимодействия менеджера, агента и управляемых объектов и проследите по ней процедуру прохождения директив и уведомлений.

Перечислите компоненты физической архитектуры TMN. Нарисуйте её обобщённую схему с указанием типов стандартных интерфейсов.

16. Аварийная сигнализация в аппаратуре SDH (с. 217…220 и рис. 6.45 [2]). Укажите смысл следующих аварийных сообщений, обусловленных пропаданием или повреждением информационных ресурсов (трафика): LOS, LOF, LOP, LOM, SLM, TIM. Объясните назначение сигнала AIS(СИАС). Какова его структура? В каких случаях осуществляют передачу сигнала

FERF(RDI)?

Поясните взаимосвязи между возможными аварийными сигналами, показанными в виде таблицы на рис. 6.45 учебника. Что обозначено белыми и черными кружками? Что указывают стрелки? Какой смысл имеют англоязычные аббревиатуры SPI,RST,MST и так далее по строке?

Перечислите хотя бы некоторые типы аварий оборудования (синхронных мультиплексоров). Что может означать сигнал “Card Out”? Разъясните назначение и принцип действия системы ALS.

Приведите примеры аварий, относящихся к категории “Environment Alarms” (аварии окружения).

Как отображаются аварии на платах? Что представляет собой сигнализация “каркас – стойка – ряд”? Каким образом отображаются аварии на более высоких уровнях: на локальных и сетевых терминалах, менеджере элементов и сетевом менеджере?

17.Эксплуатационные измерения в сетях PDH/SDH (разд. 7.2 [1]).

Перечислите ситуации, когда приходится выполнять измерения. Назовите общие принципы измерений (имеется в виду непрерывный контроль и т.д.) и кратко их охарактеризуйте.

Какие характеристики канала ТЧ измеряют в процессе эксплуатации? Как нормируют эти характеристики? Укажите наиболее существенные параметры цифрового потока Е1, которые контролируют в процессе эксплуатационных измерений. Что такое стрессовое тестирование?

10