МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
1 ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ, ПОДЛЕЖАЩИХ ОБРАБОТКЕ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Курсовой проект должен содержать: введение, общую часть, расчётную часть, графическую часть, заключение по результатам проектирования и список использованных источников.
Внешний вид листа «Содержание» курсового проекта (без рамки) приведён ниже.
Содержание стр.
| ВВЕДЕНИЕ | |
| РАЗДЕЛ 1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ | |
| 1.1 Определение уровня передаваемого транспортного модуля | |
| 1.2 Выбор типа системы передачи и ее характеристики | |
| 1.3 Структурная схема выбранного мультиплексора и её описание | |
| 1.4 Выбор типа оптического кабеля для каждого участка сети и его характеристики | |
| 1.5 Разработка проектируемой схемы организации связи | |
| 1.6 Расчет комплектации проектируемого оборудования | |
| РАЗДЕЛ 2 РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ | |
| 2.1 Расчёт параметров оптического волокна | |
| 2.2 Расчёт затухания оптического волокна | |
| 2.3 Расчёт дисперсии | |
| 2.4 Расчет длины регенерационного участка | |
| 2.4.1 Расчет длины регенерационного участка по дисперсии | |
| 2.4.2 Расчет длины регенерационного участка по затуханию | |
| ЗАКЛЮЧЕНИЕ | |
| СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ | |
| ПРИЛОЖЕНИЕ |
2 УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Курсовой проект состоит из пояснительной записки и одного демонстрационного листа.
Пояснительная записка должна иметь не более 25-30 страниц. Полученные в результате расчётов значения затухания, дисперсии ОВ, длин регенерационных участков и т. п. нужно округлять до двух значащих цифр после запятой.
Необходимо обратить внимание на то, чтобы у всех величин были указаны соответствующие размерности. Это в полной мере относится и к таблицам. Размерности обозначаются русскими буквами без каких-либо скобок, например: 0,21 дБ/км; 12 пс/(км×нм) и т.д.
Пояснительная записка выполняется на стандартных листах бумаги (210х297 мм), На каждой странице пояснительной записки должна быть рамка с границами: с левой стороны листа 20 мм от края, сверху, снизу и справа по 5 мм от края листа.
Текст располагается на расстоянии 5 мм от рамки (слева и справа), красная строка находится на расстоянии 20 мм от рамки слева.
Пояснительная записка выполняется 12 шрифтом «Times New Roman», межстрочный интервал полуторный, цвет шрифта чёрный, распределение текста «по ширине». В соответствии с ГОСТ запрещено в тексте КП применение: подчёркнутого шрифта, жирного шрифта или курсива.
Текст проекта разделяется на разделы, а последние (в случае необходимости) – на подразделы. Разделы нумеруются арабскими цифрами в пределах всего проекта. Подразделы следует нумеровать: первого раздела 1.1; 1.2; 1,3 …, второго раздела 2.1; 2.2 и т.д. Названия разделов пишутся ПРОПИСНЫМИ буквами. Названия подразделов – строчными (кроме первой прописной). Расстояние между заголовком и текстом должно быть равно 3-4 интервала, а расстояние между заголовком раздела и подраздела 2 интервала. В конце: заголовка раздела, подраздела, названия рисунка, таблицы точку не ставят. Подчёркивать заголовки или переносить слова в них не допускается. Названия разделов, подразделов и таблиц пишутся с абзацевого отступа, например:
РАЗДЕЛ 2 РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Расчёт параметров оптического волокна
Каждый новый раздел (не подраздел) должен начинаться с нового листа.
Рисунки размещаются после ссылки на них на отдельном листе пояснительной записки. Все рисунки нумеруются последовательно в пределах раздела арабскими цифрами. Номер рисунка состоит из номера раздела и порядкового номера рисунка, разделённых точкой. Каждый рисунок сопровождается подписью. Подпись размещается по центру под рисунком. Каждая таблица должна иметь заголовок и номер в пределах раздела. Заголовок таблицы помещается над таблицей с абзацевого отступа. В названии рисунка (или таблицы) после номера рисунка ставится тире, например: Рисунок 1.1 – Функциональная схема мультиплексора XDM-1000; Таблица 1.2 – Технические характеристики выбранных оптических кабелей.
Любой текст внутри рисунка (или таблицы) должен выполняться 12 шрифтом «Times New Roman». Цветные рисунки должны быть вынесены из пояснительной записки в приложение. Запрещается размещать в тексте курсового проекта сканированные рисунки или фотографии. Все рисунки должны быть выполнены в программе «Visio».
Формулы, на которые имеются ссылки в тексте, должны нумероваться в пределах раздела. Номер формулы состоит из номера раздела и порядкового номера формулы, разделённых точкой и заключённых в круглые скобки, например: (2.16). Номер формулы помещается с правой стороны листа на уровне формулы, к которой он относится. При ссылке на формулу необходимо указывать её полный номер, заключённый в скобках, например: «В формуле (2.16)….».
В ссылке в тексте на источники следует приводить порядковый номер источника, заключённый в квадратные скобки, например: «Как показано в [5]…».
В список литературы включают все использованные источники по следующему образцу:
1 Р. Фриман. «Волоконно-оптические системы связи» – М.: Техносфера, 2003.
2 Техническая документация к оборудованию XDM-1000 в электронном виде
3 https://www.sevcable.ru
4 https://www.еврокабель.su …
3.1 Задание на курсовое проектирование
Таблица 3.1 – Исходные данные для курсового проектирования, 2014 год
| № вари- анта | Число потоков Е1 между пунктами | Расстояние между пунктами, км | Коэффициент преломления оболочки ОВ, n2 | Превышение n1 относительно n2, % | |||||
| NАВ | NАС | NАD | АВ | ВС | СD | АD | |||
| 1,46 | 0,2 | ||||||||
| 1,467 | 0,19 | ||||||||
| 1,464 | 0,18 | ||||||||
| 1,463 | 0,17 | ||||||||
| 1,464 | 0,16 | ||||||||
| 1,462 | 0,15 | ||||||||
| 1,46 | 0,14 | ||||||||
| 1,465 | 0,13 | ||||||||
| 1,467 | 0,12 | ||||||||
| 1,468 | 0,11 | ||||||||
| 1,46 | 0,195 | ||||||||
| 1,465 | 0,195 | ||||||||
| 1,467 | 0,185 | ||||||||
| 1,468 | 0,175 | ||||||||
| 1,462 | 0,165 | ||||||||
| 1,46 | 0,155 | ||||||||
| 1,465 | 0,145 | ||||||||
| 1,467 | 0,135 | ||||||||
| 1,468 | 0,13 |
3.2 Заданием на курсовой проект предусмотрено, что узел А проектируемой сети связи располагается в краевом (областном или районном центре). Всего узлов в проектируемой сети четыре (А, B, C, D). Из узла A в узлы B, C и D раздаются первичные потоки и трафик Ethernet. Количество первичных потоков, поступающих из узла А в узлы B, C и D приведено в первых трёх столбцах таблицы 3.1.
Для обеспечения населения проектируемой сети услугами передачи данных (Интернет, IPTV) из узла А во все узлы сети раздаётся трафик Ethernet. Согласно заданию на курсовое проектирование для нечётных вариантов из узла A в узлы B, C и D раздаётся по 500 Мбит/с Ethernet трафика, а для чётных вариантов из узла A в узлы B, C и D раздаётся по 2 Гбит/с Ethernet трафика.
3.3 При выборе типа кабеля необходимо учесть, что между узлами А и В оптический кабель прокладывается в грунт, между узлами B и C оптический кабель подвешивается на опорах ЛЭП, а между узлами C и D оптический кабель проходит по территории города, а значит, прокладывается в кабельной телефонной канализации (для всех вариантов задания на курсовой проект).
3.4 Заданием на курсовое проектирование предусмотрено, что учащиеся должны выбирать марку оптического кабеля соответствующего завода производителя в зависимости от варианта задания на курсовое проектирование:
– ЗАО "Интегра " (адрес сайта: https://www.intg.ru/production/) – 17, 18 варианты;
– ЗАО "Электропровод" (https://www.elprovod.ru/produkciya/volokonno-opticheskie) – 15, 16, вар-ты.
– ЗАО "Севкабель-Оптик", (https://sk.sevcable.ru/) – 12,13, 14 варианты;
– ЗАО "Трансвок" (адрес сайта: https://www.transvoc.ru/about/index.php) – 9,10,11 варианты;
– ЗАО "Сарансккабель-Оптика" (https://www.sarko.ru/) – 7, 8 варианты;
– "Эликс Кабель" (адрес сайта: https://www.elixcable.ru/ru/production/) – 5,6 варианты;
– ЗАО "ОПТЕН" (адрес сайта: https://www.opten.spb.ru/) – 3, 4 варианты;
– ЗАО "Еврокабель-1" (https://www.еврокабель.su/kontaktnaya-informaciya.html) – 1, 2 варианты;
4 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
В разделе «Введение» необходимо дать обзор современному состоянию многоканальных телекоммуникационных систем, перечислить и пояснить преимущества волоконно-оптических систем передачи, указать тенденции развития телекоммуникаций (в Интернете всё есть).
4.1 Определение уровня передаваемого транспортного модуля
Для определения уровня передаваемого транспортного модуля необходимо произвести расчет емкости цифровых линейных трактов между пунктами.
Объём трафика на отдельных участках проектируемой сети зависит от топологии сети и заданного количества первичных цифровых потоков между пунктами и от объёма передаваемого трафика Ethernet.
В соответствии с заданием к курсовому проекту требуется выбрать одну из топологий транспортной сети «линейная цепь» или «кольцо».
Согласно заданию на курсовое проектирование для нечётных вариантов из узла A в узлы B, C и D раздаётся по 500 Мбит/с Ethernet трафика, а для чётных вариантов из узла A в узлы B, C и D раздаётся по 2 Гбит/с Ethernet трафика.
Для определения емкости цифровых линейных трактов между узлами проектируемой транспортной сети следует рассчитать количество первичных цифровых потоков (ПЦП) со скоростью 2 Мбит/с на каждом участке сети (АВ, ВС, СD). Количество первичных цифровых потоков определяется в соответствие с таблицей 4.1:
Таблица 4.1 – Расчет количества первичных цифровых потоков
| Направление | AB | BC | CD |
| АВ | NАВ | - | - |
| АС | NАС | NАС | - |
| AD | NАD | NАD | NАD |
| Сумма ПЦП между пунктами | ∑NАВ= NАВ + NАС +NАD | ∑NВС= NАС +NАD | ∑NСD= NАD |
Где NАВ, NАС, NАD – количество первичных цифровых потоков, передаваемых между соответствующими населенными пунктами, берется из задания на курсовой проект (таблица 3.1). В таблице 4.2 приведен пример расчета объёма трафика для варианта 0.
Таблица 4.2 – Пример расчета объёма трафика для варианта 0
| Направление | AB | BC | CD |
| АВ | - | - | |
| АС | - | ||
| AD | |||
| Сумма потоков Е1между пунктами | |||
| Скорость без учёта трафика Ethernet, Мбит/с | 176,28 | 110,592 | 26,624 |
| Объём трафика Ethernet, Мбит/с | |||
| Скорость с учётом трафика Ethernet, Мбит/с |
Необходимо учесть, что между узлами проектируемой сети передаётся в пакетах Ethernet Интернет-трафик. На участке от главной станции А до узла B передаётся максимальный объём трафика. Для варианта 0 кроме 86 первичных потоков передаётся ещё Ethernet со скоростью 6 Гбит/с (2 Гбит/ – от узла A к B, плюс 2 Гбит/ – от узла A к C, плюс 2 Гбит/ – от узла A к D).
Результаты расчёта объёма трафика на отдельных участках проектируемой сети для варианта 0 отражены на рисунке 4.1. 
Рисунок 4.1 – Определение уровня передаваемого транспортного модуля
После определения емкости цифровых линейных трактов между узлами проектируемой транспортной сети следует определить уровень передаваемого транспортного модуля а, следовательно, и уровень синхронных мультиплексоров. Если максимальный объём трафика между узлами меньше 155,52 Мбит/с, то выбирается мультиплексор, на выходе которого формируется поток STM-1. Если максимальный объём трафика между узлами меньше 622 Мбит/с, то используются мультиплексоры SDH уровня STM-4. Если максимальный объём трафика между узлами меньше 2,5 Гбит/с, то используются мультиплексоры SDH уровня STM-16. Если максимальный объём трафика между узлами меньше 10 Гбит/с, то используются мультиплексоры SDH уровня STM-64.
4.2 Выбор типа системы передачи и ее характеристики
В настоящее время различная аппаратура SDH выпускается целым рядом зарубежных фирм: Alcatel, Siemens, Huawei, ECI Telecom, NEC и т.д. и Российскими фирмами: Морион, Натекс, Ротек, ЭЗАН и др. При выполнении курсового проекта, в зависимости от определенного ранее уровня синхронного транспортного модуля, необходимо выбрать оборудование одного из выше перечисленных производителей, пояснить, почему выбрано именно это оборудование, перечислить преимущества выбранной марки мультиплексоров.
В Хабаровском, Приморском крае, на Сахалине на многих участках сети связи оператором Ростелеком используются синхронные универсальные мультиплексоры израильской фирмы ECI Telecom: XDM-100, XDM-500, XDM-1000.
На рынке телекоммуникационных услуг конкуренция растет все больше и больше. Операторы связи и телекоммуникационные компании требуют сетевого оборудования, которое может обеспечить больше услуг при меньших расходах. В израильской компании ECI Telecom в процессе разработки платформ XDM уделили этому особое внимание.
Модификации некоторых наиболее подходящих для проекта мультиплексоров XDM, выпускаемых фирмой ECI Telecom, представлены в таблице 4.3.
Таблица 4.3 – Семейство мультиплексоров XDM компании ECI Telecom (Израиль)
| Наименование полок XDM | Входные (трибутарные интерфейсы) | Выходные (Агрегатные интерфейсы) | ||||||||||
| E1 | E3/T3 | FE | GE | STM-1 | STM-4 | STM-16 | STM-1 | STM-4 | STM-16 | STM-64 | CWDM/DWDM | |
| XDM-50 | + | + | + | + | + | |||||||
| XDM-100 | + | + | + | + | + | + | + | + | + | |||
| XDM-500 | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | DWDM-16/32/64 λ DWDM - 40/80 λ | |
| XDM-1000 | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | DWDM-16/32/64 λ DWDM - 40/80 λ |
Из линейки синхронных мультиплексоров, выпускаемых компанией ECI, исходя из объёма передаваемого трафика, для проектируемой в курсовом проекте мультисервисной сети может подойти одна из ниже перечисленных полок XDM:
XDM-100 – миниатюрная многосервисная платформа для городских сетей доступа и сотовых сетей является компактной, гибкой и наращиваемой системой, которая поддерживает любые типы сетевых топологий. На вход XDM-100 могут поступать потоки: Е1, Е3, Т3, электрический сигнал STM-1, оптический сигнал STM-1, STM-4, 10/100BaseT, 100BaseFX, Gigabit Ethernet. В линию с выхода XDM-100 могут поступать потоки STM-1, STM-4, STM-16.
XDM-1000 - многосервисный коммутатор волоконно-оптической сети, будучи рассчитанным на высокопроизводительные АТС, XDM-1000 отличается беспрецедентной плотностью портов. Функционально полка XDM-1000 аналогична полке XDM-500 и включает те же функциональные подсистемы, типы плат и модулей. Полки отличаются только физическими размерами и увеличенным числом поддерживаемых слотов.
Характеристики оптического интерфейса STM-64 для мультиплексоров XDM-1000 (XDM-500) приведены в таблице 4.4.
Таблица 4.4 – Характеристики оптического интерфейса STM-64 для XDM-1000
| Название оптического интерфейса SFP | SIO64 1ALSxx | SIO64 1PLSxx | SIO64 1PSS3 | SIO64 1PIS3 |
| Код оптического интерфейса | L-64.2a | L-64.2b | S-64.1 | I-64.1 |
| Рабочая длина волны, нм | ||||
Максимальная ширина спектра излучения ППЛ
при -20дБ,  , нм
| 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,1 |
| Минимальная мощность сигнала на выходе ППЛ p пер.min, дБ | - 2 | -2 | -4 | -6 |
| Максимальная мощность сигнала на выходе ППЛ p пер.max, дБ | +3 | +3 | +1 | -1 |
| Тип фотодиода | ЛФД | Pin-ФД | Pin-ФД | Pin-ФД |
| Минимальная чувствительность фотоприёмника p пр.min, дБ | -19 | -14 | -15 | -11 |
| Уровень перегрузки фотоприёмника p перегр.max, дБ | -8 | -1 | -1 | -1 |
| Максимальная дальность, км |
Примечания: SIO64 1PSS3 ограничено 20 км, SIO64 1PIS3 ограничено 2 км. Предел дальности для лазеров дальней связи интерфейса STM-64 составляет 60 км.
Характеристики оптического интерфейса STM-16 для мультиплексора XDM-100 приведены в таблице 4.5.
Таблица 4.5 – Характеристики оптического интерфейса STM-16 для XDM-100
| Название приёмопередатчика SFP | OTR-16S3 | OTR-16L3 | OTR-16L5 | OTR-16I3 |
| Код оптического интерфейса | S-16.1 | L-16.1 | L-16.2 | I-16 |
| Рабочая длина волны, нм | ||||
Максимальная ширина спектра излучения ППЛ при -20дБ,  ,нм
| 0,5 | 0,1 | 0,1 | |
| Минимальная мощность сигнала на выходе ППЛ p пер. min , дБ | - 5 | -2 | -2 | -10 |
| Максимальная мощность сигнала на выходе ППЛ p пер.max, дБ | +3 | +3 | -3 | |
| Минимальная чувствительность фотоприёмника p пр.min , дБ | - 18 | -27 | -28 | -16 |
| Уровень перегр. фотоприёмника p перегр.max, дБ | -9 | -9 | ||
| Максимальная дальность, км |
В пункте 4.1 данного пособия разобран пример расчёта объёма передаваемого трафика между узлами проектируемой сети для варианта 0 (рисунок 4.1). Из рисунка видно, что максимальный объём трафика 6,2 Гбит/с передаётся на участке между узлами А и В. Для передачи такого объёма трафика необходимо использовать мультиплексоры уровня STM-64, необходимо также, чтобы выбранные мультиплексоры позволяли выделять на любом узле сети трафик Gigabit Ethernet. Данным требованиям отвечают мультиплексоры XDM-1000 и XDM-500.
Примечание: Мультиплексоры XDM-100 не подходят для данного примера, т.к. не имеют интерфейсов STM-64.
Таким образом, для варианта 0, учитывая будущие перспективы развития проектируемой сети, вполне подойдут мультиплексоры XDM-1000.
4.3 Структурная схема выбранного мультиплексора и её описание
В данном подпункте необходимо привести структурную схему выбранного для проектируемой сети мультиплексора и описать назначение его основных блоков. Для курсового проекта можно выбрать подходящий по параметрам мультиплексор любой фирмы производителя. В данном учебном пособии приведены примеры проектирования сети на базе мультиплексоров XDM-1000 или XDM-100.
Мультиплексор XDM – 1000
Функциональная схема мультиплексора XDM – 1000 приведена на рисунке 4.2. В составе мультиплексора имеется 2 матрицы кросс-коммутации (основная и резервная) – HLXC (High Level/Low Level Cross Connect – кросс-соединение высокого уровня / низкого уровня). Матрицы обеспечивают подключение различных блоков мультиплексора друг к другу.
Рисунок 4.2 – Функциональная схема XDM-500, XDM-1000
Блок синхронизации обеспечивает генерирование и распределение синхросигналов на все платы, установленные в полке XDM. Этот блок может использовать до четырех задаваемых опорных источников, подключаемых через интерфейсы внешней синхронизации T3 и T4.
Рисунок 4.3 – Внешний вид XDM-1000
Плата центрального процессора управления xMCP (XDM Main Control Processor) обеспечивает контроль работы всех узлов мультиплексора. Выходы этой платы подключены к главной панели управления оборудованием MECP (рисунок 4.3). В панели MECP размещено также оборудование служебной связи. У платы MECP имеются: интерфейс доступа к заголовку OHA, интерфейс служебной связи AUX (рисунок 4.2), а также интерфейсы для удалённого и локального мониторинга. MECP поддерживает также специальный речевой канал по DCC с использованием VoIP и специального маршрутизатора. С помощью этой функции внешние вызовы извне сети подаются в конкретный узел. Кроме того, MECP вырабатывает аварийные сообщения системы и активирует индикаторы, например, загрузки ПО, перезапуска или настройки и т.п.
Мультиплексор XDM питается только от постоянного тока. Для резервирования на каждой полке есть два блока фильтров питания, каждый из которых подключается к своему источнику питания. Номинальное напряжение питания составляет -48 или -60 В постоянного тока (заземлен положительный проводник); а допустимый диапазон питания составляет от -40 до -75 В постоянного тока. По причине резервирования должно быть два отдельных источника питания постоянного тока.
В нижней части стойки находятся три блока xFCU – блоки управления вентиляторами XDM (XDM Fan Control Unit).
Внешний вид мультиплексора XDM-1000 приведён на рисунке 4.3. Два слота, обозначенных X1 и X2, предназначены для матричных плат HLXC. Два слота С1 и С2 служат для установки плат центрального процессора управления xMCP.
Двенадцать слотов обозначенных как I1 по I12 используются для установки следующих основных типов плат: плат PIO, плат SIO, плат для передачи данных DIO и EIS, а также платы коммутатора АТМ трафика ATS.
Платы PIO (PDH Input/Output – ввод/вывод PDH) выполняют подключение сигналов PDH: Е1, Е3,Т3 на вход центральной матрицы кросс-коммутации XDM, размещенной в платах HLXC
Например, плата PIO2-21 рассчитана на ввод 21 потока Е1, а плата PIO2-84 рассчитана на ввод 84 потоков Е1 и т.д.
Платы SIO (SDH Input/Output – ввод/вывод SDH) выполняют подключение сигналов SDH: STM-1, STM-4, STM-16, STM-64 на вход центральной матрицы кросс-коммутации XDM.
Например, на вход плат SIO1&4 могут поступать потоки уровня STM-1 и/или потоки STM-4.
С помощью плат DIO (Data I/O card – плата ввод/вывода данных) осуществляется транспортировка потоков данных GbE по сетям SDH. EIS – коммутационно-интерфейсная плата сети Ethernet обеспечивает услуги уровня 2 Ethernet. Каждая плата EIS располагает несколькими портами Ethernet для прямого подключения к узлам заказчика и работает как встроенный коммутатор Ethernet, в результате чего отпадает необходимость во внешнем коммутаторе Ethernet. Платы EIS поддерживают следующие интерфейсы Ethernet:1000SX/LX, 100FX, 100BaseT.
Кроме того, в слотах с I1 по I12 могут быть установлены транспондеры DWDM. Эти блоки служат для преобразования сигналов, поступающих на типовой длине волны (1,3 или 1,55 мкм) в оптические сигналы с другой длиной волны (соответствующей конкретному оптическому каналу DWDM). XDM располагает несколькими транспондерами с перестраиваемыми лазерами. Перестраиваемые лазеры обеспечивают идеальное и экономичное решение в плане снижения числа запасных транспондерных плат. Транспондеры с перестраиваемыми лазерами можно настраивать на любой из 40 оптических каналов DWDM. Требуемый канал устанавливается с помощью системы управления.
Кроме того, система XDM обеспечивает поддержку цветных интерфейсов SDH 2,5 Гбит/с и 10 Гбит/с. Они используются в приложениях SDH, где требуются функциональные возможности DWDM. Использование цветных интерфейсов дает возможность реализовать сети DWDM без включения транспондеров последовательно с интерфейсами SDH. При введении в сеть функций DWDM плату SIO с бесцветным лазером можно расширить до цветной платы SIO. Эта простая процедура также приведет к экономии.
Кассета модулей с одиннадцатью слотами, обозначенными с М1 по М11используется для следующих целей: во-первых для монтажа модулей обеспечивающих функцию резервирования плат PIO; во-вторых для монтажа модулей DWDM, например, оптических усилителей, модулей OADM (ввода–вывода оптических каналов на промежуточных станциях), модулей мультиплексирования /демультиплексирования и т.д.
Если объём передаваемого между узлами проектируемой сети трафика не превышает 2,5 Гбит/с, то более экономично будет использовать компактный мультиплексор XDM-100 с оптическими интерфейсами STM-1/4/16.
Мультиплексор XDM-100
Компактная платформа XDM-100 обеспечивает сбор трафика, поступающего через Ethernet, E1, E3, Т3, и сигналов STM-1/4 и передачу напрямую в сеть SDH STM-1/4/16; XDM-100 может настраиваться как терминальный мультиплексор (ТМ), как мультиплексор ввода-вывода ADM, или как мульти-ADM и кросс-коммутатор.
Будучи рассчитанной на установку в помещении заказчика, в зданиях телефонных станций и в шкафах на улицах и в подвалах, платформа XDM-100 объединяет возможности Ethernet и SDH.
Структурная схема мультиплексора XDM-100 представлена на рисунке 4.4.
Главная плата управления и кросс-коммутации МХС системы XDM-100 выполняет все функции кросс-коммутации, синхронизации, мультиплексирования и питания, в том числе:
1) Управление мультиплексором и обработка трафика; связь с другими сетевыми элементами и различными станциями управлениями.
2) Фильтрация входного питания и преобразование постоянного тока. На каждой плате есть два источника питания, которые фильтруются с получением рабочих напряжений;
3) Кросс-коммутация трафика SDH. Коммутатор осуществляет коммутацию трафика агрегатных и трибутарных интерфейсов.
4) Синхронизация мультиплексора от разных источников.
5) Многостанционный доступ ко всем байтам служебной информации.
Каждая плата MXC располагает также энергонезависимым ЗУ.
В целях повышения надежности конфигурация может включать две платы кросс-коммутации (MXC-A и MXC-B), причем А будет основной, а В – резервной платой.
Задача модулей PIM (ввод/вывод PDH) заключается в том, чтобы связать сигналы интерфейсов PDH с матрицей кросс-коммутации XDM-100 (MXC). В XDM-100 обеспечивается поддержка модулей PIM с различными скоростями передачи: 2 Мбит/с, 34 Мбит/с, 45 Мбит/с. Плата PIM включает схемы сопряжения каналов, схемы обработки сигналов PDH и внутренние стыки с двумя платами MXC.
Модули SIM (ввод/вывод SDH) обеспечивают трибутарные интерфейсы STM-1 и STM-4 и подключение их к центральной матрице MXC XDM-100. В оптической плате SIM устанавливается сменный малогабаритный приемопередатчик (SFP), который можно легко заменить, что придает системе дополнительную гибкость.
Рисунок 4.4 – Структурная схема мультиплексора XDM-100
В каждой плате MXC размещается до 2 агрегатных модулей SDH (SAM), выполненных как экономичный агрегат (приёмопередатчик) SDH для скоростей передачи данных от STM-1 до STM-16. Поддерживаются следующие типы модулей SAM: 4 электрических интерфейса STM-1; 4 оптических модульных SFP интерфейса STM-1; 2 электрических STM-1 и 2 оптических модульных интерфейса STM-1; 2 оптических модульных SFP интерфейса STM-4; 1 оптический интерфейс STM-16, SFP интерфейс CWDM.
Коммутационно-интерфейсный модуль сети Ethernet (EIS-M) используется в XDM-100 для обеспечения услуг уровня 2 Ethernet. В полке XDM-100 может размещаться до четырех плат EIS-M, как работающих самостоятельно, так и защищающих одна другую.
Пропускная способность интерфейсов полки XDM-100 приведена в таблице 4.6.
Таблица 4.6 – Пропускная способность интерфейсов полки XDM-100
| Тип трафика | Наименование платы | Портов на модуль | Максимальное число портов на полку |
| 2 Мбит/с | PIM 2-21 | ||
| 34Мбит/с | PIM 345-3 | ||
| 45 Мбит/с | PIM 345-3 | ||
| STM-1 | SIM 1-4 | ||
| STM-4 | SAM 4-2 | ||
| STM-16 | SAM 16-1 | ||
| Ethernet | EIS-M |
На рисунке 4.5 представлен общий вид фасада мультиплексора XDM-100.
Слоты I1, I2, I3, I4, I5, I6, I7, I8 используются для установки в них интерфейсных плат (PIM, SAM, SIM, EIS-M). Порты A1, А2, В1, В2 используются для установки в них агрегатных плат SAM. Нижняя часть полки XDM-100 включает кассету плат МХС (главная и защитная) и ECU (блок внешних соединений). С помощью блока управления вентиляторами FCU в правой части полки обеспечивается охлаждающий воздух для системы. В нем имеется девять отдельных вентиляторов для повышенного резервирования системы. Воздух подается внутрь вентиляторами с правой стороны шасси и выводится через горизонтально расположенные платы и модули с левой стороны шасси. Вентиляторы включаются резервными контролерами, размещенными на двух платах МХС.
В случае отказа одного из вентиляторов оставшиеся вентиляторы в целях резервирования начнут работать в турборежиме, пока не будет заменен блок FCU. FCU можно вынуть и заменить, не прерывая работу мультиплексора.
В XDM-100 обеспечивается аппаратная защита электрических трибутарных модулей с помощью трибутарного защитного блока (TPU). Последний представляет собой полку расширения, вставляемую сверху системы XDM-100. В блоке TPU размещаются трибутарные защитные модули (ТРМ), обеспечивающие схемы защиты 1:1 и 1:3 для любого типа модуля. В блоках ТРМ расположены реле защитного переключения, которые включаются активной платой матрицы МХС при обнаружении сбойного модуля. Для защиты активных модулей один модуль всегда находится в резервном режиме. В случае отказа в активном модуле резервный модуль становится активным и заменяет неисправный менее чем за две секунды, причем, не приходится отключать никаких кабелей.
Рисунок 4.5 – Общий вид фасада мультиплексора XDM-100
Модули TPM обеспечивают защиту модулей PIM и электрических модулей SIM. Клиентский трафик подключается прямо к ТРМ, а ТРМ с помощью кабелей рабочей нагрузки подключается к основному и резервному модулям XDM-100.
Для обеспечения надежной синхронизации в XDM-100 есть несколько возможностей опорной синхронизации. Каждой полкой XDM-100 могут одновременно контролироваться до четырех опорных источников синхросигналов: внешние источники сигнала синхронизации 2 МГц; внешние источники сигнала синхронизации 2 Мбит/с; синхронизация с линии STM-n из платы интерфейса SDH; местный тактовый генератор.
В системе XDM-100 есть полное резервирование подсистемы питания с двумя входами внешнего питания. Резервный блок фильтров питания размещается на каждой плате MXC. Фильтр можно подключать к обоим силовым входам; он распределяет входящее от батарей питание от -48 В до -60 В постоянного тока. В каждой плате вырабатывается свое собственное местное напряжение с помощью высококачественных преобразователей.
Системы XDM-100 и XDM-100 можно размещать в стойках ETSI 2200 мм или 2600 мм, а также в стойках 19” и 23”.
4.4 Выбор типа оптического кабеля для каждого участка сети и его характеристики
Российскими кабельными заводами оптические кабели (ОК) производятся в основном двух типов: с модульной конструкцией сердечника (сердечник с центральным силовым элементом, преимущественно из стеклопластикового стержня, вокруг которого находятся трубки-модули с расположенными в них оптическими волокнами (ОВ)), емкостью до 288 ОВ, и трубчатой конструкции (в виде центрального модуля-трубки), емкостью до 24 ОВ.
Допустимые условия прокладки оптического кабеля:
- прокладка в кабельную канализацию и специальные (защитные пластмассовые) трубы;
- прокладка в грунтах различных категорий;
- прокладка в грунтах, характеризующихся мерзлотными явлениями,
- прокладка в болотах, на речных переходах, на глубоководных участках водоемов (озера, водохранилища);
- прокладка на прибрежных и на глубоководных участках морей;
- подвеска на опорах воздушных линий связи, опорах ЛЭП, опорах контактной сети и автоблокировки железных дорог;
- прокладка внутри зданий, в коллекторах и туннелях.
В зависимости от исполнения ОК условия прокладки могут быть и расширенными (например, для прокладки в кабельную канализацию, специальные трубы, для подвески).
Основными особенностями конструкций ОК, определяющими область их прокладки, являются:
- состав элементов конструкции ОК (наличие или отсутствие гидрофобного заполнения, металлических элементов);
- механические характеристики (в основном допустимые растягивающие и раздавливающие усилия);
- материал наружной оболочки.
Характерными особенностями конструкций ОК по сравнению с медно-жильными кабелями связи являются:
- малые размеры и масса;
- большая строительная длина (4 - 6 км и более);
- малая величина километрического затухания;
- отсутствие необходимости содержания ОК под избыточным воздушным давлением;
- стойкость к электромагнитным (гроза, ЛЭП и др.) воздействиям (металлические конструктивные элементы используются только в качестве бронепокровов и/или для предотвращения поперечной диффузии влаги).
Прокладка ОК производится с использованием технологий, виды которых определяются проектом, условиями прокладки, типами используемых ОК, используемым оборудованием и др.
Во всех случаях при прокладке не должны пре