|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Организация первичной сети связи с помощью аппаратуры СМК-30 на участке «Малая Приморка»Стр 1 из 4Следующая ⇒
Организация первичной сети связи с помощью аппаратуры СМК-30 на участке «Малая Приморка»
Введение оптический сеть кабель цифровой Постоянно растущая потребность в передачи информации, способствует развитию и внедрению новых технологий в процессы перевозок на железнодорожном транспорте. На железных дорогах России с 1999 г. активно модернизируются средства связи. На сегодняшний день обновлены многие виды связи: построена система передачи, использующая мультиплексоры синхронной цифровой иерархии (SDH) и ВОЛС; сети оперативно-технологической связи (ОТС) и общетехнологической связи (ОбТС), базирующиеся на цифровых системах коммутации и цифровых автоматических телефонных станциях; построены сети передачи данных (СПД). На рассматриваемом нами в дипломной работе участке Октябрьской железной дороги (ОЖД): Санкт-Петербург Финляндский вокзал − Сестрорецк («Малая Приморка»), в настоящее время используется устаревшее оборудование плезиохронной цифровой иерархии (PDH). Аппаратура установленная на станциях: Санкт-Петербург Финляндский вокзал, Новая Деревня, Лахта, Лисий Нос, Сестрорецк не способна в полном объёме удовлетворять потребности ОЖД в передаче информации и требует модернизации. В дипломной проектировании мы предлагаем обновить старое оборудование на станциях участка» Малая Приморка», на новое обладающей высокой надёжностью и способное передавать большее количество информации, и значительно лучше обеспечивать безопасность перевозочного процесса. Безопасность и комфорт перевозок является одной из главных задач структур железнодорожного транспорта. Задачей дипломного проекта является: Модернизация устаревшей аппаратуры на участке «Малая Приморка», на станциях Санкт-Петербург Финляндский вокзал, Новая Деревня, Лахта, Лисий Нос, Сестрорецк на оборудование СМК-30 и организация организации первичной сети связи с помощью обновлённого оборудования. Конструкция и параметры оптического волокна Типы оптических волокон
Современные сети связи на железной дороге повсеместно строятся с применением волоконно-оптических линий передачи, основным компонентом которых является оптическое волокно. Оптическое волокно представляет собой двухслойную цилиндрическую кварцевую нить, состоящую из сердцевины и оболочки. Оболочка покрыта защитным слоем из акрилатного лака. Сердцевина легирована германием, поэтому её показатель преломления больше, чем у оболочки. Свет распространяется в сердцевине волокна, испытывая полное внутреннее отражение на границе с оболочкой. Он проникает в оболочку на глубину порядка длины волны, т.е. на глубину много меньше её толщины и, следовательно, не взаимодействует с покрытием из акрилатного лака. Это покрытие необходимо для защиты кварцевой оболочки от механических повреждений и воздействия воды. Волокна делятся на два основных типа: многомодовые и одномодовые.
Рисунок 1− Геометрические параметры одномодовых и многомодовых волокон
Для всех типов волокон, применяемых в линиях связи, диаметр кварцевой оболочки имеет стандартный размер 125+1 мкм. Номинальный диаметр сердцевины у многомодовых волокон 50 или 62.5 мкм. Диаметр сердцевины у одномодовых волокон может меняться в зависимости от типа волокна в пределах 7-9 мкм. Многомодовые волокна применяются в локальных вычислительных сетях и частично в транспортных сетях на уровне доступа. Одномодовые волокна применяются в транспортных сетях всех трех уровней: магистральном, уровне распределения и уровне доступа. Основные типы одномодовых волокон, применяемых в линиях связи, нормируются международными стандартами ITU-T Rec. G. 652…G. 655: G.652: волокна с несмещенной дисперсией (SM волокна) с длиной волны нулевой дисперсии и длиной волны отсечки в районе 1310 нм. G.653: волокна со смещенной дисперсией (DS волокна) с длиной волны нулевой дисперсии в районе 1550 нм и длиной волны отсечки в районе 1310 нм. G.654: волокна с несмещенной дисперсией (SM волокна) с длиной волны нулевой дисперсии в районе 1310 нм и длиной волны отсечки в районе 1550 нм. G.655: волокна со смещенной ненулевой дисперсией (NZDS волокна), обладающие малойдисперсией (0.1…6 пс/нм× км) в диапазоне длин волн 1530…1565 нм. G.656: волокна с ненулевой дисперсией для систем грубого уплотнения по длинам волн (CWDM - Coarse Wavelength Division Multiplexing). Существует также несколько специальных типов одномодовых волокон применяемыхв волоконно-оптических устройствах: Волокна для компенсации дисперсии (DC - Dispersion Compensating), применяемые в модулях компенсации дисперсии. Волокна с примесью редкоземельных элементов, применяемые в оптических усилителях, например, в EDFA - Erbium Doped Fiber Amplifier (волокно легированое эрбием) Волокна, сохраняющие состояние поляризации излучения (РМ - Polarization Maintaining), применяемые в гироскопах, поляризационных делителях и смесителях. Дырчатые волокна (Holey Fiber), применяемые в компенсаторах дисперсии, в оптических шнурах, в нелинейных элементах.
Затухание
Волокно характеризуется двумя важнейшими параметрами: затуханием и дисперсией. Чем меньше затухание (потери) и чем меньше дисперсия распространяемого сигнала в волокне, тем больше может быть расстояние между регенерационными участками или повторителями.
Рисунок 3 − Спектр потерь и положение окон прозрачности в кварцевых волокнах
На распространение света в волокне влияют такие факторы, как: потери напоглощении, потери на рассеянии, кабельные потери. Потери на поглощении и на рассеянии вместе называют собственными потерями, а кабельные - дополнительные потерями. В коротковолновой части диапазона потери ограничиваются релеевским рассеянием, а в длинноволновой части - инфракрасным поглощением. Релеевское рассеяние уменьшается с увеличением длины волны, а инфракрасное поглощение увеличивается. Абсолютный минимум потерь приходится на λ = 1550 нм. Дисперсия
Дисперсия это рассеивание во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала, которое приводит к увеличению длительности импульса оптического излучения при распространении его по оптическому волокну и определяется разностью длительностью импульсов на выходе и входе оптического волокна.
Рисунок 4 − Дисперсия в оптическом волокне
Дисперсия не только ограничивает частотный диапазон оптического волокна, но существенно снижает дальность передачи сигналов, так как чем длиннее линия, тем больше увеличение длительности импульса. В оптике слово дисперсия означает зависимость показателя преломления вещества от длины волны, а в оптических системах связи - уширение световых импульсов после их прохождения через дисперсионную среду. Уширение импульсов при передаче по ОВ зависит от формы передаваемого импульса, ширины спектра частот источника излучения и собственно дисперсии волокна. Виды дисперсий: Межмодовая (модовая) дисперсия преобладает в многомодовых оптических волокнах. Она обусловлена наличием большого количества мод, время распространения которых различно. Межмодовая дисперсия градиентных оптических волокон, как правило, на порядок и более ниже, чем у ступенчатых волокон. Это обусловлено тем, что за счет уменьшения показателя преломления от оси оптического волокна к оболочке, скорость распространения лучей вдоль их траекторий изменяется. Модовая дисперсия может быть уменьшена следующими двумя способами: использованием оптического волокна меньшим диаметром сердцевины, поддерживающей меньшее количество мод; использование одномодового волокна, позволяющего избежать модовой дисперсии. В одномодовых ступенчатых световодах отсутствует модовая дисперсия и дисперсия в целом сказывается существенно меньше. Здесь проявляется хроматическая дисперсия. Зависимость фазовой (групповой) скорости каждой направляемой моды от длин волны источника излучения, то есть нелинейная зависимость коэффициента фазы, приводит к различной временной задержке частотных составляющих моды, а следовательно, к расширению сигнала, образованного модами. Это явление называется хроматической дисперсией. Хроматическая дисперсия складывается из волноводной дисперсией и дисперсией материальной. Волноводная характеризуется направляющими свойствами сердцевины оптического волокна: зависимостью групповой скорости моды от длины волны оптического излучения, что приводит к различию скоростей распространения частотных составляющих излучаемого спектра. По этому волноводная дисперсия определяется профилем показателя преломления оптического волокна. Материальная дисперсия в оптическом волокне обусловлена зависимостью показателя преломления от длины волны. Таким образом, показатель преломления изменяется в зависимости от длины волны. Дисперсия, связанная с этим явлением, называется материальной дисперсией, поскольку зависит от физических свойств вещества волокна. Для различных составляющих в общей дисперсии зависит от типа волокна. В ступенчатых ОВ при многомодовой передаче преобладает межмодовая дисперсия дисперсии. В одномодовых волокнах материальная и волноводная дисперсия при определенных условиях могут взаимно компенсироваться, что обусловливает большую пропускную способность одномодового волокна. В градиентных многомодовых ОВ необходимо учитывать межмодовую дисперсии и дисперсию материала. Поляризационная модовая дисперсия. В одномодовом волокне в действительности может распространяться не одна мода, а две фундаментальные моды - две перпендикулярные поляризации исходного сигнала. В идеальном волокне, в котором отсутствуют неоднородности по геометрии, две моды распространялись бы с одной и той же скоростью. Однако на практике волокна имеют не идеальную геометрию, что приводит к различной скорости распространения двух поляризационных составляющих мод. Главной причиной возникновения поляризационной модовой дисперсии является некруглость сердцевины одномодового волокна, возникающая в процессе изготовления или эксплуатации волокна. Поляризационная модовая дисперсия проявляется исключительно в одномодовых волокнах с нециркулярной сердцевиной и при определенных условиях становится соизмеримой с хроматической дисперсией. Сравнивая дисперсионные характеристики различных волокон, можно отметить, что наилучшими показателями обладают одномодовые оптические волокна, а наиболее сильно дисперсия проявляется в многомодовых оптических волокнах со ступенчатым профилем показателя преломления.
Оптические кабели связи Оболочка кабеля
Оболочка оптического кабеля связи должна защищать сердечник кабеля от механических, тепловых и химических воздействий, а также от влаги. Так как в оптическом диапазоне отсутствуют помехи со стороны контактных сетей переменного тока и ЛЭП, то не имеет смысла делать оболочку ОКС металлической. Оптические кабели при наземной прокладке в подавляющем большинстве случаев имеют пластмассовые оболочки. Наибольшее применение среди пластмассовых оболочек получили полиэтиленовые и поливинилхлоридные. Полиэтиленовая оболочка предназначена для кабелей наружной прокладки. Номинальная толщина полиэтиленовой оболочки составляет 2, 0 мм. В случае ее применения для внутренней прокладки требуется принятие специальных противопожарных мер. Подвесные кабели имеют специальную обработку наружной поверхности оболочки для борьбы с гололедообразованием, поэтому подвесные кабели особой осторожности в обращении с целью предотвращения трения оболочки кабеля с различными поверхностями при его прокладке. Для защиты кабеля от повреждений грызунами используют слоистую оболочку, армированную гофрированной стальной лентой, и для водонепроницаемости ламинированную алюминием. Поливинилхлоридная оболочка применяется для кабелей наружной прокладки в агрессивных средах и при внутренней прокладке в производственных зданиях. При прокладке кабеля в местах большого скопления людей применяются оболочки из галогенно содержащих не воспламеняющихся полимеров.
Цифровые системы передачи Достоинства сети SDH Гибкая иерархическая схема мультиплексирования цифровых потоков разных скоростей позволяет вводить в магистральный канал и выводить из него пользовательскую информацию любого поддерживаемого технологией уровня скорости без демультиплексирования потока в целом - а это означает не только гибкость, но и экономию оборудования. Схема мультиплексирования стандартизована на международном уровне, что обеспечивает совместимость оборудования разных производителей. Отказоустойчивость сети. Сети SDH обладают высокой степенью «живучести» - технология предусматривает автоматическую реакцию оборудования на такие типичные отказы, как обрыв кабеля, выход из строя порта, мультиплексора или отдельной его карты, при этом трафик направляется по резервному пути или происходит быстрый переход на резервный модуль. Переключение на резервный путь осуществляется обычно в течение 50 мс. Мониторинг и управление сетью на основе включаемой в заголовки кадров информации обеспечивают обязательный уровень управляемости сети вне зависимости от производителя оборудования и создает основу для наращивания административных функций в системах управления производителей оборудования SDH. Высокое качество транспортного обслуживания для трафика любого типа - голосового, видео и компьютерного. Лежащее в основе SDH мультиплексирование TDM обеспечивает трафику каждого абонента гарантированную пропускную способность, а также низкий и фиксированный уровень задержек. Стандартизация интерфейсов определяет возможность соединения различного оборудования от разных производителей. Система SDH обеспечивает универсальные стандарты для сетевых узловых интерфейсов, включая стандарты на уровне цифровых скоростей, структуру фрейма, метод мультиплексирования, линейные интерфейсы, мониторинг и управление. Поэтому SDH оборудование от разных производителей может легко соединяться и устанавливаться в одной линии, что наилучшим образом демонстрирует системную совместимость. Система SDH обеспечивает стандартные уровни информационных структур, то есть набор стандартных скоростей. Базовый уровень скорости - STM-1 155, 52 Mбит/с. Цифровые скорости более высоких уровней определяются умножением скорости потока STM-1, соответственно, на 4, 16, 64 и т.д.: 622 Мбит/с (STM-4), 2, 5 Гбит/с (STM-16), 10 Гбит/с (STM-64) и 40 Гбит/с (STM-256).имеет высокую совместимость. Это означает, что сеть передачи SDH и существующая сеть PDH могут работать совместно, пока идет установление сети передачи SDH. Сеть SDH может быть использована для передачи услуг PDH, а также сигналов других иерархий, таких как ATM, FDDI. Сравнивая технологию SDH с технологией PDH, можно выделить следующие особенности технологии SDH: предусматривает синхронную передачу и мультиплексирование. Элементы первичной сети SDH используют для синхронизации один задающий генератор, как следствие, вопросы построения систем синхронизации становятся особенно важными; предусматривает прямое мультиплексирование и демультиплексирование потоков PDH, так что на любом уровне иерархии SDH можно выделять загруженный поток PDH без процедуры пошагового демультиплексирования. Процедура прямого мультиплексирования называется также процедурой ввода-вывода; позволяет объединить системы PDH европейской и американской иерархии, обеспечивает полную совместимость с существующими системами PDH и, в то же время, дает возможность будущего развития систем передачи, поскольку обеспечивает каналы высокой пропускной способности; обеспечивает лучшее управление и самодиагностику первичной сети. Технология SDH обеспечивает возможность управления большой разветвленной первичной сетью из одного центра. Недостатки сети SDH - использование одного из каналов полностью под служебный трафик; неэффективное использование пропускной способности каналов связи. необходимость использовать дополнительное оборудование (зачастую от других производителей), чтобы обеспечить передачу различных типов трафика (данные, голос) по опорной сети.
Оборудование СМК-30 Назначение СМК-30
Для замены устаревшего оборудования КАМА-ЦМ и ВТК-12, мы предлагаем использовать оборудование СМК-30 − сетевой мультиплексор-концентратор. Предназначено для работы в качестве многофункциональной каналообразующей аппаратуры с гибким конфигурированием, многопротокольного маршрутизатора IP пакетов с функциями передачи речевой информации, аппаратуры систем передачи синхронной цифровой иерархии, малой коммутационной станции с ISDN. Оборудование применяется для построения первичных сетей связи синхронной цифровой иерархии (SDH) уровней STM-1, STM-4, организации первичных сетей по кабельным и воздушным линиям связи, организации сети первичных мультиплексоров nх64 Кбит/с с различными окончаниями с расширенными функциями и дополнительными технологическими возможностями, организации сети маршрутизаторов 2-го и 3-го уровней с протоколами TCP/IP и голосовыми VoIP шлюзами, построения сети коммутационных телефонных станций различного назначения, организации сети связи совещаний, организации сети станций оперативно-технологической связи, систем видеонаблюдения, охранно-пожарной сигнализации. На базе мультиплексора СМК-30 строится единая технологическая платформа (ЕТП), позволяющая объединить все перечисленные выше функции в одном устройстве. Мультиплексор СМК-30 применяется также в качестве конвертеров различных телефонных сигнализаций. Оборудование предназначено для эксплуатации в сетях оперативно-технологической связи (ОТН) и общетехнологической связи (ОбТС). Мультиплексор имеет статус официальной рекомендации для построения систем связи для диспетчерской централизации.
Состав оборудования
Сетевой мультиплексор-концентратор СМК-30 (далее по тексту мультиплексор), цифра обозначает количество абонентских разъемов. В базовый комплект поставки мультиплексора входят: крейт (корзина), кросс-плата, блок питания, системный модуль, питающий кабель, комплект разъемов и документация.
Таблица 2 − Комплектации СМК-30
В состав оборудования цифровой сети передачи данных в зависимости от конфигурации могут также входить следующие устройства: · АРМ администратора сети, · модем цифровой физической линии МЦФЛ-1 с каналом Uko, · модем цифровой физической линии МЦФЛ-1М с магистральным каналом SHDSL, · SHDSL регенератор линейного тракта РЛТ-1. Оптические порты мультиплексора представляют собой SFP слоты в системном модуле, в которые устанавливаются сменные лазерные трансиверы с требуемыми параметрами. Установка трансиверов может производиться «на ходу» без выключения питания. Все трансиверы поддерживают цифровую диагностику оптического тракта. Тип трансивера определяется автоматически и не требует программной настройки. В один системный модуль могут быть установлены трансиверы разных типов. Тип оптического разъема трансивера - LC. Используется одномодовое оптоволокно, прием и передача ведутся по разным волокнам. Мультиплексор может быть укомплектован необходимым количеством оптических патч-кордов. Для заказа необходимо указать только требуемую длину и количество. Характеристика поставляемого патч-корда - LC-FC дуплексный одномодовый. При необходимости наращивание количества Е1 портов осуществляется с помощью модуля СМПЕ1-4, (4 канала в каждом). Максимальное количество выводимых электрических Е1 портов - 64 на один мультиплексор исполнения 3 и 4 в соответствии с таблицей 2, для дальнейшего наращивания количества потоков подключаются дополнительные мультиплексоры соответствующего исполнения по оптическому стыку S1 или S4. Возможности непосредственного выделения контейнеров VC-12 из STM для использования сменными модулями: · для исполнения 3 - 24 VC-12, · для исполнения 4 - 64 контейнера VC-12. На модули могут подаваться потоки видов nx64 кБит/сек и nx2048 кБит/сек (например, для организации скоростных IP сетей маршрутизаторов). Мультиплексор имеет 17 установочных слотов для модулей. Слот N0 предназначен для установки модуля питания, N16 - для системного модуля. Данные модули входят в комплект базовой поставки. Слоты c N1 по N15 предназначены для установки модулей с различными окончаниями и функциями.
Таблицы 3
Организация первичной сети связи с помощью аппаратуры СМК-30 на участке «Малая Приморка»
Введение оптический сеть кабель цифровой Постоянно растущая потребность в передачи информации, способствует развитию и внедрению новых технологий в процессы перевозок на железнодорожном транспорте. На железных дорогах России с 1999 г. активно модернизируются средства связи. На сегодняшний день обновлены многие виды связи: построена система передачи, использующая мультиплексоры синхронной цифровой иерархии (SDH) и ВОЛС; сети оперативно-технологической связи (ОТС) и общетехнологической связи (ОбТС), базирующиеся на цифровых системах коммутации и цифровых автоматических телефонных станциях; построены сети передачи данных (СПД). На рассматриваемом нами в дипломной работе участке Октябрьской железной дороги (ОЖД): Санкт-Петербург Финляндский вокзал − Сестрорецк («Малая Приморка»), в настоящее время используется устаревшее оборудование плезиохронной цифровой иерархии (PDH). Аппаратура установленная на станциях: Санкт-Петербург Финляндский вокзал, Новая Деревня, Лахта, Лисий Нос, Сестрорецк не способна в полном объёме удовлетворять потребности ОЖД в передаче информации и требует модернизации. В дипломной проектировании мы предлагаем обновить старое оборудование на станциях участка» Малая Приморка», на новое обладающей высокой надёжностью и способное передавать большее количество информации, и значительно лучше обеспечивать безопасность перевозочного процесса. Безопасность и комфорт перевозок является одной из главных задач структур железнодорожного транспорта. Задачей дипломного проекта является: Модернизация устаревшей аппаратуры на участке «Малая Приморка», на станциях Санкт-Петербург Финляндский вокзал, Новая Деревня, Лахта, Лисий Нос, Сестрорецк на оборудование СМК-30 и организация организации первичной сети связи с помощью обновлённого оборудования. |
Последнее изменение этой страницы: 2020-02-17; Просмотров: 239; Нарушение авторского права страницы
