Развитие науки и ускорение технического прогресса невозможны без совершенствования средств связи, систем сбора, передачи и обработки информации. Интенсивное развитие новых информационных технологий в последние годы привело к бурному развитию микропроцессорной техники, которая стимулировала развитие цифровых методов передачи информации. В конечном счёте, это привело к созданию новых высокоскоростных технологий глобальных сетей: PDH, SONET, SDH, ISDN, Frame Relay и ATM. Одной из наиболее современных технологией, используемых в настоящее время для построения сетей связи, является технология синхронной цифровой иерархии SDH.
Интерес к SDH обусловлен тем, что эта технология пришла на смену импульсно-кодовой модуляции PCM (ИКМ) и плезиохронной цифровой иерархии PDH (ПЦИ) и стала интенсивно внедряться в результате массовой установки современных зарубежных цифровых АТС, позволяющих оперировать потоками 2 Мбит/с, и создания в регионах локальных колец SDH.
Синхронная цифровая иерархия (СЦИ) обладает существенными преимуществами по сравнению с системами предшествующих поколений, позволяет полностью реализовать возможности волоконно-оптических и радиорелейных линий передачи (ВОЛП и РРЛП) и создавать гибкие, удобные для эксплуатации и управления сети, гарантируя высокое качество связи. Таким образом, концепция SDH позволяет оптимально сочетать процессы высококачественной передачи цифровой информации с процессами автоматизированного управления, контроля и обслуживания сети в рамках единой системы.
Системы СЦИ обеспечивают скорости передачи от 155 Мбит/с и выше и могут транспортировать как сигналы существующих цифровых систем (например, распространённых на городских сетях ИКМ-30), так и новых перспективных служб, в том числе широкополосных. Аппаратура СЦИ является программно управляемой и интегрирует в себе средства преобразования, передачи, оперативного переключения, контроля, управления.
Благодаря появлению современных волоконно-оптических кабелей (ВОК) оказались возможными высокие скорости передачи в линейных трактах (ЛТ) цифровых систем передачи с одновременным удлинением секций регенерации до 100 км и более. Производительность таких ЛТ превышает производительность цифровых трактов на кабелях с металлическими парами в 100 и более раз, что радикально увеличивает их экономическую эффективность. Большинство регенераторов оказывается возможным совместить с оконечными или транзитными станциями. Из этого следует, что СЦИ – это не просто новые системы передачи, это и принципиальные изменения в сетевой архитектуре, организации управления. Внедрение СЦИ представляет собой качественно новый этап развития цифровой сети связи.
В данном проекте в качестве базовой системы передачи проектируемой сети предполагается аппаратура первого уровня иерархии SDH, осуществляющая перенос информации со скоростью передачи цифрового сигнала 155 Мбит/с в рамках синхронного транспортного модуля.
В современных условиях рыночной экономики появилась необходимость коренных изменений в структуре и практике эксплуатации сетей связи. Использование существующей ассинхронной системы группообразования цифровых потоков для получения высокоскоростных сигналов приводит к громоздким и малонадежным техническим решениям. Затруднён доступ к составляющим (компонентным) цифровым потокам для ответвления и транзита (для чего нужно многоступенное расформирование группового сигнала). При нарушениях синхронизации группового сигнала сравнительно большое время тратится на многоступенное восстановление синхронизации компонентных потоков. Современные цифровые первичные сети (ЦПС) должны иметь гибкую, легко управляемую структуру. Они должны обеспечивать передачу и переключение потоков информации разной мощности, ввод и выделение этих потоков в произвольных пунктах, глубокий контроль качества и тарификацию в соответствии с действительным временем пользования связью и её качеством. Эти сети должны быть базой для служб, использующих как синхронный (Synchronous Transfer Mode, STM), так и ассинхронный (Asynchronous Transfer Mode, ADM) способы переноса информации.
Перечисленные выше требования практически не выполнимы в рамках плезиохронной цифровой иерархии (ПДИ), но их можно выполнить при синхронной системе группообразования. В 1998 г. МККТТ принял SDH, разработанную с учётом мирового опыта создания цифровых сетей. Идейной основой для SDH послужила синхронная оптическая сеть SONET США. В рамках SDH разработана не только новая иерархия скоростей передачи и система преобразований цифровых трактов, но и перспективная концепция построения и развития сетей связи, поддерживаемая системой международных стандартов.
Многие страны уже широко применяют СЦИ и планируют ограничить внедрение систем ПЦИ, а некоторые предполагают развивать свои сети только на базе СЦИ.
В соответствии с техническим заданием к дипломному проекту требуется спроектировать высокоскоростную волоконно-оптическую линию внутризоновой связи, которая должна соединить по кольцевой схеме районные центры Елховка, Сергиевск, Исаклы, Кошки, Челно-Вершины, Шентала в Самарской области.
Передача сигналов многоканальных ЦСП может осуществляться по кабельным, радиорелейным и спутниковым линиям связи. В настоящее время кабельным линиям, как правило, отдаётся предпочтение из-за повышенной живучести и удовлетворительной скрытности связи. Поэтому проектируемая линия будет кабельной. Так как технология SDH была ориентированна на использование волоконно-оптических кабелей, то в качестве среды передачи для проектируемой линии связи возьмём волоконно-оптический кабель.
Часть территории Самарской области, по которой будет проходить предполагаемая трасса, имеет равнинный рельеф. Это землевладельческие освоенные равнины с чернозёмными почвами, поэтому, во избежание отчуждения земель сельскохозяйственного, значения будет правильным проектировать трассу вдоль автомобильных дорог. Кроме того, прокладка трассы вдоль автомобильных дорог облегчит эксплуатацию ВОЛП.
Обращаясь к карте местности /3/, видим, что очевиден единственный целесообразный вариант трассы, удовлетворяющий требованиям приведённым выше. Это вариант прокладки кабеля вдоль автодорог, соединяющих Челно-Вершинский, Шенталинский, Исаклинский, Сергиевский, Елховский и Кошкинский районы. Выбранная трасса имеет протяжённость на участках: Шентала-Исаклы – 35 км; Исаклы-Сергиевск – 30 км; Сергиевск-Елховка – 60 км; Елховка-Кошки – 40 км; Кошки - Челно-Вершины – 65 км; Челно-Вершины-Шентала – 25км. Общая протяжённость трассы равна 255 км. Данная трасса пересекает несколько автодорог областного значения, 2 железные дороги и две реки: Сок и Кундурча. Ситуационный чертёж трассы приведён в приложении А.
Целью данного проекта является:
- создание современной телекоммуникационной сети в интересах населения, народно-хозяйственного комплекса;
- организация качественной связи для передачи информации различного вида между характеризуемыми населёнными пунктами.
Необходимо обосновать организацию связи между выбранными пунктами. Тяготение выбранных пунктов по услугам связи зависит, в первую очередь, от численности населения. Кроме того, степень заинтересованности во взаимосвязи зависит от экономических, культурных и социально-бытовых отношений между населёнными пунктами.
Приведём краткую характеристику выбранных пунктов.
Елховский район. В настоящее время площадь района составляет 1188,7 кв.км; он состоит из 39 населённых пунктов, которые объединены в 7 сельских администраций; численность постоянного населения на 1997 год – 11 тысяч человек. Основная отрасль экономики – сельское хозяйство. На территории Района находится 10 сельскохозяйственных предприятий. Елховский район – сырьевой. Он поставляет на региональный рынок зерно, молоко, мясо.
Исаклинский район – расположен на северо-востоке области и занимает площадь в 1,5 тысяч кв.км. Население района многонационально – русские, чуваши, мордва, татары, украинцы и др. – всего на 1997 год 15,8 тысяч человек. Основное занятие населения – зерновое земледелие, молочное и мясное животноводство. На полях растёт рожь, пшеница, картофель и кормовые культуры. На территории этого района ведётся добыча нефти. В 1997 году в Исаклинском районе построен газопровод высокого давления протяжённостью 13,9 км.
Кошкинский район – расположен на северо-востоке Самарской области в лесостепной зоне левобережья реки Волги; на севере – граничит с Республикой Татарстан, на западе – с Ульяновской областью, на юге и востоке – с Сергиевским и Елховским районами. В состав района входят 15 населённых пунктов, которые объединены в 5 сельских администраций. Население района в 1997 году составило 25,3 тысячи человек. В Кошкинском районе большой запас природных ресурсов: разрабатываются нефтяные месторождения, осваиваются источники минеральных вод.
Сергиевский район – в настоящее время объединяет 31 населённый пункт в одну поселковую и 18 сельских администраций. Имеет площадь 2763,4кв.км, численность населения на 1997 год – 49,4 тысячи человек, в составе которых русские, чуваши, украинцы, татары и другие национальности. Основная отрасль района – сельское хозяйство, развито животноводство. Имеется нефтедобывающий комплекс.
Челно-Вершинский район – расположен в северной части Самарской области, площадь его составляет 1159,8 кв.км. На севере он граничит с Республикой Татарстан, на западе – с Кошкинским районом, на юге и востоке – с Сергиевским и Исаклинским районами. В райцентре имеется железнодорожная станция Челно-Ульяновского отделения Куйбышевской железной дороги. Численность населения на конец 1997 года составила 21 тысячу человек. По производственной ориентации район является преимущественно сельскохозяйственным. В районе функционирует маслозавод, комбикормовой завод, дорожно-строительный участок, машиностроительный завод (ранее союзного значения), производящий доильное оборудование для животноводческих ферм.