Надёжность оптических линий

Надёжность работы ВОЛС – это свойство волоконно-оптической линии связи обеспечивать возможность передачи требуемой информации с заданным качеством в течение определённого промежутка времени. Надёжность может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость, сочетание всех этих свойств. Показатели надёжности – это количественные характеристики свойств, определяющих надёжность ВОЛС. В общем случае волоконно-оптическая линия связи может рассматриваться как система, состоящая из двух совместно действующих сооружений – линейного и станционного. Каждое из этих сооружений при определении надёжности может рассматриваться как самостоятельная система. В теории надёжности используются понятия:

“отказ” – повреждение с перерывом связи по одному, множеству или по всем каналам связи;

“неисправность” – повреждение, не вызывающее закрытия связи, при котором значение одного или нескольких параметров не удовлетворяет заданным норм.

Внешние факторы, снижающие надёжность ВОЛС, проявляются, как правило, при эксплуатации; это земляные работы вблизи места прокладки кабеля, стихийные явления включающие в себя оползни, обвалы удары молнии, мерзлотные явления, землетрясения и т.д. Кроме того ОК может повреждаться грызунами, термитами, грибковыми образованиями. В волоконно-оптических кабелях присутствует новый по сравнению с традиционными кабельными линиями связи внутренний источник отказов – обрывы оптических волокон, вызванные старением кварцевого стекла.

Отказы характеризуются плотностью повреждений m с перерывом связи, приходящихся на 100 км трассы в год:

m = 100N / KL (17.1),

где N - число отказов на магистрали связи длиной L за К лет. Обычно m не превышает величины 0.24-0.3 по всем причинам; при грозе допустимая величина m ≤ 0.1.

Интенсивность отказов на 1 км трассы в час λ определяется из плотности повреждений

λ = m / (8760∙100) (17.2),

где 8760 – число часов в году; 100 – длина трассы (км), при которой определяется значение m.

Поток отказов в час Λ на всей длине магистрали находится из выражения

Λ = λ∙L = mL / (8760∙100) (17.3).

Среднее время восстановления связи определяется на всей трассе

(17.4),

где t_вi - время восстановления связи при i – м отказе, часов.

Наработка на отказ или среднее время между отказами представляет среднее число часов исправной работы линии между двумя соседними отказами, взятыми за определённый календарный срок эксплуатации:

(17.5),

где n - число отказов за принятый календарный срок; τ_i - время исправной работы между i = 1 и i = n отказами, часов.

Коэффициент готовности определяется как отношение суммарного времени исправной (безотказной) работы к общему суммарному времени исправной работы и времени восстановления за один и тот же период эксплоатации

к_{г =} Т₀ / (Т₀ + t_вп ) = (T – t_вп) / T (17.6),

где T₀ - суммарное время безотказной работы;

t_вп - время повреждения;

T - время наблюдения.

Коэффициент простоя – вероятность тог, что в заданный интервал времени линия неисправна

к_п = t_вп / (T₀ + t_вп) = 1 - к_г (17.7).

Вероятность безотказной работы в заданный интервал времени t:

P(t) = e^-Λt (17.8).

Принятое значение коэффициента готовности кабельной линии равно 0.985, аппаратуры 0.995; среднее время между отказами на линии не меньше 340.5 часа; среднее время восстановления не более 5.2 часа, плотность повреждений не более 0.182. На воздушных линиях электропередачи средне время восстановления не более 10часов; наработка на отказ не менее 670 часов. Для линии длиной 100 км коэффициент готовности должен быть не менее 0.99989, плотность отказов - не более 0.094.