Проект транспортной сети с применением оборудования OPtix 1600G

 

 

Расчет пропускной способности  системы проводится по методике [2], с целью определения количества интерфейсов и их скорости.

Население Екатеринбурга и Свердловской области – 4394,6 тыс. человек. Население Тюмени и тюменской области (без автономных округов)  -  3430,2 тыс. человек. Число каналов, связывающих эти города, зависит от численности населения и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи.

Население Свердловской области составляет:

Н_Екб=4394600 чел.

Тюменской области составляет:

Н_Тюм= 3430200  чел.

Рассчитаем количество телефонных каналов между заданными оконечными пунктами по формуле (1.1):

,                                          (1.1)

где a₁, b₁ - постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям, a₁ = 1,3; b₁ = 5,6;

f₁ - коэффициент тяготения, f₁ = 0,1 (10%);

y - удельная нагрузка, т.е. средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом, y=0,05 Эрл.;

m_at, m_bt - количество абонентов, обслуживаемых оконечными станциями АМТС соответственно в пунктах А и Б.

Количество абонентов определяется в зависимости от численности населения, проживающего в зоне обслуживания. Исходя из статистических данных, которые показывают, что в настоящее время стационарным телефоном пользуется 30% всего населения России, получаем коэффициент m_t=0,3, это количество абонентов в зоне АМТС:

,

 чел.,

 чел.

Таким образом можно  рассчитать число каналов для  телефонной связи между заданными оконечными пунктами.

 каналов.

Пропускная способность В₀, Гбит/с системы DWDM может определена как максимальная скорость передачи информации по волокну по  формуле (1.2):

В₀ = В_ТФ + В_ОП+В_DSL+B_ВЫД+ В_ТР,                                             (1.2)

где, B_тф -  телефонный трафик;

B_ОП – общая скорость передачи обычных пользователей Интернетом ;

B_DSL –общая скорость DSL пользователей;

B_тр=10, Гбит/с - магистральный транзит.

Суммарный телефонный поток  определяется по формуле (1.3):

В_ТФ= n_тф^.V_тф,                                                           (1.3)

где V_тф=64 кбит/с – скорость ОЦК.

В_ТФ= 3762^.64000=0,241 Гбит/с.

Исходя из статистических данных, которые показывают, что  в настоящее время доля постоянных пользователей интернетом составляет 21% от всего населения России.

,

 чел.,

 чел.

Я предполагаю, что по данной магистрали будет проходить 20% от всего интернет трафика.

N_п=(m_ai+m_bi)∙0,2=(1318000+1029000)∙0,2 = 328600 чел.

 

Рассчитаем нагрузку цифрового потока в единицах скорости  передачи в бит/с по формуле (1.4):

В=V^.Э^.N,                                                         (1.4)

Доля обыкновенных пользователей  сети Интернет при Э=0,04 Эрл и скорости V=56 кбит/с составляет 10% от всех пользователей Интернет.

В_ОП=56^.10

^.0,04^. 328600∙0,1=0,074 Гбит/с.

Доля DSL- пользователей сети Интернет при Э=0,2 Эрл и скорости 1 Мбит/с составляет 36% от всех пользователей Интернет. Рассчитаем  нагрузку, создаваемую DSL- пользователями.

В_DSL=1^.10

^.0,2^. 328600∙0,36= 23,662 Гбит/с,

Доля пользователей выделенной линии связи сети Интернет при Э=0,2 Эрл и скорости 1 Мбит/с составляет 54% от всех пользователей Интернет. Рассчитаем  нагрузку, создаваемую  пользователями выделенной линии связи.

В_ВЫД=1^.10

^.0,2^. 328600∙0,54= 35,493 Гбит/с,

В₀=0,241+0,074+23,662+35,493+10=69,470 Гбит/с.

Для расчета числа  длин волн используем формулу (1.5):

N_λ = В₀/В_I,                                                             (1.5)

где В_I = 10 Гбит/с - скорость интерфейсного потока.

N_λ = 69,470/10 ≈ 7

Исходя из расчетов OMUX и ODMUX будут иметь по 7 интерфейсов со скоростями 10 Гбит/с.

 

 

4. Выбор оптического кабеля

 

 

Выбор типа оптического кабеля определяется пропускной способностью линейного тракта ВОСП, также учитываются условия и место его прокладки, наличие на трассе источников электромагнитных полей, опасность повреждения.

При выборе конструкции  кабеля для определённого назначения следует учесть ряд аспектов, к которым следует отнести:

- соответствие кабеля  ГОСТ, ТУ, которые разрабатываются  в соответствии с требованиями ITU-T (Международный союз электросвязи - сектор стандартизации телекоммуникации), IEC (Международная электротехническая комиссия), и CECC (комитет по электронным компонентам в составе CENELEC);

- соответствие ОК необходимым  эксплуатационным характеристикам.  При определении пропускной способности  волокна следует учитывать потери  волокна и требования по их  изменению. Эти характеристики должны удовлетворять самым жестким условиям, которые наблюдаются при эксплуатации;

- кабель должен быть  удобным в работе и при монтаже.  Он должен иметь гибкость, цветовое кодирование, малый вес, сопротивление изгибам, раздавливанию и растяжению, создавать условия для быстрого монтажа и надёжной эксплуатации;

- кабель должен быть  удобным в сварке и заделке  в концевые устройства. Удобная  идентификация кабеля и волокна  облегчает сварку и делает  её более точной. Внешние защитные оболочки и покрытия должны легко сниматься. Важным моментом является скол волокон и подгонка волокна и кабеля, а, также предохранение места сварки;

- кабель должен иметь  удобную маркировку, которая способствует  быстрому ремонту и сокращает время простоя кабельных магистралей;

- кабель должен соответствовать  предъявляемым требованиям с  учётом специфических климатических условий на месте эксплуатации. При выборе нужной конструкции кабеля для заданного назначения следует учитывать условия окружающей среды, в которой кабель будет эксплуатироваться, ГОСТ Р 52266-2004.

Для подвески на опорах контактной сети железных дорог используется кабель типа ДПТ. Кабель представлен на рисунке 1.2:

 

 

 

1 –  центральный силовой элемент стеклопластиковый стержень; 
2 – ПБТ трубка со свободно уложенными оптическими волокнами и гидрофобным заполнителем; 
3 – кордель;

4 –  гидрофобный заполнитель; 
5 - промежуточная ПЭ оболочка; 
6 – Повив из арамидных нитей; 
7 – наружная ПЭ оболочка

Рисунок 1.2 – Оптический кабель марки ДПТ – 024 Н 06 – 04.

 

Характеристики  кабеля представлены в таблице 1.1 и  волокна в таблице 1.2.

Таблица 1.1 - Характеристики кабеля.

Количество  оптических волокон в кабеле	24
Количество  оптических волокон в модуле	6
Количество  модулей в кабеле	4
Диаметр кабеля, мм	12
Масса кабеля, кг/км	110
Минимальный радиус изгиба, мм	230
Стойкость к продольному растяжению, кН	4

Продолжение таблицы 1.1

Стойкость к раздавливающим усилиям, кН/см	0,5
Стойкость к удару, Дж	30
Температурный диапазон эксплуатации, оС Температурный диапазон при прокладке, оС	-60…+70 -10…+50

 

 

Таблица 1.2 - Характеристики волокна.

Тип волокон	Одномодовое со смещенной  нулевой дисперсией (ITU-T G.655)
Рабочая длина волны  волокна, нм	1530-1565
Коэффициент затухания, дБ/км, не более:	0,22
Коэффициент хроматической дисперсии, пс/(нм.км), в интервале длин волн (1530-1565) нм, по абсолютной величине	3
Поляризационная модовая  дисперсия (ПМД), пс/км, не более	0,5
Длина волны отсечки, нм, не более	1470
Диаметр модового поля, мкм, на длине волны 1550 нм	9,5 0,5
Неконцентричность сердцевины относительно оболочки, мкм, не более	0,8
Диаметр оболочки, мкм	125 1,0
Некруглость оболочки, %, не более	1
Диаметр защитного покрытия, мкм	245 10

 

5. Обоснование технологии

 

 

Чтобы и дальше обеспечивать клиентов высококачественной и быстрой  связью, необходимо увеличивать мощности основных телекоммуникационных маршрутов, и увеличивать значительно. 
Есть два варианта увеличения пропускной способности сети:

 – повышение каналов SDH до уровня STM-64 (10 Гбит/с) и увеличение количества таких каналов. Однако каждый следующий канал STM-64 потребует установки оборудования и проведения строительно-монтажных работ на всех узлах магистрали, а уже для третьего канала нужно будет прокладывать новый кабель. Для обеспечения растущих потребностей клиентов Компании уже в самые ближайшие годы потребуется порядка четырех каналов уровня STM-64;

- строительство сети  по технологии DWDM, которая позволит  увеличить пропускную способность сети во много раз, поскольку по одному волокну будет передаваться 40 каналов STM-64, а дальнейшее расширение сети потребует только установки дополнительных карт.

Очевидно, что технология DWDM обладает преимуществом, как с  точки зрения пропускной способности, так и возможности дальнейшего умощнения сети:

- DWDM является стабильной  платформой для предоставления  услуг, а возможность значительного  расширения емкости делают сеть  удобной для пользователя;

- Технология обеспечивает  передачу трафика широкого спектра решений, от систем IP до оборудования SDH и других;

- Существуют большие  возможности для масштабирования  сети, что означает уверенность в завтрашнем дне для клиентов;

- DWDM-технология позволяет  сети совмещать гибкость управления  относительно низкоскоростными каналами на периферии со скоростной передачей гигабитных потоков в основных магистралях.

По мере прохождения  по оптическому волокну сигнал постепенно затухает. Для того чтобы его усилить, используются оптические усилители. Это позволяет передавать данные на расстояния до 4000 км без перевода оптического сигнала в электрический (для сравнения, в SDH это расстояние не превышает 200 км).

Преимущества DWDM очевидны. Эта технология позволяет получить наиболее масштабный и рентабельный способ расширения полосы пропускания волоконно-оптических каналов в сотни раз. Пропускную способность оптических линий на основе систем DWDM можно наращивать, постепенно добавляя по мере развития сети в уже существующее оборудование новые оптические каналы.

 

2. Конструкция и архитектура аппаратных средств системы DWDM OptiX BWS 1600G

1. Выбор типа аппаратуры

 

 

На всей сети ТрансТелеКом используется оборудование китайской фирмы Huawei Technologies. При выборе аппаратуры DWDM будем руководствоваться не только техническими данными аппаратуры, но и данными корректной совместной работы оборудования, без применения аппаратуры согласования.

Разработанная компанией Huawei магистральная оптическая система  передачи DWDM OptiX BWS 1600G, является магистральным  оптическим оборудованием передачи нового поколения большой ёмкости. Она разработана с учетом современного состояния и развития в будущем оптических сетей.

Модульная конструкция, поддержка разнообразных конфигураций и гибкие возможности резервирования позволяют системе OptiX BWS 1600G играть ведущую роль в оптической сети передачи. Ёмкость доступа оптических волокон может быть плавно увеличена от 10 Гбит/с до 1600 Гбит/с. При расширении системы отсутствует необходимость отключать оборудование или прерывать предоставление услуг. Необходимо всего лишь установить новые аппаратные средства или новый узел. В типичной конфигурации с резервированием даже добавление узла OADM не окажет влияние на работу системы.

Система может быть развернута с использованием топологии "точка-точка", линейной и кольцевой сети. Являясь магистральным уровнем сети, она используется для соединения сетей крупных городов и пропуска большого объёма трафика оптической коммутационной аппаратуры, оборудования DWDM городской сети (MAN, metropolitan area network), оборудования SDH или маршрутизаторов.