Обоснование технических требований к основным компонентам системы dwdm 31 1 Мультиплексоры и демультиплексоры 31 (стр. 2 из 21)
Екатеринбург расположен на восточном склоне Среднего Урала по берегам р. Исеть (приток Тобола), в 1667 км к востоку от Москвы.
Крупный транспортный узел. В Екатеринбурге сходятся широтные и меридиональные железные и автомобильные дороги. 2 аэропорта. Метрополитен.
Екатеринбург - крупный промышленный центр России.
Ведущие отрасли: машиностроение (преимущественно тяжёлое) и металлообработка, .
В городе - около 145 научно-исследовательских, конструкторских и проектных институтов и организаций. Уральский центр РАН. Уральский государственный университет.
Институты: политехнический, горный, архитектурный, медицинский, педагогический, сельского хозяйства, электромеханический, инженеров железнодорожного транспорта, юридический, лесотехнический и др. Консерватория.
Екатеринбург простирается с запада на восток на 15 км, с севера на юг на 26 км. Река Исеть, разделяющая город на западную и восточные части, превращена в систему ступенчато расположенных водоёмов (самый крупный - Верх-Исетский пруд, другие - Городской, Парковый и Нижнеисетский).
Численность населения Свердловской области на 2009 г. составляла 4394,6 тыс. человек.
Тюмень расположен в Западной Сибири на реке Туре, притоке Тобола. Климат континентальный, характерны быстрые смены погоды – средняя температура января t=-17C (минимальная t=-49С); средняя температура июля t=+18С(максимальная до +38С).
Тюмень была основана в 1586 году – это был первый русский город в Сибири. На Тюмень возлагалась защита Русских и татарских поселений от набегов степных кочевников. Со временем Тюмень стала важным пунктом на торговом пути в Среднюю Азию.
5 января 1918 г. в городе была установлена Советская Власть.
В 1930 г. в Тюмени открыт первый ВУЗ – агропедагогический институт, появились первые автомобили. В 1940г. перед войной Тюмень выпускала буксирные пароходы, баржи, станки, мебель, пиломатериалы, меховые изделия, обувь и многие другие товары.
14 августа 1944г. стала центром обширной Тюменской области.
Открытие месторождений нефти и газа на территории области стало новой страницей в истории Тюмени. В 70-е годы среди тайги, болот и тундры началось их освоение. Многие предприятия начали работать на нефтегазовый комплекс.
В это время в городе построены новые специализированные предприятия, проектные институты, ВУЗы.
За последнее десятилетие на севере области построены новые города, сюда приехали новые люди из многих регионов страны. Тюменские нефть и газ по трубопроводам поступают в многие уголки России и за рубеж. В общую энергетическую систему включены ГРЭС, работающие на попутном газе нефтяных месторождений. Завершается строительство железнодорожных веток через Новый Уренгой до Надыма и заполярного Ямбурга.
Современный Тюмень – это крупный промышленный центр, город науки, культуры и спорта, город труженик. Численность населения Тюменской области составляет 3430,2 тыс. человек.
Проектируемая сеть DWDM будет проходить от г. Екатеринбурга в восточном направлении до г. Тюмень вдоль железной дороги.
Трасса для прокладки ОК выбирается исходя из условий:
-минимальной длины между оконечными пунктами;
-выполнения наименьшего объема работ при строительстве;
-возможности максимального применения наиболее
эффективных средств индустриализации и механизации строительных работ;
-удобства обслуживания.
При разработке проекта линии связи Свердловск - Тюмень целесообразно для сравнения рассмотреть два варианта прокладки кабеля:
- прокладка в грунт;
- подвес по опорам контактной сети.
При этом опыт развитых стран, таких как США, Япония, Польша и другие, показывает, что второй вариант является наиболее предпочтительным с экономической, технической и экологической точек зрения.
Рассмотрим оба метода более подробно, первым параметром оценки является технология строительства ВОЛС. Недостатком метода прокладки в грунт является быстрый износ рабочих деталей и механизмов оборудования и, соответственно, необходимость их частичной замены. При втором методе протяжка кабеля осуществляется по опорам, что не требует строительства новой линии и разработки специального оборудования, т.е. монтаж осуществляется обычным оборудованием.
Сравним трудоемкость работ по построению линии связи с использованием того и другого метода. При прокладке кабеля в грунт большую сложность представляют пересечения трассы с реками. При протяжке кабеля по опорам эти проблемы отпадают, что приводит к значительному снижению трудоемкости работ.
Кроме того, необходимо провести оценку обоих проектов с экологической точки зрения. При протяжке кабеля по опорам особых экологических последствий не произойдет, так как линия электропередач уже действующая и необходимо произвести лишь монтаж кабеля.
При прокладке кабеля в грунт экологический ущерб довольно значительный, в связи с тем, что возникает необходимость дополнительной вырубки лесов, загрязняются водоемы, наносится урон сельскохозяйственным угодьям.
Системы связи на базе подвесных кабелей менее надежны, чем системы на основе кабелей, проложенных в грунт, является ошибочным. Так, коэффициент готовности кабельной системы на сетях связи с подвесными оптическими кабелями больше, чем в сетях на основе кабеля, проложенного в грунт в полосе отвода железных дорог. Так что все опасения по поводу эксплуатационных качеств подвесного кабеля оказались напрасными. Да, разумеется, обрывы на подвесных линиях случаются несколько чаще, но вместе с тем время, затрачиваемое на восстановление работоспособности сети, существенно меньше.
Неудачным оказался опыт эксплуатации кабеля, проложенного в пластмассовой трубе. В наших условиях трубы оказываются негерметичными, в них проникает вода, они промерзают. В результате имеет место вспучивание, проникновение песка. Ремонт поврежденного участка в этих условиях очень затруднен. Замена кабеля в трубе в зимних условиях оказывается очень трудным делом. Весьма трудна замена кабеля и в летних условиях из-за проникновения в трубы песка. Вытянуть поврежденный кусок кабеля из трубы с целью его замены проблематично, в большинстве случаев кабель не вытягивается. В итоге время замены поврежденного участка оказывается существенно больше, чем при восстановлении поврежденного участка подвесной линии, и значительно дороже. Несколько лучше показали себя бронированные кабели для прокладки в грунт. Однако и в этом случае восстановление аварийного участка кабеля не простая задача. Точная локализация места повреждения кабеля не всегда возможна. Поэтому приходится откапывать значительные участки кабеля. Таким образом, в линиях связи на основе бронированных кабелей обрывы реже, но восстановление отнимает больше времени, есть трудности и в эксплуатации.
Общая протяженность трассы Свердловск-Тюмень составляет 329 км. Это с учетом норм расхода волоконно-оптического кабеля на один км трассы:
- по опорам контактной сети 325 км;
- в кабельной канализации 4 км.
Прокладка ОК по г. Екатеринбургу и г. Тюмени будет производиться
в существующей канализации.
Исходя из вышеперечисленных условий, трасса проектируемой ВОЛП выбрана вдоль железной дороги по опорам контактной сети и представлена на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Схема трассы прокладки ВОК
1.3 Расчет пропускной способности проектируемой системы DWDM
Расчет пропускной способности системы проводится по методике [2], с целью определения количества интерфейсов и их скорости.
Население Екатеринбурга и Свердловской области – 4394,6 тыс. человек. Население Тюмени и тюменской области (без автономных округов) - 3430,2 тыс. человек. Число каналов, связывающих эти города, зависит от численности населения и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи.
Население Свердловской области составляет:
НЕкб=4394600 чел.
Тюменской области составляет:
НТюм= 3430200 чел.
Рассчитаем количество телефонных каналов между заданными оконечными пунктами по формуле (1.1):
, (1.1)
где a1, b1 - постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям, a1 = 1,3; b1 = 5,6;
f1 - коэффициент тяготения, f1 = 0,1 (10%);
y - удельная нагрузка, т.е. средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом, y=0,05 Эрл.;
mat, mbt - количество абонентов, обслуживаемых оконечными станциями АМТС соответственно в пунктах А и Б.
Количество абонентов определяется в зависимости от численности населения, проживающего в зоне обслуживания. Исходя из статистических данных, которые показывают, что в настоящее время стационарным телефоном пользуется 30% всего населения России, получаем коэффициент mt=0,3, это количество абонентов в зоне АМТС:
, 
чел., 
чел.Таким образом можно рассчитать число каналов для телефонной связи между заданными оконечными пунктами.
каналов.
Пропускная способность В0, Гбит/с системы DWDM может определена как максимальная скорость передачи информации по волокну по формуле (1.2):
В0 = ВТФ + ВОП+ВDSL+BВЫД+ ВТР, (1.2)