ВРК DWDM Виноградова (Модернизация магистрального сегмента сети ОТС СПД на основе систем DWDM), страница 3

В таблице 4.2 приведены основные параметры оптических спецификаций для стандартов STM-16 и STM-64. Как видно, система STM-64 предъявляет более высокие требования к соотношению сигнал/шум, превышая на 5-10 дБ этот параметр для STM-16, что ведет к меньшему допустимому числу усилителей EDFA между регенераторами STM-64.

Таблица 4.2 - Основные параметры оптических спецификаций стандартов STM-16 и STM-64.

Рассчитаем длину регенерационного участка ограниченного хроматической дисперсией для стандарта STM-16. Для волокон SF и NZDSF возьмем значения удельной дисперсии 20 и 5,5 пс/(нм*км) соответственно. Отсюда получаем формулу (3.2) [25],

L_дисп =  / D, (4.2)

где  - допустимая дисперсия в кабельной системе, пс/нм, D - значения удельной дисперсии пс/(нм*км)

L_дисп = 10500 / 20 = 525 км, для SF волокна.

L_дисп = 10500 / 5,5 = 1909 км, для NZDSF волокна.

Рассчитаем длину регенерационного участка ограниченного хроматической дисперсией для стандарта STM-64.

L_дисп = 1600 / 20 = 80 км, для SF волокна.

L_дисп = 1600 / 5,5 = 290 км, для NZDSF волокна.

Хроматическая дисперсия. STM-16 допускает значительно большую дисперсию сигнала в линии (см. таблицу 4.3) [25], чем STM-64, что дает выигрыш как в протяженности сегментов между последовательными оптическими усилителями, так и в общей протяженности линии между регенераторами. Благодаря линейности хроматической дисперсии, можно добиться значительного увеличения длин, указанных в таблице, используя вставки фрагментов ВОК на основе волокна с компенсирующей дисперсией.

Таблица 4.3 - Ограничение общей протяженности из-за влияния хроматической дисперсии.

Как видно из расчетов, хроматическая дисперсия не является ограничением на модернизируемом участке сети при использовании стандартного одномодового волокна SF, так как протяженность пролетов между узлами намного меньше, чем максимальная длина участка ВОЛС, ограниченного хроматической дисперсией для скоростей порядка 2,5 Гбит/с.

4.3 Расчет длины регенерационного участка с учетом поляризационно-модовой дисперсией (PMD)

Проведем оценку влияния PMD на передачу каналов STM-16 и STM-64. В рамках промышленных требований, PMD не должна превышать 1/10 битового интервала. Отсюда значения накопленной поляризационной модовой дисперсии не должны превышать 40пс и 10пс для линий STM-16 и STM-64 соответственно.

Таблица 4.4 - Сравнительный анализ основных характеристик волокон

Величина PMD по прохождению светом длины L определяется по формуле B = T*L^1/2,где Т - удельная поляризационная модовая дисперсия. При Т= 0,5 пс/км^1/2 (для волокон NZDSF - TrueWave™ и SMF-LS™, см. таблицу 4.4) получаем для линий STM-16 и STM-64 предельные протяженности между регенераторами – формула (3.3) [25]:

L = B² / T² (4.3)

L = 40² / 0,5² = 6400 км, для линии STM-16.

L = 10² / 0,5² = 400 км, для линии STM-64.

Первое ограничение так велико, что дело до него не доходит. Заметим, что в отличии от хроматической дисперсии, поляризационная модовая дисперсия не компенсируется. Поэтому уменьшить этот параметр можно только используя новые волокна, например NZDSF - LEAF™, для которого Т<0,08 пс/км^1/2.

В нашем случае, PMD для стандарта STM-16 (2,5Гбит/с) не является ограничением для системы, влияние PMD необходимо будет учитывать при проектировании линий связи начиная со скорости 10 Гбит и выше (что возможно при расширении системы в будущем).

4.4 Расчет эксплуатационного запаса по затуханию

По принятым нормам эксплуатационный запас на деградацию системы Э = 6дБ. 3дБ – на станционный запас и 3дБ – линейный запас.

На выходе выходного усилителя на всех узлах мы устанавливаем нормированный уровень P_пер=4дБ.

Для входных усилителей OAU101, OAU103 которые мы будем использовать на узлах модернизируемого участка сети, минимальный входной уровень сигнала по волне P_пр=-32дБ.

Затухание на разъемных соединениях примем A_рс=0,5 дБ. Количество разъемных соединений – 2 (на магистральных кроссах).

Затухание на неразъемных соединениях А_нс=0,1 дБ.

Затухание в волокне используемой марки α=0,2дБ.

Строительная длина L_стр =4км.

Таким образом, мы можем рассчитать длину регенерационного участка по формуле (4.4) [4]:

Из расчетов видно, что длина пролета больше, чем расстояния между узлами модернизируемого участка сети, поэтому затухание не является ограничением.

В итоге, после анализа всех факторов, ограничивающих протяженность пролетов между узлами, мы пришли к выводу, что установка дополнительных регенераторов между узлами линии не требуется.

4.5 Расчет планируемого объема передачи данных

Используемые допущения для проведения расчетов нагрузки [12]:

1. для абонентов ШПД при доступе к ресурсам Интернет:

   1. Количество абонентов ШПД на 01.01.2015 – 96750 человек. Количество абонентов ШПД на 01.01.2016 – 132455 человек.

   2. количество активных абонентов ( ) услуг ШПД составляет 50% от общего числа абонентов ШПД;

   3. требуемая минимальная скорость доступа ( ) по направлению к абоненту в расчете на одного абонента ШПД при оказании услуг доступа к Интернет на 01.01.2015 составляет 64 Мбит/с;

   4. рост требований ( ) по минимальной скорости доступа по направлению к абоненту для одного абонента ШПД при оказании услуг доступа к Интернет в период 2013-2016 года составит 40% в год от величины минимальной скорости доступа на начало предыдущего года;

   5. величина требуемой скорости доступа по направлению от абонента ( ) составит 40% от требуемой скорости по направлению к абоненту;

   6. доля трафика ШПД ( ), который замыкается в пределах регионального сегмента, составляет 10% от общего трафика абонентов ШПД.

2. для абонентов услуги IP VPN и абонентов услуги доступа к Интернет с использованием IP подключения:

   1. количество точек подключения абонентов услуг IP VPN и услуги доступа к Интернет с использованием IP подключения ( ) в период 2013-2015 года увеличится пропорционально увеличению количества абонентов ШПД в этот же период;

   2. величина производительности каналов связи для абонентов услуги IP VPN и абонентов услуги доступа к Интернет с использованием IP подключения ( ) по направлению к абоненту составляет 20% от требуемой общей скорости по направлению к абоненту для абонентов ШПД;

   3. скорость доступа по направлению к абоненту и от абонента для абонентов IP VPN и услуги доступа к Интернет с использованием IP подключения ( ) является симметричной;

   4. доля трафика абонентов IP VPN и услуги доступа к Интернет с использованием IP подключения, который замыкается в пределах одного устройства MSE ( ) составляет 10% от общей величины трафика, поступающего на абонентские интерфейсы MSE;

3. для абонентов услуги прозрачного Ethernet:

   1. отношение требуемой скорости доступа для абонентов услуги прозрачного Ethernet ( ) составляет 5% от требуемой общей скорости по направлению к абоненту абонентов ШПД;

4. для абонентов услуг IMS:

   1. количество абонентов услуг IMS (мультимедийная подсистема на основе протокола IP) ( ) [12]:

Абонентов услуг IMS на 01.01.2015 – 56763 человек.

Абонентов услуг IMS на 01.01.2016 – 70635 человек.

1. доля одновременных обращений абонентов к услугам IMS ( ) составляет 10% от общего количества абонентов услуги IMS;

2. скорость передачи, требуемая для голосовых соединений ( ) – 0,09 Мбит/с;

3. доля голосовых соединений IMS ( ) от общего количества обращений к услугам IMS составляет 80%;

4. доля голосовых соединений услуги IMS ( ), устанавливаемых в пределах одного города составляет 80% от общего числа голосовых соединений IMS;

5. доля голосовых соединений услуги IMS ( ) устанавливаемых в пределах одного филиала составляет 15% от общего числа голосовых соединений IMS;

6. доля голосовых соединений услуги IMS ( ) устанавливаемых с использованием МРС составляет 5% от общего числа голосовых соединений IMS;

7. доля трафика голосовых услуг на ЦУ IMS своего региона ( ) составляет 10% от общего количества обращений к услугам IMS;

8. доля трафика видеосоединений с сервером видеоконференций ( ) составляет 10% от общего количества обращений к услугам IMS;

9. трафик одной абонентской сессии видеосоединений ( ) составляет 1Мбит/с;

10. доля видеосоединений с сервером видеоконференций своего региона ( ) составляет 90% от общего количества видеосоединений;

11. доля видеосоединений с сервером видеоконференций другого региона ( ) составляет 10% от общего количества видеосоединений.

1. для абонентов видео услуг:

   1. количество абонентов услуги IPTV ( ) и абонентов услуги VoD, NVoD ( ) приведено ниже [12]:

Количество абонентов IPTV на 01.01.2015: 3530 человек