|
s= К·∆λ·sн, (2.4)
где К = 10-12
Dλ - ширина полосы оптического излучения;
sн- нормированная среднеквадратичная дисперсия.
s= К·∆λ·sн = 10-12·0,2·3 = 0,6·10-12 с/км
lmax £ 0,25/0,6·10-12 ·2,488·109 = 167,4 км
Длина регенерационного участка, полученная на основе этого расчёта, должна быть:
ру ≤ lmax ≤ 167,4 км
Рассчитанные ранее lру удовлетворяет данному условию.
2.3.2 Определение отношения сигнал/шум
Отношение сигнал/шум или вероятность ошибки, отводимые на длину регенерационного участка для цифровой волоконно-оптической системы связи определяется по формуле:
(2.5)
где - вероятность ошибки, приходящаяся на 1 км оптического линейного тракта (для магистральной сети 10-11, для внутризоновой 1,67·10-10, для местной 10-9). Для расчетов возьмем наибольший регенерационный участок lру =75 км
Для проектируемой ВОЛС:
2.3.3 Расчет надежности системы
По теории надежности отказы рассматриваются как случайные события. Интервалом времени от момента включения до первого отказа является случайной величиной, называемой «время безотказной работы».
Интегральная функция распределения этой случайной величины, представляющая собой (по определению) вероятность того, что время безотказной работы будет менее t, обозначается и имеет смысл вероятности отказа на интервале 0… . Вероятность противоположного события - безотказной работы на этом интервале - равна:
. (2.6)
Удобной мерой надежности элементов и систем является интенсивность отказов , представляющая собой условную плотность вероятности отказов в момент , при условии, что до этого момента отказов не было. Между функциями и существует взаимосвязь.
. (2.7)
В период нормальной эксплуатации (после приработки, но еще до того, как наступил физический износ) интенсивность отказов примерно постоянна . В этом случае:
. (2.8)
Таким образом, постоянной интенсивности отказов, характерной для периода нормальной эксплуатации, соответствует экспоненциальное уменьшение вероятности безотказной работы с течением времени.
Среднее время безотказной работы (наработки на отказ) находят как математическое ожидание случайной величины «время безотказной работы».
час-1 . (2.9)
Следовательно, среднее время безотказной работы в период нормальной эксплуатации обратно пропорционально интенсивности отказов:
(2.10)
Оценим надежность некоторой сложной системы, состоящей из множества разнотипных элементов.
Пусть , ,… - вероятности безотказной работы каждого элемента на интервале времени 0…t, n- количество элементов в системе. Если отказы отдельных элементов происходят независимо, а отказ хотя бы одного элемента ведет к отказу всей системы (такой вид соединения элементов в теории надежности называется последовательным), то вероятность безотказной работы системы в целом равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных ее элементов:
, (2.11)
где - интенсивность отказов системы, час-1;
- интенсивность отказа i-го элемента, час-1.
Среднее время безотказной работы системы определяется:
, час. (2.12)
К числу основных характеристик надежности восстанавливаемых систем относится коэффициент готовности, который определяется по формуле:
, (2.13)
где - среднее время восстановления элемента (системы), он соответствует вероятности того, что элемент (система) будет работоспособен в любой момент времени.
Линейный тракт, в общем случае, состоит из последовательно соединенных элементов (кабель, НРП, ОРП - обслуживаемый регенерационный пункт), каждый из которых характеризуется своими параметрами надежности, и отказы в первом приближении происходят независимо, поэтому для определения надежности магистрали можно использовать приведенные выше формулы.
В нашем случае линейный тракт состоит из последовательно соединенных участков кабеля и мультиплексоров (ОРП). При проектировании ВОЛС должна быть рассчитана ее надежность по показателям:
коэффициент готовности и наработка на отказ. При этом полученные данные должны сопоставляться с показателями надежности для соответствующего типа сети: местная, внутризоновая, магистральная.
коэффициент готовности оборудования линейного тракта для магистральной линии максимальной протяженности = 1400 км должен быть больше 0,99; наработка на отказ должна быть более 350 часов (при времени восстановления ОРП или оконечного пункта (ОП) менее 0,5 часа и времени восстановления оптического кабеля менее 10 часов).
Интенсивность отказов линейного тракта определяют как сумму интенсивностей отказов НРП, ОРП и кабеля:
, (2.14)
где - интенсивности отказов НРП и ОРП;
- количество НРП и ОРП;
- интенсивность отказов одного километра кабеля;
L - протяженность магистрали.
А так как кабельная магистраль не содержит НРП, то интенсивность отказов НРП не учитываем.
Средняя по России интенсивность отказов 1 км оптического кабеля равна =3,88´10-7 час-1. Согласно техническому описанию, наработка на отказ мультиплексора аппаратуры FlexGain A2500 Extra равна 20 годам или 175200 часов, откуда интенсивность отказов будет равна .Значения необходимых для расчетов параметров возьмем из таблицы 2.6
Таблица 2.6 - Показатели надежности
Показатели надёжности
|
ОРП
|
Кабель на 1 км
|
Интенсивность отказов , 1/ч
|
0,6´10-7
|
3,88´10-7
|
Время восстановления повреждения,tв, ч
|
0,5
|
3,0
|
.
Определим среднее время безотказной работы линейного тракта:
.
Вероятность безотказной работы в течение суток часа:
.
В течение недели часов:
.
В течение месяца часов:
.
Рассчитаем коэффициент готовности. Предварительно найдем среднее время восстановления связи по формуле:
,ч (2.15)
где - время восстановления соответственно НРП, ОРП и кабеля.
.
Теперь найдем коэффициент готовности:
.
Расчёты вероятности безотказной работы занесём в таблицу 2.7
Таблица 2.7 - Данные расчета вероятности безотказной работы
Вероятность безотказной работы
|
Интервал времени t, ч
|
|
0
|
24
|
168
|
720
|
Р(t)
|
1
|
0,9998
|
0,937
|
0,756
|
В результате расчетов можно сделать вывод, что проектируемая магистральная сеть связи способна выполнять заданные функции с необходимым качеством.
2.4 Разработка схемы организации магистрального сегмента сети связи
2.4.1
Do'stlaringiz bilan baham: |
