Линия связи

 

Мультиплексор комплектуется  следующими типами трибутарных плат:

• 63 × E1 (варианты 120 или 75 Ом).
• 2 × 10/100 BaseT + 2 × 10/100/1000 BaseT или 2 × GbE (SX или LX с разъемами SFP) + 4 × E1 (120 или 75 Ом). Плата позволяет организовать частные линии Ethernet, Fast Ethernet или Gigabit Ethernet на полной скорости линии и отображением GFP для контейнеров VC-4/3/12 вместе с LCAS для каждого порта региональной сети WAN.
• 4 × 10/100 BaseT + 32 × E1 (75 Ом). Плата позволяет организовать частные линии Ethernet, Fast Ethernet или Gigabit Ethernet на полной скорости линии и отображением GFP для контейнеров VC-3/12 вместе с LCAS для каждого порта региональной сети WAN.
• 2 × E/FE, 2 × FE/GE, 4 × E1, L2 switch: службы Fast Ethernet (10/100BASE-T), Gigabit Ethernet (1000BASE-SX/LX), транспорт ЛВС «точка-точка», многоточечное межсоединение ЛС, алгоритм Rapid Spanning Tee Protocol (для коммутации IEEE 802.1w Layer 2), виртуальные ЛВС (по 802.1q), двойное тегирование для «прозрачного» транспорта VLAN пользователей, LCAS по G7041.
• 2 × STM4 / 8 × STM-1, SFP: S1.1, L1.1, L1.2, S4.1, L4.1, L4.2.

 

Мультиплексоры AMU обеспечивают соединения «точка-точка», кольцевое  подключение, а также подключение  по схеме «звезда».

Рис. 5.3. Структура  связи "точка-точка" c резервированием MSP.

 

Рис. 5.3 Схема организации  связи с использованием одного из элементов в качестве узлового концентратора  потоков SDH, PDH и Ethernet 10/100 Base T.

 

Типовая схема использования  в качестве узлового элемента мультиплексора Metropolis AMU 2m/4o, а в подключаемых к нему станциях (клиентская часть) - Metropolis AMU 1m/1o.

 

К ключевым характеристикам Metropolis AMU относятся следующие:

• Имеются четыре розетки подключения SFP на агрегатной плате, две из которых универсальные и обеспечивают возможность подключения 2-х SFP модулей оптических приёмо-передатчиков уровня STM-1 или STM-4 и две для подключения 2-х SFP модулей только уровня STM-1.
• Обеспечение защитного переключения SNC/N (нереверсивное) потоков VC-12, VC-3 и VC-4.
• Обеспечение защитного переключения 1+1 MSP на оптических STM-N интерфейсах. Максимальное время переключения 50ms.
• Возможность аппаратного резервирования
• Внутренняя проверка и самотестирование оборудования в соответствии с международными требованиями (ITU-T G.826 и G.784) с возможностью пользовательских перенастроек
• Электронные установки требуемых кросс-соединений и шлейфов трибутарных потоков
• Электронная установка шлейфов агрегатных потоков STM-N in/out loop
• Использование функции IP-туннелирования в каналах DCC обеспечивает возможность управления устройствами IP с помощью сети передачи данных (DCN). Для управления NE, использующими протоколы управления на основе IP (IP NE), применяется IP EMS (система управления элементами) через интерфейсы Q-LAN
• Компактный, простой в установке и подключении
• Для управления Metropolis AMU используются дружественные программные продукты семейства Navis Optical Management Solution (ITM-CIT и ITM-SC)
• Питание от источника постоянного тока -48/60В
• Конфигурация сетевого элемента с трибутарной платой Ethernet на 8 выделенных частных линий
• Трибутарная плата на 63 потока 2 Mbit/s
• Удалённая и локальная возможность переустановки программного обеспечения для Metropolis AMU
• Все эти характеристики делают Metropolis AMU одним из экономически выгодных, надёжных и гибких сетевых элементов доступных на рынке сегодня.

Таблица 5.1

Технические характеристики Metropolis AMU

 

Кол-во слотов	2 для плат управления  и 4 для интерфейсных плат (2m/4o) 1 для платы управления  и 1 для интерфейсной платы  (1m/1o)
Линейные интерфейсы	2 × STM-1/4 (переменная скорость) и 2 × STM-1 (фиксированная скорость). Варианты: S1.1, L1.1, L1.2, S4.1, L4.2.
Трибутарные интерфейсы	E1 (варианты для 120 или  75 Ом) 10/100 BaseT 10/100/1000 BaseT 1000 BaseX (SX или LX)
Габаритные размеры  (Ш ×В × Г,  мм)	224 × 300 × 270 (2m/4o) 88 × 300 × 270 (1m/1o)
Питание	От -40,5 до -72 В
Рассеиваемая  мощность	100 Вт (средняя для комплектации STM-1/4)
Надежность	Операторский класс
Поддержка служб Ethernet	Общая процедура кадрирования GFP-F (ITU-T G.7041) Виртуальная конкатенация (VCAT) Схема регулировки емкости  канала (LCAS) Коммутация IEEE 802.1D Частные линии "точка-точка "Выделенные локальные  сети "точка-несколько точек"(TLS) Виртуальные локальные сети "точка-несколько точек" (пакетные кольца) с общей полосой пропускания  и статистическим мультиплексированием Маркировка/транкинг VLAN по IEEE 802.1Q и стеки меток VLAN IEEE 802.1ad GVRP Приоритезация IEEE 802.1p/DiffServ (QoS) Управление трафиком CIR/PIR
Резервирование	SFP, матрица коммутации, подсистема  синхронизации и питание (для  шасси 2m/4o) 1+1 MSPSNCP для VC-12, VC-3 и VC-4L CAS Быстрое покрывающее дерево IEEE 802.1w
Сетевое управление	WaveStar ITM-SC (сетевые элементы) Navis Optical Network Management System (NMS) Navis Optical Management System (OMS) SNMP Локальный терминал ITM-CIT Загрузка ПО по DCC

 

Таблица 5.2

Параметры оптического  интерфейса STM-4 мультиплексора “Alcatel-Lucent Metropolis 1655 AMU”

 

Цифровой сигнал		NRZ (без возврата к 0)
Номинальная скорость передачи, кбит/с		622 080
Код приложения		Дальнее
		S - 4.1	L - 4.1
Диапазон рабочих  длин волн, нм		1293-1334	1300-1325
Допустимые потери в кабеле, дБ		0-12	10-24
Расстояние передачи (типичное), км		~15	~40
Запас для системы, дБ		1	1
Передатчик в  опорной точке S
Тип источника		MLM*	MLM*
Максимальная  среднеквадратичная ширина спектральной характеристики, нм		4	2
Средняя направляемая мощность, дБм	Максимум	-8	+2
	Минимум	-15	-3
Приемник в  опорной точке R
Минимальная чувствительность, дБм		-28	-28

 

• MLM (multi-longitudinal mode), что означает лазер со многими продольными модами.

 

 

6. РАСЧЕТ ДЛИНЫ УЧАСТКОВ РЕГЕНЕРАЦИИ ПО ЗАТУХАНИЮ

 

 

К основным характеристикам  ВОЛС относятся: заданное качество передачи информации, характеризуемое вероятностью (коэффициентом) ошибки, длина регенерационного участка и скорость передачи информации. Именно эти показатели, в значительной мере, определяют технико-экономические характеристики оптических линейных трактов.

Наиболее существенной особенностью оптических линейных трактов является большая длина участков регенерации.

Максимальная длина регенерационного участка – расстояние, на которое  можно передать оптический сигнал без  восстановления, обеспечивая заданную вероятность ошибки и заданное отношение  сигнал/шум.

Длина регенерационного участка  ВОЛС зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются:

• коэффициент затухания оптического волокна;
• энергетический потенциал цифровой ВОСП;
• дисперсия оптического волокна.

Затухание оптического волокна  является главным фактором при проектировании оптических линейных трактов и определении  длины регенерационного участка, т.е. эти потери при прохождении по волоконному световоду должны быть минимальными для того, чтобы можно  было передавать информацию на большие  расстояния без установки ретрансляторов. Степень ослабления света определяется коэффициентом затухания  (дБ/км), который в общем виде равен:

 

 

где и - коэффициенты затухания, обусловленные потерями на     поглощение и рассеивание световой энергии соответственно, дБ/км;

               −  дополнительные или кабельные потери, возникающие

при  изготовлении и прокладке  кабеля, дБ/км.

 

Коэффициент затухания  (дБ/км), связанный с потерями на диэлектрическую поляризацию, зависит от свойств материала ОВ ( и ) и рассчитывается по формуле:

 

где   − показатель преломления материала сердцевины ОВ;

 − тангенс угла  диэлектрических потерь в материале  сердцевины ОВ;

    − рабочая длина  волны, мкм.

 

= 0,032 , дБ/км

 

Коэффициент затухания  обусловлен неоднородностями материала волоконного световода, расстояние между которыми меньше длины волны, и тепловой флуктуацией показателя преломления. Потери на рассеяние называются рэлеевскими, и они определяют нижний предел потерь, который с увеличением длины волны уменьшается пропорционально длине волны в четвертой степени.

Составляющую коэффициента затухания ОВ (дБ/км) за счет рэлеевского рассеивания можно определить из выражения:

 

                 

где  − показатель преломления материала сердцевины ОВ;

= 1,38 · 10^-23Дж/К − постоянная Больцмана;

= 1500 К – температура затвердевания стекла при вытяжке;

= 8,1 · 10^-11 м²/Н – коэффициент сжимаемости (для кварца).

 

0,24  , дБ/км

Коэффициент затухания  определяется деформацией оптических волокон в процессе изготовления кабеля, вызванной скруткой, изгибом, отклонениями от прямолинейного расположения и термомеханическими воздействиями на волокно при наложении оболочек и покрытий на сердечник кабеля, а также дефектами, возникающими при транспортировке кабеля к месту прокладки и механическими напряжениями при прокладке ОК. Эти дополнительные потери определяются в основном процессами рассеяния энергии на неоднородностях (микротрещины, микро- и макроизгибы) в местах деформации волокна.

Составляющую коэффициента затухания ОВ  (дБ/км), связанную

с дополнительными потерями на рассеяние, можно определить из выражения:

 

 

 

 

= 0,33 , дБ/км

 

Согласно Рекомендации G.651 ITU-T смонтированный регенерационный участок по своему составу является неоднородным, т.к. состоит из монтажных шнуров и станционных кабелей, прокладываемых в помещениях телефонных станций, а за пределами – линейного кабеля, включающего множество соединенных строительных длин.

Параметры регенерационного участка определяются не только характеристиками отдельно взятых строительных длин, но и качеством монтажных работ (потерями на стыках строительных длин), а также потерями на разъемных соединителях.

Расчетная схема регенерационного участка волоконно-оптической линии  связи по затуханию приведена  на рис. 6.1.

 

 

Рис. 6.1. Схема регенерационного участка по затуханию

 

Как следует из рис.6.1., затухание регенерационного участка (дБ) равно:

 

 

 

где    − коэффициенты затухания ОВ, оптического шнура и                                      станционного кабеля, соответственно, дБ/км;

 − длина  оптического шнура, км. Стандартные  оптические   шнуры имеют длины  1; 3; 5 метров или по требованию заказчика;

 − длина  станционного кабеля, км. Длина станционного  кабеля может варьироваться от  нескольких метров до нескольких  километров. В расчетах можно  принять = (30…100 м);

  −  затухание ОВ линейного кабеля, дБ/км;

,  − затухание, вносимое одним разъемным соединителем или одним неразъемным (сварным) соединением, соответственно, дБ;

 − количество разъемных соединений;

 − количество неразъемных (сварных) соединений оптического волокна;

 − допуски на температурные изменения параметров элементов линейного тракта ВОЛС (0,5…1,5 ), дБ;

  − аппаратурный запас, дБ.

 

= 5 м

= 100 м

= 10 (S4.1); 15 (L4.1)

      = 2

    

 

 

 

Количество разъемных  соединений на одном регенерационном  участке обычно принимается равной 2 – в местах подключения к  аппаратуре.

Число неразъемных соединений определяется из выражения:

 

                               

 

где      − длина линейного кабеля на регенерационном участке, км;

 − строительная длина кабеля, км;

1   – число неразъемных  соединений на линейном участке  кабеля    на  единицу меньше  числа строительных длин;

   4 –число неразъемных  соединений на обоих концах  регенерационного участка, в местах  перехода с линейного кабеля  на станционный, а затем на  оптический шнур;

  Ц  –  символ, означает округление в сторону  большего числа.

 

 

 

 

 

 

 

Аппаратурный запас (запас  для системы) учитывает возможные  изменения характеристик аппаратуры (деградация лазера, нестабильность синхросигнала  и порога в схеме принятия решения, накопление джиттера и др.) и оптического  кабеля со временем, а также возможные  ремонтно-восстановительные работы на ОК в процессе эксплуатации ВОЛС, приводящие к дополнительным сросткам волокон (потери на неразъемных соединениях).

Длина регенерационного участка, определяется не только параметрами  волоконно-оптического кабеля, но и  параметрами оконечной аппаратуры линейного тракта. Максимальное допустимое затухание оптического сигнала  в оптическом кабеле, в разъемных  и неразъемных соединениях на участке регенерации, а также  другие потери в узлах аппаратуры определяются энергетическим потенциалом  ВОСП. Энергетический потенциал зависит  от скорости передачи оптического сигнала  в линейном тракте, технического уровня элементов электрооптических и  оптоэлектронных преобразователей длины волны и типа используемого  источника излучения. Энергетический потенциал Э (дБ), величина, характеризующая  необходимый перепад уровней  для нормальной работы аппаратуры, определяется как разность между