Пример расчета показателей надежности.

Примем интенсивность отказов 1км оптического кабеля, равной =3,88´10^-6 час^-1. Протяженность трассы 76 км.

Наработка на отказ аппаратуры равна 10 годам или 87600 часов, откуда интенсивность отказов будет равна = 10^-7. Значения необходимых параметров сведены в табл.1.2.

Таблица 1.2.

Показатели надёжности	ОРП	Кабель на 1 км
Интенсивность отказов , 1/ч	10-7	3,88´10-6
Время восстановления повреждения, t в, ч	0,5	6,0 (см. примечания)

Воспользуемся выражением 1.7 только без учета интенсивности отказов НРП т.к. расчет производим только для одного участка ВОЛС где НРП отсутствуют.

.

Определим среднее время безотказной работы по выражению 1.5 для исследуемого линейного тракта ВОЛС:

 ч.

Вероятность безотказной работы в течение суток часа:

.

В течение недели часов:

.

В течение месяца  часов:

.

В течение года  часов:

.

Рассчитаем коэффициент готовности. Предварительно найдем среднее время восстановления связи по формуле:

, ч (1.18.)

где   – время восстановления соответственно НРП, ОРП и кабеля (см. примечания).

В расчетах определяем среднее время восстановления только кабеля, так как время восстановления ОРП очень мало, а НРП нет.

.

Теперь найдем коэффициент готовности по формуле 1.6:

.

Расчёты вероятности безотказной работы занесём в таблицу 1.3.

Таблица 1.3.

Вероятность безотказной работы	Интервал времени t, ч
	0	24	168	720	8760
Р(t)	1	0,9783	0,9417	0,9164	0,8180

Требования по показателям надежности для линий внутризоновой сети таблица 1.4.

Таблица 1.4. Для внутризоновой первичной сети, где протяженность ВОЛС не превышает L_впс=1400 км.

Показатель надежности.	Канал ТЧ или ОЦК.	Канал ОЦК на перспективной цифровой сети (SDH).	Оборудование линейного тракта.
Вероятность безотказной работы в течении года.	0,96	0,87	0,81
Коэффициент готовности.	>0,99	>0,998	>0,99
Время восстановления.	<1,1	<4,24	См. примечание

Вывод: при заданных параметрах расчеты показывают, что система технической эксплуатации обеспечивает заданную надежность и работоспособность ВОЛС по оборудованию линейного тракта, однако по каналам ОЦК или трактам SDH эта вероятность несколько ниже допустимых значений, что требует обратить серьезное внимание на обслуживание оборудования.

Задание на выполнение контрольной работы.

Вариант задания определяется последними двумя цифрами студенческого билета (зачетной книжки).

Прежде всего, студент должен оформить исходные данные для расчета в соответствии со своим вариантом.

Пример оформления исходных данных для выполнения контрольного задания:

- номер задания (последние цифры студенческого билета).....................;

- исходные данные из табл. 1.5.;

- вариант строительства ВОЛС;

- протяженность трассы;

- количество волокон в кабеле;

- тип объекта.

Затем выполнить расчет по указанным выражениям и сделать вывод о соответствии параметров надежности полученных в расчетах целевым значениям, указанным в табл. 1.4., а также сравнить расчетное время восстановления для своего варианта с рекомендуемым в ПРИМЕЧАНИЯХ.

В случае превышения этих показателей необходимо предложить рекомендации для системы технической эксплуатации по их достижению.

Для расчета проектной надежности ВОЛС в задаче воспользуйтесь следующими параметрами по вариантам (варианты приведены в таблице 1.5), при этом необходимо учесть последующие замечания по времени восстановления линейного тракта при различных вариантах строительства ВОЛС (см. ПРИМЕЧАНИЯ).

 

                                                                                                                                                          Таблица 1.5.

№ варианта	λК для кабелей, прокладываемых в грунт, в ЗПТ. 3,88´10-6 час-1	λК для кабелей прокладываемых непосредственно в грунт. 4,08´10-5 час-1	λК для кабелей прокладываемых в кабельную канализацию. 2,78´10-5 час-1	λК для кабелей типа 8-ки, подвешиваемых на опорах распределительных ЛЭП или воздушных линиях связи.  2,78´10-4 час-1	λК для кабелей в грозозащитном тросе. 3,02´10-7 час-1	λК для самонесущих ВОК, подвешиваемых на опорах, или опорах контактной сети ЭЖД. 4,56´10-6 час-1	λК для ВОЛС выполненных по навивной технологии. 4,32´10-5 час-1
01, 11, 21	При Lуч=30 км и числе ОВ 16
02, 12, 22		При Lуч=40 км и числе ОВ 24
03, 13, 23			При Lуч=12 км и числе ОВ 32
04, 14, 24				При Lуч=20 км и числе ОВ 12 без отключения ЛЭП
05, 15, 25					При Lуч=60 км и числе ОВ 36 ЛЭП 110 кВ, трасса на равнинной местности
06, 16, 26						При Lуч=30 км и числе ОВ 44, подъезд к опорам свободен
07, 17, 27							При Lуч=20 км и числе ОВ 12, подъезд к опорам свободен
08, 18, 28	При Lуч=40 км и числе ОВ 16
09, 19, 29		При Lуч=30 км и числе ОВ 28
10, 20, 30			При Lуч=10 км и числе ОВ 24
31, 32, 33				При Lуч=28 км и числе ОВ 8 с отключением ЛЭП
34, 35, 36					При Lуч=40 км и числе ОВ 28 ЛЭП 35 кВ, трасса в сложно-пересеченной местности
37, 38, 39						При Lуч=40 км и числе ОВ 32, подъезд к опорам ограничен
40, 50, 60							При Lуч=30 км и числе ОВ 16, подъезд к опорам ограничен
41, 42, 43	При Lуч=24 км и числе ОВ 32
44, 45, 46		При Lуч=38 км и числе ОВ 16
47, 48, 49			При Lуч=8 км и числе ОВ 12
51, 52, 53				При Lуч=28 км и числе ОВ 24 без отключения ЛЭП
54, 55, 56					При Lуч=20 км и числе ОВ 36 ЛЭП 35 кВ, трасса с большими пролетами через водные преграды
57, 58, 59						При Lуч=60 км и числе ОВ 24, отсутствуют защитные контейнеры для размещения технологического запаса ВОК
61, 62, 63							При Lуч=24 км и числе ОВ 18, отсутствуют защитные контейнеры для размещения технологического запаса ВОК
64, 65, 66							При Lуч=36 км и числе ОВ 24, сложный рельеф местности
67, 68, 69						При Lуч=28 км и числе ОВ 16, сложный рельеф местности
70, 80, 90					При Lуч=28 км и числе ОВ 48 ЛЭП 110 кВ, трасса в горных условиях
71, 72, 73				При Lуч=18 км и числе ОВ 24 с отключением ЛЭП
74, 75, 76			При Lуч=12 км и числе ОВ 24
77, 78, 79		При Lуч=48 км и числе ОВ 42
81, 82, 83	При Lуч=46 км и числе ОВ 28
84, 85, 86							При Lуч=16 км и числе ОВ 16, существуют протяженные пролеты более 200 м
87, 88, 89						При Lуч=38 км и числе ОВ 26, существуют протяженные пролеты более 200 м
91, 92, 93					При Lуч=34 км и числе ОВ 42 ЛЭП 110 кВ, трасса в северных широтах
94, 95, 96				При Lуч=16 км и числе ОВ 14 без отключения ЛЭП
97, 98, 99			При Lуч=8 км и числе ОВ 32
00		При Lуч=38 км и числе ОВ 24

 

 

ПРИМЕЧАНИЯ.

 

В расчетах принимать во внимание следующие замечания:

- λ_ОРП =10^-7 1/час;

- N_ОРП= 2, если рассматривается один участок,

t _в – время восстановления оптического кабеля равно:

     - проложенного в грунт в ЗПТ – 14 час при количестве ОВ – 12, увеличение количества волокон в кабеле на последующие 2, приводит к увеличению времени восстановления на 0,5 часа, уменьшение количества волокон на последующие 2, приводит, соответственно, к сокращению времени восстановления на 0,5 часа;

     - проложенного непосредственно в грунт – 12 час при количестве ОВ – 12, увеличение количества волокон в кабеле на последующие 2, приводит к увеличению времени восстановления на 0,5 часа, уменьшение количества волокон на последующие 2, приводит, соответственно, к сокращению времени восстановления на 0,5 часа;

     - проложенного в кабельную канализацию – 16 час при количестве ОВ – 12, увеличение количества волокон в кабеле на последующие 2, приводит к увеличению времени восстановления на 0,5 часа, уменьшение количества волокон на последующие 2, приводит, соответственно, к сокращению времени восстановления на 0,5 часа;

     - для кабелей типа 8-ки, подвешенного на опорах распределительных ЛЭП не ближе чем 3 м от фазового провода - 8 час при количестве ОВ – 12, увеличение количества волокон в кабеле на последующие 2, приводит к увеличению времени восстановления на 0,5 часа, уменьшение количества волокон на последующие 2, приводит, соответственно, к сокращению времени восстановления на 0,5 часа

- для кабелей типа 8-ки, подвешенного на опорах распределительных ЛЭП при расположении ВОК менее чем в трех метрах от фазового провода необходимо отключение ЛЭП, что увеличивает время проведение ремонтных работ еще на 2 часа, т.е. 10 часов при количестве ОВ – 12, увеличение количества волокон в кабеле на последующие 2, приводит к увеличению времени восстановления на 0,5 часа, уменьшение количества волокон на последующие 2, приводит, соответственно, к сокращению времени восстановления на 0,5 часа;

     - для ВОК в грозотросе время восстановления определяется мощностью ЛЭП, профилем трассы, может быть принято равным в пределах 24 – 42 часов, для ЛЭП 35 кВ, ЛЭП 110 кВ;

- трасса по ЛЭП 110 кВ на равнинной местности – 24 часа;

- трасса по ЛЭП 35 кВ в сложно-пересеченной местности – 28 часов;

- трасса по ЛЭП 35 кВ, с большими пролетами через водные преграды – 36 часов;

- трасса по ЛЭП 110 кВ, в горных условиях – 42 часа;

- трасса по ЛЭП 110 кВ в северных широтах – 38 часов;

     - для самонесущих ВОК время восстановления зависит от механических характеристик последних и возможностей подъезда к месту повреждения, принимать равным от 16 до 20 часов;

- подъезд к опорам свободен – 16 часов;

- подъезд к опорам ограничен – 18 часов;

- отсутствуют защитные контейнеры для размещения технологического запаса ВОК – 20 часов;

- сложный рельеф местности – 18 часов;

- существуют протяженные пролеты более 200 м – 20 часов.

     - для ВОЛС по навивной технологии – время восстановления принимать равным от 16 до 28 часов в случаях;

- подъезд к опорам свободен – 16 часов;

- подъезд к опорам ограничен – 20 часов;

- отсутствуют защитные контейнеры для размещения технологического запаса ВОК – 24 часов;

- сложный рельеф местности – 28 часов;

- существуют протяженные пролеты более 200 м – 22 часа.

 

Время восстановления ВОЛС для вариантов

- ВОК в грозотросе;

- самонесущих ВОК;

- ВОЛС по навивной технологии;

также определяется количеством волокон в кабеле и определено для числа волокон равном 24, увеличение количества волокон в кабеле на последующие 2, приводит к увеличению времени восстановления на 0,5 часа, уменьшение количества волокон на последующие 2, приводит, соответственно, к сокращению времени восстановления на 0,5 часа;

 

  4. Учебно-методическая литература.

1. Никитин, Борис Константинович. Современные технологии проектирования, строительства и эксплуатации направляющих систем электросвязи: учебное пособие / Б. К. Никитин, Л. Н. Кочановский; рец.: Е. Б. Стогов, Т. И. Васильева; Федеральное агентство связи, Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникации им. проф. М. А. Бонч-Бруевича". - СПб.: СПбГУТ, 2010. - 192 с.

2. Никитин, Борис Константинович. Современные технологии проектирования, строительства и эксплуатации направляющих систем электросвязи [Электронный ресурс]: учебное пособие / Б. К. Никитин, Л. Н. Кочановский; рец.: Е. Б. Стогов, Т. И. Васильева; Федеральное агентство связи, Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникации им. проф. М. А. Бонч-Бруевича". - СПб.: СПбГУТ, 2010. - 192 с.

3. Глаголев, С. Ф. Передаточные характеристики оптических волокон: учебное пособие (спец. 210401, 210404, 210406) / С. Ф. Глаголев, В. С. Иванов, Л. Н. Кочановский; рец. Б. К. Чернов; Федеральное агентство связи, СПбГУТ им. проф. М. А. Бонч-Бруевича. - СПб.: СПбГУТ, 2005. - 80 с.

4. Никитин, Борис Константинович. Современные технологии строительства и эксплуатации ВОЛС: учебное пособие / Б. К. Никитин, Г. М. Смирнов, С. Ф. Глаголев; рец.: Т. И. Васильева, Б. Г. Осипов; Федеральное агентство связи, Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича". - СПб.: СПбГУТ, 2012. - 106 с. – (37 экз.).