Расчёт надёжности волоконно-оптической системы передачи данных

Расчёт надёжности волоконно-оптической системы передачи данных

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

"Дальневосточный государственный университет путей сообщения"

Институт управления, автоматизации и телекоммуникаций

Кафедра "Оптические системы связи"

Расчёт надёжности волоконно-оптической системы передачи данных

Исполнитель

Студент Думин А.Ю.

Проверил

Преподаватель Данилов Б.И.

Хабаровск 2014

Инженерный расчёт надёжности волоконно-оптической системы связи

Заданные параметры:

-    длина линии = 600 км

-       участок регенерации = 45 км

-       ВЗСП

-       ОРП = 3 штуки

-       Каналообразование по технологии Synhronical digital hierarchy

-       600/45 = 13 НРП

Следующие формулы даны для вычисления показателей надёжности:

или Коэффициент простоя для традиционного метода работы

Коэффициент готовности при традиционном методе работы

Коэффициент простоя при оптимальном методе работы

Межотказное время

L_m = 1400= 600

Среднее время отказа сетевых трактов

= 1 (для ОЦК)

Среднее время наработки на отказ

Время наработки на отказ в ЦСП

Показатели надежности функционирования каналов связи и оборудования линейного тракта

Время восстановления элементов ВОСП не должно превышать:

для волоконно-оптического кабеля 10,0 ч, в том числе время подъезда к месту аварии 3,5 ч;

для НРП 2,5 ч, в том числе время подъезда 2 ч.;

для ОП, ОРП 0,5 ч.

Расчёт:

Для начала, найдём среднее время наработки на отказ T₀

T₀= 2050*(1400/600) = 4783,3 часов для современного ОЦК.

T₀ = 111,4*(1400/600) = 259,9 часов для независимого ОЦК/ТЧ

T₀ = 350*(1400/600) = 816,7 часов для оборудования линейного тракта

Далее, найдём коэффициенты простоя.

К_п = 4,24/(4,24+4783,3) = 4,24/4787,54 = 8,86*10^-4 для современного ОЦК.

К_п = 1,1/(1,1+259,9) = 4,21*10^-3 для независимого ОЦК/ТЧ

К_п = 10/(10+816,7) = 1,21 *10^-2 для кабеля волоконно-оптической связи

По условию, у нас 13 пунктов НРП, значит, на всей длине пути (600 км) интенсивность отказов из-за внешних электрических зарядов равняется 0,06*13 = 0,78. Наработка на отказ кабеля российского производителя (в условии не сказано, какой это кабель, значит, условимся, что он отечественного производства) составляет 3225 * 10³ часов. Участки, где есть металлические жилы, имеет интенсивность 0,34 на 1 км пути. Всего, участков с жилам 13*45 = 585 км. Учитывая, что у нас имеется 600/2=300 раз по нормативной длине кабеля, получаем, что интенсивность отказов из-за помех в работе аппаратуры равно

l = 0,78/8,8*10⁵ +(0,34*585)/8,8*10⁵ +(0,28*15)/8,8*10⁵ + 300*1/3225*10³ =0,00000089+0,000226 + 0,0000048 + 0,000093 = 0,00032469 = 3,25*10^-4

Находим коэффициент простоя из-за помех в оборудовании линейного тракта, опираясь на найденную выше величину лямбда:

К_пl = (3,25*10^-4 *10) = 3,25*10^-3

 (мы не учитывали знаменатель, так как в современных системах качество оборудования достаточно высоко)

При оптимальной стратегии обслуживания, мы применяем иную формулу:

К_п = 3,25*10^-4 *(10-0,7*3,5) = 2,64*10^-3

каналообразование оптический связь линейный

Далее, найдём коэффициент простоя из-за оборудования. Имеются данные, что есть 13 НРП, два оконечных пункта и три ОРП.

Среднее время наработки на отказ элементов оборудования ИКМ-1920

Имеется два оконечных пункта и три пункта ОРП, 13 НРП. Следуя стандарту, получаем, что имеется 2 САЦК-1, 4 ВВГ, 6 ТВГ и 2*3=6 ЧВГ, 10 СДП, 8 ОЛТ.

Отсюда, интенсивность отказа оборудования в ОРП будет равна:

l = 2/20000 + 4/87600 + 6/150000 + 6/17000 + 10/87600 + 8/87600= 0,0001 + 0,000046 + 0,00004 + 0,00035 + 0,000114 + 0,000091 = 7,41*10^-4

К_п =(7,41*10^-4 * 0,5)/(1+ 7,41*10^-4 * 0,5)= 3,7*10^-4 при обычном методе работы

К_{п =} 7,41*10^-4 *0,5 = 3,705*10^-4 при оптимальном методе работы

Суммарный коэффициент простоя равен:

К_п12 = 3,7*10^-4 + 3,25*10^-3= 3,62*10^-3 при обычном режиме работы

К_п12 = 3,705*10^-4 + 2,64*10^-3 = 3,0105*10^-3 при оптимальном режиме работы

Отсюда, зная, что коэффициент готовности равен 1-К_п получаем,

Суммарный коэффициент готовности:

при обычном методе работы: К_г = 1-0,00362 = 0,99638

при оптимальном методе работы: К_г = 1-0,0030105 = 0,9969895

Время наработки на отказ равно:

T₀= 4783,3 часов для современного ОЦК.

T₀ = 259,9 часов для независимого ОЦК/ТЧ

T₀ = 816,7 часов для оборудования линейного тракта