Строительство волоконно-оптической системы передачи между городами Смоленск и Орел

Второй вариант:

Трасса проектируемой  ВОЛС проходит вдоль железной дороги местного значения Смоленск – Брянск. Эта трасса длиной 235 км, то есть короче первой на  4 км, а затем также вдоль дороги местного значения Брянск - Орел на протяжении 125 км, общая протяженность трассы составляет 360 км.

Таблица 2.3.

Сравнительный анализ вариантов  прокладки кабеля.

Наименование	Ед. изм.	I вариант. участ. Смоленск - Брянск		II вариант. участ. Смоленск - Брянск		I и II вариант. участ. Брянск - Орел
		Лево	Право	Лево	Право	Лево	Право
Протяженность трассы	км	241	241	235	235	125	125
Переход через железные дороги	переходы	6	6	10	4	4	4
Переход через автодороги	переходы	27	26	9	10	10	12
Пересечение с реками	переходы	0	0	0	0	1	1

 

Сравнивая и анализируя два варианта трассы, делаем, вывод, что второй вариант трассы короче на 6 километра. На участке Смоленск – Брянск вдоль ЖД меньше переходов через автодороги и через железные. Так же целесообразнее проложит трассу по правой стороне от ЖД по направлению Смоленск – Брянск из-за меньшего количества переходов.

На участке Брянск – Орел, следует прокладывать трассу по левой стороне вдоль автодороги по направлению Брянск – Орел, т.к. меньше переходов через автодороги.

Выбираем второй вариант  трассы.

Разработка траншей  и прокладка кабеля будут вестись: механизированным способом – 75%, и ручным способом – 25%. При прокладке кабеля по местности, покрытой лесом и кустарником, необходимо провести вырубку просеки и корчеваний пней. Учитывая вышеуказанные особенности, а также принимая во внимание возможность положительного согласования обслуживания ВОЛС с Управлением железнодорожного транспорта, выберем комбинированный второй вариант прохождения трассы проектируемой трассы. Общая длина трассы при этом останется равной 362 км.

Участок от г. Смоленска  до г. Брянска планируется проложить, используя существующие контактные сети вдоль железной дороги, прокладка кабеля от г. Брянска до г. Орла осуществляется вдоль автодороги местного значения; через населённые пункты прохождение ОК осуществляется в кабельной канализации (существующей к моменту производства работ). Ситуационный план трассы приведен на рис. 2.1.

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.1. Ситуационный план трассы. (М: 1 см 12 км)

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Выбор системы  передачи.

Развитие цифровых телефонных сетей шло по линии уплотнения каналов, как за счёт мультиплексирования  низкоскоростных первичных каналов, так и за счёт использования более  рациональных методов модуляции. В результате развития систем передач с временным разделением каналов появились три цифровые иерархии с разными (для разных групп стран) уровнями стандартизированных скоростей передачи или каналов. Данные по этим иерархиям сведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Три схемы цифровых иерархий: американская (АС), японская (ЯС) и европейская (ЕС).

Уровень цифровой иерархии PDH	Скорости передачи, соответствующие  различным схемам цифровой иерархии
	АС: 1544 кбит/с (24, 96, 672, 4032)	ЯС: 1544 кбит/с (24, 96, 480, 1440)	ЕС: 2048 кбит/с (30, 120, 480, 1920)
0	64	64	64
1	1544	1544	2048
2	6312	6312	8448
3	44736	32064	34368
4	---	97728	139264

 

Для мультиплексора максимального  на данный момент действующего уровня SDH иерархии STM-256, имеющего скорость выходного потока 40 Гбит/с, максимально полный набор доступа может включать PDH трибы 1.5, 2, 6, 34, 45, 140 Мбит/с и SDH  трибы 155, 622, 2500 и 10000 Мбит/с, соответствующие уровням STM – 1, 4, 16, 64. Для SDH мультиплексоров уровня STM-16, имеющего скорость выходного потока 2500 Мбит/с, из этого набора исключается триб 2500 Мбит/с и т.д..

Можно выделить следующих  крупных поставщиков оборудования SDH:  Alcatel, AT&T, ECI, Huawei, Nortel, Rad и т.д..

Для данного проекта выбираем аппаратуру SDH от производителя ECI уровня STM-1, исходя из следующих соображений:

• рассчитанного числа каналов;
• повышенного спроса на услуги Internet;

Технологии SDH доказали свою надежность и практичность для транспортных сетей. Тысячи сетей с использованием SDH были построены за последние годы, и продолжают строиться в еще  больших объемах. Фактически, технологии SDH настолько широко распространены и надежны, что интерфейсы SDH встраивают в оборудование доступа, коммутаторы, маршрутизаторы и оптические элементы, превращая SDH в одну из базовых технологий 21-го века.

XDM объединяет в себе  возможности множества технологий, таких, как: спектральное уплотнение с разделением по длине волны (DWDM), мультиплексирование с временным разделением каналов (TDM), и цифровая кросс-коммутация (DXC), в едином оптическом сетевом элементе следующего поколения. Принимая во внимание огромный рост трафика данных и для эффективного использования оптики для передачи потоков данных, также добавлена возможность коммутации пакетов IP и ATM и интерфейсы Gigabit Ethernet (GbE). На рис.3.1 изображена многоуровневая концепция XDM.

 

Рис. 3.1 Многоуровневая концепция XDM

Большая пропускная способность XDM, наращиваемость, полнодоступная коммутация и поддержка сервисов высокого уровня привносят в транспортные сети новое измерение, делая их проще, многофункциональнее.

В отличие от традиционного SDН-оборудования, построенного по принципу отдельной поддержки каждой скорости передачи единая ХDМ- система поддерживает любую скорость передачи из стандарта SDН: от SТМ-1 до SТМ-64. Более того, интегрированные оптические возможности ХDМ позволяют достичь огромной пропускной способности линии в 400 Гбит/с и более, за счет использования DWDМ технологии.

Существующий стереотип  гласит, что:

Пропускная  способность * Коммутирующая способность = Затраты.

В итоге, XDM комбинирует  в себе функциональность оптического  мультиплексора DWDM, мультиплексора ввода-вывода и узко-, широко-,  все диапазонного цифрового кросс-коммутатора в единой системе.

 

3.1. Характеристика используемой системы передачи

XDM-1000 – мощная платформа  для высокопроизводительных центральных  узлов. Обеспечивает традиционные широкополосные услуги и самые современные услуги по передачи данных, как Gigabit Ethernet, ATM, Fast Ethernet, IP, ATM и SAN, DWDM. Концентратор массового трафика для работы в условиях высокой перегрузки в узлах опорной городской сети. Подходит для ячеистой, многокольцевой, звездной, кольцевой топологий и топологии точка-точка.

Оборудование позволяет  решить  основные проблемы сетей  с высокой пропускной способностью на магистральном, региональном и городском  уровнях таких как: перенасыщенность сетей оборудованием, большие перегрузки по трафику, трудности при перекоммутации, потребность в больших площадях для размещения оборудования, сложность управления.

 Стандартная полка  XDM-1000 размещена в корпусе глубиной 285 мм, шириной 450 мм и высотой  1100 мм, с верхним и нижним отделениями, как показано на рис. 3.2. В нижнем отделении размещены платы I/O, матрицы коммутации, процессорные и общие платы. В верхнем отделении размещены модули интерфейсов электрических соединений и модули DWDM/OADM. В полке также имеются два блока xINF (Блоки Фильтров Входного Питания) и три блока xFCU (Блоки Управления Вентиляцией). Все порты электрических соединений служат для подключения полки ХDМ через центральную панель подключений (ССР). Оптические порты служат для прямого подключения плат ввода/вывода.

Рис. 3.2. Стандартная полка XDM-1000

Характеристики  мультиплексора ECI XDM-1000 приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Технические характеристики

Режимы кросс-коммутации
Широкополосный 4/4	соответствует кросс-коннекту типа I в ITU-Т G.782
С выделением полос 4/3/2/1	соответствует кросс-коннекту типа II в ITU-Т G.782
Широкополосный/С  выделением полос 4/4/3/2/1	соответствует кросс-коннекту типа III в ITU-Т G.782
Уровни коммутации	VС-4nс,VС-4,VС-3,VС-2,VС-12
Пропускная  способность матрицы
Возможности коммутации	192 х SТМ-1 4/4/3/2/1; 384 х SТМ-1 4/4/3/2/1
Защита трафика
Соответствует спецификациям	ITU-Т G.841/842
SNCP I/N/S высокого и низкого ранга	в пределах 30 мс
MSP 1+1, 1:N	в пределах 50 мс
MS-Spring	в пределах 50 мс
Резервирование
дублирование 1:1	система управления, система  синхронизации
дублирование 1+1	коммутирующая   матрица, система  питания, внутренние шины, внешние шины
Защита модулей  ввода/вывода	1:N (N=1...10)
Синхронизация (4 опорных тактовых сигнала)
2 МГц, 2 Мбит/с, 34 Мбит/с, 45 Мбит/с, 140 Мбит/с, SТМ-1, SТМ-4, SТМ-16
Выходы 2 МГц/2Мбит/с (по два  на каждый шкаф).
Поддержка Сообщений  о Состояний Синхронизации (SSM).
Внутренняя опорная  частота по стандарту G.813.
Искажение и  смещение
Соответствуют техническим требованиям	IТU-Т G.823/825
Интерфейсы  ввода/вывода
2 Мбит/с  Физический  уровень	G.703, Раздел 6
Скорость передачи	2048 кбит/с +/- 50 ppm
Параметры фрейма	Без фреймов, G.704,1.431 (ISDN)
Линейное кодирование	НDВ 3
Сопротивление линии	120 Ом, согласованное/75 Ом  несогласованное
34 Мбит/с  Физический  уровень	G.703, Раздел 8
Скорость передачи	34368 кбит/с +/- 20 ppm
Параметры фрейма	G.751
Линейное кодирование	НDВ 3
Сопротивление линии	75 Ом несогласованное
45 Мбит/с  Физический  уровень	G.703, Раздел 5
Скорость передачи	44736 кбит/с +/- 20 ppm
Параметры фрейма	G.751
Линейное кодирование	НDВ 3
Сопротивление линии	75 Ом несогласованное
140 Мбит/с  Физический  уровень	G.703, Раздел 9
Скорость передачи	139264 кбит/с +/- 15 ppm
Параметры фрейма	G.751
Линейное кодирование	CMI
STM-1, электрический	G.703, Раздел 12
Скорость передачи	155520 кбит/с +/- 20 ppm
Параметры фрейма	G.707
Линейное кодирование	CMI
STM-1, оптический
Физический  уровень	G.957, Таблица 2
Дина волны	1310 нм, 1550 нм
Сорость на длинной/короткой линии связи	155.520 Мбит/с +/-4.6 ppm
STM-4, оптический
Физический  уровень	G.957, Таблица 3
Дина волны	1310 нм, 1550 нм
Скорость на короткой/ длинной/очень длинной/ультра длинной  линии связи	622 Мбит/с +/-4.6 ppm
STM-16, оптический
Физический  уровень	G.957, Таблица 4
Дина волны	1310 нм, 1550 нм
Скорость на короткой/ длинной/очень длинной/ультра длинной/ DWDM (G.692)  линии связи	2488.32 Мбит/с +/-4.6 ppm
STM-64, оптический
Физический  уровень	G.691,G.957, Таблица 5
Дина волны	1310 нм, 1550 нм
Скорость на короткой/ длинной/очень длинной/ультра длинной/ DWDM (G.692)  линии связи	9952 Мбит/с +/-4.6 ppm
Управление
Соответствует стандарту	G.784
еNМ (Менеджер Сети компании ЕС1)	рабочая станция SUN
еММ (Менеджер компонентов  компании ЕС1)	рабочая станция SUN
eCRAFT	ПК или ноутбук
Интерфейсы  аварийных сообщений и управления
F для еNМ; Q3 для ТМN; RS-232 для еЕМ; Доступ к байтам Верхнего уровня (OHA); Служебный канал; Панель аварийной сигнализации в стойке.
Аварийные сообщения  и производительность
Концепция производительности	G.821, G.826
Концепция системы тревожных  сообщений	G.783
Классы тревожных сообщений	Критические, Значительные, Незначтельные, Предупреждения
Типы тревожной сигнализации	светодиоды, сухие контакты, звуковые сигналы (на каждой субстойке
Подсистема  электропитания
Выдаваемая мощность - до 1500 Вт на систему
Защита от подачи питающего  напряжения обратной полярности.
Защита от бросков  напряжения (2 кВ линия-линия, 4 кВ линия-«земля»).
Защита от перенапряжения
Защита от перегрузки по току и от коротких замыканий.
Резервирование и разделение цепей между блоками входных фильтров.
Горячая» замена.
Обнаружение пропадания питания. После этого обеспечивается работа системы в течение10 мс.
Обнаружение снижения напряжения источника.

 

Таблица 3.3

Плата ввода/вывода SDН SТМ-1 155 Мбит/с

Наименование платы	SIO1-4OL5
Код исполнеия	L-1.2
Рабочая длина волны (нм)	1285-1330
Энергетический потенциал (дБ)	36
Передатчик
Тип источника	SLM
Мин. подавление боковых (дБ)	1
Мин. средняя излучаемая мощность (дБm)	-4
Макс. средняя излучаемая мощность (дБm)	0
Мин. уровень затухания (дБ)	10
Приемник
Минимальное затухание (дБm)	-36
Минимальный коэфф. перегрузки (дБm)	-8
Макс. ОтражениеПередатчик (дБ)	-25
Оптическая  линия связи  «передатчик-приемник»
Макс. дисперсия [ps/нм]	12300
Мин. коэффициент потерь из-за отражения в кабеле (дБ)	-20
Макс. отражение на компонентах (дБ)	-25
Макс. потери оптического  пути (дБ)	1
Длинна регенерационного участка (км)*	160

 

 

*два разъёма  по 1дБ запас, на ремонт кабеля =0.012дБ/нм потери в кабеле 0.21 дБ/км  при использовании волоконно-оптического кабеля с затуханием 0.21дБ.

 

3.2 Описание  блоков

Полка ХDМ содержит следующие разъемы:

Верхнее отделение

• 11 слотов (с М-IO1 по М-IO11) выделены под модули соединений электрических интерфейсов или модули DWDM/OADM,

оптического бустера, оптического предусилителя.

• 2 фильтра входного питания xINF.

Нижнее отделение

• 12 слотов (с IO1 по IO12) гибко выделены под платы I/O и/или транспондеры (ввода/вывода).
• 2 слота (X1 и Х2) выделены под платы матриц HLXC.
• 2 слота (С1 и С2) выделены под платы хМСР.
• модуль МЕСР расположен над платами хМСР