Проект реконструкции участка городской транспортной сети г. Новосибирска

 

 

 

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное агентство  по образованию

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

«Новосибирский государственный  технический университет»

Кафедра «Конструирование и технология радиоэлектронных средств»

 

 

Утверждаю

Зав. кафедрой

            Вострецов А.Г.

подпись, фамилия, инициалы

 

“ __ ” ___________ 2009 г.

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к дипломному проекту на тему

Проект  реконструкции участка  
городской транспортной сети г. Новосибирска.

 

 
Автор дипломного проекта Волощук Алексей Николаевич, группа РКCз-47

 

Обозначение дипломного проекта  НГТУ.430431.144

 

Специальность 210404 Многоканальные телекоммуникационные системы

 

Руководитель проекта                                     Куратов К. А.

 

                                                                  ^{подпись, дата, фамилия, инициалы}

 

 Консультанты по разделам:

Теоретический _	________________________________Куратов К. А.
	подпись, дата, фамилия, инициалы
Расчетный _ _	________________________________Куратов К. А.
краткое наименование раздела	подпись, дата, фамилия, инициалы
Экспериментальный __	________________________________Куратов К. А.
краткое наименование раздела	подпись, дата, фамилия, инициалы
Расчетно-экономический _	_________________________________Говор С. А.
краткое наименование раздела	подпись, дата, фамилия, инициалы
Охрана  труда __	________________________________Волков А. М.
краткое наименование раздела	подпись, дата, фамилия, инициалы

 

 

 

Новосибирск 2009 г.

 

 

Аннотация

 

 

В данной работе проведена разработка проекта реконструкции участка оптической транспортной сети г. Новосибирска. Приведено обоснование выбора схемы, в соответствии с ТЗ сделаны необходимые расчёты требуемого объема связи, количества трибутарных потоков, расчёт необходимых затрат, обоснована экономическая целесообразность проекта, разработана система обеспечения мер безопасности при введении в строй и эксплуатации  оборудования.

 

Содержание

Введение  ………………………….…….......…………………………………..…... 8

1. Теоретический раздел

1.1. Особенности технологии SDH ………………………….……............. 10

1.2  Особенности построения синхронной иерархии SDH …………….... 11

1.3. Постановка задачи ………………………………………………………. 13

2. Расчётный раздел

2.1. Разработка схемы организации связи

2.1.1. Анализ существующей сети ……….…………...……..….... 14

2.1.2. Расчёт нагрузки в реконструируемом кольце с учётом вновь вводимых станций X и Y ….……………………..……………….… 17

2.1.3. Технология защиты информации ………..………….……… 31

2.1.4. Выбор и описание системы передачи ………….………...… 33

2.1.5. Схема организации  связи  ……………..……………………..… 43

2.2. Разработка схемы  сети синхронизации

2.2.1. Общие принципы тактовой синхронизации ……….….…… 45

2.2.2. Распределение сигнала синхронизации ……………….….… 46

2.2.3. Расстановка приоритетов и распределение сигнала синхронизации .……………………………………………………………….… 47

2.3. Разработка схемы  управления

2.3.1. Общие положения ……………………………..….….…….… 50

2.3.2. Схема управления сетью ………………………….……….… 54

3. Экспериментальный раздел

3.1. Выбор кабеля ……………………………………………………...….. 56

3.2. Определение длины регенерационного участка …………..……..… 60

3.3. Расчет электропитания оборудования …………………………...……... 65

 

4. Раздел охраны труда и ТБ

4.1. Меры безопасности  при работе с источниками оптического  
излучения оптических линиий передачи (ВОЛП) ……………………… 67

4.2. Требования безопасности при выполнении монтажных работ на оптических линиях передачи (ВОЛП) …………………………………….… 75

4.3. Требования безопасности при эксплуатации персональных

электронно-вычислительных машин (ПЭВМ) ………………….…..…... 77

4.4. Техника безопасности …………………………………………..….… 78

5. Технико-экономическая целесообразность ……………………………...…..… 80

5.1. Расчет затрат ...…………………………….…………..……….……... 81

5.2. Доходы основной деятельности ………………………….………..… 86

5.3. Расчёт основных экономических показателей ………………….….. 87

5.4. Оценка экономической эффективности инвестиционного проекта ... 88

Заключение ……………………………………………………………….………….. 93

Библиография ..................................................................................................... 94

 

Введение

Рост потребности в услугах электросвязи для различных сфер деятельности людей (коммерческих, банковских, производственных, информационных, развлекательных и т.д.) обусловил бурное развитие средств телекоммуникаций во всех цивилизованных странах. Развитие сетей связи без надежных транспортных информационных магистралей немыслимо. 

Потребности существенного  увеличения объема, надежности и экономичности передачи цифровой информации предопределили необходимость разработки синхронной цифровой иерархии Synchronous Digital Hierarchy, SDH. SDH была определенна в 1988 году комитетом по стандартизации ITU-T (International Telecommunications Union – Telecommunication Standardization Sector – сектор телекоммуникаций международного союза электросвязи) и представляет собой качественно новый этап развития связи. SDH имеет множество особенностей по сравнению с предшествующей ей плезиохронной цифровой иерархии Plesiochronous Digital Hierarchy, PDH.

Цифровые системы передач PDH в свое время являлись значительным шагом в развитии связи по сравнению с аналоговыми системами. Системы PDH изначально создавались для передачи телефонных сообщений на соединительных линиях между АТС в виде цифровых сигналов с ИКМ. В качестве среды распространения использовался симметричный или коаксиальный кабель, коэффициент затухания, которого возрастал при увеличении тактовой частоты (скорости передачи). При построении более высокоскоростных систем снижалась длина регенерационного участка и требовалась увеличение числа регенераторов, что приводило к существенному увеличению капитальных и эксплуатационных затрат. Благодаря появлению в середине 80-х годов современных волоконно-оптических кабелей оказались достижимыми высокие скорости передачи в линейных трактах ЦСП с одновременным удлинением секции регенерации. Производительность таких линейных трактов превышает производительность цифровых трактов на кабелях с металлическими парами во много раз, что увеличивает их экономическую эффективность. Однако использование существующей плезиохронной системы группообразования цифровых потоков для получения высокоскоростных сигналов приводило к громоздким и малонадежным решениям.

SDH позволяет организовать  универсальную транспортную систему, охватывающую все участки сети и выполняющую функции, как передачи информации, так и контроля и управления. Она рассчитана на транспортирование сигналов PDH, а также всех действующих и перспективных служб, в том числе широкополосной цифровой сети с интеграцией услуг (В-ISDN), использующей асинхронный способ переноса (АТМ).

Основу  транспортной системы составляют волоконно-оптические  системы передачи с технологическими решениями SDH. Эти системы передачи  соединяют не только национальные узлы связи, но и международные. Внедрение различных оптических систем передачи с волоконно-оптическими и атмосферными линиями связи определено высокой помехоустойчивостью, широкой полосой пропускания сигналов , большими расстояниями передач, относительно низкой стоимостью каналов и другими факторами.

Цифровые волоконно-оптические системы передачи являются основой  построения первичной (транспортной) сети связи Российской Федерации.

Транспортная сеть –  совокупность ресурсов систем передачи (каналов, трактов, секций), относящихся к ним средств контроля, оперативного переключения, резервирования и управления, предназначенных для переноса информации между заданными пунктами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Теоретический  раздел

 

1.1. Особенности технологии SDH

Цифровые сети, разработанные  и внедренные до появления синхронных сетевых технологий SDH, были, по сути, асинхронными системами, так как не использовали внешнюю синхронизацию от центрального опорного источника. В них потеря бит (или невозможность их точной локализации) приводила не только к потере информации, но и к нарушению синхронизации.

В синхронных сетях средняя  частота всех местных таймеров или одинакова (синхронна) или близка к синхронной (плезиохронна) благодаря использованию центрального таймера (источника) с точностью не хуже 10-9 (что дает, например, для DS3 возможное отклонение скорости порядка 0,045 бит/с). В этой ситуации необходимость выравнивания фреймов или мультифреймов стоит не так остро, а диапазон выравнивания значительно уже.

Более того, ситуация с  выделением определенного фрагмента потока (например, канала E1) упрощается, если ввести указатели начала этого фрагмента в структуре инкапсулирующего его фрейма. Использование указателей позволяет гибко компоновать внутреннюю структуру контейнера-носителя. Сохранение указателей в неком буфере (заголовке фрейма или мультифрейма) и их дополнительная защита кодами с коррекцией ошибок позволяют получить исключительно надежную систему локализации внутренней структуры передаваемой по сети полезной нагрузки (фрейма, мультифрейма или контейнера).

Указанные соображения  говорят о том, что синхронные сети имеют ряд преимуществ перед  используемыми асинхронными, основные из них следующие:

- упрощение сети - вызванное  тем, что в синхронной сети  один мультиплексор ввода-вывода, позволяя непосредственно вывести (ввести), например, сигнал Е1 (2 Мбит/с) из/в модуля STM-1, заменяет целую “гирлянду” мультиплексоров PDH, экономя на оборудовании и месте для его размещения;

- надежность и самовосстанавливаемость  сети - обусловленные тем, что, во-первых, сеть использует ВОК, не подверженный действию электромагнитных помех, во-вторых, архитектура и гибкое управление сетями позволяет использовать защищенный режим работы, допускающий два альтернативных пути распространения сигнала с почти мгновенным переключением в случае повреждения одного из них, а также обход поврежденного узла сети, что делает эти сети самовосстанавливающимися;

- гибкость управления  сетью, обусловленная наличием  большого числа достаточно широкополосных каналов управления и гибкой иерархической системой управления с уровнями сетевого и элементного менеджмента;

- выделение полосы  пропускания по требованию –  сервис, который раньше мог быть  осуществлен только по заранее  (например, за несколько дней) спланированной договоренности, теперь может быть предоставлен в считанные секунды путем переключения на другой (широкополосный) канал;

- прозрачность для  передачи любого трафика –  факт, обусловленный использованием виртуальных контейнеров для передачи трафика, сформированного другими технологиями, включая самые современные технологии: Frame Relay, IP, ISDN и ATM;

- универсальность применения –  технология может быть использована  как для создания глобальных  сетей или глобальной магистрали, так и для компактной кольцевой корпоративной сети, объединяющей ряд локальных сетей;

- простота наращивания  мощности – при наличии универсальной стойки для размещения аппаратуры переход на следующую более высокую скорость иерархии осуществляется просто вставкой новых (рассчитанных на большую скорость) карт-блоков.

 

1.2. Особенности построения синхронной иерархии SDH

 

Рассмотрим общие особенности  построения синхронной цифровой иерархии. Сети SDH, несмотря на их очевидные преимущества перед сетями PDH, не имели бы такого успеха, если бы не обеспечивали преемственность и поддержку стандартов PDH обеих иерархий. Так, мультиплексоры сетей SDH, через которые осуществляется доступ в сеть, рассчитаны на поддержку только тех каналов доступа, скорость передачи которых соответствует объединенному стандартному ряду АС и ЕС иерархий PDH, а именно: 1,5; 2; 6; 34; 45; 140 Мбит/с, или Т1, Е1, Т2, Е3, Т3, Е4. Цифровые потоки сигналов, скорость передачи которых соответствует этому ряду, будем называть трибами PDH или компонентными сигналами, а сигналы, скорость передачи которых соответствует стандартному ряду скоростей SDH – трибами SDH. Из трибов PDH был исключен триб Е2, а триб Т2, хотя и остался в общей схеме мультиплексирования, поддерживается только версией ITU-T и исключен из версии ETSI.

Первая особенность  иерархии SDH – поддержка в качестве входных сигналов каналов доступа только трибов PDH и SDH. Другая особенность – процедура формирования структуры фрейма.

Два правила относятся  к разряду общих: при наличии  иерархии структур структура верхнего уровня может строиться из структур нижнего уровня; несколько структур того же уровня могут быть объединены в одну более общую структуру. Остальные правила отражают специфику технологии. Например, если на входе мультиплексора имеем трибы PDH, которые должны быть упакованы в модуль STM-N так, чтобы их можно было вывести в нужном месте, то модуль должен иметь вид контейнера стандартного размера (в силу синхронности сети его размеры не должны меняться), имеющего сопровождающую документацию – заголовок, где собраны все необходимые для его управления и маршрутизации сведения, и внутреннюю емкость достаточную для размещения полезной нагрузки – однотипных контейнеров меньшего размера, которые также должны иметь заголовок и полезную нагрузку и т. д. (по принципу матрешки, или по методу последовательных вложений, или инкапсуляций).