CC BY
48TECHNICAL SCIENCES
METHODS OF MODELING AND CONSTRUCTION OF BROADBAND FIBER-OPTIC POWER
TRANSMISSION LINES
Bazarbay A.M., Karamanov Zh.K.,
Urazbayev E.S.,
Masters students Satbayev University The Republic of Kazakhstan, 22a Satpaev str.
Smailov N.K., Doctor PhD Satbayev University The Republic of Kazakhstan, Almaty, 22a Satpaev str.
Zhassandykyzy M. Doctor PhD
Kazakhstan University of Innovation and Telecommunications Systems
The Republic of Kazakhstan, Uralsk
МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПОСТРОЕНИЯ ШИРОКОПОЛОСНЫХ ВОЛОКОННО-
ОПТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧИ
Базарбай А.М., Караманов ЖД., Уразбаев Е.С.,
Магистранты Satbayev University Республика Казахстан, ул.Сатпаева 22а
Смайлов Н.К., Доктор PhD Satbayev University Республика Казахстан, г. Алматы, ул.Сатпаева 22а
Жасандыкызы М. Доктор PhD
Казахстанский университет инновиационных и телекоммуникационных систем
Республика Казахстан, г. Уральск
Abstract
The article presents models and methods for constructing broadband fiber-optic power transmission lines. To increase the maximum transmission speed along the existing transport routes, to ensure the quality and reliability of the service, it is proposed to develop a scenario for the modernization of the information and communication infrastructure of the regional data transmission network. Modern technologies for constructing a fiber-optic transmission line using the wave distribution principle are described. It also allows you to increase the bandwidth by transmitting various modulations of code signals in a fiber-optic cable. This technology makes it possible to increase the efficiency of the use of fiber by applying the distribution of distribution directions in the directions of propagation of the light flux and is implemented in fiber-optic elements available in the domestic market.
Аннотация
В статье показаны модели и методы построения широкополосных волоконно-оптических линий передачи. Предлагается разработать сценарий модернизации информационно-коммуникационной инфраструктуры региональной сети передачи данных для увеличения максимальной скорости передачи по существующим магистралям, обеспечения качества и надежности обслуживания. Описаны современные технологии строительства волоконно-оптических линий передачи по принципу волнового распространения. Это также позволяет увеличить полосу пропускания, передавая различные модуляции сигналов перегрузки кода по оптоволоконному кабелю. Данная технология позволяет повысить эффективность использования волокна за счет распределения направлений распределения света и реализована в волоконно-оптических элементах, имеющихся на отечественном рынке.
Keywords: broadband fiber-optic networks, modeling, construction methods, transmission speed, new technologies.
Ключевые слова: широкополосные волоконно-оптические сети, моделирование, методы построения, скорости передачи, новые технологии.
Проектирование сложных технических систем, таких как локальные, корпоративные и телекоммуникационные сети, представляет собой сложный многоуровневый процесс. Это предполагает создание оптимальной системы, которая максимально эффективно использует свои ресурсы. При моделировании сети специалист должен иметь ряд статистических данных, после обработки которых он может выбрать оптимальные характеристики и тип сети, чтобы в дальнейшем внести изменения в ее конфигурацию. При проектировании новой сети разработчик может предсказать, как будет загружен конкретный сетевой канал и насколько велики вычисления будут производиться конкретным узлом сети. Это особенно важно при выборе метода создания широкополосных волоконно-оптических линий передачи.
Сегодня многие важные организации строят широкополосные магистрали, используя волоконно-оптические сети связи для создания локальных сетей и соединения крупных филиалов [1. - С. 71]. Позволяет создать высокоскоростную, надежную глобальную или локальную сеть оптоволоконной информации. В настоящее время объем передаваемой информации растет в геометрической прогрессии, поэтому многим компаниям требуются высокие скорости передачи данных.
Большое внимание следует уделить техническим характеристикам оптических кабелей. В волоконно-оптических сетях связи используются кабели двух типов: многомодовый волоконно-оптический кабель и, соответственно, одномодовый кабель.
Как следует из названия, в архитектуре одномодовый кабель не позволяет передавать несколько модных лучей. Таким образом, разница между од-номодовым и многомодовым оптическими кабелями заключается в способе распространения через них оптического излучения. Размер сердечника лампы - самая важная особенность, которая может повлиять на покупку того или иного оптического кабеля.
Малый диаметр сердечника обеспечивает низкую дисперсию модема, что позволяет передавать данные на большие расстояния без использования маршрутизаторов и повторителей. Отрицательным фактором является то, что одномодовое волокно и электронные компоненты, обеспечивающие передачу, прием и преобразование данных, а также поддерживающие на должном уровне технические характеристики волоконно-оптических кабелей, очень дороги [2. - стр. 15].
Переход от традиционных телекоммуникационных сетей к мультисервисным сетям следующего поколения (NGN) (NGN - Next Generation Networks) поднимает множество технологических, методологических и других проблем, включая качество обслуживания, необходимое для типов трафика и особенно речи (QoS - Quality of Сервис) Проблема снабжения занимает центральное место. На этапе планирования сети для прогнозирования качества
обслуживания широко используются как аналитические модели, основанные на реализации методов теории массового обслуживания, так и методы математического моделирования проектируемой сети на основе сред компьютерного моделирования, таких как GPSS World [3. - 189 с.]. Важным элементом IMS является необходимость высокоскоростного доступа к сети (HVN). Эта часть мультисервисной сети определяет уровень способности оператора предоставлять пользователям современный набор широкополосных услуг, наиболее распространенным из которых на данный момент является интегрированная услуга «Triple Play» (видео, речь, данные). Современные парниковые газы часто строятся на основе широкополосных волоконно-оптических технологий, использующих принцип «домашнего волокна», среди которых пассивные оптические сетевые технологии занимают центральное место, в частности, нацеленные на работу на гигабитных скоростях, такие как GPSS.
Изначально, прежде чем приступить к созданию физической сети, необходимо создать сетевой проект с возможностью его моделирования и оптимизации. Основные методы моделирования и реконструкции сетей основаны на том, что в существующую сеть поступают данные о трафике, рассчитанном нагрузке узлов посредством нескольких статистических измерений. Затем эти данные анализируются, и эксперт дает рекомендации по реконструкции сегментов или всей сети. Кроме того, нет критериев для анализа при проектировании сети с нуля, и проектировщик может работать только с предположениями. Поэтому необходимо включать в систему проектирования характеристики применяемых процессов, что позволит принимать оптимальные решения даже на основе прогнозных данных.
Сети среднего размера включают городскую сеть (MAN). Сети MAN - это совокупность компьютеров в городе, которые меньше WAN, но больше LAN. Недавние разработки, связанные с высокоскоростным беспроводным подключением к Интернету, привели к созданию другого MAN, описанного в IEEE 802.16, который описывает широкополосную волоконно-оптическую беспроводную локальную сеть [4. - С. 65].
Стандарт IEEE 802.16 относится к беспроводным сетям средней дальности, обозначенным как WMAN (беспроводные городские сети). Эта технология обеспечивает широкополосный доступ к сети через радиоканал.
В отличие от других технологий радиодоступа, WiMAX позволяет работать в условиях плотной городской застройки вне прямой видимости базовой станции. Это очень важно для крупных городов, не нужно устанавливать специальные башни, но достаточно установить базовую станцию на крышах зданий или высотных домов, что позволит быстро разместить такую сеть на больших расстояниях.
Универсальность систем широкополосного радиодоступа позволяет использовать их для решения широкого круга задач: создание мультисервисных
сетей крупных городов, магистральных сетей операторов мобильной связи, труднодоступных территорий, сельской местности, пригородной телефонной связи, конвергентных сетей промышленных предприятий.
Однако организация WiMAX в Республике Казахстан - явление редкое, поэтому в настоящее время данная технология беспроводного доступа используется только в Астане и Алматы. Тестирование беспроводных сетей этой технологии выявило множество недостатков, таких как низкая скорость передачи данных, возможность потери части пакетов из-за внешнего шума, перебои, связанные с возобновлением соединения, а также незанятость телефонной линии при подключении модем. Эта технология сейчас часто используется, когда другое подключение невозможно.
Исходя из вышеизложенного, метод построения сетей на основе волоконно-оптического кабеля был выбран в качестве основы для технологии проектирования сетей среднего масштаба. Наиболее вероятный вариант основан на построении ТОС и позволяет создать высококонвергентную среду надежной передачи данных, обеспечивающую качественную передачу любого типа трафика, необходимого от вычислительных сетей.
TOC - безусловный лидер в создании распределительных сетей, никакой другой вид связи (радиоканал, DSL и др.) Не может обеспечить требуемого качества и скорости [5. - стр. 39]. Неравномерная загрузка узлов региональной сети передачи данных является важной проблемой. В результате сеть используется неэффективно или ее ресурсов недостаточно для обеспечения необходимого объема трафика с гарантированным уровнем качества. Существующая сетевая инфраструктура региональных сетей обычно основана на волоконно-оптических сетях связи с топологией типа «кольцо». Он объединяет сетевые узлы с разными требованиями к пропускной способности, в связи с чем необходимо анализировать интенсивность информационных потоков и выявлять «трудности» - перегруженные или ненагруженные участки сети. Кроме того, текущий ресурс межрайонных оптоволоконных сетей связи практически исчерпан по многим направлениям, что не позволяет увеличить пропускную способность региональной сети передачи данных за счет простого увеличения количества каналов. Таким образом, необходимо разработать комплекс мер по оптимизации сетевой и транспортной инфраструктуры.
Существующие методы оптимизации сетевой инфраструктуры включают использование новых современных решений - внедрение механизма MPLS (многопротокольная замена меток), а также проверенных временем методов реконструкции, таких как использование технологии сжатия волн WDM, которая позволяет с использованием существующей кабельной инфраструктуры. Эти решения позволяют изменять архитектуру региональных сетей передачи данных, увеличивать пропускную способность их сегментов и захватывать большие узлы [6. - стр. 166].
По аналогичной методике рассчитываются значения коэффициентов эффективности полосы пропускания каналов связи и полосы пропускания новых каналов для всех возможных вариантов реконструкции на основе изменения топологии сети и внедрения WDM-каналов. .
Существующие методы оценки эффективности различных схем оптимизации пакетных сетей позволяют оценить стоимость внедрения того или иного решения, что поможет более точно и точно подготовить технические требования для построения оптических транспортных сетей, моделируя возможное строительство широкополосных волоконно-оптических сетей. оптические сети доступа. Особенность этой модели в том, что при генерации первичных данных необходимо использовать статистику нагрузки на сетевые узлы реальной сети передачи данных.
При проектировании широкополосного доступа на базе волоконно-оптических сетей особое внимание следует уделять следующим теоретическим расчетам:
- расчет стоимости оптических разъемов;
- механический расчет конструкции оптического кабеля;
- расчет параметров надежности волокон в оптическом кабеле;
- механические характеристики и эксплуатационная надежность;
- механическая прочность оптических волокон;
- расчет риска разрыва от статических нагрузок и расчет надежности оптического волокна в случае его разрыва;
- расчет дисперсионных искажений.
Следует отметить, что теоретические допущения относительно нагрузок, прилагаемых к оптическим волокнам при использовании распределительных кабельных сетей, очень близки. Абонентский трафик передается через сегмент PON в направлении нисходящей ветви и восходящей ветви. Раздел BRAS-OLT использует стандартный стек протоколов для передачи трех вышеуказанных классов трафика по общедоступной IP-сети.
Передача информации по току от медной витой пары по кабелю дает несколько преимуществ. Поскольку волокно с высокой помехоустойчивостью выполнено из диэлектрического материала, оно противостоит электромагнитным помехам вокруг медных кабельных систем и электрического оборудования, возбуждающего электромагнитное излучение. Многожильные кабели не имеют проблемы перекрестного воздействия электромагнитного излучения, типичной для многих медных кабелей.
В заключение следует отметить, что моделирование позволяет получить полное представление о процессе и оценке не только на уровне средних значений, но и о гистограммах распределения. В этом контексте существует режим передачи трафика с постоянной скоростью передачи данных (CBR), а также с пропускной способностью в сети. Использование механизмов приоритетного обслуживания
позволяет обеспечить наилучшие условия для передачи чувствительного к задержкам трафика для всех типов трафика даже при одинаковых значениях интервалов обслуживания. Таким образом, различные модели могут быть реализованы на основе графической теории, описывающей каждый из вариантов реконструкции. Каждая версия имеет определенное количество новых каналов и новых узлов оптоволоконных сетей доступа. С помощью моделирования по известным алгоритмам получены данные о распределении нагрузки в каналах и определены их коэффициенты использования. Кроме того, будет разработан ряд критериев для оценки эффективности варианта реконструкции с учетом конкретных условий региональной сети.
References
1. Agatayeva, B.B., Elizhareva, E.Y., Shakhma-tova, G.A. Optical communication systems in telecommunications. - Almaty, 2009. - 71 p. [Published in Kazakh].
2. Smilov, N.K., Abdakov, G., Zhamangarin, D.S., Baikenova, G.M. Implementation of a broadband
communication line using FTTB technology via fiberoptic cables.- Vestnic PSU, 2018. - 15 p. [Published in Kazakh].
3. Ivanov, A.B. Fiber optics: components, transmission systems, measurements.- M.: Cyrus Systems, 1999. - 189 p. [Published in Russian].
4. Nurmanov, M.Sh., Kurmanov, A.T., Zhankozin, A.Zh. Electronics and microchip engineering. - Almaty: RK MTI, 2000. - 65 p. [Published in Kazakh].
5. Saitov, I. A., Mirinov, A.E, Golovashev, V.Yu., Dvordiyadkin, V.V. Fundamentals of building modern systems and networks of subscriber access. - Moscow, 2005. - 39 p. [Published in Russian].
6. AT Ibrayev, NK Smailov, Study parameters of fiber optic temperature sensors № 11-1, pages 5-8 2016.
7. Piotr Kisala, Waldemar Wojcik, Nurzhigit Smailov, Aliya Kalizhanova, Damian Harasim Elongation determination using finite element and boundary element method 389-394 2015/12/24.
DETERMINATION OF FACTORS AFFECTING WAGON TURNOVER TIME
Butunov D.B.,
PhD, acting associate Professor of the Department "Organization of transport movement" Tashkent state
transport university (Uzbekistan) Buriyev Sh.X.,
Assistant of the Department "Organization of transport movement", Tashkent state transport university (Uzbekistan)
Kamalov B.Sh.
Master, Tashkent State Transport University (Uzbekistan)
Abstract
The main purpose of the research is to identify the factors that negatively affect the performance of the wagon turnover, which is a key indicator of the quality of railway work. The article analyzes the methods of determining the time of wagon turnover. Execution of the indicator wagon turnover on the example of JSC "Uzbekistan Railways" for the period from 2015 to 2020, the analysis was carried out on the basis of its constituent elements. Factors influencing the timing of the wagon turnover were identified and the result was expressed in the form of "Ishikawi diagram". Measures to accelerate the wagon turnover were developed on the basis of the Hosin-Kanri principle.
Keywords: Wagon turnover, wagon working fleet, wagon turnover time, transportation process, factor.
Introduction
Wagon turnover is a general complex quality indicator of the work of railway transport, which reflects the results of technical, economic and organizational activities of all sections of the railway network [1-12]. It also assesses the quality of railway transport infrastructure and the use of fleet wagons [913, 16].
Wagon turnover can be determined for all wagons of the working fleet, either in general or in particular wagons and types of transport [1-6, 16]. This is important in determining the overall demand for a fleet of wagons to perform transportation. The shorter the turnaround time, i.e. the faster each wagon rotates, the more cargo can be transported by the wagons of the working fleet.
Therefore, one of the most pressing issues is to accelerate the timing of the wagon turnover, to improve the methods of its detection, to analyze and evaluate the level of performance and to identify measures affecting its implementation and develop measures to eliminate them in a timely manner.
Materials and methods
Many scientists have conducted research at various times to develop and improve methods for determining the time of wagon turnover. However, they used different parametric bases to determine the time of the wagon turnover. For example, in the work [1] the author proposed the following simple analytical formulas for finding the time of wagon turnover
