Рефераты - Афоризмы - Словари
Русские, белорусские и английские сочинения
Русские и белорусские изложения
 
У нас есть несколько работ на данную тему. Вы можете создать свою уникальную работу объединив фрагменты из уже существующих:
  1. Реконструкция волоконно-оптической линии связи 112.4 Кб.
  2. Реконструкция волоконно-оптической линии связи 117 Кб.

Реконструкция волоконно-оптической линии связи

Работа из раздела: «Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника»

/

Содержание

Введение

Глава 1. Реконструкция волоконно-оптической линии связи

1.1 Общая характеристика оптоволоконных систем связи

1.2 Этапы развития ВОЛС

1.3 Преимущества и недостатки ВОЛС

1.4 Типы оптических волокон

1.5 Эксплуатационные измерения на ВОСП

1.6 Системы автоматического мониторинга

Глава 2. Модернизация волоконно-оптической сети с. Ссёлки Липецкого района

2.1 Краткая характеристика предприятия

2.2 Старая схема оборудования электросвязи

2.3 Реконструкция волоконно-оптической сети с. Ссёлки Липецкого района

Глава 3. Организационно-экономическая часть

Глава 4. БЖД

Заключение

Список литературы

Введение

На участке Липецкого района села Ссёлки в качестве оконечного мультиплексора применен мультиплексор фирмы «Alсatel» типа 1651 SM - мультиплексор ввода/вывода уровня STM-4 SDH.

Используемый в настоящее время мультиплексор не удовлетворяет растущим потребностям клиентов в пропускной способности волоконно-оптической линии связи. Так как объем передаваемой информации постоянно возрастает, необходимо увеличить скорость передачи сигналов по ВОЛС путем реконструкции, которая заключается в замене приемопередающего оборудования STM-4 SDH на SDH16.

Цель дипломного проекта - реконструкция линии связи в селе Ссёлки Липецкой области.

Перед исполнителем дипломной работы поставлены следующие задачи:

изучить конструкцию и параметры ВОЛС в селе Ссёлки Липецкой области;

оценить существующую линию связи в селе Ссёлки Липецкой области;

изучить возможные варианты реконструкции ВОЛС и выделить наиболее эффективный.

Глава 1. Реконструкция волоконно-оптической линии связи

1.1 Общая характеристика оптоволоконных систем связи

Волоконно-оптическая связь - вид проводной электросвязи, использующий в качестве носителя информационного сигнала электромагнитное излучение оптического (ближнего инфракрасного) диапазона, а в качестве направляющих систем - волоконно-оптические кабели. Благодаря высокой несущей частоте и широким возможностям мультиплексирования, пропускная способность волоконно-оптических линий многократно превышает пропускную способность всех других систем связи и может измеряться терабитами в секунду. Малое затухание света в оптическом волокне обуславливает возможность применения волоконно-оптической связи на значительных расстояниях без использования усилителей. Волоконно-оптическая связь свободна от электромагнитных помех и недоступна для несанкционированного использования - перехватить сигнал, передаваемый по оптическому кабелю, невозможно.

В основе волоконно-оптической связи лежит явление полного внутреннего отражения электромагнитных волн на границе раздела диэлектриков с разными показателями преломления. Оптическое волокно состоит из двух элементов сердцевины, являющейся непосредственным световодом, и оболочки. Показатель преломления сердцевины несколько больше показателя преломления оболочки, благодаря чему луч света, испытывая многократные переотражения на границе сердцевина-оболочка, распространяется в сердцевине, не покидая её.

Волоконно-оптическая связь находит всё более широкое применение во всех областях - от компьютеров и бортовых космических, самолётных и корабельных систем, до систем передачи информации на большие расстояния, например, в настоящее время успешно используется волоконно-оптическая линия связи Западная Европа - Япония, большая часть которой проходит по территории России. Кроме того, увеличивается суммарная протяжённость подводных волоконно-оптических линий связи между континентами.

Волокно в каждый дом (англ. Fiber to the premises, FTTP или Fiber to the home, FTTH) - термин, используемый телекоммуникационными провайдерами, для обозначения широкополосных телекоммуникационных систем, базирующихся на проведении волоконного канала и его завершения на территории конечного пользователя путём установки терминального оптического оборудования для предоставления комплекса телекоммуникационных услуг, включающего:

высокоскоростной доступ в Интернет;

услуги телефонной связи;

услуги телевизионного приёма. [10, с. 90]

Стоимость использования волоконно-оптической технологии уменьшается, что делает данную услугу конкурентоспособной по сравнению с традиционными услугами. Прогноз KMI Research оценивает объём рынка FTTP, включая оборудование, кабельные системы в 28 миллиардов рублей к 2009 году.

С каждым годом оптоволокно, оптоволоконные системы связи все больше вытесняют привычные кабельные (коаксиальные, витые пары) средства связи и передачи информации. Оптоволокно -- это стеклянная или пластиковая нить, используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. [17]

Оптоволоконные средства связи - это вид связи, при котором информация передается по оптическому проводнику с помощью световых импульсов. Оптический проводник состоит из сердцевины (более плотного кварцевого стекла), по которой, собственно говоря, и передается информация, внешней оболочки (менее плотного кварцевого стекла) и защитного слоя. Главными же источниками светового сигнала являются либо светодиоды, либо лазеры.

Главным преимуществом использования оптоволоконной системы связи является высокая скорость передачи информации, которая равна 1Тбит/сек (т.е. одновременно можно передавать телефонные звонки 10 млн человек + еще 1 млн. видеосигналов), что особенно важно при построении высокоскоростной сети интернет. [4, с. 100]

В последние годы оптоволоконные системы стали чаще применяться для высокоскоростной передачи аналоговых и цифровых видеосигналов не только в системах кабельного телевидения, но и в территориально-распределенных системах видеонаблюдения. Обладая низкими потерями, оптоволоконная линия связи способна транслировать видеосигналы на расстояния до десятков километров без использования промежуточных усилителей. Как правило, частота передачи видеосигнала через оптоволоконные системы составляет более 10 миллиардов бит/с и, в ряде случаев, может превышать потребности в скорости и объеме передаваемой информации, необходимой для решения конкретных задач видеонаблюдения. Поэтому оптоволоконные системы чаще всего используются на особо ответственных объектах видеонаблюдения, либо для передачи больших объемов информации, в том числе и видеосигналов. [5, с. 90]

Современное оптоволокно, используемое в оптоволоконных системах, представляет собой прозрачные стеклянные волокна, которые проводят свет от одного конца до другого с минимальными потерями, благодаря эффекту полного внутреннего отражения. Конструктивно, такое оптоволокно состоит из ядра, оптической оболочки и защитной оболочки. Ядро и оптическая оболочка обычно выполнены из стекла, реже - пластика, защитная оболочка, как правило, из пластика. Ядро оптоволокна пропускает световой сигнал, а оптическая оболочка обеспечивает полное внутреннее отражение света в ядре и его прохождение по всей длине. Защитная оболочка предназначена для защиты ядра и оптической оболочки от внешних воздействий. Толщина оптоволокна сопоставима с толщиной человеческого волоса (125 мкм - оптоволокно, 85 мкм - волос).

Как правило, оптоволоконная система включает передатчик видеосигнала, преобразующий электрические видеосигналы в оптическое излучение, приемник видеосигнала, преобразующий оптическое излучение обратно в электрические видеосигналы и собственно оптическое волокно, соединяющее передатчик и приемник. Обладая чрезвычайно низкими потерями, оптоволоконные системы могут передавать видеосигналы на расстояния до нескольких десятков километров без использования промежуточных усилителей, намного превосходя по этому параметру коаксиальные и проводные системы передачи видеосигналов. Другой особенностью оптоволоконных систем является их высокая пропускная способность, которая обусловлена высокой частотой колебаний световых волн, распространяющихся по оптоволокну. Скорость передачи видеосигналов через оптоволоконные системы ограничивается только пропускной способностью передающего и приемного модуля системы, и может составлять более 10 миллиардов бит/с.

Все оптоволоконные системы имеют примерно одинаковую структуру. На передающем конце оптоволоконной линии находится светодиод или лазерный диод, излучение которого модулируется по амплитуде передаваемым сигналом, поступающим от источника информации. В качестве передаваемого сигнала может выступать видеосигнал от телекамеры, сигнал управления поворотным устройством телекамеры, аудиосигнал и другие сигналы, подлежащие передаче. Прежде чем направить такой сигнал на излучающий светодиод, он предварительно модулируется в амплитудном, частотном или импульсном модуляторе. Использование в оптоволоконной системе такого модулятора в передатчике в паре с демодулятором приемника позволяет одновременно передавать по оптоволокну несколько сигналов различного типа. [18]

При передаче световое излучение лазерного диода модулируется по яркости в такт с передаваемым сигналом модулятора. Оптическое излучение передается по оптоволоконной линии на приемный модуль, где установлен фотодиод, преобразующий модулированный по яркости свет в электрические колебания. После детектирования модулированного оптического видеосигнала он поступает на демодулятор, который разделяет принятый комбинированный сигнал на сигналы отдельных передаваемых каналов. Вид модуляции оптического сигнала и количество одновременно передаваемых по оптоволоконной линии сигналов выбирается, исходя из решения конкретных технических задач.

Одним из преимуществ, отличающих оптоволоконные системы, является абсолютная защищенность оптоволокна от электрических помех, наводок и полное отсутствие излучения во вне. Это объясняется тем, что в оптическом канале связи для передачи информации используется световой сигнал, никак не взаимодействующий с электромагнитными полями, а само оптоволокно является диэлектриком и по своей природе не может никак взаимодействовать с электрическими и магнитными полями. Несмотря на чрезвычайно малый диаметр, оптическое волокно может выпускаться в прочной внешней оболочке, выдерживающей большие механические нагрузки, а также гарантирующей длительную работу в сырых помещениях и агрессивных средах. Некоторые типы оптических кабелей допускают их прокладку непосредственно в земле, что резко удешевляет и ускоряет монтажные работы. Все оптоволоконные системы отличаются повышенным уровнем безопасности, так как передаваемый сигнал не излучается за пределы оптического волокна и к нему невозможно подключиться для несанкционированного перехвата.

Для передачи по одному оптоволокну одновременно нескольких независимых сигналов применяются методы временного и частотного уплотнения сигналов. Для этого в оптоволоконные системы наиболее часто устанавливают оптические мультиплексоры с частотным (спектральным) разделением каналов, которые объединяют несколько передаваемых сигналов в один. Каждый источник сигнала передается лучами с различными длинами волн. Эти лучи проходят по оптоволоконной линии независимо и не взаимодействуют друг с другом. Такой вид модуляции называется WDM (wavelength division multiplexing). Он повышает пропускную способность оптоволоконной системы и позволяет осуществлять одновременную двунаправленную передачу информации. [8, с. 44]

Другие виды модуляции оптического сигнала, которые используют оптоволоконные системы:

частотно модулированное частотное мультиплексирование FM-FDM (frequency-modulated frequency division multiplexing),

амплитудная модуляция с частично подавленной боковой полосой, частотное мультиплексирование AVSB-FDM (amplitude vestigial sideband modulation, Frequency division multiplexing) - обеспечивает одновременную передачу по одной оптоволоконной линии до 80 каналов.

Существует несколько типов оптических волокон, обладающих различными свойствами. Они отличаются друг от друга зависимостью коэффициента преломления от радиуса центрального волокна. На рисунке 1 показаны три разновидности волокна (А, Б и В). Буквами А и Б помечен мультимодовый вид волокон. Тип Б имеет меньшую дисперсию времени распространения и по этой причине вносит меньшие искажения формы сигнала. Установлено, что, придавая световым импульсам определенную форму (обратный гиперболический косинус), дисперсионные эффекты можно полностью исключить. При этом появляется возможность передавать импульсы на расстояние в тысячи километров без искажения их формы. Такие импульсы называются солитонами. При современных же технологиях необходимо использовать повторители через каждые 30 км (против 5 км для медных проводов). По сравнению с медными проводами оптоволоконные кабели несравненно легче. Так одна тысяча скрученных пар при длине 1 км весит 8 тонн, а два волокна той же длины, обладающие большей пропускной способностью, имеют вес 100кг. Это обстоятельство открывает возможность укладки оптических кабелей вдоль высоковольтных линий связи, подвешивая или обвивая их вокруг проводников.

Рисунок 1 - Разновидности оптических волокон, отличающиеся зависимостью коэффициента преломления от радиуса

Б уквой В помечен одномодовый вид волокна (понятие мода связано с характеромраспространения электромагнитных волн). Мода представляет собой одно из возможных решений уравнения Максвелла. В упрощенном виде можно считать, что мода - это одна из возможных траекторий, по которой может распространяться свет в волокне.

Для стационарных каналов оптоволоконный кабель не имеет конкурентов. Но при формировании каналов в городе, где требуется лицензия на прокладку и разрешение для использования канализации, все становится не так просто. При расстояниях до 1-5 км во многих случаях становятся привлекательны каналы с открытым лазерным лучом. Ниже приведена таблица, где сравниваются параметры различных беспроводных систем. [19]

Таблица 1 - Беспроводные телекоммуникационные системы

Беспроводные телекоммуникационные системы

Широкополосные системы

Оптические каналы

Радиорелейные системы

Скорость передачи

Несколько Мбит/c

? 155 Мбит/c

До 155 Мбит/c

Максимальное расстояние

Несколько км

? 2 км

? 50 км

Угроза подключения

высокая

Крайне высокая

Очень высокая

Проблемы интерференции

имеются

отсутствуют

малые

Интерфейсы

10/100 MbpsEthernet

E1, волоконный стандарт, FE, GE

E1, STM-1 Eth, FE

Точность настройки

малая

Очень высокая

средняя

Разрешение на применение

Лицензия не требуется

Лицензия не требуется

Нужна лицензия PTT

Относительная стоимость

? 5200 €

? 6000 €

? 26000 €

Таблица 2 - Приемо-передающее оборудование

LED-LINK 300

LaserLink 4E1/300

Рекомендуемое расстояние [m]

< 300

< 300

Полоса пропускания [Mbps]

2-43

4*2,048

BER

? 10-9

? 10-6

Передатчик

IP-LED

IP-LED

Передаваемая мощность [мВт]

50/60

50/60

Расходимость луча [мрад]

<10

<10

Динамический диапазон [дБ]

>30 (1:1000)

>40 (1:10000)

Сетевой интерфейс

Мультимодовое волокно

4*E1, G.703

Диаметр волокна [мкм]

50-60/120

-

Длина волны (RX) [нм]

780..900

-

Длина волны (TX) [нм]

850

-

Рабочая температура 0C

-20?+50

-20?+50

В качестве принимающего устройства используются PIN-диоды или лавинные фотодиоды (APD).

Таблица 3 - Принимающие устройства

AirLaser IP100

AirLaser IP1000

Максимальная дальность [м]

2000

1000

Скорость передачи [Мбит/c]

125

1250

Передатчик

2/4 VCSEL

4 VCSEL

Мощность [мВт]

2/4*7,5

4*7,5

Апертура [см2]

2/4*28,25

4*28,25

Расходимость [мрад]

2

Динамический диапазон [дВ]

36

30

Приемник

PIN/APD

APD

Чувствительность [дБм]

-33/-43

-33

Длина волны [нм]

1300

SX:850, LX:1300

Стандарт

100BaseFX (IEEE 802.3u)

1000BaseSX/LX (IEEE802.3z)

Рабочая температура [0 C]

(-25 +50)

(-25 +50)

Потребляемая мощность [Вт]

27

35

Оконцовка и соединение волоконно-оптических кабелей представляют собой довольно сложную техническую задачу, оптимальное решение которой определяет эффективность всего проекта в целом.

Особенно это ощутимо при соединении группы зданий, поскольку свободные манипуляции с магистральным волоконно-оптическим кабелем затруднены и, согласно техническим требованиям недопустимы, для дальнейшей разводки после ввода необходимо осуществить подключение кабеля к соединительному оборудованию. Для его подключения могут использоваться так называемые пигтейлы (pigtail -, буквально, свиной хвост, который представляет собой отрезок оптического световода, на одном конце которого устанавливается коннектор, а другой остается свободным). Этот свободный конец соединяется с кабелем, путем реализации неразъемного соединения, преимущественно сварного. Для его осуществления требуется произвести разделку и зачистку кабеля, далее заделку кабеля и волокон (поскольку преимущественно приходится иметь дело с кабелями со свободным буфером), подготовку торцов и контроль их качества, состыковку и, непосредственно, сварку с последующим контролем качества шва и оптических характеристик соединения, и укладку соединений в специальные кассеты или муфты, чтобы предохранить их от повреждений. Ко всему этому следует добавить вполне возможное несоответствие полученных параметров норме или просто ошибки, что влечет за собой повторение процедуры.

Все перечисленные операции требуют привлечения специально подготовленного персонала, обучение которого - довольно дорогостоящее, а также специального оборудования и инструмента, стоимость которых также весьма существенна, что и определяет высокий уровень затрат на прокладку и подключение кабеля. [20]

Альтернативой может служить использование кабелей с установленными производителем коннекторами. Но такое решение не вполне пригодно для прокладки кабеля в кабельных каналах, поскольку сами по себе коннекторы при сравнении с оптическими волокнами являются довольно объемными. Эти коннекторы заключаются в специальные тяговые протекторы, то есть на конце кабеля имеется довольно объемистая конструкция, диаметр которой во много раз превосходи диаметр кабеля. Для протяжки такого кабеля потребуется, соответственно, большее пространство и большие усилия.

Некоторые компании, в частности BICC Brand Rex, предлагают упрощенную технологию подключения магистральных волоконно-оптических кабелей. Она по праву может считаться технологией plug-and-play и представляет готовое решение указанной проблемы для небольших проектов при соединении нескольких зданий и реализации вертикальной разводки. Основу ее составляет применение устанавливаемых производителем на соответствующие кабели МТ или MTP коннекторов, посредством которых осуществляется соединение 4, 8 или 12 оптических волокон, и коммутационных панелей (так называемых патч-панелей или кросс-панелей), оснащенных, веерообразной сборкой соединительных кабелей (fanout unit) со вторым коннектором. На концах соединительных кабелей устанавливаются стандартные ST, FC или SC коннекторы.

Рисунок 2 - Принцип применения технологии MT

Прокладка и подключение волоконно-оптических кабелей с МТ или MTP, коннекторами установленными производителем, не требуют применения специального инструмента и привлечения квалифицированного персонала, поскольку нет необходимости производить оконцовку кабеля. При этом обеспечиваются высокие характеристики соединения. Возможна прокладка в помещениях и вне помещений при соединении нескольких зданий магистральным кабелем и реализации вертикальной разводки.
Опыт применения этой технологии во многих странах многократно подтверждает высокую надежность и другие преимущества ее использования, за счет чего обеспечивается недорогой, быстрый и эффективный монтаж волоконно-оптических кабелей. [11, с. 88]

1.2 Этапы развития ВОЛС

В своем развитии ВОЛС прошли несколько этапов, решались фундаментальные проблемы, интенсивно развивалась наука и технология.

Большая часть проблем и одновременно основные достижения и возможности ВОЛС связаны с двумя элементами систем: волоконными световодами и лазерами. В развитии оптических систем разработчики стремились реализовать два принципа: «быстрее» и «дальше». [6, 123]

1 этап

В середине 70-х годов XX века появились полупроводниковые лазеры и волоконные световоды с небольшим затуханием. Первые лазеры для ВОЛС имели длину волны излучения 0,85 мкм (первое окно прозрачности волокна) и невысокую эффективность; волоконные световоды были многомодовыми и имели затухание в несколько дБ/км. Поэтому ВОЛС хотя и показали преимущества перед системами на медных проводах, но имели скорости и расстояния передачи далекими от ожидаемых. Увеличению скорости передачи в первых ВОЛС мешала временная дисперсия прохождения оптического сигнала по волоконному тракту.

Первые волоконные световоды (многомодовые со ступенчатым профилем показателя преломления) из-за большой межмодовой дисперсии имели полосу пропускания не более 20 МГц х км. Эта проблема была достаточно быстро решена разработкой многомодовых волоконных световодов с градиентным профилем показателя преломления, которые обеспечили увеличение полосы пропускания до 160 МГц х км.

2 этап

Следующим этапом развития ВОЛС стало увеличение дальности передачи информации. Для этого было необходимо снизить величину затухания оптического сигнала в волоконном тракте. Разработка приемопередающей аппаратуры, работающей во втором (1,3 мкм) спектральном диапазоне (окне), позволила снизить затухание в многомодовых волокнах с 3 дБ/км (0,85 мкм) до 1 дБ/км (1,3 мкм). Одновременно у многомодовых волокон повысилась и полоса пропускания до 500 МГц х км.

3 этап

Дальнейшее развитие ВОЛС в направлении „быстрее и дальше“ связано с одномодовым этапом истории ВОЛС. Одномодовые волокна позволили значительно повысить скорость передачи информации за счет отсутствия межмодовой дисперсии, а переход в третье спектральное окно (1,55 мкм) позволил снизить потери в одномодовых волокнах с 0,35 дБ/км (1,31 мкм) до 0,2 дБ/км (1,55 мкм).

Открывшиеся возможности по наращиванию скорости и дальности передачи информации привели к значительному прогрессу цифровых систем передачи информации (сети синхронной цифровой иерархии -- SDH). Потребность в развитии таких систем была очень высокой, так как объем передаваемого трафика непрерывно увеличивался, и это стимулировало работы по дальнейшему совершенствованию ВОЛС. Было показано, что увеличению скорости и дальности передачи информации в одномодовых системах препятствует хроматическая дисперсия в волокнах. Эта проблема была успешно решена при разработке оптических волокон с нулевой дисперсией в области длин волн 1,31 мкм (волокна типа G.652) и смещенной в области длин волн 1,55 мкм нулевой дисперсией (волокна типа G.653). Для увеличения дальности передачи информации стали использоваться регенераторы сигнала, которые преобразовывали оптический сигнал в электрический, восстанавливали его форму, а затем формировали оптический сигнал для дальнейшего прохождения по волоконному тракту.

4 этап

Следующий этап - использование оптических усилителей (ОУ), которые позволили эффективно увеличить дальность передачи. ВОЛС с оптическими усилителями и волокном G.653 обеспечивали передачу информации со скоростями до 40 Гбит/с на расстояние более ста километров.

Разработанные ОУ открыли важнейший этап в развитии волоконно-оптической связи - появились системы со спектральным уплотнением. В них используется такое свойство волоконных систем, как возможность независимой передачи информации на разных длинах волн, в разных каналах. Первые ВОЛС со спектральным уплотнением работали в разных спектральных окнах (1,31 мкм и 1,55 мкм). Но системы со спектральным уплотнением наиболее эффективны в третьем спектральном окне (1,55 мкм), так как в этом случае один ОУ усиливает все информационные каналы, расположенные в окне. [8, с. 67]

Реализация уникальных возможностей таких систем (плотного спектрального уплотнения - DWDM и высокоплотного спектрального уплотнения - HDWDM), в свою очередь, потребовала решения еще одного ряда фундаментальных задач.

Во-первых, это проблема четырехволнового смешения. Наиболее эффективный путь построения ВОЛC со спектральным уплотнением -- увеличение числа каналов. При увеличении дальности передачи приходится усиливать оптические сигналы в каждом канале, и при большой суммарной мощности в волокне начинают проявляться нелинейные эффекты. Для DWDM-систем наиболее существенным является эффект четырехволнового смешения, когда в спектре сигнала появляются нежелательные составляющие, перекрестные помехи. При спектральном способе дешифрации оптических сигналов это может привести к значительным ошибкам в передаче информации. Четырехволновое смешение наиболее сильно сказывается в случае равенства скоростей распространения оптических сигналов в каналах. По этой причине оптические волокна со смещенной нулевой дисперсией (G.653) не используются в DWDM-системах, а для уменьшения влияния четырехволнового смешения были разработаны волокна со смещенной ненулевой дисперсией (G.655) и технология компенсации хроматической дисперсии.

Во-вторых, кроме специальных оптических волокон для DWDM-систем были разработаны высокостабильные лазеры с узкой спектральной линией, а также спектральные мультиплексоры/демультиплексоры. Этот цикл работ потребовал значительного продвижения в физике и технологии лазеров и интегрально-оптических схем.

Дальнейшее развитие ВОЛС шло как по пути увеличения числа сравнительно «низкоскоростных» (несколько Гбит/с) каналов в DWDM- и HDWDM-системах, так и по пути дальнейшего увеличения скорости передачи информации в информационном оптическом канале. В настоящее время серийно выпускаются системы со скоростью передачи 40 Гбит/с, ведутся эксперименты на 100 Гбит/с. Однако уже на скоростях более 10 Гбит/с появляются ограничения, связанные еще с одним видом временной дисперсии -- поляризационно-модовой дисперсией (PMD). Решение этой проблемы потребовало проведения фундаментальных исследований и значительного продвижения в области технологии изготовления волоконных световодов и оптических кабелей, монтажа линии и контроля параметров тракта.

5 этап

В последнее время повышенное внимание уделяется не только высокоскоростным магистральным ВОЛС, но и локальным системам. Массовые локальные волоконно-оптические системы передачи должны обеспечить загруженность региональных и магистральных ВОЛС, повысить эффективность волоконно-оптических сетей связи. При этом целесообразно использовать многомодовые волоконные световоды. Появление новых высокоэффективных лазеров для локальных сетей позволяет значительно повысить скорость и дальность передачи информации в ВОЛС на основе многомодовых волокон. Однако при этом появляется проблема «центрального провала» в многомодовых волокнах, связанная с несовершенством технологии изготовления заготовок для этих световодов. Значительные отклонения профиля показателя преломления от оптимального в центре волокна вызывали резкое увеличение дисперсии в случае использования современных лазеров. Эта проблема многомодового волокна была решена, что открыло новые возможности в развитии локальных ВОЛС и волоконно-оптических систем в целом.

Решение фундаментальных проблем было подкреплено развитием сопутствующих технологий, которые и обеспечили продвижение ВОЛС к потребителям по пути «быстрее-дальше». Наиболее существенные успехи наблюдались в технологии производства волоконных световодов и кабелей. Промышленность производит все необходимые виды оптических волокон и кабелей, обеспечивающие самые высокие параметры ВОЛС. При этом рост производства оптических волокон беспрецедентен: с 6,9 млн. км в 1990 г. до 76,6 млн. км в 2000 г. - в 11 раз. Современные технологии монтажа и измерения параметров волоконного тракта полностью соответствуют высокому уровню современных ВОЛС. Достаточно сказать, что сварочные аппараты, например, FSM-40S, обеспечивают эффективный монтаж волоконного тракта с потерями в месте сварки менее 0,02 дБ. Благодаря этому, а также развитию высоких технологий производства оптических передатчиков и приемников, сетевых технологий и технологий спектрального уплотнения и обеспечены высочайшие темпы развития ВОЛС. [10, 156]

1.3 Преимущества и недостатки ВОЛС

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) - это система передачи данных, при которой информация передается по оптически прозрачным диэлектрическим волноводам, называемым «оптическое волокно».

Волоконно-оптическая сеть - это информационная сеть, связующими элементами между узлами которой являются волоконно-оптические линии связи.

Передача информации по ВОЛС имеет целый ряд достоинств перед передачей по медному кабелю. Стремительное внедрение в информационные сети оптических линий связи является следствием преимуществ, вытекающих из особенностей распространения сигнала в оптическом волокне.

Рассмотрим преимущества ВОЛС. Эта линия связи имеет широкую полосу пропускания, что обусловлено чрезвычайно высокой частотой несущей 1014 Гц. Так как средой передачи является свет, такая полоса позволяет передовать по одному оптическому волокну поток информации несколько терабит в секунду. Большая полоса пропускания - это одно из наиболее важных преимуществ оптического волокна над медной или любой другой средой передачи информации.

Малое затухание светового сигнала в волокне. Оптическое волокно имеет затухание 0,2-0,3 дБ на длине волны 1,5 мкм в расчете на один километр. Малое затухание и небольшая дисперсия позволяют строить участки линий без ретрансляторов протяженностью до 100 км и более. Низкий уровень шумов в волоконно-оптическом кабеле позволяет увеличить полосу пропускания. Поскольку волокно изготовлено из диэлектрического материала, оно не восприимчиво к электромагнитным помехам, т.е. ВОЛС обладает высокой помехозащищенностью. Волоконно-оптические кабели (ВОК) имеют малый вес и объем по сравнению с медными проводами в расчете на одну и ту же пропускную способность. Поскольку ВОК практически не излучает в радиодиапазоне, то передаваемую по нему информацию трудно подслушать, не нарушая приема-передачи. ВОЛС имеют также, гальваническую развязку элементов, что позволяет без проблем соединять здания подключенные к разным подсистемам.

Волокно позволяет избежать электрических “земельных петель”, которые могут возникать, когда два сетевых устройства неизолированной вычислительной сети, связанные медным кабелем, имеют заземление в разных точках здания. При этом может возникнуть большая разность потенциалов, что способно повредить сетевое оборудование. Для волокна такой проблемы просто нет. Из-за отсутствия искрообразования оптическое волокно повышает безопасность на химических, нефтеперерабатывающих предприятиях, при обслуживании технологических процессов повышенного риска. Волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а поэтому не дорогого материала. В настоящее время стоимость волокна по отношению к медной паре соотносится как 2:5. При этом ВОК позволяет передавать сигналы на значительно большие расстояния без ретрансляции. Количество повторителей на протяженных линиях сокращается при использовании ВОК. При использовании солитонных систем передачи достигнуты дальности в 4000 км без регенерации (то есть только с использованием оптических усилителей на промежуточных узлах) при скорости передачи выше 10 Гбит/с.Со временем волокно испытывает деградацию. Это означает, что затухание в проложенном кабеле постепенно возрастает. Однако, благодаря совершенству современных технологий производства оптическмх волокон, этот процесс значительно замедлен и срок службы ВОК составляет примерно 25 лет. За это время может смениться несколько поколений/стандартов приемно-передающих систем. [15, с. 231]

Несмотря на преимущества волоконно-оптические сети имеют и недостатки. Например, высокую стоимость интерфейсного оборудования. Цена на оптические приемники и передатчики остается довольно высокой. При создании оптической линии связи требуется высоконадежное специализированное пассивное коммутационное оборудование, оптические соединители с малыми потерями, оптические разветвители, аттенюаторы. Стоимость работ по монтажу, тестированию и поддержке волоконно-оптических линий связи также остается высокой. При повреждениях ВОК необходимо осуществлять сварку волокон в месте разрыва и защищать этот участок кабеля от воздействия внешней среды. Правда, в противовес необходимо сказать, что производители поставляют на рынок все более совершенные инструменты для монтажных работ.

Теоретически предел прочности оптического волокна на разрыв выше 1 ГПа (109Н/м2), но в действительности оно имеет микротрещины, что уменьшает его прочность. Для повышения надежности оптическое волокно покрывается специальным лаком на основе эпоксиакрилата, а сам кабель упрочняется нитями на основе кевлара, либо стальным тросом или стеклопластиковыми стержнями, а иногда и тем и другим одновременно.

1.4 Типы оптических волокон

Потребность в увеличении полосы пропускания и дальности передачи сигнала привела к необходимости применения одномодового оптического волокна, т. е. волокна со ступенчатым профилем показателя преломления, диаметр сердцевины и соотношение показателей преломления сердцевины и оболочки которого выбраны таким образом, что в нем может распространяться только одна мода (рис. 3). [4, с. 100]

Рисунок 3 - Структура одномодового оптического волокна

Явление межмодовой дисперсии в таком волокне отсутствует, а ширина полосы пропускания ограничивается хроматической дисперсией. Стандартное одномодовое волокно предназначено для работы в диапазоне длин волн 1,285-1,330 мкм, в котором величина хроматической дисперсии в оптическом волкне достигает минимального, близкого к нулю значения. Возможно также использование этого оптического волкна в спектральном диапазоне 1,525-1,565 мкм, затухание на этих длинах волн очень мало (~0,2 дБ/км), а дисперсия составляет 16-18 пс/нм*км. Параметры стандартного одномодового оптического волкна регламентируются рекомендацией G.652 МСЭ-Т. Это исторически первое и наиболее широко распространенное волокно, используемое промышленно с 1983 г.

Растущая потребность в увеличении полосы пропускания и протяженности оптических линий привела к возникновению ряда модификаций стандартного одномодового волокна.

В этом волокне область минимума оптических потерь совпадает с областью минимальной хроматической дисперсии. Параметры этого оптического волокна регламентируются рекомендацией G.653 МСЭ-Т. Волокно со смещенной дисперсией хорошо совместимо с оптическими усилителями, поскольку интервал длин волн в котором оптическое волокно имеет наилучшие параметры по затуханию и дисперсии совпадает с полосой максимального усиления оптических усилителей на эрбиевом волокне.

Такой тип волокна предпочтителен для высокоскоростных линий связи с большой длиной регенерационного участка, без применения технологий оптического уплотнения. Возможно также применение этого оптического волкна в системах со спектральным уплотнением (WDM) при ограниченной протяженности регенерационного участка, пониженной мощности передаваемого сигнала и ограниченной плотности спектральных компонент.

Первое использованное в системах связи оптическое волокно (ОВ) было многомодовым. Для объяснения этого термина обратимся к рис. 4. [12, с. 90]

Рисунок 4 - Распространение света в многомодовом оптическом волокне со ступенчатым распределением профиля показателя преломления

В состав оптоволокна входят:

1 - сердцевина (световедущая жила);

2 - оболочка;

3 - защитная оболочка.

Сердцевина и оболочка изготавливаются из кварцевых стекол с показателями преломления n1 и n2 соответственно, где n1> n2. Хорошо известно, что луч света, падающий под углом на границу раздела двух сред с различными показателями преломления n1 и n2 испытывает явления преломления и отражения. В случае, когда n1> n2 возможна ситуация, при которой свет полностью отразится от границы раздела, т.е. будет наблюдаться эффект полного внутреннего отражения.

Таким образом, луч света, введенный в сердцевину волокна под углом, меньшим критического, больше не покинет оптическое волокно и будет распространяться по всей длине волновода. Такой луч получил название ведомой моды или просто моды. Величина sin с получила название числовой апертуры волокна.

В многомодовом оптическом волокне может распространяться одновременно большое число мод - лучей, введенных в световод под разными углами. Многомодовое оптическое волокно обладает относительно большим диаметром сердцевины (стандартные значения 50 и 62,5 мкм) и, соответственно, большой числовой апертурой, что облегчает его монтаж и эксплуатацию. Основным недостатком такого волокна является наличие межмодовой дисперсии, возникающей из-за того, что разные моды проделывают в волокне разный оптический путь. Для уменьшения влияния этого явления было разработано многомодовое волокно с градиентным показателем преломления (рис. 5). [7, с. 144]

Рисунок 5 - Многомодовое волокно с градиентным профилем показателя преломления

В таком волокне значение показателя преломления сердцевины плавно изменяется от центра к краям. Благодаря этому, моды в волокне распространяются по параболическим траекториям, и разность их оптических путей, а следовательно, и межмодовая дисперсия существенно меньше, чем в многомодовом волокне со ступенчатым профилем n. Однако полностью устранить межмодовую дисперсию в многомодом волокне все же не удается, что объясняется как несовершенством профиля показателя преломления, так и наличием так называемых спиральных мод, возникающих вследствие осевой симметрии ОВ, избавиться от которых в принципе невозможно. Область применения многомодового волокна в основном локальные и внутриобъектовые сети.

1.5 Эксплуатационные измерения на ВОСП

Эксплуатационные измерения включают в себя:

измерение уровней оптической мощности и затухания;

измерение возвратных потерь;

определение места и характера повреждения оптоволоконного кабеля;

стрессовое тестирование аппаратуры ВОСП.

Дополнительно к эксплуатационным могут быть отнесены измерения спектральных характеристик источника и анализ дисперсии ВОСП, однако они редко проводятся в полевых условиях и на современном уровне развития технологии ближе к системным и лабораторным измерениям.

Для проведения этих измерений используются эксплуатационные приборы, перечисленные в таблице 4. [13, с. 54]

Таблица 4 - Эксплуатационные измерения ВОЛС

Параметр тестирования

Необходимое измерительное оборудование

Оптическая мощность (выход источников, уровень принимаемого сигнала)

ОРМ, OLTS

Затухание в кабеле, интерфейсах и волокнах

ОРМ, SLS, OLTS

Уровень возвратных потерь

Анализатор ORL, OTDR

Определение места и характера повреждения оптоволоконного кабеля

Визуальный дефектоскоп, OTDR

Определение спектральных характеристик источника*

Оптический анализатор спектра

Определение параметров дисперсии*

Анализаторы дисперсии

Стрессовое тестирование ВОСП

Перестраиваемые аттенюаторы, ОРМ, SLS, OLTS

* При эксплуатации практически не проводятся

1.6 Системы автоматического мониторинга

Для работы ВОСП необходимо контролировать состояние оптического кабеля. Для этого разработаны системы автоматического мониторинга.

Блок Удаленного Тестирования (RTU) производства EXFO поможет вам поддерживать безопасность и надежность системы без приобретения полной системы Удаленного мониторинга.

RTU проводит непрерывный мониторинг сетей для предупреждения оператора в случае вмешательства в систему и ухудшения параметров волокна если они случаются. Сконфигурируйте блок для отправки аварийных сигналов прямо на пейджер и электронную почту для максимальной эффективности. RTU обнаруживает ухудшение параметров волокна задолго до того как система будет выведена из строя, эффективно останавливает проблемы перед тем как они возникнут.

Ключевые особенности:

непрерывный мониторинг волокон из одной центральной точки;

конфигурирование порогов потерь OTDR для каждого волокна;

непрерывный спектральный мониторинг DWDM систем;

подробное отображение аварийных сигналов;

ежедневное отображение сетевой статистики;

точное обнаружение сбоев и их расположения.

RTU обнаруживает и определяет место расположения сбоев в волокнах и направляет ближайшую бригаду для исправления аварии без затрат времени на поиск неисправности, что означает максимальную продуктивность.

RTU содержит блок OTDR высокой точности, который сравниваеттестируемуо трассу с опорной для обнаружения аномалий в волокне кабеля, сбоев и затуханий.

Комбинация RTU с оптическим анализатором спектра вместо блока OTDR выполняет спектральный мониторинг для сетей DWDM. Проводится мониторинг важнейших параметров, таких как соотношение оптический сигнал/шум, мощность пика канала и дрейф длины волны.

Мониторинг нескольких волокон одним Блоком Удаленного Тестирования проводится с использованием оптического переключателя. EXFO предлагает широкий диапазон конфигураций оптических переключателей, позволяющий вам производить мониторинг до 127 волокон одним блоком. Системы удаленного мониторинга EXFO расширяются вместе с потребностями потребителей. Включите отдельный Блок Удаленного Мониторинга (RTU) в Систему Удаленного Мониторинга (RFTS) для обеспечения полного мониторинга и обнаружения расположения неисправностей для больших сетей. RFTS включает в себя все функции RTU, но добавлено удаленное управление, расширенная возможность мониторинга и географическая информационная система (GIS), которая отображает точное географическое расположение сбоев.

Непрерывное наблюдение позволяет обнаруживать хакеров. RTU обнаруживает потери, внесенные нелегальными подключениями к волокну, немедленно включается аварийное оповещение и предупреждение оператора о наличии вмешательства.

Простота RTU означает, что вы можете установить его самостоятельно с минимальным предварительным обучением, сохраняя ваши деньги и уменьшая время запуска.

Система удаленного мониторинга позволяет нам проводить наблюдение за состоянием физических параметров оптического волокна в автоматическом режиме 24 часа в сутки 7 дней в неделю.

Система дистанционного мониторинга производства компании EXFO, дает нам уверенность в надежности вашей волоконно-оптической линии связи.

В систему входят Блоки Удаленного Тестирования (RTU), которые установлены в стратегически важных точках, в вашей волоконно-оптической сети. Цель покрыть как можно большее пространство. Каждый RTU содержит блок оптического рефлектометра (OTDR) и оптический переключатель, который соединяет каждое волокно с OTDR.

Рисунок 6 - Структурная схема системы дистанционного мониторинга

Каждое волокно, соединенное с оптическим переключателем тестируется блоком OTDR 24 часа в сутки, 7 дней в неделю (или по желанию, возможно, установить другое расписание тестирования).

После того как вы подключили волокно, оно получает свои собственные верхние и нижние пределы OTDR потерь. В процессе мониторинга если пороги превышаются FiberVisor автоматически генерирует аварийный сигнал. Затем FiberVisor направляет этот аварийный сигнал ответственному лицу из команды обслуживания. Аварийный сигнал содержит дополнительную информацию такую как дату и время, оптическую дистанцию, значение потерь, кабель, волокно и т.п.

Каждый RTU направляет отчет на центральную станцию или сервер, который так же известен как Контроллер Тестирующей Системы (TSC). TSC сохраняет все отчеты в реляционной базе данных, для последующей обработки и запросов SQL. TSC также осуществляет связь между RTU и контроллерами оптической сети (ONC) для пользователей, находящихся в других местах.

FiberVisor не только обнаруживает сбойное волокно, он также определяет место повреждения. Профессиональные географические инструменты отображают события на карте и переводят оптическую дистанцию (такую как определил OTDR) в физическую. Этими данными FiberVisor предупреждает ближайшую команду и направляет к месту аварии, что уменьшает время поиска в поле.

FiberVisor поставляется со своим собственным дружественным интерфейсом, экраном и кнопками управления. Таким образом вам не потребуется никакого дополнительного оборудования для управления RTU. Для работы непосредственно с RTU все что вам нужно это имя пользователя и пароль. Пароль также используется для удаленного доступа к клавиатуре, мыши и экрану RTU. Это означает, что RTU может контролироваться напрямую с ONC, что удобно для проведения теста по требованию, конфигурирования одного или нескольких RTU и т.п.

Когда RTU генерирует аварийный сигнал этот сигнал автоматически отправляется на TSC. TSC помещает этот сигнал в базу данных и направляет соответствующим членам команды обслуживания сообщение, дополнительно к аварийному сигналу сообщение включает расположение дефекта, отображенного через интегрированную географическую информационную систему. Адресация аварийных сигналов является интеллектуальной функцией, сигнал может быть передан на пейджер, эл. почту, на PCS/GSM, согласно определенному списку.

Профессиональная Географическая Информационная Система обеспечивает FiberVisor точной географической информацией о волоконно-оптической сети. Особенности включают GPS доступ и полное отображение инфраструктуры. Также отображается другая информация - общее состояние сети, идентификация кабеля и волокна, отображение аварий, статистика, расположение RTU, точки доступа (кабельные колодцы), центральный офис, станции ONC, сервера и т.п. Предупреждающее обслуживание FiberVisor генерирует полную статистику оптического канала с целью предупреждающего обслуживания. Это означает, что обслуживающий персонал может определить незначительные дефекты, ухудшающиеся соединения и проблематичные коннекторы прежде, чем они повлияют на количество ошибок в сигнале (BER). И более того, все это происходит прежде, чем потери сигнала достигнут минимального порога, определенного для генерации аварийного сигнала.

FiberVisor имеет модульный дизайн, позволяющий системе расти вместе с вашей сетью. Вы можете начать с одного RTU и постепенно добавлять другие по мере необходимости или начать с простой конфигурации с оптическим переключателем и заменить её более сложной позднее. Такая конфигурация называется Stand-Alone RTU

И с ростом сетевых технологий FiberVisor будет готов. FiberVisor прекрасно оснащен не только на сегодняшний день, но и также на завтрашний.

DWDM технологии означают, что оптический уровень сети также должен быть протестирован. Масштабируемость FiberVisor означает, что спектральные измерительные инструменты такие как оптические анализаторы спектра могут быть добавлены в RTU как только сеть начнет использовать возможности DWDM. Также как и OTDR обнаруживает дефектные волокна, так и спектральный мониторинг обнаруживает сбойные каналы в системах DWDM. С инструментами FiberVisor обслуживающий персонал может точно определять причины проблем с длинами волн такие как: соотношение сигнал/шум (SNR), дрейф длины волны канала и пиковую мощность. Затем они могут предпринимать действия для коррекции проблем. [20, с. 43]

FiberVisor может производить мониторинг как неактивных (темных) так и активных (по которым передается информация) волокон. В то время как тестирование неактивных волокон дает нам возможность обнаружить до 90% всех дефектов, мониторинг активных волокон обеспечивает полный мониторинг всех возможных дефектов. Если сеть не имеет темных волокон для мониторинга FiberVisor производит тестирование на нерабочей длине волны внутри активного волокна. И это обеспечивает дополнительную выгоду при мониторинге стратегически важных волокон.

Рисунок 7 - Структурная схема мониторинга активного волокна

Глава 2. Модернизация волоконно-оптической сети с. Ссёлки Липецкого района

2.1 Краткая характеристика предприятия

ОАО «ЦентрТелеком» - ведущая телекоммуникационная компания фиксированной связи, предоставляющая весь спектр телекоммуникационных услуг в Центральном Федеральном округе, на территории которого проживает более 20% населения России. ОАО «ЦентрТелеком» предлагает все виды телекоммуникационных услуг, в том числе услуги телефонной связи, Интернета, IP-телефонии, передачи данных, обеспечивает кабельное телевидение, проводное и VHF-радиовещание. Компания активно развивает современные мультисервисные и SDH-сети, а также новые системы радиодоступа. Акции Компании торгуются на РТС (ESMO, ESMOP), ММВБ (CTEL, CTELP), также Компания имеет программу АДР первого уровня на обыкновенные акции (CRMUY).

Липецкий филиал ОАО «ЦентрТелеком» - региональный оператор, предоставляющий услуги традиционной телефонии и новые виды связи на территории Липецкой области. С декабря 2003 года в числе 17 операторов электросвязи Центрального федерального округа России Липецкий филиал входит в межрегиональную компанию ОАО «ЦентрТелеком». Филиал - лидер интегрального рейтинга по показателям коммерческой деятельности среди филиалов Компании. Процент ёмкости электронных АТС Липецкого филиала ОАО «ЦентрТелеком» один из самых высоких в Центральном федеральном округе и составляет 62,7, в том числе в областном центре - 81,3, на ГТС - 72,4, СТС - 29,8. Количество телефонов на 100 жителей по области - 27,3; в том числе по ГТС - 33,2 (г. Липецк - 35,4); на СТС - 16,6. В конце 2004 года было завершено строительство внутризоновой волоконно-оптической сети на территории Липецкой области, что позволяет филиалу предоставлять самые современные услуги мультисервисной сети с различными требованиями к объему передаваемой информации, скорости и качеству ее передачи не только в городе Липецке, но и во всех райцентрах области.

Липецкий филиал ОАО «ЦентрТелеком» осуществляет свою деятельность через сеть структурных подразделений во всех районах Липецкой области и является основным оператором связи на территории Липецкой области. Далее рассмотрим схему оборудования, которая должна быть реконструирована.

2.2 Старая схема оборудования электросвязи

ИКМ-120 - вторичная цифровая система передачи с импульсно-кодовой модуляцией на 120 каналов ТЧ, предназначена для уплотнения городских и пригородных кабелей типов МКС 7х4 и МКС 4х4 по одно и двухкабельной схеме (рис. 8).

Аппаратура ИКМ-120 представляет собой вторичный и третичный мультиплексоры потоков Е1 2048 кБ/с (4 или 16 потоков) и позволяет организовать передачу до 120 или 480 телефонных каналов в одном линейном тракте со скоростью 8 Мбит/с или 34 Мбит/с соответственно.

Рисунок 8 - ИКМ-120

Функциональные возможности:

организация межстанционных СЛ в местном и междугородном шнуре станций типов АТС-47, -54, АТСК, ЭАТС;

организация цифровых каналов Е2, в том числе общий канал сигнализации;

организация абонентских линий и линий удаленных абонентов;

организация четырех проводных каналов СС по выделенным парам кабеля и телеконтроль линейных трактов.

Состав:

Оборудование системы ИКМ-120-4/5 подразделяется на:

оконечное оборудование;

промежуточное оборудование;

комплекты ЗИП и эксплуатационной документации.

1) Оконечное оборудование включает в себя:

оборудование временного группообразования,

оконечное оборудование кабельного линейного тракта,

оконечное оборудование оптического линейного тракта.

Оборудование временного группообразования:

Блок ОВГ-21 (ОВГ-25 с комплектом ВГ-25-08) - оборудование вторичного группообразования. Предназначен для объединения 4-х цифровых потоков со скоростью 2048 кбит/с в один групповой вторичный цифровой поток со скоростью 8448 кбит/с на передаче и обратного преобразования на приеме. Может работать в синхронном, асинхронном и комбинированном режимах работы. Напряжение питания - минус 60 В, потребляемый ток не более 0,3 А.

Оборудование кабельного линейного тракта:

Блок ОЛТ-21 - оборудования линейного тракта. Предназначен для размещения одного или двух комплектов КЛТ-21 или КЛТ-23. Может быть установлено до двух плат ДП-11-01 для питания линейных регенераторов.

Блок ОЛТ-23 - вторичный кабельный линейный тракт ГТС. Устанавливается на необслуживаемых оконечных и промежуточных станциях с дистанционным контролем исправности линейных трактов. В блок устанавливается до двух комплектов плат КЛТ-211.

Комплект КЛТ-21 обеспечивает прием и передачу линейного сигнала с восстановлением его формы.

Комплект КЛТ-23 то же, что КЛТ-21, содержит на одну плату РС-21 меньше и используется на промежуточных обслуживаемых станциях.

Плата ДП-11-01 обеспечивает дистанционное питание плат, входящих в комплект КЛТ-211.

Оборудование оптического линейного тракта:

Блок ОЛТ-24 вторичный тракт ВОЛС. В блок устанавливаются до двух комплектов плат КЛТ-24/25/26/ 27.

Комплекты КЛТ-24, КЛТ-26 обеспечивают преобразование электрического сигнала в оптический и наоборот и его передачу/прием по ВОЛС. Длина волны - 1300 нм. Устанавливаются в блок ОЛТ-24.

Комплекты КЛТ-25, КЛТ-27 то же, длина волны - 850 нм.

Промежуточное оборудование служит для переприема посылаемого с оконечной станции сигнала, восстановления его мощности и формы и передачи дальше. Состав промежуточного оборудования:

Контейнер НРП-6 - необслуживаемый регенеративный пункт - устанавливается в колодцах телефонной канализации, в подвалах и подъездах зданий, на опорах. Предназначен для размещения до двух комплектов КЛТ-211, защиты их от несанкционированного доступа и неблагоприятных воздействий внешней среды.

Комплект КЛТ-211 обеспечивает прием и передачу линейного сигнала с восстановлением его формы. Содержит шесть односторонних линейных регенераторов РЛ-21 и обеспечивает работу трех линейных трактов. Устанавливается в контейнер НРП-6.

Комплекты ЗИП и эксплуатационной документации служат для эксплуатационного обслуживания и ремонта системы:

ЗИП-21 - предназначен для эксплуатационного обслуживания станционного оборудования;

ЗИП-22 - содержит платы и блоки, входящие в состав оконечного оборудования, используемые как резервные, для оперативной замены вышедших из строя;

ЗИП-23 - предназначен для эксплуатации и ремонта необслуживаемых регенеративных пунктов (НРП-6);

КЭД-21 - содержит эксплуатационную документацию, необходимую для обслуживания станционного оборудования;

КЭД-22 - содержит эксплуатационную документацию, необходимую для обслуживания световодного линейного тракта;

КЭД-23 - содержит эксплуатационную документацию, необходимую для ремонта НРП-6.

Технические характеристики:

Начальная скорость линейного сигнала - 8448 кбит/с;

Линейный код - AMI, HDB3 (ИКМ-120-4), MCMI (ИКМ-120-5);

Длина волны оптического сигнала (ИКМ-120-5) - 0,85 и 1,3 мкм;

Энергетический потенциал оптического сигнала (ИКМ-120-5) - 50 и 37 дБ соответственно;

Расстояние между обслуживаемыми пунктами - не более 50 км (ИКМ-120-4), не более 25 км (ИКМ-120-5);

Усиление линейного регенератора - 6-36 дБ (ИКМ-120-4);

Расстояние между необслуживаемыми регенеративными пунктами - 0,5 - 3,2 км. (ИКМ-120-4);

Ток дистанционного питания линейного регенератора - 100 мА (ИКМ-12 0-4);

Падение напряжения - 6,5 В (ИКМ-120-4);

Напряжение источника дистанционного питания - 240 В (ИКМ-120-4);

Число каналов ТЧ - 120;

Электропитание - источник постоянного тока напряжением 60 В с заземленным плюсом;

Контроль: Интерфейс по системе контроля и сигнализации - стык с УСО-01.

В качестве магистральных кабелей были использованы кабели ЗКП предназначены для кабельных линий зоновой связи систем передачи К-60, (для частот 250 кГЦ), при переменном напряжении дистанционного питания до 690В /50Гц (рис. 9)

Рисунок 9 - кабель ЗКП

Конструкция (рис. 10):

Жила - мягкая медная проволока диаметром 1,2 мм;

Изоляция жил - полиэтилен высокого давления (ПЭВД) ;

Кордель - заполнитель;

Заполнение - композиция полиэтилена;

Экран - алюминиевая фольга или алюмополиэтиленовая лента;

Подслой - битум;

Оболочка - светостабилизированный полиэтилен.

Рисунок 10 - конструкция кабеля ЗКП

Технические характеристики:

1. Электрическое сопротивление токопроводящей жилы, при температуре 20 °С, Ом/км не более 15,95;

2. Электрическое сопротивление изоляции, при температуре 20 °С, МОм/км, не менее 30000;

3. Омическая асимметрия жил в рабочей паре, Ом/км, не более 0,21;

4. Переходное затухание на ближнем конце, дБ/км, не менее 58,1;

5. Рабочая емкость, нФ на 1 км длины: 36,9±8;

6. Защищённость на дальнем конце, дБ, не менее: 66,7.

Таблица 5 - Электрические характеристики кабеля марки ЗКП

Частота,

кГц

Коэффициент затухания, дБ/км

Коэффициент фазы,

рад/км

Модуль волнового сопротивления, Ом

Угол волнового сопротивления, град

Температурный коэффициент затухания, 1/ град

0.05

0.117

0.014

1672.5

44.8

2,60

0.1

0.164

0.019

1182.7

44.5

2.62

0.2

0.230

0.027

836.S

44.0

2.64

0.3

0.310

0.030

666.6

44.0

2.65

0.5

0.378

0.045

535.3

42.4

2.80

1.0

0.512

0.065

408.5

39.6

2,90

1.5

0.592

0,085

330.1

37.3

3.03

2.0

0.653

0.103

280.0

35.3

3.10

2.5

0.697

0.120

249.1

33.4

3.15

3.0

0.736

0.135

228.3

31.6

3.20

3.5

0.765

0.151

207.2

30.0

3,23

4.0

0.793

0.166

205.4

28.3

3.25

5.0

0.863

0.198

191.2

25.4

3.31

6.0

0.872

0,229

532.3

23.0

3.35

7.0

0.899

0.260

176.3

20.9

3.36

8.0

0.922

0.291

171.1

19.2

3.37

9.0

0.939

0.322

168.0

17.6

3.39

10.0

0.958

0.352

166.2

16.2

3.39

Таким образом, существующие телекоммуникационные сети обладают целом рядом недостатков, из которых следует отметить их узкую специализацию, отсутствие гибкости и адаптации к изменению требований пользователей, а также низкую эффективность использования сетевых ресурсов. Данная схема сетей связи на участке села Ссёлки Липецкой области должна быть модернизирована в силу того что перестала удовлетворять нуждам потребителей и учреждений данного населенного пункта и не соответствует темпам развития телекоммуникационных технологий.

2.3 Реконструкция волоконно-оптической сети с. Ссёлки Липецкого района

С целью повышения удовлетворения нужд потребителей и учреждений села Ссёлки Липецкой области необходимо реконструировать волоконно-оптическую сеть района с помощью мультиплексора ввода/вывода уровня STM-4 SDH-16, что обусловлено мультиплексированием с временным разделением каналов (передача кадров осуществляется каждые 125 мкс). Рассмотрим данную технологию более подробно.

Наиболее широкую популярность в качестве магистральных транспортных сетей приобрела сеть SDH (Synchronous Digital Hierarchy, синхронная цифровая иерархия). Технология SDH зародилась в 70-е годы с целью передачи аудиоинформации на большие расстояния. Ее развитие стимулировалось распространением АТС, способных поддерживать связь по каналам Е1, со скоростью передачи 2 Мб/с. В настоящее время она является международным стандартом, принятым комитетом ITU-T - международной организацией, которая определяет стандарты для телеграфного, телефонного оборудования и оборудования передачи данных.

Технология SDH предоставляет магистраль для связи между двумя абонентами по волоконно-оптическому кабелю и может оперировать скоростями потоков Е1 (2 Мб/с) или n*Е1. Принципы технологии SDH основаны на мультиплексировании с временным разделением каналов.

Ниже представлена принципиальная схема подключения абонентов к мультисервисным сетям SDH (рис. 11).

Рисунок 11 - схема подключения абонентов к мультисервисным сетям SDH

В селе Ссёлки в качестве оконечного мультиплексора применен мультиплексор фирмы «Alсatel» типа 1651 SM - мультиплексор ввода/вывода уровня STM-4 SDH (рис. 12).

Рисунок 12 - мультиплексор «Alсatel» 1651 SM

оптоволоконный система связь

Мультиплексор 1651 SM может быть применен для работы в качестве:

Линейного терминального (одинарного или двойного) мультиплексора с двумя агрегатными блоками, используемыми в режиме «основной/ резервный» для создания схемы защиты агрегатных блоков 1 + 1;

Мультиплексора ввода-вывода с двумя или четырьмя агрегатными блоками (портами «восток» -- «запад») в сетях с топологией обычного или сдвоенного кольца и в линейной цепи с защитой по схеме 1 + 1 либо без защиты;

Линейного регенератора, работающего с защитой по схеме 1 + 1 либо без нее;

Концентратора для осуществления функций центрального узла в топологии «звезда»;

Коммутатора, функционирующего в рамках мультиплексора самостоятельно с максимальной емкостью до 16 STM-1 портов.

Мультиплексор и его блоки имеют следующие характеристики:

Трибные интерфейсы: скорость передачи данных на входе -- 2, 34, 45,140 или 155 Мбит/с; входной импеданс--75 Ом (коаксиальный вход) для всех трибов, 120 Ом (симметричный вход) -- для 2 Мбит/с.

Оптические входы агрегатных блоков: 622 Мбит/с (STM-4) и 2488 Мбит/с (STM-16).

Оптические интерфейсы: соответствие стандартам -- ITU-T (Рекомендации G.709, G.957, G.958).

Был использован волоконно-оптический кабель.

Основным элементом ОК является оптическое волокно (световод), выполненное в виде тонкого стеклянного волокна цилиндрической формы, по которому передаются световые сигналы с длинами волны 0,85...1,6 мкм, что соответствует диапазону частот (2,3...1,2)*1014 Гц.

Световод имеет двухслойную конструкцию и состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления. Сердцевина служит для передачи электромагнитной энергии. Назначение оболочки - создание лучших условий отражения на границе «сердцевина - оболочка» и защита от помех из окружающего пространства.

Сердцевина волокна, как правило, состоит из кварца, а оболочка может быть кварцевая или полимерная. Первое волокно называется кварц--кварц, а второе кварц--полимер (кремне-органический компаунд). Исходя из физико-оптических характеристик предпочтение отдается первому. Кварцевое стекло обладает следующими свойствами: показатель преломления 1,46, коэффициент теплопроводности 1,4 Вт/мк, плотность 2203 кг/м3.

Снаружи световода располагается защитное покрытие для предохранения его от механических воздействий и нанесения расцветки. Защитное покрытие обычно изготавливается двухслойным: вначале кремне-органический компаунд (СИЭЛ), а затем--эпоксидакрылат, фторопласт, нейлон, полиэтилен или лак. Общий диаметр волокна 500...800 мкм.

Конструкции ОК в основном определяются назначением и областью их применения. В связи с этим имеется много конструктивных вариантов. В настоящее время в различных странах разрабатывается и изготавливается большое число типов кабелей.

Однако все многообразие существующих типов кабелей можно подразделять на три группы (рис. 13).

кабели повивной концентрической скрутки

кабели с фигурным сердечником

плоские кабели ленточного типа.

Рис. Рисунок 13 - Группы кабелей

а--повивная концентрическая скрутка; б--скрутка вокруг профилированного сердечника; в--плоская конструкция; 1-- волокно; 2-- силовой элемент; 3-- демпфирующая оболочка; 4--защитная оболочка; 5--профилированный сердечник; 6-- ленты с волокнами.

Существующие ОК по своему назначению могут быть классифицированы на три группы: магистральные, зоновые и городские. В отдельные группы выделяется подводные, объектовые и монтажные ОК.

Магистральные ОК предназначаются для передачи информации на большие расстояния и значительное число каналов. Они должны обладать малыми затуханием и дисперсией и большой информационно-пропускной способностью. Используется одномодовое волокно с размерами сердцевины и оболочки 8/125 мкм. Длина волны 1,3...1,55 мкм.

Зоновые ОК служат для организации многоканальной связи между областным центром и районами с дальностью связи до 250 км. Используются градиентные волокна с размерами 50/125 мкм. Длина волны 1,3 мкм.

Городские ОК применяются в качестве соединительных между городскими АТС и узлами связи. Они рассчитаны на короткие расстояния (до 10 км) и большое число каналов. Волокна-градиентные (50/125 мкм). Длина волны 0,85 и 1,3 мкм. Эти линии, как правило, работают без промежуточных линейных регенераторов.

Подводные ОК предназначаются для осуществления связи через большие водные преграды. Они должны обладать высокой механической прочностью на разрыв и иметь надежные влагостойкие покрытия. Для подводной связи также важно иметь малое затухание и большие длины регенерационных участков.

Объектовые ОК служат для передачи информации внутри объекта. Сюда относятся учрежденческая и видеотелефонная связь, внутренняя сеть кабельного телевидения, а также бортовые информационные системы подвижных объектов (самолет, корабль и др.).

Монтажные ОК используются для внутри- и межблочного монтажа аппаратуры. Они выполняются в виде жгутов или плоских лент.

При реконструкции ВОЛС села Сселки был применен волоконно-оптический кабель ОМЗКГМ 10-01-0.22-24 (рис.14).

Рисунок 14 - волоконно-оптический кабель ОМЗКГМ 10-01-0.22-24

Этот Кабель предназначен для прокладки в грунтах всех категории, кроме подверженных мерзлотным деформациям, в кабельной канализации, трубах, блоках, коллекторах, тоннелях на мостах и в шахтах, через неглубокие болота и несудоходные реки.

Условия эксплуатации и монтажа:

-Температурный диапазон эксплуатации- от минус 40?С до плюс 70?С

-Кабели предназначены для монтажа и прокладки ручным и механизированным способами при температуре не ниже минус 10?С

-Допустимый радиус изгиба при эксплуатации не менее 20 номинальных диаметров кабеля и не менее 250 мм при прокладке и монтаже.

-Срок службы кабелей, не менее - 25 лет

-Кабели стойкий к воздействию плесневых грибов, росы, дождя, инея, соляного тумана, солнечного излучения, к повреждению грызунами.

Схема прокладки кабеля по маршруту Липецк - Сселки приведем ниже (рис. 15):

Рисунок 15 - схема прокладки кабеля от Липецка до Сселок

Конструкция (рис.16):

1. Центральный силовой элемент.

2. Оптическое волокно.

3. Оптический модуль.

4. Промежуточная оболочка из полиэтилена.

5. Гидрофобный заполнитель.

6. Круглая стальная оцинкованная проволока.

7. Внешняя оболочка из полиэтилена.

Рисунок 16 - конструкция волоконно-оптического кабеля ОМЗКГМ 10-01-0.22-24

Технические характеристики кабеля марки ОМЗКГМ 10-01-0.22-24:

-Наружный диаметр кабеля -13,7 - 17,6 (мм)

-Номинальный вес - 319 - 351 (кг/км)

-Кабель устойчив к растягивающим усилиям, - от 7,0 до 20,0 (кН)

-Коэффициент затухания, на длине волны 1550 нм - 0,21 дБ/км

-Количество волокон в модуле - от 4 до 16

-Общее количество волокон от 4 до 144

-Электрическое сопротивление наружной оболочки не менее 2000 Мом/км.

ОМЗКГМ-10-01-0.22-24 кабель оптический магистральный и внутризоновый: О-оптический, М-магистральный, З-зоновый, К-канализация, Г-грунт, М-многомодульный, 10-диаметр модового поля, 01 -центральный силовой элемент из стеклопластика, 0,22 -коэффициент затухания , 4…144 -количество волокон, 7,0 -допустимое растягивающее усилие.

В качестве первичного мультиплексора был установлен HUAWEI OptiX Metro 500 (рис. 17).

Рисунок 17 - мультиплексор HUAWEI OptiX Metro 500

Поддерживаются скорости передачи на уровнях STM-1 (155 Мбит/с) или STM-4 (622 Мбит/с). При этом оборудование обладает небольшими размерами, характерными для класса устройств микро-SDH. В опорной сети, построенной на устройствах Metro, обеспечивается динамическое распределение полосы пропускания пользователям в соответствии с объемами проходящего трафика, т.к. система использует статистический, а не фиксированный метод мультиплексирования данных.

Технические характеристики оборудования HUAWEI OptiX Metro 500:

- Скорость передачи: STM-1 (S-1.1, L-1.1, L-1.2);

- Интерфейсы: 32 x 2 Мбит/с (G.703), 2 x 10/100 Base-T Ethernet*, 16 x 2 Мбит/с (G.703)*, 3 x 34 Мбит/с (G.703)*, 3 x 45 Мбит/с (G.703)*, 4 x G.SHDSL*, 2 x V.35/X.21 + 4 x E1, N*64 кбит/с (V.35/V.21/V.24/X.21/RS449/RS530);

- Уровень коммутации: VC-12, VC-3, VC4;

- Механизмы защиты: Path Protection, SNCP**, Linear MSP**, MS SPRing**, Power Redundant;

- Синхронизация: самосинхронизация - лучше чем ± 4.6 ppm. Режим удержания - ±0.37 ppm/24 часа. Источники синхронизации - STM-1, 2 Мбит/с;

- Обслуживание: локальная, удаленная загрузка и модернизация ПО. -Конфигурирование. Резервное копирование базы данных. Возможность установки шлейфа. Безопасность лазера - G.958. Интерфейс TMN - T2000 Ethernet DCC 1, 3 TCP/IP. Аварийные сообщения - отчет, фильтр, преобразование;

- Служебная связь и внешняя синхронизация: источник* - байты E1/E2, витая пара 600 Ом. Два внешних 2Мбит/с или 2МГц;

- Питание и потребление: -48VDC(-38.4~-72), 24VDC(18~-36), 220VAC(85~-285). Типовая конфигурация: 21W (16E1+ 2х10/100 BaseT: 35W);

- Условия эксплуатации: температура -5 -55С, влажность: 5% ~ 95%;

- Размеры: 436 x 293 x 42 мм;

- Пользовательский канал: один канал (F2 байт), 19,2кбит/с, RS232-C

- Дальность передачи до 90 км.

Емкость системы эквивалентна трем потокам STM-1. Матрица кросс-коммутации имеет размерность 6х6 VC-4. В базовой конфигурации платформа может поддерживать передачу 32 потоков Е1. Существует возможность установки дополнительного интерфейсного модуля: 16 x 2 Мбит/с (G.703), 2 x 10/100 Base-T Ethernet, 3 x 34 Мбит/с (G.703), 3 x 45 Мбит/с (G.703), 4 x G.SHDSL, 2 x V.35/X.21 + 4 x E1, N*64 кбит/с (V.35/V.21/V.24/X.21/RS449/RS530).

Для обеспечения резервирования OptiX Metro 500 использует такие механизмы, как двухволоконная MSP, SNCP, MS, SPRing.

Новая система связи на базе технологии SDH имеет множество преимуществ:

Технология SDH основана на принципе прямого синхронного мультиплексирования;

По существу отдельные низкоскоростные сигналы могут мультиплексироваться непосредственно в высокоскоростные сигналы SDH без промежуточных стадий мультиплексирования;

Технология SDH (рис. 18) более гибкая по сравнению с PDH (рис. 19) и обеспечивает расширенные функции управления и технического обслуживания сети;

Может использоваться в трех традиционных областях электросвязи: сети дальней связи (глобальные сети), сети местной связи и сети абонентского доступа. Также может использоваться для передачи видео трафика кабельного телевидения (CATV).

Рисунок 18 - принцип технологии SDH

Рисунок 19 - принцип технологии PDH

Технология SDH использует новый способ мультиплексирования низкоскоростных сигналов в более высокоскоростной сигнал. Он имеет механизмы, позволяющие обрабатывать компонентные потоки, которые имеют неодинаковую частоту тактового сигнала.

В традиционных сетях используются следующие способы размещения оборудования: точка-точка, сотовая структура и концентратор (т.е. типа звезда) (рис. 20)

Рисунок 20 - способы размещения оборудования в традиционных сетях

Технология SDH позволяет использовать данные структуры наиболее полно.

В отличие от более поздней SDH, для PDH характерно поэтапное мультиплексирование потоков, так как потоки более высокого уровня собираются методом чередования бит. То есть, например, чтобы вставить первичный поток в третичный, необходимо сначала демультиплексировать третичный до вторичных, затем вторичный до первичных, и только после этого будет возможность произвести сборку потоков заново. Если учесть, что при сборке потоков более высокого уровня добавляются дополнительные биты выравнивания скоростей, служебные каналы связи и прочая неполезная нагрузка, то процесс терминирования потоков низкого уровня превращается в весьма сложную процедуру, требующую сложных аппаратных решений.

Схемы ПЦС были разработаны в начале 80х. Всего их было три:

Принята в США и Канаде, в качестве скорости сигнала первичного цифрового канала ПЦК (DS1) была выбрана скорость 1544 кбит/с и давала последовательность DS1 - DS2 - DS3 - DS4 или последовательность вида: 1544 - 6312 - 44736 - 274176 кбит/с. Это позволяло передавать соответственно 24, 96, 672 и 4032 канала DS0 (ОЦК 64 кбит/с);

Принята в Японии, использовалась та же скорость для DS1; давала последовательность DS1 - DS2 - DSJ3 - DSJ4 или последовательность 1544 - 6312 - 32064 - 97728 кбит/с, что позволяло передавать 24, 96, 480 или 1440 каналов DS0;

Принята в Европе и Южной Америке, в качестве первичной была выбрана скорость 2048 кбит/с и давала последовательность E1 - E2 - E3 - E4 - E5 или 2048 - 8448 - 34368 - 139264 - 564992 кбит/с. Указанная иерархия позволяла передавать 30, 120, 480, 1920 или 7680 каналов DS0.

Комитетом по стандартизации ITU - T был разработан стандарт, согласно которому:

во-первых, были стандартизированы три первых уровня первой иерархии, четыре уровня второй и четыре уровня третьей иерархии в качестве основных, а также схемы кросс-мультиплексирования иерархий;

во-вторых, последние уровни первой и третьей иерархий не были рекомендованы в качестве стандартных.

Указанные иерархии известны под общим названием плезиохронная цифровая иерархия PDH.

Но PDH обладала рядом недостатков, а именно:

затруднённый ввод/вывод цифровых потоков в промежуточных пунктах;

отсутствие средств сетевого автоматического контроля и управления;

многоступенчатое восстановление синхронизма требует достаточно большого времени.

Указанные недостатки PDH, а также ряд других факторов привели к разработке в США ещё одной иерархии - иерархии синхронной оптической сети SONET, а в Европе аналогичной синхронной цифровой иерархии SDH, предложенными для использования на волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС).

Иерархии PDH и SDH взаимодействуют через процедуры мультиплексирования и демультиплексирования потоков PDH в системы SDH.

Основным отличием системы SDH от системы PDH является переход на новый принцип мультиплексирования. Система PDH использует принцип плезиохронного (или почти синхронного) мультиплексирования, согласно которому для мультиплексирования, например, четырех потоков Е1 (2048 кбит/с) в один поток Е2 (8448 кбит/с) производится процедура выравнивания тактовых частот приходящих сигналов методом стаффинга. В результате при демультиплексировании необходимо производить пошаговый процесс восстановления исходных каналов. Например, во вторичных сетях цифровой телефонии наиболее распространено использование потока Е1. При передаче этого потока по сети PDH в тракте Е3 необходимо сначала провести пошаговое мультиплексирование Е1-Е2-Е3, а затем - пошаговое демультиплексирование Е3-Е2-Е1 в каждом пункте выделения канала Е1.

В системе SDH производится синхронное мультиплексирование/демультиплексирование, которое позволяет организовывать непосредственный доступ к каналам PDH, которые передаются в сети SDH. Это довольно важное и простое нововведение в технологии привело к тому, что в целом технология мультиплексирования в сети SDH намного сложнее, чем технология в сети PDH, усилились требования по синхронизации и параметрам качества среды передачи и системы передачи, а также увеличилось количество параметров, существенных для работы сети. Как следствие, методы эксплуатации и технология измерений SDH намного сложнее аналогичных для PDH.

Важной особенностью сетей SDH является необходимость синхронизации временных интервалов трафика между всеми элементами сети. Обычно мультиплексор может синхронизироваться с любым внешним сигналом, с опорным тактовым сигналом (PRC) или с собственным внутренним генератором синхронизирующих импульсов. Синхронизация на основе опорного тактового сигнала может распространяться по цепи, в которой находится не более 20 сетевых элементов (G.803).

При построении сетей SDH обычно используется топология сети типа «кольцо» с двумя контурами. По одному из контуров передается синхронизирующая и сигнальная информация, по другому - основной трафик. Имеются специальные механизмы резервирования сети на случай выхода из строя одного из контуров. Возможно также подключение устройств по топологии «точка-точка», однако в таком случае отказоустойчивость решения будет ниже.

Централизованное управление сетью обеспечивает полный мониторинг состояния каналов и узлов (мультиплексоров). Использование кольцевых топологий создает возможность автоматического переключения каналов при любых аварийных ситуациях на резервный путь. Оборудование SDH предусматривает возможность резервирования линии и основных аппаратных блоков по схеме 1+1, при аварии автоматически переключая трафик на резервное направление. Данное свойство значительно повышает «живучесть» сети и позволяет проводить различного типа технологические работы без перерыва трафика.

Основные преимущества технологии SDH:

Простая технология мультиплексирования /демультиплексирования;

Доступ к низкоскоростным сигналам без необходимости мультиплексирования/демультиплексирования всего высокоскоростного канала. Это позволяет достаточно просто осуществлять подключение клиентского оборудования и производить кросс-коммутацию потоков;

Наличие механизмов резервирования на случай отказов каналов связи или оборудования;

Возможность создания «прозрачных» каналов связи, необходимых для решения определенных задач, например для передачи голосового трафика, между выносами АТС или передачи телеметрии;

Возможность наращивания решения;

Совместимость оборудования от различных производителей;

Относительно низкие цены оборудования;

Быстрота настройки и конфигурирования устройств.

Переоборудование телекоммуникационных сетей с. Ссёлки было произведено, так как прежнее оборудование перестало удовлетворять требованиям потребителей и не могло обеспечить должного по развитию технологий уровня связи.

Глава 3. Организационно-экономическая часть

В условиях рыночной экономики возможностей для инвестирования довольно много. Вместе с тем любое предприятие имеет ограниченные свободные финансовые ресурсы, доступные для инвестирования. Поэтому встает задача оптимизации инвестиционного портфеля.

Весьма существен фактор риска. Инвестиционная деятельность всегда осуществляется в условиях неопределенности, степень которой может значительно варьировать. Так, в момент приобретения новых основных средств никогда нельзя точно предсказать экономический эффект этой операции. Поэтому нередко решения принимаются на интуитивной основе.

Принятие решений инвестиционного характера, как и любой другой вид управленческой деятельности, основывается на использовании различных формализованных и неформализованных методов. Степень их сочетания определяется разными обстоятельствами, в том числе и тем из них, насколько менеджер знаком с имеющимся аппаратом, применимым в том или ином конкретном случае. В отечественной и зарубежной практике известен целый ряд формализованных методов, расчеты с помощью которых могут служить основой для принятия решений в области инвестиционной политики. Какого-то универсального метода, пригодного для всех случаев жизни, не существует. Вероятно, управление все же в большей степени является искусством, чем наукой.

В разделе представлено организационно-экономическое обоснование реконструкция линии связи в селе Ссёлки Липецкой области.

Целью реконструкции является перевод проводной (медной) линии связи в волоконно-оптическую линию связи. В настоящей работе рассматривается вариант финансирования всех работ за счет собственных средств.

Ниже представлен расчет основных экономических показателей. Данная стоимость оборудования берется исходя из средней стоимости по прайс-листу организации. [16]

1. Рассмотрим стоимость основных технических средств.

Мультиплексор фирмы «Alсatel» типа 1651 SM - 124 500 руб.

Стоимость вспомогательного оборудования (10% от стоимости основных технических средств): 12 450 руб.

Всего 136 950 руб.

Имеем стоимость система 1353 ЕМ (система управления) - 100 526 руб.

Таблица 6 - Потребность в единовременных материальных ресурсах на приобретение технических средств, тыс. руб.

Составляющие элемента «материальные затраты»

Удельный вес в составе элемента «материальные затраты»

Сумма, тыс. руб.

Сырье, материалы, комплектующие изделия, покупные полуфабрикаты

79

225 026

Вспомогательные материалы, запчасти для ремонта оборудования, работы и услуги производственного характера

4,4

12 450

Топливо, энергия, приобретаемые со стороны

16,6

47500

Всего материальных затрат

100

284 976

Примем затраты на топливо, энергию в размере 20% от общей суммы материальных затрат (сумма строк 1 и 2).

Для экономического обоснования выбора внедрения проекта необходимо определить транспортные затраты по снабжению завода материалами, полуфабрикатами и комплектующими изделиями (грузооборот в тонно-километрах, затраты на перевозку, млн. руб.).

Таблица 7 - Расчет единовременной стоимости перевозки материалов и оборудования

Пункт

расположения

поставщика

Вид

материалов

Потребное количество материалов в (Мм), тн.

Показатели

Расстояние,

км

Тариф за тонну руб.

(Цт),

Стоимость перевозки

(Цт * Мм)

руб.

г. Липецк-с. Ссёлки

Программное оборудование, технические средства

0,01

40

42500

425

Таким образом, сумма капитальных затрат составит сумму материальных затрат и перевозки грузов:

284 976 + 425 = 285 401 тыс. руб.

Рассмотрим количество персонала, которое потребуется для реализации проекта

Таблица 8 - Структура персонала предприятия [13, с. 87]

Категории персонала

Численность

Удельный вес, %

1 .Рабочие, всего,

2

60

В том числе: основные

10

40

вспомогательные

5

20

2. Руководители

5

10

3.Специалисты

6

20

4.Служащие

8

7

5.Прочий персонал

2

3

Итого

36

100

Определим фонд заработанной платы указанного персонала.

Расчет фонда заработной платы планируется по отработанному времени (Ф) - 1850 час и тарифной ставке (Тст). [7, с. 167] Размер премии рабочим вспомогательного производства равен 25%. [13, с. 92]

Заработанная плата основных производственных рабочих = 1850*5,9 = 10990 руб. [17, с. 88]

Заработанная плата вспомогательных рабочих = 1850*5,1 = 9500 руб.

Заработанная плата руководителей = 1850*7,83 = 14940 руб.

Заработанная плата специалистов = 1850*5,12 = 9480 руб.

Заработанная плата служащих = 1850*4,29 = 7940 руб.

Заработанная плата прочего персонала = 1850*2,75 = 5090 руб.

Таблица 9 - Фонд заработной платы - ежемесячные затраты [13, с. 90]

Категории персонала

Зарплата

Премии, 25%

Дополнительная заработанная плата [13, с. 89]

Коли-чество

Всего оплата труда

1. Рабочие

основные производственные

10990

2747,5

3000

2

33475

вспомогательные

9500

2375

2500

10

143750

2. Руководители

14940

3735

4000

5

113375

3. Специалисты

9480

2370

3000

5

74250

4. Служащие

7940

1985

2000

6

71550

5. Прочие

5090

1272,5

1000

8

58900

Всего

57940

14485

15500

36

495300

Таблица 10 - Затраты на реализацию проекта

Элементы затрат

Сумма

Удельный вес, %

Капитальные - единовременные:

285401

1. Материальные затраты (оборудование и программное обеспечение)

284976

31,21

2. Доставка

425

0,05

Эксплуатационные затраты - ежегодные:

627813

2. Оплата труда

495 300

54,24

3. Отчисления на социальные нужды (26 %)

128 778

14,10

4. Амортизация

3 735

0,41

Итого текущие затраты

913214

100,00

Таким образом, реконструкция линии связи в селе Ссёлки Липецкой области и позволит вовремя предпринять необходимые меры по более эффективной её эксплуатации, что обуславливает выгодность разработки и повышает надежность оптоволоконных систем района.

Глава 4. БЖД

Микроклимат производственных помещений определяется сочетанием температуры, влажности, подвижности воздуха, температуры окружающих поверхностей и их тепловым излучением. Параметры микроклимата определяют теплообмен организма человека и оказывают существенное влияние на функциональное состояние различных систем организма, самочувствие, работоспособность и здоровье.

Температура в производственных помещениях является одним из ведущих факторов, определяющих метеорологические условия производственной среды.

Высокие температуры оказывают отрицательное воздействие на здоровье человека. Работа в условиях высокой температуры сопровождается интенсивным потоотделением, что приводит к обезвоживанию организма, потере минеральных солей и водорастворимых витаминов, вызывает серьезные и стойкие изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы, увеличивает частоту дыхания, а также оказывает влияние на функционирование других органов и систем - ослабляется внимание, ухудшается координация движений, замедляются реакции и т.д.

Действие теплового излучения на организм имеет ряд особенностей, одной из которых является способность инфракрасных лучей различной длины проникать на различную глубину и поглощаться соответствующими тканями, оказывая тепловое действие, что приводит к повышению температуры кожи, увеличению частоты пульса, изменению обмена веществ и артериального давления, заболеванию глаз.

Параметры микроклимата производственных помещений зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий отопления и вентиляции.

Тепловое излучение (инфракрасное излучение) представляет собой невидимое электромагнитное излучение с длиной волны от 0,76 до 540 нм, обладающее волновыми, квантовыми свойствами. Интенсивность теплоизлучения измеряется в Вт/м2. Инфракрасные лучи, проходя через воздух, его не нагревают, но поглотившись твердыми телами, лучистая энергия переходит в тепловую, вызывая их нагревание. Источником инфракрасного излучения является любое нагретое тело.

Метеорологические условия для рабочей зоны производственных помещений регламентируются ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и Санитарными нормами микроклимата производственных помещений (СН 4088-86).

Принципиальное значение в нормах имеет раздельное нормирование каждого компонента микроклимата: температуры, влажности, скорости движения воздуха. В рабочей зоне должны обеспечиваться параметры микроклимата, соответствующие оптимальным и допустимым значениям.

К группе санитарно-технических мероприятий относятся средства локализации тепловыделений и теплоизоляции, направленные на снижение интенсивности теплового излучения и тепловыделений от оборудования.

Эффективными средствами снижения тепловыделений являются: покрытие нагревающихся поверхностей и парогазотрубопроводов теплоизоляционными материалами (стекловата, асбестовая мастика, асботермит и др.); герметизация оборудования; применение отражательных, теплопоглотительных и теплоотводящих экранов; устройство вентиляционных систем; использование индивидуальных средств защиты. К медико-профилактическим мероприятиям относятся: организация рационального режима труда и отдыха; обеспечение питьевого режима; повышение устойчивости к высоким температурам путем использования фармакологических средств (прием дибазола, аскорбиновой кислоты, глюкозы), вдыхания кислорода; прохождение предварительных при поступлении на работу и периодических медицинских осмотров.

Мероприятия по профилактике неблагоприятного воздействия холода должны предусматривать задержку тепла - предупреждение выхолаживания производственных помещений, подбор рациональных режимов труда и отдыха, использование средств индивидуальной защиты, а также мероприятия по повышению защитных сил организма.

Опасность является центральным понятием БЖД. Количественную характеристику опасности можно выразить факторами опасности. Рассматривая фактор в виде движущей силы процессов или условий, влияющих на эти процессы, существенных обстоятельств в каком-либо процессе, явлении.

Опасность фактора можно выразить:

- местом воздействия (для человека - это: ЦНС, эмиторы, рецепторы, мозг; для техники - механизм, узел, деталь и т.д.; для природной среды - гидросфера, атмосфера, почва, горные и лесные массивы и др.)

- «откликом» реакцией организма, технической и природной системы на действие или воздействие опасности.

- многоуровневостью действия;

- психофизиологической устойчивостью личности;

- импульсной и (или) коммулятивной составляющей;

- локализацией (литосфера, гидросфера, космос, атмосфера, производственная среда, производственное оборудование, здания, сооружения и т.д.);

- видом воздействия;

- последствиями в виде аварий, катастроф, ЧС:

для человека (утомление, стресс, травма, увечье, профессиональное заболевание, летальный исход),

орудий и предметов труда (отказ, поломка, сбой в работе и системах управления и контроля, авария, пожар, взрыв, разрушение и др.),

производственной среды (изменение метеорологических условий на рабочем месте и в цехе, загрязнение производственной среды технологическими выбросами, пожар, взрыв и др.),

окружающей среды (загрязнение атмосферы, гидросферы, почвы, изменение круговорота веществ в природе, изменение климата и другие последствия, влияющие на процессы и явления, происходящие в природе).

- приносимым ущербом (социальный, экономический, технический, моральный, экологический, политический);

- условиями ликвидации опасности на различных этапах развития аварии, катастрофы и ЧС.

На человека в процессе его трудовой деятельности могут воздействовать опасные (вызывающие травмы) и вредные (вызывающие заболевания) производственные факторы. Вредный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работающего, в определённых условиях, приводит к заболеванию или снижению работоспособности. Опасный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работающего, в определённых условиях, приводит к травме или другому внезапному ухудшению здоровья.

Физические опасные и вредные производственные факторы подразделяются на следующие:

- движущиеся машины и механизмы; подвижные части производственного оборудования; передвигающиеся изделия, заготовки, материалы; разрушающиеся конструкции; обрушивающиеся горные породы;

- повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;

- повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования, материалов;

- повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

- повышенный уровень шума на рабочем месте;

- повышенный уровень вибрации;

- повышенный уровень инфразвуковых колебаний;

- повышенный уровень ультразвука;

- повышенное или пониженное барометрическое давление в рабочей зоне и его резкое изменение;

- повышенная или пониженная влажность воздуха;

- повышенная или пониженная подвижность воздуха;

- повышенная или пониженная ионизация воздуха;

- повышенный уровень ионизирующих излучений в рабочей зоне;

- повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

- повышенный уровень статического электричества;

- повышенный уровень электромагнитных излучений;

- повышенная напряженность электрического поля;

- повышенная напряженность магнитного поля;

- отсутствие или недостаток естественного света;

- недостаточная освещенность рабочей зоны;

- повышенная яркость света;

- пониженная контрастность;

- прямая и отраженная блесткость;

- повышенная пульсация светового потока;

- повышенный уровень ультрафиолетовой радиации;

- повышенный уровень инфракрасной радиации;

- острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях заготовок, инструментов и оборудования;

- расположение рабочего места на значительной высоте относительно земли (пола);

- невесомость.

Химически опасные и вредные производственные факторы подразделяются:

1. По характеру воздействия на организм человека на: токсические, раздражающие, сенсибилизирующие, концерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию;

2. По пути проникания в организм человека через: органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы и слизистые оболочки.

Биологические опасные и вредные производственные факторы включают следующие биологические объекты:

патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы, риккетсии, спирохеты, грибы, простейшие) и продукты их жизнедеятельности;

микроорганизмы (растения и животные).

Между вредными и опасными производственными факторами наблюдается определенная взаимосвязь. Во многих случаях наличие вредных факторов способствует проявлению травмоопасных факторов. Например, чрезмерная влажность в производственном помещении и наличие токопроводящей пыли (вредные факторы) повышают опасность поражения человека электрическим током (опасный фактор).

Уровни воздействия на работающих вредных производственных факторов нормированы предельно-допустимыми уровнями, значения которых указаны в соответствующих стандартах системы стандартов безопасности труда и санитарно-гигиенических правилах.

Заключение

Волоконно - оптическая сеть - это информационная сеть, связующими элементами между узлами которой является волоконно - оптические линии передачи. Технология волоконно - оптических сетей помимо вопросов волоконной оптики охватывает также вопросы, протоколов передачи, вопросы топологии сети и общие вопросы построения сетей. Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительное расстояние. Говоря другими словами, по одному волокну можно передать одновременно 10 миллионов телефонных разговоров и миллион видеосигнал. Скорость передачи данных может быть увеличена за счет передачи информации сразу в двух направлениях, так как световые волны могут распространяться в одном волокне независимо друг от друга.

Проектируемые и сооружаемые сегодня волоконно - оптические линии передачи (ВОЛП) предназначены для длительной, свыше 25 лет эксплуатации, что позволяет проложить волоконно-оптический кабель один раз и, по мере необходимости, наращивать пропускную способность канала путем замены приемников и передатчиков на более быстродействующие. Ресурсы строящихся в настоящее время первичных сетей должны обеспечивать впоследствии внедрение любых технологий и соответствующих к ним приложений.

В настоящее время открылись широкие горизонты практического применения волоконно-оптических систем передачи в таких отраслях народного хозяйства, как радиоэлектроника, информатика, связь, вычислительная техника, космос, медицина, голография, машиностроение, атомная энергетика и др.

Волоконная оптика развивается по многим направлениям и без нее современное производство и жизнь не представляются возможными.

Применение оптических систем в кабельном телевидении обеспечивает высокое качество изображения и существенно расширяет возможности информационного обслуживания индивидуальных абонентов.

Волоконно-оптические датчики способны работать в агрессивных средах, надежны, малогабаритны и не подвержены электромагнитным воздействиям. Они позволяют оценивать на расстоянии различные физические величины (температуру, давление, ток и др.). Датчики используются в нефтегазовой промышленности, системах охранной и пожарной сигнализации, автомобильной технике и др.

Список литературы

Кривоногов Ю. А. «Справочник «Мини - и микро - ЭВМ» М. «Высшая школа», 2003 - 239 с.

Ларионов «Вычислительные комплексы, системы и сети» М. «Финансы и статистика», 2007. - 386 с.

Максименков «Основы проектирования ИВС и сетей ЭВМ» М. «Высшая школа» , 2008. - 189 с.

Персональные АИС и дисплейные комплексы»« под ред. Четверикова В.Н. Выпуск 6. «Высшая школа», 2004. - 498 с.

Пономарева К.В., Кузьмин Л.Г. «ИО АСУ» М. «Высшая школа», 2007. - 244 с.

Самсонов В.С. «АСУ» М. «Высшая школа», 2007. - 361 с.

Уткин, В.Б. Информационные системы в экономике/ В.Б. Уткин, К.В. Балдин. - М.: Финансы и статистика, 2007. - 288 с.

Федеральный закон «О науке и государственной научно-технической политике» от 23.08.1996 № 127-ФЗ, ред. от 27.12.2009, с изм. от 08.05.2010, принят ГД ФС РФ 12.07.1996

Фигурнов В.Э. «IBM PC для пользователя» М. «Финансы и статистика», 2006. - 285 с.

Шарп У.Ф., Александрер Г.Дж., Бэйли Дж.В. Инвестиции. М.: ИНФРА-М, 2007. 481 с.

Шафрин, Ю. Информационные технологии. Часть 2/ Ю. Шафрин. - М.: Бином, 2007. - 320 с.

Шрайберг Я.Л., Гончаров М.В. «Справочное руководство по основам информатики и вычислительной техники» М. «Финансы и статистика», 2007. - 393 с.

Экономика предприятия: Учебник для вузов/ Л.Я. Аврашков, В.В. Адамчук, О.В. Антонова и др.; Под ред. проф. В.Я. Горфинкеля, проф. В.А. Швандара -2 -е изд., перераб. и доп. - М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 2008. - 122 с.

Эриксен, Х.Т. Тирания момента. Время в эпоху информации/ Х.Т. Эриксен. - М.: Весь Мир, 2007. - 208 с.

Якубайтис Э.А. «Информатика. Электроника. Сети» М. «Финансы и статистика», 2008. - 174 с.

http://elektroserver.ru ElektroServer.ru - Электротехнический рынок

http://www.netone.org.ru Локальная сеть ONE

http://broadcasting.ru Журнал «Broadcasting. Телевидение и радиовещание». Обзор рынка оборудования для передачи сигнала по оптоволокну

http://book.itep.ru Семенов Ю.А. (ГНЦ ИТЭФ) Оптоволоконные каналы и беспроводные оптические связи

http://www.ilit.ru Оптимальное подключение волоконно-оптических кабелей

ref.by 2006—2019
contextus@mail.ru