диплом фулл

Введение

Современные телекоммуникационные системы и сети представляют сложный комплекс разнообразных технических средств, обеспечивающих передачу различных сообщений на любые расстояния с заданными параметрами качества. Основу телекоммуникационных систем составляют многоканальные системы передачи по электрическим, волоконно-

оптическим кабелям и радиолиниям, предназначенные для формирования типовых каналов и трактов. На основе систем передачи строится телекоммуникационная сеть страны, реализуемая в виде комплексов технологически сопряженных сетей электросвязи общего пользования,

ведомственных и частных сетей электросвязи на территории России,

охваченная общим централизованным управлением и называемая Взаимоувязанной сетью связи Российской Федерации (ВСС РФ). В последнее время чаще используется термин «Единая сеть электросвязи РФ» (ЕСЭ РФ).

Единая сеть связи как информационная транспортная среда, кроме сетей передачи привычных сообщений, позволяет создать:

цифровую сеть связи с интеграцией служб, обеспечивающих полностью цифровые соединения между оконечными устройствами

(терминалами) для предоставления абонентам широкого спектра услуг по передаче телефонных и нетелефонных сообщений, доступ к которым осуществляется через ограниченный набор стандартизированных многофункциональных интерфейсов;

интеллектуальную сеть, которая может предоставить абонентам расширенный набор услуг в заданное время в заданном месте, например установление телефонного соединения с оплатой за счет вызываемого абонента, вызов по кредитной карте, общение по сокращенному набору номера, телеголосование и др.;

сотовые мобильные сети связи, предоставляющие абоненту,

находящемуся в движении, возможность получить услуги связи в любом месте;

широкополосные цифровые сети с интеграцией услуг со скоростью обмена информацией до десятков Гбит/с; высокоскоростные сети на основе транспортирования информации с помощью технологии асинхронного режима переноса (Asynchronous Transfer Mode – ATM) и др.

В настоящее время широкое развитие и применение получила волоконная оптика. Темпы роста волоконной оптики и оптоэлектроники на мировом рынке опережают все другие отрасли техники и составляют 40 % в

год.

Оптические кабели, наряду с экономией цветных металлов, обладают следующими достоинствами:

-широкополосность, возможность передачи большого потока информации (несколько тысяч каналов);

-малые потери и соответственно большие длины регенерационных участков;

-малые габаритные размеры и масса;

-высокая защищенность от внешних воздействий и переходных помех;

-надежная техника безопасности (отсутствие искрения и короткого замыкания).

1 Выбор и обоснование проектных решений

Процесс глобального развития информатизации общества происходит колоссальными темпами. С каждым годом значительно увеличивается объем потоков передаваемой информации. Вместе с тем повышаются требования к скорости и качеству передачи. Успешное решение этой задачи во многом зависит от качества линий связи. Традиционные симметричные и коаксиальные кабели связи не отвечают новым требованиям. Выходом из создавшегося положения стало широкое применение волоконно-оптических кабелей связи в сочетании с цифровыми системами передачи

Целью данного проекта является разработка технического проекта по строительству волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) между населенными пунктами Махачкала и село Утамыш

Махачкала и с. Утамыш (Каякентский район) расположены в центральной части Республики Дагестан. По состоянию на 2010 год население Махачкалы составляет 578 тыс. человек. По состоянию переписи на 2002 год население с. Утамыш составляет 3.5 тыс. человек. В районах развита сеть автомобильных дорог - различные трассы федерального, республиканского и местного значения.

На проектируемой ВОЛС планируется применить оборудование SDH,

благодаря чему линия связи будет совместима с SDH сетями. Планируется после введения данной линии связи в эксплуатацию включить её в

оптическое кольцо, протяженностью 580 км которое свяжет Махачкалу,

Гуниб, Вачи, Магарамкент, Гапцах, Дербент, Джемикент и Избербаш.. В

комплексе с существующей сетью SDH соединительная линия обеспечит потребности населения в услугах телефонной связи, появиться возможность передачи каналов местного и кабельного телевидения, радио, предоставления различных услуг передачи данных, использование каналов для мобильной связи и т.д.

2 Расчет числа каналов и потоков

Число каналов, связывающих заданные оконечные пункты, в основном зависит от численности населения в этих пунктах и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи.

Численность населения в любом областном центре и в области в целом может быть определена на основании статистических данных последней переписи населения. Количество населения в заданном пункте и его подчиненных окрестностях с учетом среднего прироста населения.

Сначала определим количество людей, проживающих в Махачкале и с.

Утамыш районах на момент выполнения проекта, по следующей формуле:

Ht H0 1 P /100 t ,

где H0 - количество населения на момент переписи, в Махачкале на 2002г,

Н0 = 462,4 тыс. человек, в с.Утамыш Н0=3,5 тыс. человек.

P - коэффициент среднегодового прироста населения, P 2% ; t tm t0 3 - проектный год ввода в эксплуатацию,

где t m - год составления проекта, а t 0 - год, в который производилась

перепись.

t 2011 2002 3 12 .

Следовательно, получаем:

Махачкала H Мах 462400 1 2 /100 12 586435 человек;

в с.Утамыш HУтам 3500 1 2 /100 12 4438 человек.

Число телефонных каналов между двумя междугородними станциями заданных пунктов определяется по формуле:

заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи, зависит от различных факторов, fT 0.05 .

, - коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и

заданным потерям, 1.3, 5.6 .

y - коэффициент Эрланга, y 0.05 Эрл.

ma , mb - количество абонентов, обслуживаемых оконечными станциями.

Принимая средний коэффициент оснащенности населения телефонными аппаратами равный 0,3, количество абонентов можно определить по формуле

m 0.3 Ht ,

mМах 0.3 586435 175930 - количество абонентов в Махачкале

mутам 0.3 4438 1331 - количество абонентов в с.Утамыш.

Следовательно, найдем число телефонных каналов:

n тф 1,3 0,05 0,05 175930 1331 5,6 10 канала. 175930 1331

По проектной ВОЛС предполагается организация других видов связи,

например, телеграфная связь, передача данных и т.д. Общее число каналов между двумя междугородними станциями заданных пунктов определяется по формуле:

nобщ 2 nтф nмульт nсот nтв ,

где n тф - количество телефонных каналов для двухсторонней связи;

nмульт - количество мультимедийных каналов;

n тв - количество телевизионных каналов;

nсот - число каналов для сотовой связи;

Следует учесть, что:

nмульт nсот 2 nтф .

Принимая во внимание, что один телевизионный канал составляет 170

каналов тональной частоты, то общее количество каналов рассчитывается по следующей формуле:

nобщ 4 nтф 2 nтв

nобщ 4 10 2880 2920 каналов

Рассчитаем необходимое число потоков Е1:

nE1 nобщ 2920 98 30 30

Необходимо зарезервировать потоки Е1 на случай аварии:

nE1общ 2 nE1 196

Итак необходимо 26 потоков Е1. Рассчитаем общую скорость системы передачи:

B nE1общ 2.048 401,4 Мбит/с

Таким образом, для организации связи между Махачкалой и с.Утамыш необходимо передавать информацию со скоростью 401 Мбит/с.

Исходя из требуемой скорости передачи информации 401 Мбит/с, для организации связи на данном участке ВОЛС можно применить аппаратуру

STM-4 обеспечивающую скорость передачи 622,08Мбит/с

3 Выбор системы передачи

Основным направлением развития телекоммуникационных систем является широкое применение волоконно-оптических систем передачи.

Волоконно-оптические системы передачи (ВОСП) это совокупность оптических устройств и оптических линий передачи, обеспечивающая формирование, обработку и передачу оптических сигналов. Физической средой распространения оптических сигналов являются волоконно-

оптические или, просто, оптические кабели и создаваемые на их основе волоконно-оптические линии связи (ВОЛС). Совокупность ВОСП и ВОЛС образует волоконно-оптическую линию передачи (ВОЛП). Без широкого использования ВОЛС невозможно развитие телекоммуникационных технологий в области телефонной и телеграфной связи, кабельного телевидения и факсимильной связи, передачи данных, создания единой цифровой сети с интеграцией обслуживания СЦИО (Integrated Services

Digital Network ISDN), внедрения на телекоммуникационных сетях технологии асинхронного способа передачи (Asynchronous Transfer Mode ATM) и построения транспортных сетей на основе синхронной цифровой иерархии СЦИ (Synchronous Digital Hierarchy SDH). Область применения ВОСП не ограничивается передачей любых видов сообщений практически на любые расстояния с наивысшими скоростями, а имеет более широкий спектр,

от бортовых систем (самолетов, кораблей и др.) до локальных и глобальных волоконно-оптических телекоммуникационных сетей.

ВВОСП передача сообщений осуществляется посредством световых волн от 0,1 мкм до 1 мм. Диапазоны длин волн (или частот), в пределах которых обеспечиваются наилучшие условия распространения световых волн по оптическому волокну, называются его окнами прозрачности.

Внастоящее время для построения ВОСП используются длины волн от 0,8 мкм до 1,65 мкм (в дальнейшем предполагается освоение и более

длинных волн 2,4 и 2,6 мкм), называемые инфракрасным излучением

(просто светом) или оптическим излучением (ОМ).

Для увеличения дальности передачи за счет наилучшего распространения световой волны были исследованы различные оптические волноводы, называемые оптическими волокнами (ОВ) или световодами, под которыми понимаются направляющие каналы для передачи оптического излучения, состоящие из сердцевины, окруженной оболочкой (оболочками).

ОВ в сочетании с оптоэлектронными технологиями (генерация оптического излучения, его усиление, прием, обработка оптических сигналов и др.) дали развитие современному направлению техники, носящему название волоконной оптики раздела оптики, рассматривающего передачу излучения по волоконным световодам оптическим волокнам.

Световые сигналы издавна использовались для передачи сообщений,

но первая попытка использовать их для передачи речевых сигналов, была осуществлена в 1882 г. американским изобретателем А.Г. Беллом. «В одном из заседаний американского общества ученых Белл демонстрировал новый прибор, который он назвал фотофоном, на том основании, что аппарат этот служил для передачи звуков при помощи светового луча, причем нет надобности оба корреспондирующие пункта соединять проволокою, как при действии телефонами, а необходимо одно только условие, чтобы луч света из передающего пункта мог беспрепятственно достигнуть принимающей стороны».

Однако из-за успешного развития в конце XIX века воздушных и кабельных линий связи, изобретения радио А.С. Поповым, оптические способы передачи сообщений были надолго забыты.

Современная эра оптической связи началась с изобретения в 1958 г. и

последовавшим вскоре созданием первых лазеров (Light Amplification by

Stimulated Emission of Radiation LASER) и создания на их основе оптических квантовых генераторов (ОКГ) в 1961 г. По сравнению с