 |
Расчет показателей надежности проектируемого линейного тракта
|
|
|
|
Вторая часть расчета сводится к проверке показателей надёжности и качества каналов передачи выбранной системы на их соответствие полученным требуемым показателям. Для этого расчеты ведутся как для традиционной стратегии восстановления, когда принимаются меры по устранению последствий аварии, начиная с момента обнаружения отказа (аварии), так и на основе оптимальной стратегии восстановления, когда используется фактор постепенного отказа, позволяющий принимать меры с учетом интервала между предотказным и отказным состояниями системы. Суть метода сводится к контролю коэффициента ошибок (связь приемлема, если Кош<10-6; связь некачественна, если 10-3<Кош<10-6 - это соответствует предотказному состоянию аппаратуры; связь неприемлема, если 10-3<Кош - отказное состояние, авария в аппаратуре). Использование метода оптимальной стратегии основано на том, что не менее 70% отказов ВОСП может быть отнесено к постепенным (как аппаратурные отказы, так и связанные с оптическим кабелем).
Определим интенсивность отказов линейно-кабельных сооружений и аппаратуры, а также коэффициенты простоя для традиционной и оптимальной стратегии восстановления. По данным статистики повреждений коаксиальных кабелей на магистральной первичной сети связи среднее число (плотность) отказов кабеля из-за внешних повреждений на 100 км кабеля в год составляет М1=0,34. Такая же цифра справедлива и для оптического кабеля. Тогда интенсивность отказов оптического кабеля за 1 час на длине трассы ВОЛС длиной L определяется следующим образом:
Lок = М1× L/(8760×100), 1/ч (28)
Однако, помимо внешних повреждений кабеля надо учитывать также возможность внутренних отказов кабеля и отказы оборудования необслуживаемых регенерационных пунктов (НРП) за счет внешних повреждений. Интенсивность этих регенерационных отказов составляет 0,06 на один НРП в год. Интенсивность отказов оптических кабелей из-за внутренних причин связана с минимальной наработкой строительной длины до отказа, что соответствует среднему времени наработки между отказами примерно 215000×15=3225000 часов.
|
|
|
Исходя из сказанного, суммарная интенсивность отказов оптического кабеля:
(29)
Lок = 0,34×300 /(8760×100) + 0,06 ×4 / 8760 + 150/ 3225000 = 1,903×10-4 1/ч
В выражении (28) nнрп - число необслуживаемых регенерационных пунктов, nст.д - число строительных длин на всей трассе ВОЛС. Используя формулу (25) можно также определить коэффициент простоя ВОСП из-за отказов линейно - кабельных сооружений при традиционной стратегии восстановления.
(30)
Kп ока = 1,903×10-4 ×10 / (1+1,903×10-4 ×10) = 1,899×10-3
В случае же оптимальной стратегии восстановления предполагается сокращение времени подъезда к месту аварии, в связи с чем сокращается время восстановления кабеля. С учетом поправки имеем:
(31)
Здесь t1 - время подъезда к месту аварии, составляющее для кабеля - 3,5 ч.
Kп ок п = 1,903×10-4 ×(10 – 0,7×3,5) / (1+1,903×10-4 ×10) = 1,434×10-3
Суммарный коэффициент простоя аппаратуры ВОСП рассчитывается отдельно для аппаратуры, размещенной в оконечных пунктах (ОП), здесь время восстановления принимается равным V = 0,5 часа, и в НРП время восстановления принимается равным V = 2,5 часа.
При учёте суммарной интенсивности отказов применительно к оборудованию, производимому в России можно воспользоваться таблицей 7.
Знание среднего времени между отказами позволяет вычислить интенсивность отказов L для каждого комплекта оборудования. При расчете суммарной интенсивности отказов оборудования, размещенного в ОП и НРП необходимо составить обобщенную схему комплекса ВОСП для используемой аппаратуры.
|
|
|
Таблица 7
Показатели надёжности аппаратуры ВОСП Российского производства
| Тип оборудования (один комплект) | САЦК-1 | ВВГ | ТВГ | ЧВГ | СДП | ОЛТ |
| Среднее время между отказами, ч | 20000 | 87600 | 150000 | 17000 | 87600 | 87600 |
В качестве примера ниже приводится схема для комплекса ВОСП применительно к системе передачи “СОПКА-3М” (рис. 10)
Примечание: Сокращения, принятые в табл.7, на рисунке 9, а также нумерация блоков рис.9 следующие:
1 - аппаратура образования первичного цифрового тракта (САЦК-1);
2 - аппаратура вторичного временного группообразования (ВВГ);
3 - аппаратура третичного временного группообразования (ТВГ);
ОЛТ - аппаратура оптического линейного тракта;
СДП - стойка дистанционного питания;
НРП - необслуживаемый регенерационный пункт;
ОП1,ОП2 - оконечные пункты 1 и 2;
Произведем расчет суммарной интенсивности отказов для оборудования, размещаемого в ОП1и ОП2.
Суммарная интенсивность отказов для оборудования НРП определяется с учетом того, что НРП структурно состоит из двух комплектов ОЛТ:
Lнрп=2×Lолт ×nнрп. (32)
(1/ч)
Тогда коэффициент простоя для традиционной стратегии восстановления определяется из формулы:
(33)
Kп нрп а= 
При оптимальной стратегии восстановления с учетом того, что время подъезда к месту аварии составит в этом случае t1 = 2 часа имеем выражение:
(34)
Kп нрп п = 
На основе полученных результатов можно вычислить суммарный Kп аппаратуры ВОСП при традиционной стратегии:
Kп ап a = Kп орпa+ Kп нрпa, (35)
Kп ап a =0,728·10-3
Однако, слагаемое Kп орпa отсутствует из-за отсутствия обслуживаемого регенерационного пункта, то:
и для оптимальной стратегии восстановления
Kп ап п = Kп орпа+ Kп нрпп, (36)
Kп ап a = 0,6·10-3
С учетом коэффициента простоя оптического кабеля (30) и (31) имеем суммарный Kп всего комплекса ВОСП при традиционной стратегии восстановления:
Kпа = Kп ока + Kп апа (37)
Kпа = 1,899*10 -3 + 0,728*10 -3
Kпа = 1,627*10 -3
Для случая оптимальной стратегий восстановления имеем:
Kпп = Kпокп + Kпапп (38)
Kпп = 1,434*10 –3 + 0,6·10-3
Kпп =2,034*10 –3
Полученные результаты сравниваем с данными таблицы 6 и убеждаемся, что обе указанные стратегии позволяют обеспечить требования к проектируемой ВОСП. Поэтому нет необходимости в использовании более высоконадежной аппаратуры, либо перехода на резервирование системы передачи и оптического кабеля.
|
|
|
Итоги расчета надежности приведены в таблице 8.
Таблица 8
| Показатели надежности для СМП Lm=275 км | Канал ТЧ или ОЦК независимо от применяемой СП | Канал ОЦК на перспективной цифровой сети | Оборудование линейного тракта | ||
| НРП | ОК | ОРП | |||
| Коэффициент простоя (требуемые показатели) | 0,01 | 0,002 | 0,007 | 0,03 | 0,001 |
| Коэффициент простоя для традиционной стратегии | 1,627×10-3 | 0,002 | 0,228×10-3 | 1,899×10-3 | 0,5×10-3 |
| Коэффициент простоя для оптимальной стратегии | 2,034×10-3 | 0,002 | 0,1×10-3 | 1,434×10-3 | 0,5×10-3 |
При сравнении видно, что оптимальная стратегия позволяет обеспечить требования к проектируемой ВОСП
Демонстрационный чертеж
| Показатели надежности | Канал ТЧ или ОЦК независимо от применяемой СП | Канал ОЦК на перспективной цифровой сети | Оборудование линейного тракта | ||
| НРП | ОК | ОРП | |||
| Коэффициент простоя (требуемые показатели) | 0,01 | 0,002 | 0,007 | 0,03 | 0,001 |
| Коэффициент простоя для традиционной стратегии | 1,627×10-3 | 0,002 | 0,228×10-3 | 1,899×10-3 | 0,5×10-3 |
| Коэффициент простоя для оптимальной стратегии | 2,034×10-3 | 0,002 | 0,1×10-3 | 1,434×10-3 | 0,5×10-3 |
Итоги расчета надежности ВОСП
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе выполнения курсового проекта была выбрана аппаратура «Сопка-3М»,которая предназначена для организации вторичных и третичных цифровых трактов на внутризоновых первичных сетях и соответственно кабель ОКЛ, так как он является рекомендуемым кабелем для использования совместно с аппаратурой «Сопка-3М». В выбранной нами аппаратуре ВОСП используем код 2В4В, по нему и по скорости передачи ЦСП определяем скорость передачи в линии В=41,212416 Мбит/с. Так как максимальная длина регенерационного участка выбранных аппаратуры и кабеля равна 70 км, то с учетом запаса lру=55км, что и потвердилось проверочными расчётами.
|
|
|
В ходе вычислений были определены минимальная мощность модуля ПОМ Pпер= 0,841 мВт. и общее ожидаемое быстродействие tож = 3,905×10-9 с. В качестве приемного модуля был выбран прибор фирмы Ericsson, а передающего модуля - лазерный модуль отечественного производства Н1321Р. Сравнение показателей надежности показывает, что нет необходимости в использовании более высоконадежной аппаратуры, либо перехода на резервирование системы передачи и оптического кабеля.
ЛИТЕРАТУРА
1. Семейкин В. Д. Учебное пособие: проектирование линейных трактов волоконно-оптических систем передачи. Астрахань 2001.
2. www.nii-ecos.ru/elis3/html2/newvol.html
3. www.chipinfo.ru/literature/radio/199902/p64-65.html
4. www.sconline.ru/doc/6091.html
5. www.adk-electronick.spb.ru/prd/prdi06html
6. http://www.plastcom.spb.ru
|
|
|
