Передающее устройство одноволоконной оптической сети (стр. 11 из 20)

6. Расчет надежности волоконнооптического передающего устройства

Надежностью называется свойство объекта, системы, изделия, устройства или их частей выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям эксплуатации, технического обслуживания, хранения и транспортировки.

Расчет надежности основывается на следующих допущениях:

· Все элементы данного типа равнонадежны, т. е. интенсивность отказов

для этих элементов одинакова;

· Все элементы работают в нормальных технических условиях;

· Интенсивность отказов всех элементов не зависит от времени (срока службы);

· Отказы элементов являются событиями случайными и независимыми;

· Все элементы работают одновременно;

· Отказ любого элемента приводит к отказу всей системы;

При расчете надежности блока волоконнооптического передающего устройства необходимо определить вероятность безотказной работы устройства в произвольном интервале времени t, которая определяется выражением:

,

где L – интенсивность отказов устройства;

t – время, за которое определяется вероятность безотказной работы.

Расчёт надёжности произведём по методике изложенной в [17].

Интенсивность отказов элементов в рабочем режиме определяется по формуле:

(6.1)

где

номинальная интенсивность отказов, определяемая по таблицам средне групповых интенсивностей отказов для каждой группы элементов (табл.4.1 [17]);

коэффициент учитывающий уровень электрической нагрузки и температуру среды непосредственно у элемента;

коэффициент учитывающий условия эксплуатации.

(6.2)

где коэффициент

для стационарной аппаратуры из табл.4.3 [17];

для относительной влажности до 98% при температуре 40°С из табл.4.3 [17];

при эксплуатации на высотах до 1км, из табл.4.3 [17];

Подставляя численные значения в (6.2) получаем:

Значения

находим для каждой группы элементов из табл.4.2 [17], учитывая что при разработке принципиальной схемы выбор элементной базы был произведён из условия, что бы коэффициенты нагрузки элементов не превышали рекомендуемых значений из табл.4.6 [17], а эксплуатация происходит в наихудших условиях (tmax = 60°C).

Исходные данные для расчёта надёжности блока волоконнооптического передающего устройства приведены в таблице 6.1:

№	Схемное обозначение	Тип элемента	Кол-во	Параметры режима		Кн
				ТУ	Факт.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10		11	12	13
1	R2, R6, R32, R8,R10, R12, R25, R26, R40	C2-23	9	1 Вт	0,5 Вт	0,5	0,016	0,8	0,03		0,3	0,3	0,09
2	R11, R13, R14, R9, R1, R3, R4, R5, R20, R15, R16,R30, R31, R27, R29	C2-23	15	0,125 Вт	0,08 Вт	0,64	0,016	1,0	0,04		0,64	0,3	0,19
3	R7, R28	СП3-2	2	0,125 Вт	0,09 Вт	0,72	0,1	1,4	0,37		0,75	0,3	0,23
4	С11, С12, С19	К50-35	3	25В	15В	0,6	0,7	1,6	2,9		8,9	0,4	3,6
5	С1 - С10,С13 - С18, С20, С21	К10-17А	18	50В	15В	0,3	0,1	0,3	0,08		1,44	0,4	0,57
6	VT1	КТ660Б	1	800 мА	120 мА	0,15	0,5	0,2	0,25		0,25	0,3	0,08
7	VT2, VT3	КТ337А	2	10мА	1мА	0,1	0,5	0,2	0,25		0,5	0,3	0,15
9	VD3	КД102А	1	20мА	1мА	0,05	0,4	0,2	0,214		0,214	0,3	0,06
10	VD20	АЛ102А	1	10мА	2мА	0,2	0,05	0,2	0,03		0,03	0,3	0,01
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10		11	12	13
12	T1	ТПП 261-127/220-50	1	0,5А	0,35А	0,7	0,8	0,2	0,43		0,43	0,7	0,3
13	VD1	ИЛПН-203	1	3,5 мВт	1,6 мВт	0,45	0,05	0,2	0,02		0,02	0,9	0,03
14	DA1	К140УД11	1	-	-	0,8	0,02	2,5	0,13		0,13	0,6	0,08
15	DA2	К175ДА1	1	-	-	0,8	0,02	2,5	0,13		0,13	0,6	0,08
16	DA3	К544УД1	1	-	-	0,8	0,02	2,5	0,13		0,13	0,6	0,08
17	DA4	КР142ЕН6А	1	-	-	0,8	0,02	2,5	0,13		0,13	0,6	0,08
18	DA5	КР142ЕН5	1	-	-	0,8	0,02	2,5	0,13		0,13	0,6	0,08
DA6	КЦ407А	1	80мА	25мА	0,3	0,5	0,5	0,67		0,67	0,3	0,2
DA7	КЦ412А	1	80мА	25мА	0,3	0,5	0,5	0,67		0,67	0,3	0,2
19	Пайка	-	200	-	-	-	0,01	-	0,01		2	0,5	1
20	Плата печатная	-	1	-	-	-	0,1	-	0,1		0,1	-	-
21	Сумма									21,6		7,32

Среднее время восстановления

взяты из табл. 4.8 [17].

Интенсивность отказов элементов i-й группы определяем по формуле:

(6.3)

где

количество элементов в i-й группе.

Для определения параметра потока отказов всего блока воспользуемся следующей формулой:

(6.4)

где k- количество групп элементов.

Подставляя численные значения из табл.6.1 получаем:

Средняя наработка на отказ

для нормального закона распределения определяется по формуле:

(6.5)

Вероятность безотказной работы устройства p(t) определяем по формуле:

(6.6)

График зависимости приведён на рис.6.1.

Используя формулу (6.6) определим вероятность безотказной работы в течении одного года(8760часов):

Среднее время восстановления работоспособности блока волоконнооптического передающего устройства определим по формуле:

(6.7)

где

- коэффициент одновременной замены элементов, .

Коэффициент готовности

определяется по формуле:

(6.8)

7. Технико-экономический расчет