Разработка и исследование методов повышения эффективности использования электрических линейных трактов внутризоновой и местной сети Республики Бурятия (стр. 1 )

На правах рукописи

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
ЛИНЕЙНЫХ ТРАКТОВ ВНУТРИЗОНОВОЙ И МЕСТНОЙ СЕТИ
РЕСПУБЛИКИ БУРЯТИЯ

Специальность 05.12.13 – Системы, сети и устройства телекоммуникаций

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук

Новосибирск - 2009

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики» (ГОУ ВПО «СибГУТИ»)

Научные руководители:        доктор технических наук,

  профессор

       кандидат технических наук,

       доцент

Официальные оппоненты:        доктор технических наук,

       профессор

       кандидат технических наук

       

       

Ведущая организация:        Институт инфокоммуникационных
технологий при Уфимском государственном авиационном техническом университете,
г. Уфа

Защита состоится «___» ________ 2009г. в ___ часов на заседании Диссертационного совета Д 219.005.01 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики» 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО  «СибГУТИ».

       Автореферат разослан «__»_________ 2009 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета Д 219.005.01 доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из основных задач телекоммуникационных систем является расширение сферы предоставляемых услуг и повышение их качества на всех сетях Единой сети электросвязи (ЕСЭ) Российской Федерации: сети общего пользования (ОП), технологических и выделенных сетях.

В общем составе сетей, входящих в ЕСЭ, сеть ОП является доминирующей, обслуживает подавляющее число пользователей ЕСЭ и определяет устойчивость функционирования ЕСЭ в целом.

Существующее состояние сетей ОП характеризуется высокими темпами внедрения новых технологий – волоконно-оптических технологий SDH, Ethernet и WDM, IP-телефонии, цифровых сетей подвижной связи 3-го поколения (3G) и т. д. Вместе с тем, указанные позитивные процессы еще не полностью охватили все сети, расположенные на территории страны. В частности, в Республике Бурятия магистральный участок первичной сети ЕСЭ полностью оснащен телекоммуникационными системами передачи технологии SDH и WDM компании «NEC» (Япония), внутризоновый участок на 50% функционирует на основе систем передачи оптического кабеля и 50% на основе электрического линейного тракта (кабельного 45% и воздушного 55%), сельские местные участки на 40% по оптическим трактам, 60% по электрическим трактам. Городская телефонная сеть г. Улан-Удэ строится по современной схеме организации связи: соединительная (транспортная) межстанционная сеть (МСС) между АМТС и АТС и между АТС реализуется на основе волоконно-оптических кольцевых структур, а абонентские линии на 100% являются электрическими, построенными на основе городских симметричных многопарных кабелей связи типа Т, ТПП и др. По прогнозам специалистов на ближайшие 30-50 лет электрические медные кабели будут составлять существенную долю в организации связи на абонентском участке ГТС. Более того, по современным требованиям при прокладке оптического кабеля на абонентском участке ГТС в состав кабеля должно входить несколько медных пар с целью обеспечения живучести сети ОП.

Очевидно, что электрические цифровые линейные тракты являются и, в будущем, будут являться существенной компонентой ЕСЭ РФ. Поэтому данная диссертационная работа, посвященная исследованию и разработке способов и методов повышающих эффективность использования существующих электрических линейных трактов внутризоновых и местных первичных сетей ОП, а также абонентских линий ГТС, является актуальной.

Вопросам повышения эффективности использования электрических линейных трактов и абонентских линий ГТС посвящено множество работ. Среди них труды , , и многих других. В частности был предложен и исследован код ДБК-ЧПИ-n, где n=1, обладающий рядом полезных свойств. Дальнейшие исследования этого кода для n1 выполнены в диссертационной работе.

Цель работы. Диссертация посвящена теоретическому обоснованию и решению научно-технической задачи, имеющей важное прикладное значение – разработке способов и методов, повышающих эффективность использования существующих электрических линейных трактов сети ОП и абонентских линий ГТС на основе применения кодов ДБК-ЧПИ-n.

Задачи исследования. Основной задачей диссертации, базирующейся на выполненных автором научных исследованиях, практическом обобщении опыта, накопленного в процессе работы в отрасли связи Бурятии, является обеспечение условий для создания высокоэффективных электрических цифровых линейных трактов (ЦЛТ), обеспечивающих повышение качества услуг при сокращении стоимости ЦЛТ и объема работ по реконструкции, существующих кабельных линий связи.

Методы исследования. В диссертационной работе использован математический аппарат функционального анализа, теории сигналов, теории вероятностей и вычислительной математики. В процессе исследований широко использовалось имитационное моделирование на ЭВМ.

Научная новизна работы. В диссертационной работе получены следующие научные результаты:

разработана методика определения точной верхней оценки энергетических спектров двух и трехуровневых сигналов; разработан и исследован алгоритм получения нового типа линейных сигналов ДБК-ЧПИ-n; разработан способ схемной реализации линейного сигнала ДБК-ЧПИ-n; разработана методика расчета длин регенерационных участков при использовании различных типов электрических линейных сигналов; разработана методика определения возможности одновременной работы нескольких ЦСП технологии xDSL по многопарным симметричным кабелям ГТС.

Практическая значимость работы. Проведенные исследования являются составной частью хоздоговорных и госбюджетных НИР, выполненных в 2007-2008 гг. на кафедре многоканальной электросвязи и оптических систем (МЭСиОС) ГОУ ВПО «СибГУТИ», в которых диссертант принимал участие.

НИР с БФ «Сибирьтелеком» «Определение количества одновременно работающих систем передачи «TELMAX» по многопарным симметричным кабелям», г. Улан-Удэ (2007-2008 гг.).

Результаты исследований используются в учебном процессе Бурятского филиала ГОУ ВПО «СибГУТИ» и использованы на цифровых сетях республики Бурятия.

Основные результаты диссертационной работы, выносимые на защиту:

алгоритмы формирования линейных кодов ДБК-ЧПИ; сравнительный анализ спектральных характеристик существующих цифровых линейных сигналов и линейного сигнала ДБК-ЧПИ; методика расчета длины регенерационного участка, базирующаяся на учете минимально возможной величины Pош; алгоритм формирования линейных кодов класса ДБК-ЧПИ-n и способ их технической реализации; анализ спектральных характеристик линейных сигналов с ДБК-ЧПИ-n; методика расчета числа пар многопарных кабелей ГТС, которые можно задействовать для организации доступа.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции «Информатика и проблемы телекоммуникаций», г. Новосибирск, 2002; Международном форуме «Новые инфокоммуникационные технологии: достижения, проблемы, перспективы», г. Новосибирск, 2003; Международных научно-технических конференциях «Siberian Russian Workshop on of Electron Devices and Materials – EDM-2002, 2003», Эрлагол 2002, 2003; Международной научно-практической конференции «Качество и полезность в экономической теории и практике», г. Новосибирск, 2008, а также на научных семинарах кафедр МЭСиОС и ПДСиМ ГОУ ВПО «СибГУТИ».

Публикации. По материалам диссертации опубликована глава в учебном пособии, 10 научно-технических статей, из них 3 в международных сборниках и изданиях IEEE, 4 тезиса докладов на международных конференциях и форуме.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка работ автора по теме диссертации и приложений. Работа изложена на 122 страницах основного текста, содержит 33 таблицы, 75 рисунков, список литературы включает 53 наименования.

Краткое Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации и сформулирована основная цель работы, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В  первой главе выполнен анализ современного состояния внутризоновой и  местной  сети  Республики  Бурятия  и  сформулирован  вывод  о  том,  что одним из основных способов повышения эффективности использования электрических линейных трактов внутризоновой и местной сети Республики Бурятия является применение нового типа линейных сигналов с кодированием класса ДБК-ЧПИ-n, обеспечивающих малые затраты на модернизацию аппаратуры и реконструкцию электрических цифровых линейных трактов.

Во второй главе произведено обоснование выбора кода ДБК-ЧПИ в качестве линейного сигнала для электрических цифровых линейных трактов.

Основными линейными сигналами ЦСП используемыми на местной и внутризоновой сети являются коды с чередованием полярности импульсов (ЧПИ) (системы ИКМ-120, ИКМ-30 и ИКМ-30С), а также дуобинарный код (ИКМ-15). Известно, что полоса частот, в которой сосредоточена основная энергия таких сигналов, численно равна тактовой частоте цифрового сигнала.

Для уменьшения полосы частот основного «лепестка» энергетического спектра линейного сигнала предлагается использовать комбинированный код типа ДБК-ЧПИ. Алгоритм получения линейного сигнала с ДБК-ЧПИ показан на рисунке 1.