Расчёт показателей надежности проектируемого линейного тракта

Вторая часть расчёта сводится к проверке показателей надёжности и качества каналов передачи выбранной системы на их соответствие полученным требуемым показателям. Для этого расчеты ведутся как для традиционной стратегии восстановления, когда принимаются меры по устранению последствий аварии, начиная с момента обнаружения отказа (аварии), так и на основе оптимальной стратегии восстановления, когда используется фактор постепенного отказа, позволяющий принимать меры с учетом интервала между предотказовым и отказовым состояниями системы. Суть метода сводится к контролю коэффициента ошибок (связь приемлема, если К_ош< 10^-6; связь некачественна, если 10^-3 < К_ош < 10^-6 - это соответствует предотказовому состоянию аппаратуры; связь неприемлема, если 10^-3< К_ош - отказовое состояние, авария в аппаратуре). Использование метода оптимальной стратегии основано на том, что не менее 70% отказов ВОСП может быть отнесено к постепенным (как аппаратурные отказы, так и связанные с оптическим кабелем).

Определим интенсивность отказов линейно-кабельных сооружений и аппаратуры, а также коэффициенты простоя для традиционной и оптимальной стратегии восстановления. По данным статистики повреждений коаксиальных кабелей на магистральной первичной сети связи среднее число (плотность) отказов кабеля из-за внешних повреждений на 100 км кабеля в год составляет М₁ = 0,34. Такая же цифра справедлива и для оптического кабеля. Тогда интенсивность отказов оптического кабеля за 1 час на длине трассы ВОЛС длиной L определяется следующим образом:

, 1/ч (29)

Однако, помимо внешних повреждений кабеля надо учитывать также возможность внутренних отказов кабеля и отказы оборудования необслуживаемых регенерационных пунктов (НРП) за счет внешних повреждений. Интенсивность этих регенерационных отказов составляет 0,06 на один НРП в год. Интенсивность отказов оптических кабелей из-за внутренних причин связана с минимальной наработкой строительной длины до отказа, что соответствует среднему времени наработки между отказами примерно 215000·15=3225000 часов.

Исходя из сказанного, суммарная интенсивность отказов оптического кабеля:

, 1/ч (30)

1/ч

где – число необслуживаемых регенерационных пунктов, – число строительных длин на всей трассе ВОЛС. Используя формулу (26) можно также определить коэффициент простоя ВОСП из-за отказов линейно- кабельных сооружений при традиционной стратегии восстановления.

(31)

В случае же оптимальной стратегии восстановления предполагается сокращение времени подъезда к месту аварии, в связи с чем сокращается время восстановления кабеля. С учетом поправки имеем:

(32)

Здесь t₁ – время подъезда к месту аварии, составляющее для кабеля - 3,5 часа.

Суммарный коэффициент простоя аппаратуры ВОСП рассчитывается отдельно для аппаратуры, размещенной в оконечных пунктах (ОП), обслуживаемых регенерационных пунктах (ОРП), здесь время восстановления принимается равным V = 0,5 часа, и в НРП время восстановления принимается равным V = 2,5 часа.

При учёте суммарной интенсивности отказов применительно к оборудованию, производимому в России можно воспользоваться таблицей 18 [1].

Знание среднего времени между отказами позволяет вычислить интенсивность отказов Λ для каждого комплекта оборудования. При расчете суммарной интенсивности отказов оборудования, размещенного в ОП, ОРП и НРП составим обобщенную схему комплекса ВОСП для "Сопки-3М" (рис. 7).

Рис. 7. Обобщённая схема комплекса ВОСП для системы передачи "Сопка-3М".

Примечание: Сокращения, принятые в табл. 4, на рис. 6, а также нумерация блоков рис. 6 следующие:

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

2 - аппаратура вторичного временного группообразования (ВВГ);

3 - аппаратура третичного временного группообразования (ТВГ);

4 - аппаратура четверичного временного группообразования (ЧВГ);

ОЛТ - аппаратура оптического линейного тракта;

СДП - стойка дистанционного питания;

НРП - необслуживаемый регенерационный пункт;

ОП1,ОП2 - оконечные пункты 1 и 2;

ОРП - обслуживаемый регенерационный пункт.

Расчет суммарной интенсивности отказов для оборудования, размещенного в ОП1, ОП2 и ОРП определяется выражением:

(33)

В (37) n и Λ - соответственно, число комплектов и интенсивность отказа одного комплекта заданного оборудования.

Исходя из полученной интенсивности отказов Λ_ОРП , можно определить коэффициент простоя в соответствии с формулой (26):

(34)

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

(35)

Тогда коэффициент простоя для традиционной стратегии восстановления определяется из формулы, аналогичной формуле (26):

(36)

При оптимальной стратегии восстановления с учетом того, что время подъезда к месту аварии составит в этом случае t₁ = 2 часа имеем по типу выражения ( 32):

(37)

На основе полученных результатов выражений (34), (36)и(37) можно вычислить суммарный Кп аппаратуры ВОСП при традиционной стратегии:

(38)

и для оптимальной стратегии восстановления

(39)

С учетом коэффициента простоя оптического кабеля ( 31 ) и ( 32 ) имеем суммарный Кп всего комплекса ВОСП при традиционной стратегии восстановления:

(40)

Для случая оптимальной стратегий восстановления имеем:

(41)

выводы

1. Для расчетной ВОСП было выбрано оборудование «Сопка – 3М» потому как она является наиболее оптимальной в виду следующих причин:

а) Имеет число стандартных каналов ТЧ = 450 (по заданию нужно 350), следовательно, имеется небольшой запас на расширение системы.

б) Длительное время находится в эксплуатации, следовательно, у персонала накоплен значительный опыт по обслуживанию такого оборудования.

в) Отечественного производства, следовательно, имеется высокая доступность к ЗИП.

2. Описаны свойства и причины выбора кода, в данном случае применяется код с формулой mBmB, к его достоинствам относят выигрыш по мощности передаваемых сигналов, к недостаткам: удвоение передаваемой полосы, сложность кодопреобразователей, проблемы контроля ошибок, возрастание трудностей синхронизации.

3. Определена скорость передачи сигнала в данном случае она равна 68,736 Мбит/с

4. В качестве оптического кабеля выбран кабель марки ОКЛ, потому как он рекомендован к использованию вместе с оборудованием «Сопки – 3М»

5. Определено количество регенераторов, в виду того, что в проекте отсутствовала привязка к определенной местности регенераторы располагаются равномерно и их количество равно 7

6. Произведен расчет и оптимизация длины регенерационного участка, в виду того, что проект не привязан к определенной местности все участки имеют одинаковую длину ≈ 50 км, в которую умещается 25 строительных длин кабеля, общее число неразъемных соединителей равно 24, проведено сравнение между энергетическим потенциалом системы и затуханием вносимым направляющей средой.

7. Произведен расчет минимальной детектируемой мощности которая равна ≈ 10^-7 Вт.

8. Определена минимальная излучаемая мощность ПРОМ, она равна ≈ Вт

9. Проведена оценка быстродействия системы в целом согласно которого запас системы по быстродействию  > 0.

10. Произведен выбор ПОМ и ПРОМ, в качестве ПОМ выбран излучающий диод LP6250 фирмы GN Nrttest с выходной мощностью –10 дБ, в качестве модуля ПРОМ можно взять модуль фирмы Lazetron (скорость приёма B = 128 Мбит/c, чувствительность p_пр=–45 дБм).

11. Произведен расчет надежности линейного тракта

а) Произведен расчёт требуемых показателей надёжности проектируемого линейного тракта ВОСП, данные представлены в таб. 4

Таблица 4. требуемые значения коэффициентов простоя и среднего времени между отказами каналов и ВОСП "Сопка-3М".

Показатели надёжности для "Сопки-3М", Lm=1400 км	Канал ТЧ или ОЦК	Канал ОЦК на перспективной цифровой сети	Оборудование линейного тракта
Коэффициент простоя Среднее время между отказами, ч			НРП– ОРП– ОК–

б) Произведен расчёт показателей надежности проектируемого линейного тракта: С учетом коэффициента простоя оптического кабеля ( 31 ) и ( 32 ) имеем суммарный Кп всего комплекса ВОСП при традиционной стратегии восстановления:

(40)

Для случая оптимальной стратегий восстановления имеем:

(41)

12. Общий вывод: произведенный расчет доказывает жизнеспособность предлагаемой ВОСП.