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

Методические указания по выполнению задания

Примерный вид диаграммы уровней представлен на рис. 1. Она необходима для расчета защищенности сигнала от суммарного оптического шума на выходе цепочки усилителей, каждый из которых вносит свою долю в этот шум.

Рис. 1

Нижней горизонтальной пунктирной линией показан уровень шума каждого конкретного усилителя, приведенный к его входу. По условию коэффициенты шума усилителей одинаковые, следовательно, этот уровень для любого усилителя имеет одну и ту же величину. Вычислить её можно по формуле, указанной в п. 74 [4]. А вот помехозащищённости усилителей АзБ, АзЛ, АзП в общем случае получаются разными, поскольку различны уровни приёма. Чем меньше помехозащищённость данного конкретного усилителя, тем больше его вклад в суммарный шум на выходе секции.

В качестве такой выходной точки удобно принять вход усилителя приёма, так как именно здесь суммируются шумы всех (в данном случае трёх) усилителей. Так как между усилителем приёма и фотоприёмником нет источников оптического шума (усилителей), то будут одинаковыми отношения оптических сигнал/шум на их входах. В результате фотодетектирования оптический шум преобразуется в электрический, который добавляется к шумам фотоприёмника (собственному и дробовому),

21

увеличивая тем самым суммарный шум на его выходе и уменьшая отношение сигнал/шум в ТРР.

Мощность шума в точке суммирования, вносимого усилителем приема составляет

PШП = dec(0,1 ∙ ршвх), мВт.

Уровень шума в точке суммирования, вносимого линейным усилителем,

равен pшл = pшвх + SЛ - АЛП. Учитывая, что SЛ - АЛП = pвхП - pвхЛ, а pвхЛ - ршвх = АзЛ, получим следующее выражение для мощности шума в точке

суммирования, вносимого линейным усилителем

РШЛ = dec[0,1(рвхп - АзЛ)], мВт.

Аналогичную формулу можно записать и для мощности шума, вносимого бустером

РШБ = dec[0,1(рвхп - АзБ)], мВт.

Поскольку шумы усилителей независимы, они суммируются по закону сложения мощностей. Таким образом, суммарная мощность оптического шума, приведённая к входу усилителя приёма, составит

Рш =РшБ + РшЛ + РшП , мВт.

Её уровень рш = 10lgРш , дБм, защищённость от оптического шума на выходе

секции Аз = рвхп - рш , дБ.

Рассчитанную (ожидаемую) помехозащищённость сравнивают с нормативом (Азн = 18 дБ) и делают выводы.

На диаграмме уровней указывают конкретные значения уровней сигналов и шумов, усиления ОУ и затухания кабельных участков, а также помехозащищённости усилителей.

В п. 3 задания предполагается, что цепочка состоит из n шумящих усилителей, что все усилительные участки одинаковые, а усилители точно компенсируют их затухания. Общий вид диаграммы уровней, отвечающей перечисленным условиям, показан на рис. 2.

22

Рис. 2

В данном случае все усилители вносят одинаковые шумы. Результирующая мощность шума на выходе цепочки, приведённая к входу последнего усилителя, и её уровень соответственно равны

Рш = n∙Ршвх ,

рш = ршвх + 10lgn , дБм.

Помехозащищённость на выходе цепочки составит

Аз = рвх - рш = рвх - ршвх – 10lgn = Aзо – 10lgn , дБ ,

где Aзо = рвх - ршвх – помехозащищённость одного усилителя (одинаковая для всех ОУ),

рвх = рвых – А ,

где А - затухание усилительного участка.

С увеличением количества усилителей помехозащищённость на выходе цепочки уменьшается. При некотором n она окажется ниже нормативной Азн и дальнейшее увеличение количества ОУ станет невозможным. Следовательно, уравнение для расчёта максимального количества усилителей имеет вид

10lgn = Aзо – Азн .

Так как n – целое число, его решение можно записать следующим образом

nм = ent{dec[0,1∙(AЗО - Азн)]} ,

где ent – оператор выделения целой части числа.

После этого находят максимально допустимое затухание секции.

23

Задание 5 Инженерный расчёт показателей надёжности ВОСП-СР

при проектировании

Оцените надёжность спектрального канала ВОСП-СР с цепочечной топологией по следующим показателям: коэффициенту готовности и среднему времени между отказами. Сопоставьте ожидаемые и требуемые показатели, сделайте вывод. Исходные данные:

Протяжённость канала, L …………………………………… 350 + (AB)2 , км

Уровень синхронной иерархии

16 – й, если (AB) нечётное число

64 – й, если (AB) чётное число (нуль включая нуль)

Количество равномерно размещённых вдоль линии оптических мультиплексоров ввода/вывода

1при L ≤ 1000 км

2при 1000 < L ≤ 2000 км

3при 2000 < L ≤ 3000 км и так далее.

Если L ≤ 600 км, канал считается внутризоновым, если L >600 км – магистральным.

Длина кабельного (усилительного) участка 60…80 км. Строительная длина кабеля 4 км.

Необходимые для расчёта показатели надёжности оборудования и кабеля возьмите из табл. 3

Считается, что все перечисленные модули, включая промежуточные (линейные) оптические усилители, размещены в узлах, где имеются обслуживающий персонал и источники гарантированного электропитания. Поэтому они не нуждаются в дистанционном питании, а на их ремонт или замену не требуется много времени.

Методические указания по выполнению задания

Учебный материал, необходимый для расчётов, приведён в разделе 5.1 [8]. Запомните определения надёжности и безотказности, а также их показатели: коэффициенты готовности и простоя, интенсивность отказов, среднее время между отказами и среднее время восстановления. Уясните, как находят показатели надёжности системы, состоящей из множества разнотипных элементов.

Выполнять задание начинают с расчёта требуемых (нормативных) показателей. В качестве исходных принимают нормы для перспективной цифровой сети, табл. 3 [8]. Пример расчёта дан в разд. 5.2, с. 34 [8]. Однако полученные таким образом результаты окончательными не являются, поскольку они характеризуют надёжность ОЦК, а не спектрального канала, составляющего основу соответствующего сетевого тракта. Легко понять, что надёжность тракта должна быть выше надёжности ОЦК, так как для организации доступа к ОЦК необходимо дополнительное оборудование (синхронные и плезиохронные мультиплексоры), не обладающие, разумеется, стопроцентной надёжностью. Пересчёт норм с ОЦК на тракт (спектральный канал) выполняют по формулам

ТОK = ТOL / (0,95)m ,

KПК = КПL ∙ (0,95)m ,

где m – уровень условной иерархии PDH/SDH: Е0, Е1, Е2,Е3, Е4/STM-1, STM-4, STM-16, STM-64. В этой иерархии STM-64 занимает седьмую ступень (m = 7) относительно ОЦК.

Расчёт ожидаемых показателей начинают с составления обобщённой схемы ВОСП, взяв для образца рис. 3. Схема должна точно соответствовать номеру варианта. На ней указывают все оконечные и промежуточные сетевые элементы и расстояния между ними. Основу этой схемы составляет рис. 135 [4].

25

Рис. 3

После этого рассчитывают интенсивность отказов и коэффициент простоя ЛКС

Λл = λкм∙L + λсд∙nсд , 1/ч ,

Kпл = Λл∙Tвл ,

где λкм – интенсивность отказов одного километра кабеля из-за внешних причин;

λсд – интенсивность отказов одной строительной длины кабеля из-за внутренних причин;

nсд – количество строительных длин;

Твл – среднее время восстановления ЛКС.

Далее рассчитывают параметры надёжности и безотказности аппаратурного комплекса

ΛА = λт∙nт + λтм∙nтм + λоу∙nоу + λмвв∙nмвв, 1/ч,

КпА = ΛА ∙ ТвА ,

где λт и nт – интенсивность отказов одного модуля транспондера и их количество;

λтм и nтм – интенсивность отказов одного модуля оптического терминального мультиплексора и их количество;

λоу и nоу – интенсивность отказов одного модуля оптического усилителя и их количество;

λмвв и nмвв – интенсивность отказов одного модуля оптического мультиплексора ввода/вывода и их количество;

ТвА – среднее время восстановления любого из модулей аппаратуры.

26

Наконец, рассчитывают ожидаемые показатели надёжности спектрального канала как целого

Λк = Λл + ΛА ,

Кпк = Кпл + КпА ,

на основе которых находят ожидаемые среднее время между отказами и коэффициент готовности, сравнивают их с рассчитанными нормативами и делают выводы.

Задание 6 Расчёт пороговых значений показателей битовых ошибок

при вводе в эксплуатацию трактов SDH

Рассчитайте пороговые значения показателей битовых ошибок, на основе которых принимают в эксплуатацию однородные тракты VC – 12 и VC – 4. Исходные данные:

Протяжённость трактов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55+(AB)2 , км.

Период контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 часа.

Если (AB) чётное число, то тракты принадлежат к национальному участку, если нечётное, то к транзитному.

Будет ли тракт принят в эксплуатацию, если в течение одних суток испытаний было зафиксировано 25 блоков с фоновой ошибкой и 5 секунд с ошибочными блоками?

Методические указания по выполнению задания

Перед тем как приступить к выполнению задания, рекомендуется изучить п. 56 [4]. Твердо уясните, что такое блок с ошибками, блок с фоновой ошибкой, секунда с ошибками и секунда, поражённая ошибками. Методика расчёта пороговых значений изложена в п. 57 [4]. Содержащихся в этом параграфе сведений достаточно для решения сформулированной задачи.

27

Учебно-методическое пособие и задание на курсовой проект

по дисциплине

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ

для студентов-заочников 5 курса (направление 210700)

Подписано в печать 23.12.2014г. Формат 60х90 1/16. Объём 1,8 усл.п.л. Тираж 100 экз. Изд. № 125. Заказ 152.

ООО «ТРП». Москва, ул. Правды, д. 24, стр. 5.

28