ПОСТРОЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПЕРВИЧНОЙ СЕТИ СВЯЗИ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

Структурная схема организации цифровой сети связи железной дороги должна содержать структурные схемы всех отделенческих узлов и станций, соединительные линии связи между ними с указанием пар волокон, мест расположения усилительных и регенерационных пунктов.

Полная структурная схема должна быть представлена на одном листе, однако, для удобства, в данном методическом пособии она будет разделена на шесть частей, каждая из которых будет представлять половину структурной схемы одного кольца (рисунки 8.1 – 8.6).

Рисунок 8.1 – Левая часть структурной схемы первого кольца цифровой сети связи железной дороги

Рисунок 8.2 – Правая часть структурной схемы первого кольца цифровой сети связи железной дороги

Для определения мест установки усилительных и регенерационных пунктов необходимо руководствоваться следующими условиями:

1) длина волоконно-оптических кабеля без установленного на него промежуточного оборудования (усилитель или регенератор) не должна превышать длины усилительного участка, рассчитанного в пункте 6.1 (для выбранного примера L_у = 62,41 км);

2) длина волоконно-оптических кабеля от мультиплексора до мультиплексора, от мультиплексора до регенератора или от регенератора до регенератора не должна превышать длины регенерационного участка, рассчитанного в пункте 6.2 (для выбранного примера L_рг = 436,87 км);

3) усилители и регенераторы вдоль волоконно-оптических волокон необходимо размещать максимально равномерно, чтобы усилительные и регенерационные участки имели одинаковую длину на участке цифровой сети связи;

4) усилители и регенераторы отдельных оптических волокон кабеля целесообразно объединять в группы и, при возможности, располагать на территории железнодорожных станций;

5) номера оптических волокон в кабелях, с помощью которых организованы кольца на дорожном уровне цифровой сети и плоские кольца на отделенческом должны совпадать.

На рисунках 8.1 и 8.2 представлена структурная схема первого кольца цифровой сети связи железной дороги. Это кольцо объединяет структурные схемы дорожного узла ДУ (ОУ1) и отделенческих узлов ОУ2 и ОУ6. Кроме того, на структурной схеме обозначены станции с номерами 1, 2 и 3.

Участок между ДУ (ОУ1) и ОУ2 имеет протяженность 345 км. Станция Ст.2 расположена в 247 км от ОУ2 и в 98 км от ДУ (ОУ1). Согласно расчетам из пункта 6.3 для оптических волокон дорожного уровня цифровой сети, а также для резервных оптических волокон плоского кольца на данном участке необходимо установить 5 усилителей на каждое волокно. Установка регенераторов, согласно этим же расчетам, не требуется. На этом участке на схеме цифровой сети связи необходимо указать 6 волокон с номерами от 1 до 6. Волокна 1 и 2 предназначены для организации дорожного уровня сети и входят в кольцо 1. Волокна 3 и 4 используются для передачи основного потока в плоском кольце отделенческого уровня цифровой сети связи на данном участке, а волокна 5 и 6 – резервного.

Если равномерно устанавливать группы усилителей на участке ДУ (ОУ1) – ОУ2 то их необходимо расположить на расстоянии 345 / 6 = 57,5 км друг от друга и от соответствующих участку мультиплексоров. Для того, чтобы расставить группы усилителей равномерно целесообразно поступить следующим образом:

1) на участке ДУ (ОУ1) – Ст.2 установить одну группу усилителей на расстоянии 57,5 км от ДУ (ОУ1) и 40,5 км от Ст.2;

2) на участке ОУ2 – Ст.2 установить 4 группы усилителей через каждые 57,5 км начиная от ОУ2. Таким образом, расстояние от последней группы усилителей на этом участке до Ст.2 составит 17 км (см. рисунок 8.1).

Участок ДУ (ОУ1) – ОУ6 имеет протяженность 391 км. Станция Ст.1 расположена в 60 км от ДУ (ОУ1) и в 331 км от ОУ6. Согласно расчетам из пункта 6.3 для оптических волокон дорожного уровня цифровой сети, а также для резервных оптических волокон плоского кольца на данном участке необходимо установить 6 усилителей на каждое волокно. Установка регенераторов, согласно этим же расчетам, не требуется. На этом участке на схеме цифровой сети связи необходимо указать 6 волокон с номерами от 1 до 6. Волокна 1 и 2 предназначены для организации дорожного уровня сети и входят в кольцо 1. Волокна 3 и 4 используются для передачи основного потока в плоском кольце отделенческого уровня цифровой сети связи на данном участке, а волокна 5 и 6 – резервного.

Если равномерно устанавливать группы усилителей на участке ДУ (ОУ1) – ОУ6 то их необходимо расположить на расстоянии 391 / 7 = 55,857 км друг от друга и от соответствующих участку мультиплексоров. Для того, чтобы расставить группы усилителей равномерно целесообразно поступить следующим образом:

1) на участке ДУ (ОУ1) – Ст.1 нет необходимости устанавливать группы усилителей;

2) на Ст1. Необходимо установить группу усилителей для волокон с номерами 1, 2, 5 и 6;

3) на участке ОУ6 – Ст.1 установить 5 групп усилителей через каждые 55 км начиная от Ст.1. Длина последнего усилительного участка, примыкающего к ОУ6, составит 56 км (см. рисунок 8.2).

Рисунок 8.3 – Левая часть структурной схемы второго кольца цифровой сети связи железной дороги

Рисунок 8.4 – Правая часть структурной схемы второго кольца цифровой сети связи железной дороги

Рисунок 8.5 – Левая часть структурной схемы третьего кольца цифровой сети связи железной дороги

Рисунок 8.6 – Правая часть структурной схемы третьего кольца цифровой сети связи железной дороги

Участок ОУ2 – ОУ6 имеет протяженность 558 км. Станция Ст.3 расположена в 44 км от ОУ2 и в 514 км от ОУ6. Согласно расчетам из пункта 6.3 для оптических волокон дорожного уровня цифровой сети связи, а также для резервных оптических волокон плоского кольца на данном участке необходимо установить регенератор. Установка регенераторов также необходима для основных оптических волокон плоского кольца в связи с тем, что длина участка ОУ6 – Ст.3 (514 км) больше максимальной длины регенерационного участка (436,87 км, согласно расчетам в пункте 6.2). На этом участке на схеме цифровой сети связи необходимо указать 8 волокон с номерами от 1 до 8. Волокна 1 – 4 предназначены для организации дорожного уровня сети и входят в кольца 1 и 2. Волокна 5 и 6 используются для передачи основного потока в плоском кольце отделенческого уровня цифровой сети связи на данном участке, а волокна 7 и 8 – резервного.

Регенераторы всех волокон на участке ОУ2 – ОУ6 целесообразно разместить в одном месте в качестве регенерационной группы. По расчетам из пункта 6.3 необходимо на данном участке установить 8 усилителей, вместо одного из которых должен быть регенератор. Лучшие качества сигналов на двух регенерационных участках будут в том случае, когда регенератор будет располагаться в середине участка. В данном случае регенератор должен быть установлен вместо 4-го или 5-го усилителей.

Если равномерно устанавливать группы усилителей на участке ОУ2 – ОУ6 то их необходимо расположить на расстоянии 558 / 9 = 62 км друг от друга и от соответствующих участку мультиплексоров. Для того, чтобы расставить группы усилителей равномерно целесообразно поступить следующим образом:

1) на участке ОУ1 – Ст.3 нет необходимости устанавливать группы усилителей;

2) на участке ОУ6 – Ст.3 установить 7 групп усилителей через каждые 62 км начиная от ОУ6. Длина последнего усилительного участка, примыкающего к Ст.3, составит 18 км;

3) группа регенераторов устанавливается вместо 5-ой группы усилителей считая от ОУ6 на расстоянии 310 км от ОУ6, 248 км от ОУ2 и 204 км от Ст.3 (см. рисунки 8.1 и 8.2).

Похожим образом строятся структурные схемы второго и третьего колец цифровой сети связи железной дороги (рисунки 8.3 – 8.6).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Волоконно-оптическая линия связи - сложный и многофункцио-нальный комплекс ВОК, оборудования оконечных и промежуточных пунктов ВОЛП, опор, арматуры и монтажных устройств, домов связи, систем энергоснабжения и служебной связи, автоматики и телемеханики и др. Сеть связи входит в систему управления перевозочным процессом), где полностью должны быть исключены случаи потери управления и, следовательно, потери прибыли. Поэтому основной проблемой является проектирование, эксплуатация и техническое обслуживание сети связи, обеспечение ее бесперебойного функционирования при заданных показателях качества передачи сообщений, надежности и устойчивости.

Перспективность ВОЛП обусловлена:

− большой пропускной способностью ОВ;

− большой непосредственной дальностью связи по сравнению с дальностью по электрическим кабелям;

− защищенностью от внешних электромагнитных полей, вследствие чего не требуется применять специальные меры по защите от мешающих и опасных влияний линий электропередачи и электрифицированных железных дорог;

− возможность прокладки кабеля между точками с большой разностью потенциалов;

− высокой помехозащищенностью линейных трактов магистрали;

− малой металлоемкостью и отсутствием цветных металлов (медь, свинец, алюминий) в кабеле;

− малым значением коэффициента затухания в широкой полосе частот, что обеспечивает большие длины регенерационных (усилительных) участков по сравнению с электрическими кабелями;

− небольшой массой и размерами кабеля.

Проблемой ближайшего будущего является увеличение пропускной способности ВОЛП на основе технологии спектрального уплотнения WDM/DWDM. В ближайшее время пропускная способность ВОЛП на основе технологии WD/DWDM возрастет на один-два порядка и достигнет 10 Тбит/с.

Перспективным направлением развития является также создание мультисервисной сети связи с использованием преимущественно пакетных методов передачи и широкополосных каналов. Теоретической предпосылкой этого служит концепция сетей нового поколения Next Generation Networks (NGN). Она позволяет сформировать общие системные решения, обеспечивающие совместимость и взаимодействие существующих и будущих сетей связи.

Отметим также, что важной задачей для железнодорожного транспорта является проблема волоконно-оптических линий на так называемой «последней миле» для обеспечения на участках железных дорог подключения к ВОЛП оконечных устройств связи и СЖАТ.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Шмытинский, В. В. Многоканальная связь на железнодорожном транспорте / В. В. Шмытинский, В. П. Глушко, Н. А. Казанский; под ред. В. В. Шмытинского. – М. : ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008. – 704 с.

2 Кириллов, В. И. Многоканальные системы передачи : учеб. для вузов / В. И. Кириллов. – М. : Новое знание, 2002. – 751 с.

3 Семенюта, Н. Ф. Волоконно-оптические линии связи и телекоммуникационные системы передачи на железнодорожном транспорте : учеб.-метод. пособие / Н. Ф. Семенюта, П. М. Буй. – Гомель : БелГУТ, 2012. – 205 с.

4 Буй, П. М. Проектирование волоконно-оптической сети связи железной дороги : учеб.-метод. пособие / П. М. Буй, Н. Ф. Семенюта ; М-во образования Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп. – Гомель : БелГУТ, 2014. – 99 с.

5 Виноградов В. В. Волоконно-оптические линии связи : учеб. пособие для техникумов и колледжей ж.-д. трансп. / В. В. Виноградов, В. К. Котов, В. Н. Нуприк. – М. : ИПК «Желдориздат», 2002. – 278 с.

6 Портнов, Э. Л. Оптические кабели связи: Конструкции и характеристики / Э. Л. Портнов. – М. : Горячая линия – Телеком, 2002. – 232 с.

7 Слепов, Н. Н.Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи / Н. Н. Слепов.– М. : Радио и связь, 2000. – 488 с.

8 Убайдуллаев, Р. Р.Волоконно-оптические сети / Р. Р. Убайдуллаев. – М. : Эко-Трендз, 2001. – 267 с.

9 Шмалько, А. В. Цифровые сети связи: основы планирования и построения / А. В. Шмалько. – М. : Эко-Трендз, 2001. – 282 с.

10 Фриман, Р. Волоконно-оптические системы связи / Р. Фриман. – М. : Техносфера, 2003. – 440 с.

11 Иоргачев, Д. В. Волоконно-оптические кабели и линии связи / Д. В. Иоргачев, О. В. Бондаренко. – М. : Эко-Трендз, 2002. – 283 с.

12 Москвитин, В. Д.От взаимоувязанной сети связи к Единой сети электросвязи / В. Д. Москвитин // Вестник связи. – 2003. – № 8. – С. 33–48.

13 Здоровцов, И. А.Магистральные цифровые сети связи на железных дорогах : учеб.-метод. пособие / И. А. Здоровцов, Н. Ф. Семенюта. − Гомель : БелГУТ, 2002. − 64 c.

14 Здоровцов, И. А. Магистральная цифровая сеть связи российских железных дорог / И. А. Здоровцов, Н. Ф. Семенюта // Веснiк сувязi. – 2003. – № 5. – С. 45–49.

15 Здоровцов, И. А. Основы теории надежности волоконно-оптических линий передачи железнодорожного транспорта / И. А. Здоровцов, В. Ю. Королев. – М. : МАКС Пресс, 2004. – 308 с.

16 Инфокоммуникации Российских железных дорог. Состояние и перспективы развития. – М. : МАС, 2006. – 192 с.

17 НТИ ЦТКС–ФЖД-2002 Нормы технологического проектирования телекоммуникационных сетей на федеральном железнодорожном транспорте.– М. : Трансиздат, 2002. – 236с.

18 Семенюта, Н. Ф.Новый этап развития магистральных цифровых сетей связи / Н. Ф. Семенюта, И. А. Здоровцов // Веснiк сувязi. − 2004. − № 1. − С. 32–34.

19 Семенюта, Н. Ф. Проблемы надежности волоконно-оптических линий передачи / Н. Ф. Семенюта, И. А. Здоровцов, Д. Н. Шевченко // Веснiк сувязi. – 2009. – № 4. – С. 37–40.

20 Правила технической эксплуатации Белорусской железной дороги : приказ начальника Белорусской железной дороги от 04.12.2002 № 292Н.

21 СТП 09150.19.015-2005. Приемка в эксплуатацию законченных строительством волоконно-оптических линий связи. Порядок приемки : приказ начальника Белорусской железной дороги от 14.04.2004 № 224НЗ.