ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СВЯЗИ, ИНФОРМАТИЗАЦИИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Кафедра «Телекоммуникационный инжиниринг»

НАДЕЖНОСТЬ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ СВЯЗИ

Учебное пособие

для студентов, обучающихся по направлениям образования
5311300 – Телекоммуникации

Ташкент 2014

Авторы: Исаев Р.И., Раджапова Р.Н. Надежность волоконно-оптических систем связи. Учебное пособие. /ТУИТ. 67 с. Ташкент, 2014

Развитие оптических систем связи и сетей использует принципиально новый подход и основан на концепции фотонных систем передачи – таких систем, в которых процессы генерации и передачи на расстояние информационных оптических потоков, обработка, накопление и хранение происходит на фотонном уровне, т.е. без участия электронных процессов (электрическое участие – это электропитание оптических излучателей, оптических приемников вспомогательных устройств).

Волоконно-оптические системы связи являются основой для создания оптических систем связи и сетей.

В этих условиях важной и актуальной задачей является обеспечение надежности функционирования волоконно-оптических систем связи.

Рецензенты:

- внутренний:

Доцент кафедры

« ВОЛ и СИ» Парсиев С.С

- внешний:

Начальник отдела «UNICON.UZ» Берганов И.Р.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………….	4
1. Волоконно-оптические системы связи……………………………	6
1.1. Волоконно-оптические системы связи на основе технологии синхронной цифровой иерархии……………………………………	6
1.2. Технология SDH…………………………………………………	8
1.3. Волоконно-оптические системы связи с волновым разделением каналов (WDM)………………………………………	13
2. Надежность волоконно-оптических систем связи………………	23
2.1. Основные понятия и определения………………………………	23
2.2. Модели надежности………………………………………………	24
2.3. Показатели надежности невосстанавливаемых объектов……	25
2.4. Показатели надежности восстанавливаемых объектов………	28
2.5. Структурная модель волоконно-оптической системы связи и расчет показателей надежности……………………………………	30
2.6. Пути повышения надежности……………………………………	33
2.7. Инженерный расчет показателей надежности ВОЛП…………	34
2.8. Оценка эффективности мероприятий по повышению надежности……………………………………………………………	40
3. Организация технической эксплуатации волоконно-оптических систем связи по критерию надежности……………………………	43
3.1. Техническое обслуживание по минимуму простоя волоконно-оптической системы связи……………………………………………	43
3.2. Оптимизация периода профилактического технического обслуживания по минимуму затрат…………………………………	46
3.3. Оптимизация поиска неисправности при организации технического обслуживания…………………………………………	47
3.4. Оптимизация комплекта ЗИП……………………………………	49
3.5. Оптимальная стратегия восстановления………………………..	52
4. Исследование надежности волоконно-оптических систем связи	61
4.1. Результаты исследований надежности волоконно-оптических систем связи…………………………………………………………...	61
4.2. Рекомендации по повышению надежности волоконно-оптических систем связи…………………………………………….	63
Заключение……………………………………………………………	66
Список использованной литературы………………………………..	68

ВВЕДЕНИЕ

Быстрое расширение существующих и появление новых видов услуг связи, глобализация сетей и услуг сделали актуальной разработку концепции Глобальной мультимедийной информационной инфрастуктуры. Создание такой инфраструктуры требует не только резкого повышения скорости и объема передаваемой информации, но многократного увеличения скорости и объема обработки и хранения этой информации. Создающаяся планетарная информационно-мультимедийная инфрастуктура ставит задачу: с одной стороны — передать терабитные потоки информации на большие расстояния (тысячи километров) без ретрансляции, с другой — довести эту информацию до многочисленных абонентов. В настоящее время как этап на пути к созданию такой инфраструктуры поставлена задача построения оптических сетей следующего поколения — NGN (NextGenerationNetworks). Одно из требований, предъявляемых к упомянутой инфраструктуре, интерактивность.

Для успешного решения поставленной задачи требуется принципиально новый подход, заключающийся в разработке концепции фотонных систем передачи — таких систем, в которых процессы генерации и передачи на расстояние информационных оптических потоков, обработка, накопление и хранение их происходят на фотонном уровне, т. е. без участия электронных процессов (единственным видом допустимого электрического участия является электропитание постоянным током или током с частотой электрической сети исходных излучателей и вспомогательных устройств). Для этого необходимы устройства генерации импульсных цифровых оптических сигналов, оптические усилители, оптическая среда передачи, оптические коммутационные устройства, оптические процессоры и накопители, оптические затворы и модуляторы (все перечисленные компоненты — с оптическим управлением, т. е. с управлением оптическими же сигналами), оптические селективные элементы и оптические приемники. Многие из этих устройств уже давно созданы и составляют основу современных ВОСС. Это — оптические волокна и кабели, оптические усилители, оптические компенсаторы хроматической дисперсии, оптические мультиплексоры/демультиплексоры и фильтры. Перечисленные устройства, широко применяемые уже сегодня, работают без участия электронов. Часть из них — полупроводниковые оптические усилители, компенсаторы хроматической дисперсии на основе дифракционных решеток Брэгга, мультиплексоры/демультиплексоры, фильтры, фотоприемники и излучатели — составляют основу создания интегральной оптики. Другая часть необходимых элементов фотонных сетей — оптические коммугаторы, затворы, оптические бистабильные устройства, необходимые для создания оптических процессоров, пока не вышли из стадии лабораторных исследований.

В настоящее время уже созданы полностью оптические дискретные элементы, которые начинают применяться в магистральных ВОСС-СР, в особенности в подводных системах передачи. Это такие элементы, как полностью оптические регенераторы, выделители тактовой частоты, динамические компенсаторы хроматической дисперсии. Для повышения интеллектуализации оптических сетей, включая оптические сети доступа созданы полностью оптические пакетные коммутаторы и маршрутизаторы, основой которых являются волновые конверторы. Однако для решения проблемы полной фотонизации оптических сетей связи необходимо решить задачу по созданию оптических процессоров, пригодных для практического использования как по техническим параметрам, так и по стоимости. Пока эта задача не решена. Для создания полностью оптических процессоров необходима разработка таких элементов, как оптические коммутаторы, затворы, оптические бистабильные устройства (триггеры), оптические запоминающие устройства (ОЗУ). Все эти устройства должны быть оптически управляемыми. На сегодняшний день лабораторные образцы перечисленных элементов созданы, но они еще не готовы для практического использования.

Рассмотрим существующее состояние развития цифровых оптических сетей телекоммуникации на основе волоконно-оптических систем связи и вопросы их надежности.

Сеть телекоммуникации Республики Узбекистан является главной артерией для устойчивого развития всех секторов экономики страны и на сегодняшний день полностью цифровизирована и создана соответствующая международным нормам цифровая телекоммуникационная инфраструктура.

Известно, что создание цифровой сети телекоммуникации на основе волоконно-оптических систем связи с использованием технологииSDH, цифровых систем коммутации и др. является сложной и капиталоемкой задачей, в то же время необходимо отметить, что вложенные капитальные средства на создание сети телекоммуникации возвращаются годами, путем создавая и вынося на продажу услуги инфокоммуникации.

В этих условиях важной и актуальной является решение проблем устойчивости функционирования систем и сетей телекоммуникации, где одним из важных является обеспечение надежности волоконно-оптических систем связи – основу создания оптических сетей телекоммуникации.

1. ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ

1.1. Волоконно-оптические системы связи на основе технологии синхронной цифровой иерархии

Для изучения надежности волоконно-оптических систем связи (ВОСС) сначала рассмотрим принцип построения, состав компонентов, назначение компонентов и элементов и принцип её работы.

В настоящее время ВОСС в основном работают на основе технологии синхронной цифровой иерархии.

Обобщенная и упрощенная структурная схема построения ВОСС с оконечным оборудованием, но без промежуточного оборудования (например, линейных усилителей и регенераторов) приведена на рис. 1.1, где представлены основные устройства, общие для цифровых ВОСС различного назначения, обеспечивающие формирование, передачу и прием передаваемого по линейному тракту сигнала (оборудование управления и контроля также не включены в схему).

Рис. 1.1. Обобщенная структурная схема ВОСС

Схема состоит из следующих блоков:

блок преобразования входного сигнала в двоичную последовательность (каналообразующий блок), выполняющий все необходимые преобразования: дискретизацию, квантование, линейное (или нелинейное), двоичное кодирование и помехоустойчивое кодирование;

блок временного группообразования компонентных сигналов (фреймов/трибов) PDH требуемого уровня иерархии;

интерфейсный блок компонентных (трибных) сигналов, поступающих для временного мультиплексирования в мультиплексор SDH, осуществляющий все необходимые функции, в том числе ввода/вывода, локальной кросс-коммутации и т.д.;

блок мультиплексирования SDH, осуществляющий логическое формирование модуля STM-N требуемого уровня в данной иерархии;

оптический интерфейсный блок, преобразующий логическую импульсную последовательность в физическую последовательность STM-N (выполняет все необходимые преобразования по формированию заголовков: секционного, мультиплексного и маршрутного (трактового), а также интерфейсное кодирование);

передающий блок, осуществляющий все необходимые преобразования, в том числе модуляцию источника несущего излучения (лазера) и линейное кодирование;

блок волнового мультиплексирования WDM, необязательный блок, формирующий многоканальную волновую последовательность, если в этом есть необходимость;

мощный оптический усилитель (бустер) МУ, необязательный блок, осуществляющий усиление сигнала оптической цифровой последовательности до уровня, требуемого для создания необходимого общего бюджета мощности;

оптический линейный усилитель ЛУ, необязательный блок (один или несколько), осуществляющий оптическое усиление сигнала на участке (одном или нескольких) перекрытия (или регенераций);

оптический предусилитель, необязательный блок, осуществляющий усиление входного сигнала на приемном конце и используемый при необходимости дополнительного усиления;

демулътиплексор WDM, если в схеме ВОСП используется волновое мультиплексирование;

оптический приемник, блок, осуществляющий прием сигнала, т.е. реализующий функции, обратные передатчику, плюс дополнительные функции, например фильтрацию оптических несущих, если используется технология WDM;

оптический интерфейсный блок, преобразующий физическую последовательность, эквивалентную модулю STM-N, в логическую импульсную последовательность (выполняет все необходимые обратные по отношению к блоку 5 преобразования по декодированию интерфейсного кода и интерпретации заголовков: секционного, мультиплексного и маршрутного (трактового));

блок демультиплексирования SDH, осуществляющий логическую декомпозицию импульсной последовательности модуля STM-N и выделение компонентных сигналов (трибов) требуемого уровня иерархии PDH (т.е. преобразования, обратные осуществляемым в блоке 4);

интерфейсный блок компонентных (трибных) сигналов, осуществляющий все необходимые функции и преобразования, обратные осуществляемым в блоке 3;

блок разборки группового сигнала (фрейма/триба) PDH принятого уровня иерархии до требуемого, например Е1, и выделение нужного тайм-слота (т.е. преобразования, обратные осуществляемым в блоке 2);

блок преобразования двоичной последовательности в аналоговый выходной сигнал, выполняющий все необходимые обратные преобразования: декодирование и восстановление дискретизированного, квантованного и кодифицированного сигнала (т.е. преобразования, обратные осуществляемым в блоке 1).

При дуплексной передаче необходимо иметь двойной комплект оборудования для осуществления операций приема-передачи на обоих концах.

1.2. Технология SDH

Технология SDH представляет собой современную концепцию построения цифровой транспортной сети. В настоящее время эта концепция доминирует на рынке.

Особенности технологии SDH:

- предусматривает синхронную передачу и мультиплексирование. Элементы первичной сети SDH используют для синхронизации один задающий генератор, как следствие, вопросы построения систем синхронизации становятся особенно важными;

- предусматривает прямое мультиплексирование и демультиплекси-рование потоков PDH, так что на любом уровне иерархии SDH можно выделять загруженный поток PDH без процедуры пошагового демультиплексирования. Процедура прямого мультиплексирования называется также процедурой ввода-вывода;

- опирается на стандартные оптические и электрические интерфейсы, что обеспечивает лучшую совместимость оборудования различных фирм-производителей;

- позволяет объединить системы PDH европейской и американской иерархии, обеспечивает полную совместимость с существующими системами PDH и, в то же время, дает возможность будущего развития систем передачи, поскольку обеспечивает каналы высокой пропускной способности для передачи ATM, MAN, HDTV и т.д.;

- обеспечивает лучшее управление и самодиагностику первичной сети. Большое количество сигналов о неисправностях, передаваемых по сети SDH, дает возможность построения систем управления на основе платформы TMN. Технология SDH обеспечивает возможность управления сколь угодно разветвленной первичной сетью из одного центра.

Все перечисленные преимущества обеспечили широкое применение технологии SDH при построении цифровой транспортной сети.

Выделим общие особенности построения синхронной иерархии:

- поддержка в качестве входных сигналов каналов доступа только трибов(прим. от trib, tributary - компонентный сигнал, подчинённый сигнал или нагрузка, поток нагрузке) PDH и SDH;

- трибы должны быть упакованы в стандартные помеченные контейнеры, размеры которых определяются уровнем триба в иерархии PDH;

- положение виртуального контейнера может определяться с помощью указателей, позволяющих устранить противоречие между фактом синхронности обработки и возможным изменением положения контейнера внутри поля полезной нагрузки;

- несколько контейнеров одного уровня могут быть сцеплены вместе и рассматриваться как один непрерывный контейнер, используемый для размещения нестандартной полезной нагрузки;

- предусмотрено формирование отдельного поля заголовков размером 9*9=81 байт.

В этой связи рассмотрим сначала эти вопросы.

На вход аппаратуры SDH поступают стандартные цифровые потоки:

- первичный стандартный цифровой поток – 2048 кбит/с;

- вторичный стандартный цифровой поток – 8448 кбит/с;

- третичный стандартный цифровой поток – 34 368 кбит/с;

- четверичный стандартный цифровой поток – 139 264 кбит/с.

В данном случае «производителями» информации являются аппаратуры формирующие стандартные цифровые потоки, а системы SDH предназначены только для высокоэффективной передачи и распределения цифровых потоков, формируемых как в традиционных структурах стандартной PDH, так и в новых телекоммуникационных технологиях – АТМ, пакетных цифровых потоков и др.

Все указанные выше цифровые потоки «транспортируются» в системах SDH в виде информационных структур, названных виртуальными контейнерами (VirtualContainer - VC). В структурах VC по транспортной сети волоконно-оптической системы связи переносится исходная цифровая информация, дополненная определенным количеством служебных информационных каналов, которые названы трактовыми заголовками.

В общем случае дополнительные каналы, предназначены для эффективного управления транспортной сетью и выполняют функции передачи оперативной административной и обслуживающей информации (Operation, Administration, Maintenance, OAM). Это обеспечивает высокие функциональные возможности и высокую надежность сети связи.

Группы однотипных или разнотипных виртуальных контейнеров VC передаются между элементами транспортной сети (от отправителя информации к получателю) по волоконно-оптическим линиям связи в виде информационных структур, называемых синхронными транспортными модулями (SynchronousTransportModule - STM). «Транспортирование» STM осуществляется с разными скоростями передачи соответствующим различным порядком STM-1, 4, 16, 64. STM-N оснащаются соответствующими заголовками, обеспечивающими передачу STM с полной функцией ОАМ в пределах регенерационной или усилительной секции (RegenerationSectionOH – RSOH или SectionAmplifier - SA) и мультиплексорной секции (MultiplexSectionOH - MSOH). Упрощенная функциональная схема волоконно-оптической системы связи на основе технологииSDH приведена на рис. 1.2.

На рис.1.2 приведены два вида секций, которые называются «Регенерационная секция или секция оптического усиления» и «Мультиплексная секция».

«Регенерационная секция или секция оптического усиления» представляет собой сегмент системы передачи между оконечным оборудованием сетевого элемента, в котором сигнал STM-N передается или принимается и регенератором или оптическим усилителем или между двумя смежными регенераторами или оптическими усилителями.

«Мультиплексорная секция» - это средство передачи информации между сетевыми элементами, в одном из которых формируется (собирается) сигнал STM-N, а в другом «разбирается» до компонентных потоков. В общем случае волоконно-оптическая система связи на основе систем SDH состоит из мультиплексорных секций, для которых уровень SDH сигнала может быть разным в зависимости от требуемой емкости канала передачи для каждой секции.

Рис. 1.2. Функциональная схема системы передачи SDH

«Линейный тракт» - означает логическое соединение между точкой системы передачи SDH (выход передающего модуля оптического сигнала Пер ОС станции «А» и вход приемного модуля оптического сигнала Пром ОС станции «В»), в которой производится сборка виртуального контейнера VC (например, из компонентных потоков PDH, пакетных цифровых потоков) и точкой, в которой VC «разбирается». «Линейный тракт» можно представить как трубку, проложенную через мультиплексорные секции, непосредственно соединяющую две точки, между которыми осуществляется передача и прием цифровых информационных потоков. Для «транспортировки» различных объемов цифровой информации разработаны виртуальные контейнеры различного типа. В Республике Узбекистан принят Европейский стандарт потоков PDH:

VC низшего порядка (LoworderVC, LOVC)

VC-12 для «транспортировки» Е₁=2048 Кбит/с (2М)

VC-22 для «транспортировки» Е₂=8448 Кбит/с (8М)

VC высшего порядка (HighorderVC, LOVC)

VC-3 для «транспортировки» Е₃=34368 Кбит/с (34М)

VC-4 для «транспортировки» Е₄=139264 Кбит/с (140М)

В зависимости от «емкости» виртуального контейнера различают тракты VC-12, VC-22 (низшего порядка) и тракты виртуальных контейнеров VC-3 и VC-4 (высшего порядка).

Виртуальный контейнер является элементарной единицей обрабатываемой информации в волоконно-оптической системе связи на основе системы SDH при мультиплексировании, перекрестных соединениях (кросс-коннекция и т.д.). При этом нет необходимости доступа к «транспортируемой» информации, так как различная информация представлена в одном и том же виде, который именуется виртуальными контейнерами (в том числе к VC добавляется информация, необходимая для его обработки в пути следования).

Выше было указано, что виртуальные контейнеры передаются между элементами транспортной сети в виде STM различного порядка. Основной (первичной) структурой для получения потоков STM является STM-1 с нормализованной скоростью передачи 155, 52 Мбит/с. При этом, в зависимости от потребности сети, в цифровом потоке STM-1 возможна передача виртуальных контейнеров различного типа и в различных сочетаниях. STM более высокого порядка могут быть получены из цифрового потока STM-1 простым синхронным мультиплексированием согласно рекомендации МСЭ-Т G.707. Причем мультиплексирование начиная с STM-4, осуществляется в оптическом диапазоне.

Характерной особенностью волоконно-оптических систем связи на основе системы SDH, приведенных на рис. 1.2, является высокая степень резервирования как линейных трактов, так и основных узлов мультиплексорного оборудования.

Так, линии связи между элементами сети обычно полностью резервируются (рис. 1.2), что позволяет избежать потерь огромных цифровых потоков, информации при авариях (например, даже в первичном цифровом потоке STM-1 может передаваться трафик 1920 каналов F4 в режиме «транспортирования» потока 140М).

Пример построения фрагмента транспортной сети на базе ВОСС с использованием систем передачи SDH приведена на рис. 1.3.

Как видно из рисунка, транспортная сеть предназначена для передачи любых информационных сообщений с любой скоростью передачи цифровых потоков. По своей сути транспортная сеть – это совокупность узлов коммутации, пунктов ввода отдельных цифровых потоков, линий связи с регенераторами или оптическими усилителями и мультиплексорами. Во всех узлах транспортной сети возможно переключение трактов для вывода и ввода информационных цифровых потоков. Кроме того, в узлах сети тракты переключаются в случае повреждений на линии передачи или в оборудовании с целью повышения надежности.

Иерархия SDH включает в себя несколько уровней STM.

В качестве примера использования уровней в сети SDH на рис.1.4 показана транспортная сеть SDH, включающая кольца магистральной сети, построенной на потоках STM-16, региональных сетей, построенных на потоках STM-4, и локальных сетей с потоками STM-1.

Рис. 1.3. Фрагмент транспортной сети с использованием систем передачи SDH

Таблица 1.1.

Скорости передачи иерархии SDH.

Уровень SDH	Скорость передачи, Мбит/с
STM-1	155,520
STM-4	622,080
STM-16	2488,320
STM-64	9953,28
STM-256	39813,121

Описание: ris2_1

Рис.1.4. Пример первичной сети, построенной на технологии SDH.

1.3. Волоконно-оптические системы связи с волновым разделением каналов (WDM)

Оптическое мультиплексирование с разделением по длине волны - (WDM) - сравнительно новая технология волнового мультиплексирования.

Эта технология позволила передавать по одному волокну не один, а n несущих, и ознаменовала приход, а затем и победу экстенсивного пути развития широкополосных ВОСС, позволившего резко увеличить емкость канала связи, организованного для передачи по одному волокну, до величин порядка 100 Тбит/с и выше.

В настоящее время WDM играет для оптических синхронных цифровых систем ту же роль, что и мультиплексирование с частотным разделением МЧР (FDM) для аналоговых систем связи. По этой причине системы с WDM часто называют системами оптического мультиплексирования с частотным разделением ОМЧР (OFDM). Однако по сути своей эти технологии (FDM и OFDM) существенно отличаются друг от друга. Их отличие состоит не только в использовании оптического (OFDM) или электрического (FDM) сигнала. При FDM используется механизм AM модуляции с одной боковой полосой (ОБП) и выбранной системой поднесущих, модулирующий сигнал которых одинаков по структуре, так как представлен набором стандартных каналов ТЧ. При OFDM механизм модуляции, необходимый в FDM для сдвига несущих, вообще не используется, несущие генерируются отдельными источниками (лазерами), сигналы которых просто объединяются (суммируются) мультиплексором (называемым обычно комбайнером по аналогии с СВЧ техникой) в единый многочастотный сигнал. Каждая его составляющая (или несущая) принципиально может передавать поток цифровых сигналов, сформированный по законам требуемых синхронных технологий. Например, одна несущая может передавать ATM или Ethernet трафик, другая SDH и т.д. Для этого несущие модулируются цифровым сигналом в соответствии с передаваемым линейным кодированным сигналом.

Если упрощенно представить многоуровневую модель взаимодействия основных технологий SDH/SONET, ATM, Ethernet, IP (без учета возможности переноса IP с помощью ATM), осуществляющих транспортировку сигнала в глобальных цифровых сетях и WDM, то до появления WDM она состояла из трех уровней и оптической среды передачи. Она показывала, что для транспортировки трафика верхнего уровня (ATM, Ethernet и IP) по оптической среде передачи он должен быть размещен (инкапсулирован) в транспортные модули STM-N/OC-n технологий SDH/SONET, способные, используя специальные интерфейсы этих технологий, пройти через физический уровень в оптическую среду передачи. Отсюда была ясна необходимость создания технологий инкапсуляции ячеек ATM или Ethernet, например в виртуальные контейнеры SDH (ATM over SDH, Ethernetover SDH), или пакетов IP и Ethernet в виртуальные трибы SONET (IP over SONET, Ethernetover SONET). Эти технологии в настоящее время иногда объединяются под общим названием MSPP (MultiserviceProvisioningPlatform)-платформа мультисервисного обеспечения, позволяющая использовать одну сеть SDH/SONET для передачи разнородного трафика путем использования различных интерфейсных карт, использующих различные протоколы и процедуры инкапсуляции такого трафика. Этим и занимались соответствующие подкомитеты по стандартизации в таких институтах, как ANSI, ISO, ITU-T и ETSI, разрабатывая стандарты на указанные интерфейсы и технологии.

После появления систем WDM модель принимает вид, представленный на рис. 1.5. Теперь она имеет четыре уровня, не считая оптической среды передачи. Появился промежуточный уровень WDM. который, как и SDH/SONET, обеспечивает физический интерфейс, позволяющий через физический уровень выйти в оптическую среду передачи не только технологии SDH/SONET, но и технологиям ATM, Ethernet и IP. В последнем случае не требуется инкапсуляции ячеек ATM, кадров Ethernet или пакетов IP в промежуточный транспортный модуль (STM или STS) технологий SDH/SONET, что не только упрощает процедуру обработки и транспортировки трафика, генерируемого системами с ATM, Ethernet и IP, но и существенно уменьшает общую длину заголовков (генерируемых в таком случае), повышая процент информационной составляющей трафика в общей длине передаваемого сообщения, а значит, и эффективность передачи в целом.

а) б)

Рис. 1.5. Модель взаимопонимания основных транспортных технологий: а) до внедрения технологии WDM; б) после внедрения технологии WDM

Естественно, что ATM, Ethernet и IP трафик может быть передан и по традиционной схеме с использованием SDH/SONET, трафик которых может быть также передан с помощью систем WDM, что сохраняет преемственность старых схем транспортировки и увеличивает гибкость композитных систем WDM-SDH/SONET в целом.

Блок-схема систем с WDM

Основная схема системы с WDM (для примера взято четыре канала) имеет вид, представленный на рис. 1.6 (показан один прямой канал).

Рис 1.6. Блок-схема системы, использующей WDM

В этой системе n (n=4) входных потоков данных (кодированных цифровых импульсных последовательностей) модулируют (модуляция основной полосой) с помощью оптических модуляторов-передатчиков Mi оптические несущие с длинами волн λi. Модулированные несущие мультиплексируются (объединяются) с помощью оптического мультиплексора WDM MUX в агрегатный поток, который после усиления (с помощью бустера, или мощного оптического усилителя МУ) подается в ОВ. На приемном конце поток с выхода ОВ усиливается предварительным оптическим усилителем ПУ, демультиплексируется с помощью оптического демультиплексора WDM DMUX, т.е. разделяется на составляющие потоки - модулированные несущие λi, которые детектируются с помощью детекторов-приемников Дi (на входе которых могут дополнительно использоваться полосовые фильтры Фi для уменьшения переходных помех и улучшения помехоустойчивости детектирования), и наконец, демодулируются демодуляторами ДMi, формирующими на выходе исходные кодированные цифровые импульсные последовательности. Кроме МУ и ПУ в системе могут быть использованы и линейные оптические усилители ЛУ (позволяющие увеличить длину секции).

Волновое разделение оптических каналов

Системы передачи SDH строятся с использованием метода временного разделения каналов. Таким путем были созданы и высокоскоростные мультиплексоры, формирующие сигналы уровней STM-64 (10 Гбит/с) и STM-256 (40 Гбит/с).

Достигнутые успехи в области оптической электроники и интегральной оптики позволили существенно расширить границы скорости передачи оптических сигналов за пределы скоростей, обеспечиваемых системами передачи SDH, используя метод оптического мультиплексирования с разделением по длине волны WDM, или со спектральным разделением оптических сигналов.

Под оптическим мультиплексированием здесь понимается объединение сигналов нескольких ОПД, например, систем передачи SDH, в один оптический ЦЛС, передачу этого ЦЛС по одному ООВ на заданное расстояние и разделение принятого ЦЛС в очередном пункте доступа на заданное число оптических цифровых сигналов. Это стало возможным благодаря созданию узкополосных полупроводниковых лазеров, имеющих ширину спектральной линии излучаемого сигнала несколько сотых долей нанометра (0,05...0,09) и меньше, оптических фильтров для разделения близких по частоте оптических сигналов, широкополосных оптических усилителей, и благодаря тому, что спектральная характеристика коэффициента затухания ООВ в окрестности заданной длины волны, например, λ = 1,55 мкм имеет определенную ширину полосы пропускания. В этой полосе можно образовать несколько оптических трактов, в каждом из которых сигналы различных систем передачи SDH передаются на различных длинах волн. Длины волн сигналов, передаваемых по соседним трактам, должны отличаться настолько, чтобы их можно было надежно разделить в приемной аппаратуре очередного пункта доступа.

Различают три основных вида систем передачи WDM:

а) простые, у которых разнос оптических трактов составляет не менее 3,2 нм (разнос по частоте Δf = 400 ГГц), они позволяют образовать не более 8 оптических трактов в одном ООВ;

б) плотные (Dense) системы передачи WDM, или системы передачи DWDM, у которых разнос оптических трактов составляет не более 0,8 нм (разнос по частоте Δf = 100 ГГц); они позволяют образовать 40 или даже 80 оптических трактов в одном ООВ;

в) высокоплотные (High-Dense) системы передачи WDM, или системы передачи HWDM, которые имеют разнос оптических трактов 0,4 нм и менее (разнос по частоте Δf = 50 ГГц и менее); они позволяют образовать 160 и более оптических трактов в одном ООВ. В некоторых публикациях системы передачи HWDM называют сверхплотными, т. е. системами передачи сверхплотного волнового мультиплексирования UWDM (Ultra-Dense Wavelength Division Multiplexing).

Рассмотрим простейший вариант волнового мультиплексирования. Он представлен на рис. 1.7. Такая схема позволяет в одном ООВ со смещенной дисперсией в окрестности длины волны λ = 1,55 мкм образовать два достаточно широко разнесенных оптических тракта, сигналы которых отличаются по длине волны, например, на Δλ = 10 нм или по частоте на Δf = 1250 ГГц. В первом тракте оптический ЦЛС одной системы передачи SDH передается на длине волны λ1 = 1545 нм, а во втором тракте оптический ЦЛС другой системы передачи SDH - на длине волны λ2 = 1555 нм. В каждом из образованных оптических трактов ЦЛС могут иметь разные или одинаковые, например 10 Гбит/с, скорости передачи.

Рис. 1.7. Система передачи WDM

Структурная схема рассмотренного варианта построения системы передачи WDM для одного направления приведена на рис. 1.8. Основными устройствами этой схемы являются:

1. Оптический мультиплексор ОМ-2, или объединитель 2:1 с двумя входными и одним выходным оптическими портами;

2. Оптический демультиплексор ODM-2, или волоконно-оптический разветвитель 1 х 2 с одним входным и двумя выходными оптическими портами;

3. Полосовые оптические фильтры ПОФ, формирующие монохроматические оптические потоки на выходах ОПД и входах ОПМ.

Рассмотрим кратко работу приведенной на рис. 1.8 структурной схемы. При мультиплексировании оптических сигналов два потока электрических видеоимпульсов с выходов SLM двух систем передачи SDH поступают на входы ОПД этих систем. Поступающими сигналами оптические излучения лазеров ОПД модулируются по интенсивности. На выходе ОПД1 формируется оптический ЦЛС первой системы передачи SDH на длине волны λ1 = 1545 нм, а на выходе ОПД2 - оптический ЦЛС второй системы передачи SDH на длине волны λ2 = 1555 нм. Эти сигналы проходят полосовые оптические фильтры ПОФ1 и ПОФ2 соответственно, на выходах которых формируются монохроматизированные потоки. Оптический мультиплексор ОМ-2 объединяет их в результирующий линейный поток λ1 + λ2, поступающий в ООВ линейного кабеля.

Рис. 1.8. Система передачи WDM для одного направления

В тракте приема очередного пункта доступа поступивший поток λ1 + λ2 с помощью демультиплексора ODM-2 и фильтров ПОФ3 и ПОФ4 разделяется на два потока с длинами волн λ1 = 1545 нм и λ2 = 1555 нм. Фильтры также служат для ограничения уровня шумов на входах ОПМ. Потоки λ1 и λ2 в оптических приемниках ОПМ1 и ОПМ2 преобразуются в два потока видеоимпульсов, которые поступают в синхронные линейные демультиплексоры SLD-64 двух систем передачи SDH.

Таким образом, рассмотренный вариант использования метода оптического мультиплексирования позволяет увеличить пропускную способность проложенного ООВ по сравнению с использованием метода мультиплексирования с разделением по времени TDM (TimeDivisionMultiplexing) в 2 раза, т. е. в данном случае технология WDM обеспечивает результирующую скорость передачи сигналов 20 Гбит/с по одному ООВ.

Принцип работы устройств основан на таких свойствах оптических сигналов как интерференция и дифракция. В основе устройств WDM могут быть оптические линзы, интерференционные оптические фильтры, дифракционные решетки, оптические призмы и др. При мультиплексировании до четырех оптических потоков целесообразно применять устройства WDM на основе интерференционных фильтров, а если потоков более четырех, как правило, используют устройства на основе дифракционных решеток. В обоих случаях применяются градиентные стержневые линзы, или граданы.

Из многообразия линз, используемых в ВОСП, наиболее эффективны линзы с малым фокусным расстоянием, однако у них велики искажения оптических сигналов. Поэтому вместо обычных линз применяются так называемые градиентные стержневые линзы, в которых фокусное расстояние уменьшается не за счет геометрии, а за счет использования для них материалов с плавно изменяющимся показателем преломления. В граданах вошедший в них оптический луч распространяется по криволинейной траектории. В зависимости от длины граданы могут быть много-, одно-, полу- и четвертышаговыми. На рис. 1.9, а показаны полушаговые, а на рис. 1.25, б - четвертышаговыеграданы.

Рис. 1.9. а - полушаговыеграданы, б - четвертышаговые граданы

В оптических мультиплексорах и демультиплексорах применяют четвертышаговые градиентные стержневые линзы. Как видно из рисунка, они позволяют превратить один расходящийся оптический луч в два параллельных, либо наоборот - сфокусировать два параллельных оптических луча в один (рис. 1.9, б).

Устройство мультиплексора ОМ-2 на граданах и интерференционном фильтре показано на рис. 1.10, где цифрами обозначены: 1 - интерференционный оптический фильтр; 2 - градиентные стержневые линзы; 3, 4 и 5 - ООВ. Интерференционный фильтр, помещенный между линзами (граданами), имеет большой коэффициент отражения для сигналов на одной длине волны и малое затухание (ослабление) для сигналов на другой длине волны. Если по ООВ 3 на один вход такого устройства будет поступать оптический сигнал на длине волны λ1 а по ООВ 4 на второй вход подать оптический сигнал на длине волны λ2, то на выходе объединителя 2:1 появится оптический сигнал на длине волны λ1 + λ2, который поступит на выход ООВ 5.

Рис. 1.10. Устройство мультиплексора ОМ-2

Изображенное на рис. 1.10 устройство можно использовать и как демультиплексор ODM-2. Для этого надо по ООВ 5 направить на вход разветвителя сигнал на длине волны λ1 + λ2, тогда на одном выходе разветвителя появится оптический сигнал на длине волны λ1, который поступает на выход ООВ 3, а на втором - оптический сигнал на длине волны λ2, который будет передан на выход ООВ 4.

С использованием рассматриваемых принципов и устройств можно построить систему передачи WDM, обеспечивающую образование в одном ООВ четырех оптических трактов, по которым будут передаваться сигналы на длинах волн λ1, λ2, λ3, λ4. Фрагмент структурной схемы такой системы передачи приведен на рис. 1.11, где под обозначением РЭС - RST подразумевается наличие всех устройств регенератора между его ОПМ и ОПД.

Особенностью данной системы передачи является необходимость установки в НРП оборудования четырех регенераторов. Система передачи WDM, схема которой приведена на рис. 1.11, при использовании на входе мультиплексорово SLM-64 обеспечивает суммарную скорость передачи сигналов 40 Гбит/с по одному ООВ.

Мультиплексоры и демультиплексоры, обрабатывающие более четырех оптических потоков, также могут строиться с использованием градиентных стержневых линз, но они содержат отражательную дифракционную решетку. В устройствах на основе дифракционных решеток используется зависимость угла дифракции оптического луча, проходящего через дифракционную решетку отражательного типа, от длины волны оптического излучения. Различные длины волн, пройдя стержневую линзу и отражаясь от дифракционной решетки, на противоположном от решетки торце стержневой линзы образуют оптические пятна. Если ООВ подключить к этому торцу линзы в местах образования оптических пятен, то можно добиться разделения оптического сигнала по длинам волн.

Рис. 1.11. Система передачи WDM

Устройство демультиплексора с отражательной дифракционной решеткой на примере разветвителя 1x8 показано на рис. 1.12.

Разделительные свойства демультиплексора определяются избирательностью дифракционной решетки по длинам волн поступившего оптического сигнала. Если по ООВ 9 через стержневую линзу 10 направить на решетку 11 принятый групповой оптический сигнал на длине волны λ1 + λ2 + ...+ λ8, то дифрагированные отражательной решеткой под различным углом сигналы разных длин волн далее будут сфокусированы стержневой линзой и на ее противоположном от решетки торце появятся оптические пятна.

Рис. 1.12. Отражательная дифракционная решетка

На подключенные к этим пятнам торцы одномодовых оптических волокон 1, 2,..., 8 поступят восемь принятых оптических сигналов с различными длинами волн. Отражательная дифракционная решетка 11 может быть приклеена к торцу стержневой линзы.

Дифракционная структура может быть построена также на решетке массива волноводов AWG (ArrayWaveguideGratings). Система передачи WDM, образующая 8 оптических трактов в одном ООВ, по которым передаются сигналы уровня STM-64, обеспечивает общую пропускную способность волокна 80 Гбит/с.

Технология производства рассмотренных устройств WDM на интерференционных фильтрах более проста и стоимость их ниже, чем аналогичных по назначению устройств на дифракционных решетках. Потери, вносимые устройствами WDM при вводе сигналов в ООВ, как правило, не превышают 4...5 дБ, а современные технологии позволяют уменьшить их до 2 дБ. Указанные потери приводят к укорачиванию длины RS, по сравнению с прямым соединением ОПД, и ООВ при использовании в мультиплексорах метода временного разделения каналов.

2. НАДЕЖНОСТЬ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ СВЯЗИ

2.1. Основные понятия и определения

Комплексным свойством, характеризующим качество функционирования объекта технической эксплуатации – волоконно-оптических систем связи (ВОСС), является их надежность.

Надежность — это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.

Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения ВОСС и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств.

Безотказность - это свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Долговечность - это свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность — это свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость - это свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способности объекта выполнять требуемые функции в течение и после хранения и (или) транспортирования

Работоспособное состояние - это состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативной и (или) конструкторской (проектной) документации.

Исправное состояние - это состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативной и (или) конструкторской (проектной) документации.

Предельное состояние - это состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Повреждение — это событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.

Отказ - это событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Восстановление — это процесс обнаружения и устранения отказа, т.е. процесс перевода объекта в работоспособное состояние из неработоспособного.

Отказы - случайные события. Возникающие отказы различают по разным признакам:

по характеру изменения:

внезапный отказ, характеризующийся скачкообразным изменением значений одного или нескольких параметров объекта;

постепенный отказ, возникающий в результате постепенного изменения значений одного или нескольких параметров объекта;

по внешнему проявлению:

явный отказ, обнаруживаемый визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования при подготовке объекта к применению или в процессе его применения по назначению;

скрытый отказ, не обнаруживаемый визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования, но выявляемый при проведении технического обслуживания или специальными методами диагностики;

в зависимости от причины возникновения:

конструктивный отказ, возникающий по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленных правил и (или) норм проектирования и конструирования;

производственный отказ, возникающий по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленного процесса изготовления или ремонта, выполняемого на ремонтном предприятии;

эксплуатационный отказ, возникающий по причине, связанной с нарушением установленных правил и (или) условий эксплуатации.

Все объекты технической эксплуатации могут быть подразделены на невосстанавливаемые, которые не подлежат восстановлению после возникновения отказа, и восстанавливаемые, которые могут быть использованы после восстановления.

2.2. Модели надежности

Различают модели надёжности элементов (МНЭ) и модели надёжности систем (МНС). МНЭ разрабатываются с целью формализованного описания процессов возникновения отказов элементов во времени. В зависимости от действующих нагрузок и внутренних свойств элементов. МНС разрабатываются для формального описания с позиции надёжности процесса функционирования системы как процесса взаимодействия её элементов при выполнении поставленной задачи.

Модели типа нагрузка-прочность рассматриваются как случайное событие, соответствующее определённому превышению нагрузки над прочностью. Модели типа распределения времени строятся по статистическим данным, по которым определяются вид и параметры закона распределения. Параметрические модели строятся для постепенных отказов. Модели в терминах отказов элементов являются основными.

Рис.2.1. Модели надежности.

2.3. Показатели надежности невосстанавливаемых объектов

Функционирование невосстанавливаемых объектов характеризуется преимущественно показателями безотказности. Пусть объект, работоспособный в начальный момент времени t= 0, работает до отказа в течение времени θ, которое является случайной величиной.

Безотказность объекта характеризуется следующими показателями:

1. Вероятность отказа q(t)- вероятность противоположного события, что отказ произойдет до момента г, т.е.

Вероятность q(t) = F(t)является функцией распределения случайной величины θ.

2. Вероятность безотказной работы p(t) - вероятность того, что в пределах заданной наработки tотказа не произойдет, т.е.:

Наработка t- это продолжительность или объем работы объекта.

3. Плотность распределения наработки до отказа f(t)определяется как:

откуда

4. Интенсивность отказов λ(t) - условная плотность вероятности возникновения отказа объекта в момент tпри условии, что до этого момента отказ не произошел:

Типичная зависимость интенсивности отказов приведена на рис. 2.2.

Эта зависимость имеет три характерные области:

I - область начальных отказов, имеющих большую интенсивность, обусловленную, главным образом, скрытыми дефектами производственного характера (период приработки аппаратуры, технологического прогона, опытной эксплуатации).

Рис. 2.2. Типичная зависимость интенсивности отказов

II - область чисто случайных отказов, обусловленных случайными причинами, в которой X(t)= const(период нормальной эксплуатации).

III - область отказов, обусловленных главным образом старением элементов объекта, т.е. их износом.

Зависимость p(t)может быть аппроксимирована формулой Вейбулла, описывающей наиболее распространенную модель отказов (экспоненциальный закон надежности):

Здесь: λ> 0, t≥ 0, δ> 0.

С учетом приведенного выше выражения получим:

откуда видно, что

δ< 1 - соответствует области I, т.е.

δ = 1 - соответствует области II, т.е.

δ > 1 - соответствует области III, т.е.

5. Средняя наработка до отказа Тс - математическое ожидание наработки объекта до первого отказа, т. е.

На практике все расчеты показателей надежности производится для области, соответствующей периоду нормальной эксплуатации (при б = I). Тогда показатели безотказности определяются следующим образом:

2.4. Показатели надежности восстанавливаемых объектов

Состояние восстанавливаемых объектов описывается случайной функцией H(t), представленной на рис. 2.3.

Функционирование восстанавливаемого объекта во времени - это последовательность интервалов 0, его работоспособности Н0 (нормального функционирования), чередующихся с интервалами его неработоспособности #i (простоя).

Рис. 2.3. Случайная функция H(t)

Надежность восстанавливаемых объектов характеризуется показателями безотказности, ремонтопригодности и комплексными (комбинированными).

Показатели безотказности определяются так же, как и для невосстанавливаемых объектов, за исключением Та. Для восстанавливаемого объекта определяется средняя наработка на отказ как отношение суммарной наработки t к математическому ожиданию числа его отказов r(t) в течение этой наработки:

(2.1)

Ремонтопригодность характеризуется вероятностью восстановления pB(t) - вероятностью того, что время восстановления работоспособного состояния объекта не превысит заданное значение £,, т.е.

Наиболее распространен при использовании для расчетов экспоненциальный закон восстановления:

где |i - интенсивность восстановления - условная плотность вероятности восстановления работоспособного состояния объекта, определенная для рассматриваемого момента времени, при условии, что до этого момента восстановление не было завершено.

Определяется также среднее время восстановления Тк, как математическое ожидание времени восстановления работоспособного состояния объекта после отказа:

(2.2)

Комплексный показатель надежности характеризуется через коэффициент готовности К, - вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых использование объекта по назначению не предусматривается.

Определяется К, через показатели безотказности и ремонтопригодности:

(2.3)

Как правило, для высоконадежных объектов:

поэтому при расчетах часто удобнее в качестве комплексного показателя надежности использовать коэффициент простоя или неготовности Кп - вероятность того, что объект окажется в неработоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых использование объекта по назначению не предусматривается:

(2.4)

2.5. Структурная модель волоконно-оптической системы связи и расчет показателей надежности

Из теории надежности известно, что для расчета показателей надежности объекта, состоящего из отдельных элементов, составляют структурную схему, в которой в зависимости от влияния элементов на работоспособность объекта в целом различают их последовательное или параллельное соединение. При последовательном соединении элементов отказ любого из них приводит к отказу всего объекта, а при параллельном их соединении объект работоспособен, пока работоспособен хотя бы один из элементов.

При последовательном соединении n-элементов вероятность безотказной работы (в случае независимости отказов) равна:

(2.5)

где pi(t) – вероятность безотказной работы i-его элемента;

λi – интенсивность отказов i-его элемента;

При параллельном соединении группы из n-элементов вероятность отказа объекта равна:

(2.6)

Вероятность безотказной работы:

(2.7)

В общем случае в структурной схеме объекта возможно смешанное соединении элементов с точки зрения надежности.

Структурная схема соединений элементов ВОСС приведена на рис 2.4.

В состав ВОСС входят следующие технические средства:

1) каналообразующее оборудование (КОО) тракта передачи, обеспечивающее формирование определенного числа типовых каналов или типовых групповых трактов со стандартной шириной полосы пропускания или скоростью передачи;

2) оборудование сопряжения (ОС) тракта, необходимое для сопряжения параметров многоканального сигнала на выходе КОО с параметрами оптического передатчика;

3) оптический передатчик (ОПер), обеспечивающий преобразование электрического сигнала в оптический сигнал, длина волны которого совпадает с одним из окон прозрачности оптического волокна; в состав ОПер входят: источник оптического излучения (ИОИ), - оптической несущей, один или несколько параметров, которой модулируются электрическим многоканальным сигналом, поступающим с ОС, и согласующее устройство (СУ), необходимое для ввода оптического излучения в волокно оптического кабеля с минимально возможными потерями; как правило, источник оптического излучения и согласующее устройство образует единый блок, называемый передающим оптическим модулем (ПОМ);

4) оптический кабель, оптические волокна которого (ОВ) служат средой распространения оптического излучения;

5) оптический ретранслятор (ОР), обеспечивающий компенсацию затухания сигнала при его прохождении по оптическому волокну и коррекцию различного вида искажений; ОР могут быть обслуживаемыми или необслуживаемыми и устанавливаются через определенные расстояния, называемые ретрансляционными участками; в ОР может производиться обработка (усиление, коррекция, регенерация и т.д.) как электрического сигнала, который получается путем преобразования оптического сигнала и последующего преобразования скорректированного электрического сигнала в оптический, так и оптического сигнала с помощью оптических квантовых усилителей;

6) оптический приемник (ОПр), обеспечивающий прием оптического излучения и преобразования его в электрический сигнал; ОПр включает в себя согласующее устройство (СУ), необходимое для вывода оптического излучения из ОВ с минимальными потерями, и приемник оптического излучения (ПОИ); совокупность согласующего устройство и приемника оптического излучения представляют приемный оптический модуль (ПРОМ);

7) оборудование сопряжения (ОС) тракта приема, преобразующее сигнал на выходе ПРОМ в многоканальный сигнал соответствующего КОО;

8) каналообразующее оборудование (КОО) тракта приема, осуществляющее обратные преобразования многоканального сигнала в сигналы отдельных типовых каналов и трактов.

2.6. Пути повышения надежности

Как видно из выражения (2.3), для К_г надежность объекта может быть повышена за счет увеличения Т₀ различными способами резервирования или за счет уменьшения Т_в оптимизацией решений при организации технической эксплуатации.

Резервирование - это способ обеспечения надежности объекта за счет использования дополнительных средств и (или) возможностей, избыточных по отношению к минимально необходимым для выполнения требуемых функций.

Различают следующие виды резервирования:

- общее резервирование, при котором резервируется объект в целом;

- раздельное резервирование, при котором резервируются отдельные элементы объекта или их группы;

- постоянное резервирование, при котором используется нагруженный резерв и при отказе любого элемента в резервированной группе выполнение объектом требуемых функций обеспечивается оставшимися элементами без переключений;

- скользящее резервирование - это резервирование замещением, при котором группа основных элементов резервируется одним или несколькими резервными элементами, каждый из которых может заменить любой из отказавших элементов данной группы;

- смешанное резервирование - это сочетание различных видов резервирования в одном и том же объекте.

Вероятность отказа при m-кратном общем резервировании объекта, состоящего из п последовательно соединенных элементов, определяется как:

а вероятность безотказной работы:

(2.8)

При раздельном m-кратном резервировании каждого из п последовательно соединенных элементов объекта вероятность отказа i-й подсистемы, представляющей m-кратное резервирование i -го элемента, определится как:

а вероятность безотказной работы i-й подсистемы:

тогда вероятность безотказной работы объекта будет равна:

(2.9)

2.7. Инженерный расчет показателей надежности ВОЛП

Исходные данные для расчета и основные расчетные соотношения.

Требуемые показатели надежности (без резервирования) для местных (МПС), зоновых (ЗПС) и магистральных (СМП) участков первичной сети ЕСЭ РФ с максимальной протяженностью приведены в табл. 2.1, 2.2 и 2.3 соответственно.

Таблица 2.1.

Показатели надежности с протяженностью сети LM = 200 км

Таблица 2.2.

Показатели надежности с протяженностью сети LM = 1400 км

Таблица 2.3.

Показатели надежности с протяженностью сети L„ = 12500 км

Примечание:

Для оборудования линейных трактов на МПС, ЗПС и СМП должно быть:

время восстановления НРП - Т_внрп< 2,5 ч (в том числе время подъезда - 2 ч);

время восстановления ОРП, ОП - Т_ворп< 0,5 ч;

время восстановления ОК - Т_вок< 10 ч (в том числе время подъезда 3,5 ч).

Среднее число (плотность) отказов ОК за счет внешних повреждений на 100 км кабеля в год (по статистике повреждений на коаксиальных кабелях из опыта эксплуатации на магистральной первичной сети связи России) равно v = 0,34, тогда интенсивность отказов ОК за 1 ч на длине трассы ВОЛП L определится как:

(2.10)

В начальный период использования ВОЛsП-ВЛ, до 2010 г., пока не получены надежные эксплуатационные показатели надежности ОКГТ, еле- дует принимать во внимание экстраполированные показатели надежности ОКГТ, приравнивая их к соответствующим эксплуатационным показателям надежности грозозащитных тросов.

Плотность отказов грозозащитных тросов в результате обрывов на 100 км ВЛ в год приведена в табл. 2.4.

Таблица 2.4.

Плотность отказов грозозащитных тросов

Напряжение ВЛ,кВ	Плотность отказов
110	0,22 ... 0,25
220	0,06 ... 0,09
330	0,05 ... 0,08
500	0,03 ... 0,06

Нормативное время восстановления на В Л напряжением 110 и 220 кВ составляет 12,4 ч, а на ВЛ-300 и ВЛ-500 - 6,2 ч.

Учитывая высокую надежность современной аппаратуры ЦСП, целесообразно принять значение коэффициента готовности кабельной линии 0,985, а аппаратуры - 0,995. Тогда на подземной кабельной линии должны обеспечиваться следующие показатели:

- коэффициент готовности - не менее 0,985;

- среднее время между отказами - не менее 340,5 ч;

- среднее время восстановления - не более 5,2 ч;

- плотность повреждений - не более 0,1823.

Показатели надежности ОКГТ гипотетической ВОЛП-ВЛ протяженностью 13900 км должны быть:

- коэффициент готовности - не менее 0,985;

- среднее время восстановления - не более 6,2 ч;

- наработка между отказами - не менее 407 ч.

Показатели надежности ОКГТ на линии длиной 100 км должны быть:

- коэффициент готовности - не менее 0,99989,

- плотность отказов - не более 0,1554.

Расчетные соотношения

При существующей в эксплуатации стратегии восстановления, начинающегося с момента обнаружения отказа (аварии), коэффициент простоя (неготовности) К_п^а определяется по известной формуле (2.4) или (9.5), а коэффициент готовности по формуле (2.3).

При длине канала (магистрали) L, не равной LM, среднее время между отказами определится как:

(2.11)

Среднее время между отказами сетевых трактов N-го порядка по отношению к среднему времени между отказами канала ОЦК определяется как:

(2.12)

При параллельном соединении по надежности элементов системы передачи (например, линейных трактов) имеем в случае, когда коэффициенты простоя их равны К_п, для резервирования по схеме n + m.

(2.13)

гдеn - число рабочих элементов; m - число резервных элементов; λ_o - интенсивность отказов одного элемента системы передачи.

Для кольцевой структуры связи, т.е. когда m=n= 1, из (2.13) получаем:

(2.14)

При последовательном соединении по надежности высоконадежных элементов ОТЭ суммарный коэффициент простоя равен:

(2-15)

где К_П_i - коэффициенты простоя отдельных элементов ОТЭ.

В современных ВОСП с целью повышения надежности широко используется структурное резервирование по отдельным блокам аппаратуры и участкам линии передачи (мультиплексным секциям). При этом могут применяться общее резервирование или раздельное резервирование.

При общем резервировании ОТЭ по схеме резервирования 1:n коэффициент простоя К_П_p без учета интенсивности отказов устройств переключения на резерв определяется как:

(2.16)

Для случаев эксплуатации ВОЛП на основе оптимальной стратегии восстановления, начинающегося с обнаружения предотказового состояния ОТЭ, необходимо для инженерных расчетов показателей надежности использовать вместо выражения (2.4) другое приближенное выражение в соответствии с (9.11):

(2.17)

где t₁ - время подъезда.

Таким образом, методика инженерного расчета показателей надежности сводится к следующему.

В ходе расчета сначала вычисляются (по известным данным характеристик надежности отдельных компонентов) суммарные показатели надежности всего комплекса ВОЛП с использованием выражений (2.4), (2.10), (2.11), (2.12). Информация о характеристиках надежности отдельных компонентов ВОЛП присутствует в технических условиях на них.

Затем полученные величины сравниваются с требуемыми значениями, пересчитанными из действующих норм на типовые протяженности (L_M) к длине проектируемой линии передачи L. Все необходимые для расчета нормы на параметры надежности каналов и оборудования линейного тракта для магистральной, внутризоновых и местных первичных сетей общего пользования ЕСЭ РФ приведены в табл. 2.1,2.2 и 2.3.

Если рассчитанные показатели надежности проектируемой ВОЛП не удовлетворяют требованиям первичной сети общего пользования, то применяют различные варианты повышения надежности ВОЛП - либо заменяют наименее надежные компоненты ВОЛП на такой же тип оборудования другого производителя (с лучшими показателями надежности), либо вносят изменения в структурную схему организации связи, вводя резервирование (по элементам или по линейному тракту на участке переключения), либо организуют эксплуатацию ВОЛП на основе оптимальной стратегии восстановления, что в большинстве случаев, как правило, приводит к такому же эффекту с точки зрения повышения показателей надежности при существенно меньших дополнительных капитальных затратах.

Потом с учетом выбранных вариантов повышения надежности повторяется расчет суммарных показателей надежности ВОЛП и снова полученные величины сравниваются с требуемыми значениями.

Эта методика расчета может быть применима и при проектировании показателей надежности комплекса ВОЛП в целом или отдельных компонентов. Например, часть оборудования, применяемая в составе проектируемой линии передачи, уже жестко определена, а часть оборудования может быть выбрана из ряда предложений различных производителей. Тогда при использовании расчетных выражений (2.3), (2.4), (2.10) - (2.17) и данных табл. 2.1, 2.2, 2.3 определяют требуемые значения характеристик надежности на отдельные компоненты ВОЛП. Эти значения при прочих равных условиях могут быть решающим критерием при выборе оборудования того или иного производителя.

2.8. Оценка эффективности мероприятий по повышению надежности

Основным показателем, характеризующим эффективность использования мероприятий по повышению надежности за счет резервирования является период возврата единовременных затрат.

Для расчета эффективности мероприятий определяются следующие показатели:

- единовременные капитальные затраты (К);

- текущие издержки - годовые эксплуатационные расходы (Э);

- стоимостная оценка результатов от использования мероприятий в виде прибыли за год (П).

Эти показатели определяются за период возврата, равный сроку окупаемости капитальных вложений на мероприятия.

Затраты (единовременные и эксплуатационные) и оценка результатов мероприятий приводятся к расчетному году путем умножения их величины за каждый год на коэффициент приведения А„ определяемый по формуле:

гдеЕ_нп- норматив приведения разновременных затрат, численно равный0,1; t_p— расчетный год (предшествующий началу использования в эксплуатации мероприятий); t— год, затраты и результаты которого приводятся к t_p.

Период возврата (срок окупаемости) единовременных затрат определяется путем последовательного сложения величины (П - Э) · А₁ до момента, пока полученная сумма не сравняется с величиной этих (капитальных) затрат.

Для стоимостной оценки результатов мероприятий по повышению надежности сначала рассчитывается дополнительное время для использования каналов, полученное за счет сокращения продолжительности простоев.

Для этого производится расчет значений коэффициентов простоя при базовом варианте и соответствующем мероприятии, исходя из априорного значения среднего времени наработки на отказ (Т_o).

Разность значений коэффициентов простоя соответствует при том же значении Т_o разности значений среднего времени простоя в год, которое и является дополнительным временем для использования каналов — Т_доп(час).

При этом полезное время работы каналов ОЦК (кан.-час) увеличивается на:

гдеV - число каналов ОЦК в ВОЛП.

Расчет прироста прибыли от сокращения времени простоя в общем случае проводится с учетом категорий пользователей по группам:

а) арендная плата от спецарендаторов междугородных телефонных каналов;

б) сумма прироста тарифных доходов от междугородных телефонных разговоров (по остальным каналам).

При удельном весе протяженности каналов спецарендаторов от общей протяженности каналов ВОЛП имеем:

и, соответственно:

В пересчете на число арендованных каналов, сэкономленных в год, это составит:

а для остальных каналов сети общего пользования:

Величина δ выбирается оператором из опыта эксплуатации.

Прирост прибыли от реализации дополнительного времени действия арендованных каналов определяется по формуле:

где Д_а - средняя плата за один кан. км ВОЛП в год; Э_а — эксплуатационные расходы на один арендованный кан.- км за год; L_м- протяженность ВОЛП.

Прибыль, полученная за междугородные телефонные разговоры, представленные по остальным, сэкономленным каналам, определяется по формуле:

гдеД_б - средняя доходная такса за один разговор; Э_б - себестоимость обслуживания одного разговора; Y— пропускная способность одного канала в год.

Общая сумма прибыли составит:

3. ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ СВЯЗИ ПО КРИТЕРИЮ НАДЕЖНОСТИ

3.1. Техническое обслуживание по минимуму простоя волоконно-оптической системы связи

Как было отмечено в разделе 1 основу волоконно-оптических систем связи составляют аппаратура, волоконно-оптические кабели связи, различные сопутствующие компоненты (муфты, оптические разъемные и неразъемные соединители, оптические фильтры, мультиплексоры, демультиплексоры и т.д.), оптические усилители, оптические регенераторы, система энергообеспечения и обслуживающий технический персонал.

Таким образом, волоконно-оптические системы связи представляют собой сложную большую техническую систему, с рассредоточенными на большие расстояния компонентов. Поэтому изучение надежности ВОСС с целью уменьшения их простоя может уменьшить потерю доходов операторов телекоммуникации.

Каналообразующая аппаратура, волоконно-оптические кабели, оптические усилители и других компонентов можно отнести к классу восстанавливаемых объектов. Ряд компонентов волоконно-оптических систем связи можно отнести к невосстанавливаемым объектам, например, оптические модуляторы, оптические фильтры, оптические разъемные и неразъемные соединители, оптические аттенюаторы и др.

Необходимо отметить, что к настоящему времени изучение и исследование надежности волоконно-оптической системы связи с точки зрения надежности требует проведения серьезных работ и после этого можно будет с уверенностью говорить об отнесении компонентов и объектов к тому или иному классу объектов.

Для определения эксплуатационной надежности волоконно-оптических систем связи представляют интерес следующие показатели:

- среднее время между отказами (наработка на отказ), выраженное в часах;

- среднее время восстановления связи – среднее время перерыва связи, выраженное в часах;

- интенсивность восстановления – условная плотность вероятности восстановления для момента времени t при условии, что до этого момента восстановление изделия не было завершено;

-интенсивность отказов – среднее число отказов за единицу времени, час;

- коэффициент готовности – вероятность нахождения волоконно-оптической системы связи в произвольно выбранный момент времени.

Предварительные исследования надежности волоконно-оптических систем связи позволяют отметить следующие основные причины отказов (повреждений) имеющие различные продолжительности по времени:

1. Волоконно-оптические кабели:

- повреждение со стороны сторонних организаций – обрыв кабеля при ремонте водопровода;

- умышленное повреждение – обрыв кабеля и попытка хищения кабеля;

- повреждение со стороны сторонних организаций – обрыв кабеля при рытье траншеи для электросилового кабеля в кабельной канализации и т.д.;

- стихийное повреждение – обвал горных пород и др.;

- повреждение кабеля – обрыв кабеля из-за осадки оросительного лотка;

- обрыв одного оптического волокна в трубе от сдавления кабеля льдом.

2. Станционные отказы (повреждения)

- выход из строя центрального блока процессора;

- пропадание цифрового потока - сбой в работе мультиплексора;

- плохой контакт на щите электропитания;

- вышел из строя автомат электропитания;

- сбой в работе демультиплексораSLT -4;

- сбой в работе процессора;

- ошибка технического персонала – случайное отключение тумблера питания рабочей станции;

- выход из строя плат ОГМ-2;

- пропадание цифровых потоков;

- неисправность блока SLT;

- зависание блока TSI;

- несогласованная работка интерфейсов STM-1;

- сбой синхронизации.

Перечисленные выше причины отказов (повреждений) волоконно-оптического кабеля связи и станционных оборудований показывает, что обеспечение надежности волоконно-оптических систем связи является важной задачей.

В этой связи профилактическое техническое обслуживание волоконно-оптических систем связи позволит обнаружить отказы и сократить самый главный параметр надежности – время простоя.

Рассмотрим случай, когда в процессе ТО в промежутках между периодическими профилактиками устраняются только явные отказы, носящие чисто случайный характер и имеющие интенсивность λ. Эти отказы ликвидируются техническим персоналом с интенсивностью восстановления

Скрытые отказы (например, недопустимое ухудшение некоторых показателей качества), имеющие интенсивность А, обнаруживаются и устраняются только при проведении профилактики, продолжительность которой примем неизменной и равной Т_пр.

Если период Т, через который повторяют профилактику, велик, то велика опасность продолжительного скрытого отказа.

При малом Т велики затраты времени на проведение профилактических работ. На рис. 3.1 приведена диаграмма процесса ТО.

Явный отказ, возникший в момент t= θ, будет устранен в среднем через Т_в (на графике ζ - случайная величина). Среднее число таких отказовза время Т - Т_пр между соседними профилактиками равно. λ(Т - Т_пр), а их средняя суммарная продолжительность: λ(Т -Т_пр)·Т_в.

Рис. 3.1. Временная диаграмма процесса НО

Простой из-за скрытых отказов, в момент t= t_co,(t_со - случайная величина) найдется с учетом вероятности этих отказов, как математическоеожидание, т.е. как величина tпродолжительности скрытого отказа

откуда при условии, что простои должны составлять малую долю времени, т.е. получим:

Суммарная продолжительность простоев за период профилактики со- вит:

а коэффициент простоя:

Дифференцируя и приравнивая к нулю , получим при условии,что λT_B<<1, ΛT_пр<<1:

;

Из полученных выражений видно, что интенсивность явных отказов λ, так же как и средняя продолжительность их устранения Т_в, практически не влияет на выбор периода профилактики Т_опт, хотя влияет на величину К_n_min.

3.2. Оптимизация периода профилактического технического обслуживания по минимуму затрат

Затраты, связанные с проведением профилактики, и затраты, обусловленные простоем объекта из-за скрытого отказа могут быть различными. Если период Т будет мал, то велики затраты на ТО. Но при большом Т простои объекта из-за несвоевременности обнаружения скрытых отказов приведут к увеличению времени неоказания услуг связи, т.е. возрастут потери, характеризуемые потерей прибыли.

Поскольку средняя продолжительность времени простоя из-за скрытого отказа примерно равна:

то суммарные затраты на ТО за период Т составят:

С=

гдеС_пр - затраты в единицу времени на проведение профилактики; С_ш -затраты в единицу времени, связанные с простоем.

Определим суммарные затраты в единицу времени делением С на Т:

С=

Дифференцируя и приравнивая к нулю , получим:

Из полученных выражений следует, что величина установленного штрафа С_ш и стоимость профилактики С_пр одинаково влияют на затраты C₁, но по-разному на периодичность ТО, которая зависит не отабсолютных их величин, а от соотношения между ними. С ростом увеличиваетсяТ_опт. Причем, по сравнению с больше в раз.

3.3. Оптимизация поиска неисправности при организации технического обслуживания

Для оборудования телекоммуникации устанавливаются:

- текущий ремонт, выполняемый для обеспечения или восстановления работоспособности ОТЭ и состоящий в замене и (или) восстановлении отдельных его элементов;

- средний ремонт, выполняемый для восстановления исправности и частичного восстановления ресурса ОТЭ с заменой или восстановлением элементов ограниченной номенклатуры и контролем технического состояния элементов, выполняемым в объеме, установленном в нормативной документации.

При ремонте объекта распространены следующие способы поиска неисправности:

- способ внешнего осмотра;

- способ контрольных переключений (последовательное исключение отдельных элементов или изменение режимов их работы с помощью встроенных контрольных приборов, сигнализации, средств защиты и т.п.);

- способ промежуточных измерений (результаты измерений осциллограммы сравнивают с паспортными или нормативными данными);

- способ замены (отдельные элементы заменяются на заведомо исправные, однако, при этом могут быть повреждены при некоторых неисправностях в объекте);

- способ сравнения режимов работы неисправного элемента с однотипным исправным;

- способ поиска (обнаружения) характерных неисправностей (как правило, в инструкциях по эксплуатации неисправностей и их типичных признаков).

Сокращение продолжительности отыскания неисправного элемента ОТЭ важно для уменьшения общего времени простоя.

Пусть объект состоит из п элементов, отказы которых независимы. P_i, q_i– соответственно вероятность безотказной работы i-го элемента

(i=).

Элементы имеют различную доступность для проверки и различную сложность в связи с чем время, затрачиваемое на проверку каждого /-го элемента τ_i, различно.

Можно показать, что оптимальная последовательность проверок, обеспечивающая наименьшее время поиска, удовлетворяет условию:

т.е. проверки должны начинаться с наименее надежных и требующих наименьшее время на проверку элементов.

При одинаковой продолжительности проверок τ_i = τ= const, это условие сводится к следующему:

или:

λ₁ λ₂ λ_n-1.

т.е. проверка начинается с наименее надежного элемента и т.д.

Поиск может быть существенно упрощен, если при каждой проверке схема объекта делится на две части с одинаковой ненадежностью и последовательным исключением из проверок исправных частей.

3.4. Оптимизация комплекта ЗИП

Комплект ЗИП- это запасные части, инструменты, принадлежности и материалы, необходимые для технического обслуживания и ремонта ОТЭ и скомплектованные в зависимости от назначения и особенностей использования.

ЗИП применяется для оперативной замены выходящих из строя различных элементов ОТЭ.

Различают одиночный комплект ЗИП, поставляемый вместе с изделием (объектом), и групповой комплект ЗИП, формируемый в расчете на группу однородных (однотипных) элементов для эксплуатации, ремонта ОТЭ и пополнения одиночных комплектов ЗИП по мере их расходования. Групповые комплекты ЗИП поставляются с определенной периодичностью или по мере надобности.

Количество элементов, которое должно находиться в запасе у предприятия телекоммуникации, должно быть нормировано. В качестве нормативного запаса элементов (объема ЗИП) можно было бы принять среднюю величину количества элементов α_i(i-гoтипа), выходящих из строя за период Т. Однако, вследствие того, что отказы ОТЭ - случайные события, возникает необходимость решать задачу определения объема ЗИП с учетом статистики отказов.

Действительно, увеличение числа отказов за время Т сверх величины a_iвызовет простой ОТЭ, с другой стороны, если резервные элементы находятся в запасе, при длительном их невостребовании, то это приведет к росту эксплуатационных расходов.

Блок-схема надежности объекта, включающего п подсистем, каждая i- я из которых включает m_i, однотипных элементов со стоимостью С_i и интенсивностью отказов λ_i и х_i резервных элементов ЗИП, обеспечивающих непрерывную работу объекта в течение периода времени Т, приведена на рис. 9.2.

Надежность объекта определяется произведением вероятностей безотказной работы п подсистем за время Т.

Будем предполагать, что, находясь в резерве, элементы {x_i}_nне отказывают и что при отказе любого из рабочих {m_i}_nэлементов происходит мгновенная замена отказавшего резервным (при его наличии), и отказа при этом не происходит.

Рис. 3.2. Блок-схема надежности объекта

Отказ объекта наступает, если в какой-то из подсистем, например, i-й, произойдет x_i+1 отказ.

Рассмотрим прямую задачу оптимизации, т.е. определим, каким количеством {x_i}_nрезервных элементов должно располагать предприятие связи для того, чтобы вероятность отказа объекта Qиз-за отсутствия резервного элемента любого типа составила не более Q_доп, а затраты на резервные элементы с_i были наименьшими, т.е.

при условии, что

Будем исходить из того, что как объект в целом, так и его подсистемы должны обладать высокой надежностью, когда Q_i<<1.

Для случая высоконадежных систем оптимальное распределение допустимой надежности Q_допмежду подсистемами должно удовлетворять условию:

Теперь определим, как зависит ненадежность подсистемы от ненадежности работающих и количества запасных (резервных) элементов.

Пока не исчерпан запас в i-й подсистеме, в работе все время находятся т_i элементов, образующих пуассоновский поток отказов с параметромa_i,равным среднему числу элементов, выходящих из строя за время Т:

Тогда наибольшее количество отказов элементов в i-й подсистеме, при которой объект еще будет работоспособным, равно числу резервных элементов x_i.Вероятность такого события (при числе отказов x_i) равна:

Любое большее количество отказов приведет к отказу i-й подсистемы из-за отсутствия запасных элементов i-го типа. Поэтому вероятность безотказной работы i-й подсистемы в течение времени T определится как сумма вероятностей событий, когда в i- й подсистеме:

- не происходит ни одного отказа (к = 0);

- происходит только один отказ (к =1);

- происходит ровно два отказа (к = 2), и т.д.

а вероятность отказа, как событие противоположное, определится как:

Определение оптимального количества запасных элементов различного типа сводится к определению таких значений из числа x_i= x_i_o, при которых выполняется условие:

или

Рассчитанное число запасных элементов {x_i_o} называется гарантированным запасом, при котором с требуемой вероятностью P_τpв течениевремени T (период пополнения запаса) обеспечивается нормальное функционирование объекта.

Рассмотрим теперь случай, когда отказавшие элементы после замены из ЗИП восстанавливаются здесь же, на предприятии и могут быть после,этого вновь приняты в эксплуатацию. В этом случае количество запасных элементов при том же периоде пополнения может быть значительно меньше.

В этом случае задачу оптимизации ЗИП можно решить, представив объект (см. рис. 3.2) моделью массового обслуживания с отказами. Каналами обслуживания являются запасные элементы. Число каналов равно искомому числу запасных элементов {x_i_o}_n. Поток требований на обслуживание (требование запасного элемента) имеет интенсивность для каждой (i-й) подсистемы: Λ_i = x_iλ_i. Обслуживание-восстановление вышедшего из строя элемента - неограниченное (принимается на восстановление любое число отказавших элементов). Интенсивность восстановления отказавшего элемента (в i-й подсистеме):

Максимальная допустимая вероятность нарушения нормального функционирования объекта соответствует вероятности исчерпания всех х_iрезервных элементов, т.е. вероятности занятости всех каналов обслуживания (имеется в виду, что отказ i-й подсистемы приводит к отказу объекта в целом). Согласно формуле Эрланга:

где

Найдя α_i, по монограммам Эрланга-Пальма определим требуемый
запас x_io.

3.5. Оптимальная стратегия восстановления

Для ВОЛП высокой пропускной способности и с большим расстоянием между двумя соседними промежуточными пунктами эффективно применение оптимальной стратегии восстановления, основанной на использовании информации о предотказовом состоянии (или обнаружении намечающегося отказа).

Схема функционирования ОТЭ во времени для случаев, когда восстановление начинается в отказовом и предотказовом состоянии, приведена на рис. 9.9. Модель такой схемы восстановления приведена на рис. 9.10.

ОТЭ может мгновенно переходить из состояния «норма» в состояние «отказ» с интенсивностью отказов λ_о(внезапные отказы), а может переходить из состояния «норма» в состояние предотказовое с интенсивностью перехода λ_п, а затем в состояние отказа с интенсивностью λ_по (постепенные отказы).

Восстановление элемента сети происходит с интенсивностью

гдеT_в=t₀ + t₁ + t₂ — среднее время восстановления; t₀ — время обнаружения и локализации неисправности; t₁ - время подъезда ремонтно-восстановительной бригады; t₂ - время замены (ремонта).

Рис. 3.3. Соотношение вероятностей двух соседних состояний

Рис. 3.4 Схема функционирования ОТЭ

Очевидно, что:

(3.1)

или

гдеТ_п - среднее время наработки на предотказовое состояние; Т_по - среднее время наработки между предотказовым и отказовым состояниями.

При построении модели в качестве критерия ненадежной работы ОТЭ примем коэффициент простоя К_п, определяемый как отношение математического ожидания суммарного времени простоя Y(t) ко времени наблюдения t при t→∞.

Рис. 3.5. Модель схемы восстановления ОТЭ

Тогда для случая, когда восстановление ОТЭ начинается в отказовом состоянии, выражение для коэффициента простоя имеет вид:

где вероятность того, что в ОТЭ нет требований на восстановление из-за отказа; m_о(t) - число отказов в ОТЭ за время t.

Аналогично, для случая, когда восстановление ОТЭ начинается в предотказовом состоянии, можно записать:

где - вероятность того, что в ОТЭ за время t возникло m_п(t) требований предотказового состояния при отсутствии требований отказа.

где - вспомогательная величина, связанная с функцией распределения времени обслуживания F(х) выражением:

Доказано, что при 0 <λ_по<∞ справедливо соотношение К_п^п<К_п^о, причем, в предельном случае, когда λ_по→∞ имеем:

(3.2)

а когда λ_по→∞ т.е. λ_о→ λ_пимеем

(3.3)

Из соотношений (3.1), (3.2) и (3.3) следует важный вывод, что стратегия восстановления ОТЭ, начинающаяся с предотказового состояния, является оптимальной стратегией, так как приводит к меньшей величине коэффициента простоя. Особенно она эффективна при технической эксплуатации современных ВОСП, для которых характерны большой объем передаваемого трафика, т.е. большой объем потерь в случае его простоя, и большая протяженность между соседними промежуточными пунктами линии передачи, т.е. увеличение времени подъезда t\ для устранения неисправности.

Характерные зависимости коэффициентов простоя при традиционной стратегии восстановления К° и оптимальной стратегии восстановления А-" от интенсивности отказов Х„ ~ Л0 приведены на рис. 3.6.

Рис. 3.6. Зависимости коэффициента простоя

Стратегия оптимального восстановления, начинающегося в предотка- зовом состоянии, позволяет снизить время простоя при каждом восстановлении в среднем на 2-3 ч для каждой неисправности, что соответствует снижению коэффициента простоя ОТЭ, приблизительно, в два раза за счет использования резервирования по времени, когда в пределе среднее время восстановления, равное сумме средних значений времени подъезда к месту неисправности и времени устранения неисправности, приближается к величине времени устранения неисправности.

Теоретический и численный анализы выражений, полученных при моделировании, подтверждают необходимость введения приоритетов при устранении различных неисправностей. Выбранная стратегия восстановления при этом обеспечивает минимальное значение коэффициента простоя и занятости технического персонала при заданных показателях безотказности и ремонтопригодности ОТЭ.

В частности, показано, что в случае, когда в процессе подъезда к ОТЭ с неисправностью, вызвавшей предотказовое состояние, техническим персоналом (РВБ) получена информация об отказе в другом ОТЭ, наиболее эффективным может оказаться проведение работ по восстановлению в следующем порядке: сначала устранение повреждения, вызвавшего предотказовое состояние, затем отказовое. Дополнительный учет причин неисправностей с разной вероятностью перехода из предотказового состояния в отказовое и введение соответствующих приоритетов повышает эффективность обслуживания. Выражение для коэффициента простоя для оптимальной стратегии восстановления и с учетом приоритета неисправностей имеет вид:

(3.4)

где S - число причин неисправностей.

Из выражения (3.4) получаем дополнительный запас времени, необходимый для компенсации возможных других более приоритетных видов неисправностей на обслуживаемом участке ВОЛП.

При этом предложено использовать следующий алгоритм определения приоритетности устранения неисправности:

а) приоритет устранения отказа й неисправности по сравнению с отказом у-й неисправности:

б) приоритет i-й неисправности, вызвавшей предотказовое состояние, по сравнению с j-й неисправностью, вызвавшей предотказовое состояние:

или

в) приоритет i-й неисправности, вызвавшей предотказовое состояние, по сравнению с отказом j-й неисправности:

Во всех трех неравенствах используются обозначения:

С,, С j - стоимость часа простоя из-за i-, j-й неисправности (вместо С,,

С, могут быть в неравенствах использованы соответственно/V,,Nj- число неисправных каналов ОЦК из-за i, j-й неисправности); Ttl - среднее время восстановления i-й неисправности; /м - время подъезда до места, где возникла i-я неисправность; (у - время проезда между пунктами, где возникли i- и j-я неисправности; ТмЫ = Гпо, - tu - время запаса по выезду к месту с i-й неисправностью; Гпо! = 1/Л.П0/ - среднее время перехода из предотказового в отказовое состояние для i-й неисправности.

Время между предотказовым и отказовым состояниями определится выбранной стратегией восстановления, временем подъезда и поиска неисправности, функцией распределения времени восстановления.

Прогнозирование отказов позволяет оптимально выбрать момент времени выезда РВБ к месту неисправности (и запас по времени выезда), который определится заданным временем между предотказовым и отказовым состояниями, и расстоянием от места неисправности до места размещения технического персонала.

Как показывают результаты математического моделирования, при равномерной функции распределения времени восстановления, учет условий эксплуатации и введение соответствующих приоритетов на восстановление дополнительно позволяет снизить коэффициент простоя в среднем на 5.. .40 % за счет дополнительного учета причин неисправностей с разной вероятностью перехода из предотказового состояния в отказовое на основе предложенного алгоритма определения приоритетности устранения неисправности, что позволяет получить дополнительный запас времени, необходимый для компенсации возможных других более приоритетных видов неисправностей на обслуживаемом участке сети или линии передачи.

С учетом равномерной функции распределения времени восстановления выражение примет вид:

, (3.5)

где: а и b - соответственно нижняя и верхняя границы случайной величины времени восстановления.

Для практических инженерных расчетов значения а и b могут быть выбраны (при отсутствии статистических данных):

для а=2ч, b=3 ч;

для а=9ч, b=11 ч.

Из данных эксплуатации существующих кабельных магистралей следует, что в подавляющем числе случаев 71, » Гп0, т.е. с достаточной для инженерных расчетов точностью можно считать:

; ,

а оптимальное значение Т„0= 1/Яп0 соответствует приблизительно 1,5 Г„. С другой стороны анализ, характерных причин неисправностей компонентов, ВОСП показывает, что не менее 70 % отказов может быть отнесено к постепенным. С учетом этих факторов вместо выражения (3.5) при инженерных расчетах можно использовать выражение:

(3.6)

где: t₁ - время подъезда РВБ.

Оптимальное размещение РВБ при учете неравномерной функции распределения интенсивности отказов на магистрали позволяет дополнительно снизить коэффициент простоя ОТЭ на 11...32 % путем минимизации среднего радиуса обслуживания численным методом пристрелки по апостериорной, на основе статистических данных, и априорной функций распределения интенсивности отказов в зоне обслуживания.

Средний радиус обслуживания при неравномерной функции распределения интенсивности отказов вдоль линии передачи определяется как математическое ожидание расстояния г от произвольной точки и до места размещения РВБ х* на отрезке [0. А], т.е.

где г(и,х ) = ы~х - расстояние от произвольной точки на линии передачи до РВБ; Дм) - функция распределения интенсивности отказов; р(и) = df (u)/du - плотность распределения интенсивности отказов.

Для решения систем уравнений, определяющих размещение любого числа РВБ в зоне обслуживания с точки зрения минимума среднего радиуса обслуживания, может быть выбран численный метод пристрелки.

Строятся апостериорная fc(u), на основе статистических данных, и априорная fT (и) функции распределения интенсивности отказов в зоне обслуживания. Построение априорной функции распределения производится по графику суммарной интенсивности отказов (и), построенному с учетом разветвления линий передачи, затем осуществляется нормирование точек графика для определения

где

- нормирующий коэффициент.

График интенсивности отказов определяется согласно:

по графику функции р(и).

По полученной функции распределения интенсивности отказов находится методом пристрелки оптимальное размещение п РВБ:

Пусть t - время наблюдения (накопления статистических данных) Тогда выражение для обобщенной функции распределения интенсивности отказов имеет вид:

где О < Р < 1, причем lim (3(f) = 0.

Актуальность применения оптимальной стратегии восстановления обусловлена тем, что, во-первых, на современном этапе развития сетей и средств связи наряду с повышением показателей надежности аппаратуры наблюдается и ужесточение требований к качеству функционирования; во- вторых, в условиях рыночных отношений оператор связи стремится обеспечить требуемые качества функционирования сети при минимуме затрат. В этом случае при оптимальной стратегии восстановления допустимое значение коэффициента простоя может быть обеспечено при меньшей величине среднего времени наработки на отказ, т.е. при использовании на сети аппаратуры более низкой стоимости или при отсутствии ее резервирования.

Как конкретно может быть применена оптимальная стратегия восстановления в современных ВОСП?

Для современных ВОСП она может быть реализована с наименьшими капитальными затратами по сравнению с резервированием - структурным и по пропускной способности, т.е. только на программном уровне. В современных приемопередающих комплектах цифрового волоконно- оптического тракта имеется возможность с помощью устройств встроенного контроля без перерыва связи постоянно контролировать уровни мощности оптического излучения на передаче и приеме на ближнем и дальнем концах участка регенерации. При развитии аномалии в оптическом тракте при этом будет зафиксировано постепенное снижение уровня мощности на приеме при постоянном уровне мощности на передаче. При наличии системного запаса это снижение не сразу приведет к неисправности оптического тракта по показателям ошибок, но после его фиксации при уточнении скорости развития аномалии и локализации места развития неисправности, может быть оптимально выбран момент выезда ремонтновосстановительной бригады к месту неисправности. Оптический тракт по показателям ошибок еще работает исправно, но бригада уже едет к месту неисправности. При этом в пределе среднее время восстановления неисправности, включающее время подъезда и время ремонта уменьшается до величины времени ремонта. При оптимальной стратегии восстановления используется по существу временное резервирование за счет постепенных отказов и введения различных приоритетов, учитывающих интенсивности переходов на обслуживаемом участке ЛП из одного состояния в другое.

Если способы резервирования: структурное и по пропускной способности, в конечном счете приводят к увеличению среднего времени наработки на отказ, то последний приводит к уменьшению среднего времени восстановления.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ СВЯЗИ

4.1. Результаты исследований надежности волоконно-оптических систем связи

Цифровое волоконно-оптические системы связи являются основой цифровых волоконно-оптических магистралей связи, на основе которых строятся цифровые транспортные магистральные, региональные и местные сети телекоммуникации.

Цифровые волоконно-оптические системы связи, как было отмечено в предыдущих разделах, представляют собой сложную техническую систему, состоящей из передачи (с каналообразующей аппаратурой по технологии SDH или без них, в случае формирования цифровых пакетных потоках) волоконно-оптических кабелей связи, регенераторов или оптических усилителей, систем электропитания оптических муфт и других сопутствующих компонентов.

В данном разделе приведены результаты исследований причин и статистики отказов волоконно-оптических систем связи в первые пятнадцать лет эксплуатации их на территории Узбекистана.

В основном были изучены магистральные волоконно-оптические системы связи по трем параметрам (табл. 4.1):

1. Время простоя.

2. Длительность устранения повреждения.

3. Причина повреждения отказа.

Таблица 4.1

Результаты исследований

№	Время простоя магистрали	Длительность устранения повреждения	Причина повреждения отказа
1	2	3	4
1	03:38 – 10:36	6,52	Умышленное повреждение, обрыв кабеля, попытка хищения кабеля
2	16:59 – 17:12	0,22	Станционное повреждение – причина не установлена
3	05:55 – 10:24	4,48	Станционное повреждение: пропадание потоков в блоке ОГМ-2, отказ трех плат
4	16:12 – 02:30	10,3	Повреждение кабеля со стороны сторонних организаций: обрыв кабеля при установке деревянных столбов при бурении земли
5	18:08 – 22:40	4,53	Повреждение кабеля со стороны сторонних организаций: обрыв кабеля при земляных работах по прокладке газопровода
6	13:45 – 17:20	5,58	Обрыв кабеля экскаватором (сторонняя организация) при земляных работах по расширению автомобильной дороги
7	04:10 – 16:25	12,25	Стихийное повреждение: обвал горных пород
8	18:50 – 20:15	1,42	Станционное повреждение: плохой контакт в цепи электропитания
9	13:17 – 13:24	0,12	Станционное повреждение по вине технического персонала – ошибочное отключение тумблера электропитания
10	12:15 – 14:45	2,5	Повреждение: зависание программного обеспечения
11	18:12 – 19:24	0,72	Повреждение: выбыл автомат по постоянному напряжению
12	07:10 – 18:05	10,92	Повреждение: обрыв кабеля, осадка оросительного лотка
13	17:00 – 18:13	1,13	Повреждение: сбой в работе процессора
14	09:49 – 10:45	0,97	Повреждение: пропадание электропитания на щите распределения постоянного тока
15	15:52 – 17:07	1,25	Повреждение: вышел из строя центральный блок процессора

Как видно из приведенных результатов исследований причин повреждения волоконно-оптических систем связи основные виды повреждений относятся к линиям связи. Основные причины можно разделить на три вида:

- обрыв кабеля, по причине попытки хищения кабеля;

- обрыв кабеля, по вине сторонних организаций, выполняющие строительные и земные работы;

- обрыв кабеля, по случаю наступления стихийных бедствий (обвал горных пород, обвал грунта через реку, обвал грунта при сильных ливнях в горной местностях).

Станционные повреждения в основном состоят из:

- выхода из строя оптических и электронных элементов аппаратур SDH;

- отказ электропитания аппаратуры из-за плохого контакта;

- ошибка обслуживающего технического персонала;

- сбой в программном обеспечении.

Наибольшая длительность простоя наблюдается за счет обрыва волоконно-оптического кабеля, на втором месте из-за сбоя программного обеспечения, на третьем месте отказ печатных плат, на четвертом месте плохой контакт в системе электропитания и последнее – человеческий фактор – ошибка технического персонала.

4.2. Рекомендации по повышению надежности волоконно-оптических систем связи

Волоконно-оптические системы связи представляют собой сложную, рассредоточенную техническую систему, состоящей из совокупности систем коммутации, волоконно-оптических цифровых систем передачи, волоконно-оптических линий связи (волоконно-оптические кабели, оптические муфты, пассивные оптические компоненты, охранно-заградительные системы и др.), регенераторов оптических сигналов, оптических усилителей, систем электропитания оконечных и промежуточных станций, системы кондиционирования воздуха, систем охранно-пожарной сигнализации, систем технической эксплуатации и технического обслуживания и др.

Основными параметрами надежности цифровых систем и сетей телекоммуникации, относящихся к категории восстанавливаемых объектов являются:

- наработка на отказ (среднее время между отказали);

- среднее время восстановления связи;

- интенсивность восстановления связи;

- коэффициент готовности (вероятность нахождения систем и сетей телекоммуникации в безопасном состоянии в произвольно выбранный момент времени).

Результаты статистических исследований отказов цифровых волоконно-оптических магистралей связи показали, что отказы можно разделить на следующие виды:

- отказы за счет линейных повреждений;

- отказы за счет станционных повреждений (систем коммутации и передачи);

- отказы за счет повреждений в системе энергоснабжения;

- отказы за счет стихийных бедствий.

Отказы за счет линейных повреждений составляют 63,5% от общего числа отказов. Отказы за счет линейных повреждений в основном происходили по следующим причинам:

- умышленные повреждения с попыткой хищения кабеля;

- повреждения за счет незаконных действий сторонних организаций;

- повреждения за счет стихийных бедствий.

Умышленные повреждения с попыткой хищения кабеля составляют наибольшую долю линейных повреждений, равную 49,2%.

Необходимо отметить, что этот вид повреждения возникает из-за непонимания нарушителей закона, что волоконно-оптический кабель, это не электрический кабель, который можно продать кому-либо и заработать на этом. Похищенный кусок оптического кабеля "нарушители закона" как "ненужную вещь" затем вынуждены выбросить. Учитывая это положение, эксплуатационным организациям необходимо усилить рекламную работу такого содержания «В Республике Узбекистан на сети телекоммуникаций электрические кабели связи заменены на волоконно-оптические кабели связи. Волоконно-оптические кабели состоят из стеклянных волокон, которые могут пропускать только световые излучения. Этот тип кабеля для других нужд использовать нельзя». Такая работа относится к классу профилактических действий. Пока население не получит определенную информацию о том, что волоконно-оптические кабели относятся к виду продукции особой категории и его куски никому не нужны и нельзя продать, этот вид отказа будет ещё долго повторятся.

Следующий шаг борьбы с этим видом отказа должен быть ужесточение уголовных мер наказания. Хотя в уголовно-процессуальном кодексе это имеет место, однако доведение важности этой меры не доведено до широких масс населения. Необходимо на это обратить особое внимание и надо организовать систематическое выступление специалистов отрасли в средствах массового информации.

Второе место по количеству повреждений занимают повреждения за счет незаконных действий сторонних организаций - 25,3%. Этот тип отказа цифровых магистральных линий связи возникает из-за халатного отношения сторонних организаций к выполнению своих служебных обязанностей и незнание положений, инструкций выполнения земляных работ.

Для снижения влияния этого вида повреждения на надежность цифровых магистральных волоконно-оптических линий связи необходимо также организовать выступление в средствах массовой информации, а также усилить административные и уголовные меры наказания.

Кроме этого, необходимо, чтобы эксплуатационные организации цифровых магистральных волоконно-оптических линий связи создали базу данных по строительным организациям (сторонних организаций) и планомерно вести с ними профилактическую работу, предоставляя им законодательные и нормативные документы по правилам и условиям работы в зоне залегания магистральных волоконно-оптических кабелей связи. Желательно, чтобы сторонние организации назначили официального представителя для работы с эксплутационными организациями отрасли связи и информатизации. С этими представителями необходимо организовать курс обучения по правилам выполнения строительных работ в зоне залегания волоконно-оптического кабеля и ознакомить их с законодательными и нормативными документами, определяющими степень ответственности за незаконные действия в зоне залегания оптического кабеля.

Повреждения за счет стихийных бедствий, хотя и составляют небольшую долю от общего количества отказов - 5,2%, однако можно было бы их ещё уменьшить. Для этого на этапе проектирования магистральных волоконно-оптических линий связи необходимо проведение глубоких изыскательских работ с целью выявления наиболее уязвимых местности, которые могли бы привести к влиянию стихийных бедствий на надежность магистральных волоконно-оптических линий связи, путем выбора и обоснования обходных направлений или использовать более надежные методы защиты кабеля в зонах стихийных бедствий. Предусмотрение этих мероприятий может привести к минимуму влияния стихийных бедствий на надежность магистральных волоконно-оптических линий связи или вообще их исключить.

Станционные повреждении составляют 36,5% от общего числа отказов. Учитывая, что поставщики оборудования международно-признанные компании, поэтому такое количество отказов аппаратуры цифровых систем передачи даже для периода приработки являются достаточно большими.

Анализ станционных отказов показывает что основными причинами являются:

- несогласованная работа на уровне STM-1;

- перегрузка портов SLT;

- сбой синхронизации;

- пропадание цифровых потоков;

- плохой контакт в системе электропитания;

- сбой в работе процессора;

- человеческий фактор – ошибочные переключения цифровых потоков, переключение тумблера и т.д.

Общее время простоя из-за станционных отказов составляет порядка 25 часов.

Необходимо отметить, что основная причина отказов в целом связана с человеческим фактором, т.е. низкой квалификацией обслуживающего персонала и недостаточностью уровня их ответственности.

В этой связи, рекомендуется в первую очередь обратить особое внимание на повышение квалификации обслуживающего персонала. Следующий шаг – это необходимость разработки эксплуатационно-технической документации на техническое обслуживание цифровых систем передачи, цифровых систем коммутации, системы электропитания оборудований и т.д.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Из результатов исследований надежности и потерь доходов из-за отказов цифровых систем и сетей телекоммуникации можно отметить следующее:

1. Цифровые системы и сети телекоммуникации представляют собой сложную техническую систему, состоящей из совокупности систем коммутации, волоконно-оптических цифровых систем передачи, волоконно-оптических линий связи, регенераторов оптических сигналов, систем электропитания, оптических муфт и других компонентов.

2. Цифровые оптические системы и сети телекоммуникации относятся к классу восстанавливаемых объектов.

3. Основными параметрами надежности цифровых оптических систем и сетей телекоммуникации являются: наработка на отказ (среднее время между двумя отказами); среднее время восстановления связи; интенсивность восстановления и коэффициент готовности (вероятность нахождения цифровых оптических систем и сетей телекоммуникации в безопасном состоянии в произвольно выбранный момент времени).

4. Исследованы статистические данные отказов цифровых систем и сетей телекоммуникации различной протяженности. На основе результатов исследований отказов установлено, что повреждения можно разделить на линейные повреждения – 63,5%; станционные повреждения – 36,5%. Линейные повреждения состоят из – умышленные повреждения с попыткой хищения кабеля – 49,2%, повреждения за счет незаконных действий сторонних организаций – 25,3%, повреждения за счет стихийных бедствий 5,2% и прочие повреждения – 16,6%.

Из выше указанных результатов исследований можно предложить следующие рекомендации:

1. Необходимо разработать мероприятия по повышению уровня осведомленности населения, что волоконно-оптические кабели связи, умышленно похищенные из действующей магистрали связи никому не нужны и их никому продать их не удастся.

2. Необходимо широко привлекать средства массовой информации – газеты, радио и телевидение для доведения до населения информации об уголовной ответственности за похищение кабеля, т.е. необходимо усилить работу профилактического характера.

3. Необходимо создать базы данных организаций, которые выполняют строительные и земляные работы в зонах прохождения волоконно-оптических магистральных линий связи.

4. Необходимо проводить работу по назначению ответственных лиц в организациях, выполняющих строительные и земляные работы в зонах прохождения волоконно-оптических магистралей связи.

5. Необходимо создать законодательные и нормативные документы по выполнению работ в зоне прохождения волоконно-оптических магистралей связи по определению порядка и ответственности организаций за нарушение требований выше указанных документов.

6. При проектировании магистралей волоконно-оптических линий связи необходимо проводить глубокие предпроектные исследования по определению трассы прохождения магистрали связи с учетом обхода мест возникновения и влияния на работу магистрали связи стихийных бедствий. При этом необходимо учесть, если нет возможности выбора обходных путей, надо применять методы по усилению защиты от влияния стихийных бедствий.

7. Основным источником ухудшения надежности станционных оборудований (систем передачи и коммутации) является человеческий фактор – низкая квалификация обслуживающего персонала.

В этой связи необходимо усилить подготовку и переподготовку обслуживающего персонала до и их допуска к эксплуатации станционных оборудований.

8. Необходимо тщательно проводить изучение и анализ каждого вида отказа станционного оборудования и по результатам анализа разработать рекомендации по корректировке нормативных документов по техническому обслуживанию.

9. В ряде случаев основными документами является техническая документация на станционные оборудования. Однако, в данном случае, если документация на английском языке, возникает фактор низкой квалификации обслуживающего персонала, сопровождаемый не знанием английского языка.

10. Для обеспечения наглядности и доступности станционных оборудований обслуживающему персоналу необходимо разработать и ввести в действие инструкции или руководящие документы по технической эксплуатации и техническому обслуживанию станционных оборудований.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Исаев Р.И. Статистический анализ надежности и живучести кабельных систем передачи//Aloqadunyosi. -2006.-№1/6. с. 30-34.

2. Исаев Р.И. Анализ методов повышения устойчивости функционирования волоконно-оптических систем передачи//Aloqadunyosi.-2007. -№1/2007. с.14-25.

3. Исаев Р.И., Цой Е.В. О надежности волоконно-оптических кабелей связи. Ташкент, Алокадунёси, №5-6, 2008. с. 9-19.

4. R.I. Isaev, D.A. Abdullaev. Investigation of Economic Problems of using Hibryd Solar-Wind Systems in view of inflation impact. World Renewable Energy Congress X. Glasgow-Scotland, United Kingdom, 2008.

5. Y 107:2003. Временная инструкция по организации технической эксплуатации цифровых систем передачи синхронной цифровой иерархии на магистральных и внутризоновых сетях телекоммуникаций. Приказ УзАСИ от 17.12.2003 №354.

6. Алексеев Е.Б., Гордиенко В.Н., Крухмалев В.В., Моченов А.Д., Тверецкий М.С. Проектирование и техническая эксплуатация цифровых телекоммуникационных систем и сетей. Учебное пособие для вузов. Под редакцией Гордиенко В.Н. и Тверецкого М.С. М.: Горячая линия – Телеком, 2008. -392 с.

7. Е.С. Вентцель, Л.А. Овчаров. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. М., «Высшаяшкола», 2000 г.

8. Б.С. Гольдштейн, Н.А. Соколов, Г.Г. Яновский. Сети связи. БХВ, С.Петербург, 2009.

9. А.Е. Кучерявый, А.Л. Цуприков. Сети связи следующего поколения. Центральный научно-исследовательский институт связи (ЦНИИС), Москва, 2006.

10. Ю.В. Семенов. Проектирование сетей связи следующего поколения. Наука и техника, С – Петербург, 2005.

11. ITU-T Y.2111. Resource and admission control functions in Next Generation Networks. 09/2006.

12. ITU-T Y.1291. An architectural framework for support of Quality of Service in packet networks. 05/2004.

13. Галлагер Р., Теория информации и надежная связь. М.: «Советское радио», 1974 г., 720 с.

14. Web-сайт по военной и оборонной технике http://www.army-technology.com/

15. Web-сайтфирмы Technical Communications Corporation http://www.tccsecure.com

16. Web-сайтфирмы Precision products http://www.pelindia.com

17. Web-сайт Научно-исследовательского института «Автоматики» www.niia.ru

18. Web-сайт Бюро научно-технической и конструкторской информации http://www.bnti.ru

19. Web-сайт Центра современных технологий www.csts.ru

«Надежность волоконно-оптических систем связи» Учебное пособие

для студентов специальностей
5522200 – Телекоммуникация

Учебное пособие рекомендовано к изданию учебно-методическим Советом факультета «Телекоммуникационные технологии» (27.05.2014 года протокол №9)

Составители:

Исаев Р.И;

Раджапова Р.Н.

Ответственный редактор:

Гультураев Н.Х.

Рецензенты:

внутренный:

Парсиев С.С

Внешный: Берганов И.Р

Корректор:

Юланова С.Д

Издано в центре изданий «ALOGACHI»

Ташкентский университет информационных технологий

г.Ташкент,улица Амира Темура, 108