Проектирование кольцевого участка транспортной сети в Московской области.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики Разрешаю допустить к защите Зав. кафедрой _____________________ ______________2014 г. ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА БАКАЛАВРА НА ТЕМУ Проектирование кольцевого участка транспортной сети в Московской области. Дипломант: Бабуркин С.Е______________________/___________________/ Научный руководитель: ст.пр. Азбукина О.Г.__/_____________________/ Рецензент:__________________________________/_____________________/ Москва 2015 г. 1

Содержание. Введение ...................................................................................................................................................................... 3 1. Краткое описание участков сети и выбор конфигурации сетевой структуры ..................................... 5 2. Определение емкостей межстанционных связей ...................................................................................... 10 3. Расчет необходимой емкости сединительных линий ............................................................................... 11 4. Определение уровней СЦИ ........................................................................................................................... 14 5. Выбор оптических интерфейсов .................................................................................................................. 15 Расчет максимальной длины соединительной линии. ................................................................................. 20 Расчет параметров качества связи .................................................................................................................. 21 Расчет параметров ОЦК. ................................................................................................................................... 27 6. Сеть синхронизации ....................................................................................................................................... 28 Сеть управления .............................................................................................................................................. 31 7. Выбор схемы адаптации и мультиплексирования синхронным оборудованием потоков доступа 35 8. Выбор станционного оборудования и составление его комплектации ............................................ 37 Заключение ............................................................................................................................................................... 41 Список литературы ................................................................................................................................................. 42 2

Введение Ускорение технического прогресса, развитие науки и улучшение коммуникации между людьми невозможно без постоянного совершенствования средств связи, передачи и обработки информации. Развитие информационных технологий привело к высокому темпу развития микропроцессорной техники, которая в свою очередь стимулировала развитие цифровых методов передачи данных. В итоге это привело к созданию новых высокоскоростных технологий глобальных сетей. Таких как PDH, SONET, SDH, ISDN, Frame Relay и ATM. Наиболее современная технология, которая используется в настоящее время для построения высокоэффективных сетей связи, является технология синхронной цифровой иерархии. Технология синхронной цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) позволяет создавать надежные транспортные сети и гибко формировать цифровые каналы в широком диапазоне скоростей. Технология SDH пришла на смену импульсно- кодовой можуляции PCM (ИКМ) и плезиохронной цифровой иерархии PDH (ПЦИ). Системы цифровой иерархии стали интенсивно внедрять из-за массовой установкисовременных зарубежных АТС, позволяющих оперировать потоками 2Мбит/с, и создания региональных локальных колец SDH. Технология синхронной цифровой иерархии (СЦИ) первоначально была разработана компанией Bellcore под названием «синхронные оптические сети» (Synchronous Optical NETs, SONET) и, по сути, является развитием технологии PDH. Быстрое развитие телекоммуникационных технологий привело к необходимости расширения иерархии скоростей PDH и максимального использования всех возможностей, которые предоставляла новая среда — волоконно-оптические линии связи. Одновременно с расширением линейки скоростей нужно было освободиться от выявленных за время эксплуатации этих сетей недостатков PDH, прежде всего, от принципиальной невозможности выделения отдельного низкоскоростного потока из высокоскоростного без полного демультиплексирования последнего. Сам термин «плезиохронный», т. е. «почти» синхронный, говорит о причине такого явления — отсутствии полной синхронности потоков данных при объединении низкоскоростных каналов в более скоростные. Кроме этого, в технологии PDH не были предусмотрены встроенные средства обеспечения отказоустойчивости и управления сетью. Была создана технология, способная передавать трафик всех существующих цифровых каналов уровня PDH (как американских T1–T3, так и европейских E1–E4) по высокоскоростной магистральной сети на базе волоконно-оптических кабелей и обеспечить иерархию скоростей, продолжающую иерархию технологии PDH до скорости в несколько Гбит/с. Системы СЦИ обеспечивают скорости передачи от 155Мбит/с и выше и могут транспортировать как сигналы существующих цифровых систем 3

(например, распространенных на городских сетях ИКМ-30 ), так и новых перспективных служб, в том числе широкополосных. Аппаратура СЦИ является программно управляемой и интегрирует в себе средства преобразования, передачи, оперативного переключения, контроля, управления. Благодаря появлению современных волоконно-оптических кабелей (ВОК) стали возможными высокие скорости передачи в линейных трактах (ЛТ) цифровых систем передачи с одновременных удлиннением секций регенерации до 100 км и более. Про изводительность таких линейных трактов превышает производительность цифровых трактов на кабелях с металлическими парами в 100 и более раз, что значительно увеличивает их экономическую эффективность. Большинство регенраторов возможно совместить с оконечными или транзитными станциями. Сети SDH обладают многими отличительными особенностями. Такими как гибкая иерархическая схема мультиплексирования цифровых потоков разных скоростей, которая позволяет вводить в магистральный канал и выводить из него пользовательскую информацию любого поддерживаемого технологией уровня скорости без демультиплексирования потока в целом — а это означает не только гибкость, но и экономию оборудования. Схема мультиплексирования стандартизована на международном уровне, что обеспечивает совместимость оборудования разных производителей. Другая не маловажная отличительная особенность - это отказоустойчивость сети. Сети SDH обладают высокой степенью «живучести» — технология предусматривает автоматическую реакцию оборудования на такие типичные отказы, как обрыв кабеля, выход из строя порта, мультиплексора или отдельной его карты, при этом трафик направляется по резервному пути или происходит быстрый переход на резервный модуль. Переключение на резервный путь осуществляется обычно в течение 50 мс. Третья особенность - мониторинг и управление сетью на основе включаемой в заголовки кадров информации. Обеспечивают обязательный уровень управляемости сети вне зависимости от производителя оборудования и создает основу для наращивания административных функций в системах управления производителей оборудования SDH. А также высокое качество транспортного обслуживания для трафика любого типа — голосового, видео и компьютерного. Лежащее в основе SDH мультиплексирование TDM обеспечивает трафику каждого абонента гарантированную пропускную способность, а также низкий и фиксированный уровень задержек. Многие страны уже весьма широко используют системы синхронной цифровой иерархии и планируют ограничить внедрение систем плезиохронной цифровой иерархии, а некоторые предполагают развивать свои сети исключительно на базе СЦИ. 4

1. Краткое описание участков сети и выбор конфигурации сетевой структуры При планировании цифровой сети связи будем опираться на следующие основные принципы:  предусматривается необходимый уровень эксплуатации будущей сети;  планирование сети на длительную перспективу с учетом её развития и изменения;  учет специальных условий и требований заказчика (пользователя) будущей сети; Основные этапы планирования сети связи включают:  выбор базовых вариантов архитектуры и топологии сети;  оптимизация топологии сети;  определение существующей и планируемой загрузки сети, и видов, и объема предоставляемых услуг;  обеспечение необходимого уровня надежности сети; Опишем функциональные модули SDH или основные элементы системы передачи данных на основе SDH. Модули могут быть связаны в сеть SDH. Логика работы или взаимодействия модулей в сети определяет необходимые функциональные связи модулей – топологию или архитектуру сети SDH. Сеть СЦИ строиться из отдельных функциональных модулей ограниченного набора: мультиплексоров, регенераторов, коммутаторов, концентраторов, терминального оборудования. Данный набор определяется основными функциональными задачами, решаемыми сcсетью:  сбор входных потоков через каналы доступа в агрегатный блок, пригодный для транспортировки в сети SDH – задача мультиплексирования, решаемая терминальными мультиплексорами – ТМ сети доступа;  перегрузка виртуальных контейнеров в соответствии со схемой маршрутизации в соответствии со схемой маршрутизации из одного сегмента сети в другой, осуществляемая в выделенных узлах сети, задача коммутации, или кросс коммутации, решаемая с помощью цифровых коммутаторов или кросс коммутаторов – DXC;  транспортировка агрегатных блоков по сети с возможностью ввода/вывода входных/выходных потоков – задача транспортирования, решаемая мультиплексорами ввода/вывода – ADM, логически управляющими информационным потоком в сети, а физически – потоком в физической среде, формирующей в этой сети транспортный канал;  объединение нескольких однотипных потоков в распределительный узел – концентратор (или хаб) – задача концентрации, решаемая концентраторами; 5

 сопряжение сети пользователя с сетью SDH – задача сопряжения, решаемая с помощью оконечного оборудования – различных согласующих устройств, например, конверторов интерфейсов, конверторов скоростей, конверторов импедансов и т.д.;  восстановление (регенрация) формы и амплитуды сигнала, передаваемого на большие расстояния, для компенсации его затухания – задача регенерации, решаемая с помощью регенераторов – устройств, аналогичных повторителям LAN. Выбор архитектуры построения транспортной сети основывается на применении типовых архитектурно-топологических решений и их комбинаций для отдельных сегментов сети и сети в целом. Рассмотрим подробнее базовые топологии и их особенности: а) «точка-точка» - наиболее простой пример базовой топологии SDH (рисунок 1.1). Может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров ТМ, как на схеме без резервного канала приёма/передачи, так и по схеме с полным резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный электрический или оптический агрегатные выходы (каналы приёма/передачи). При выходе из строя основного канала, сеть в считанные десятки миллисекунд автоматически переходит на резервный; Рисунок 1.1 – Топология «точка-точка», реализованная с помощью ТМ б) «последовательная линейная цепь» (рисунок 1.2) - это базовая топология, используется, когда интенсивность трафика в сети не так велика и существует необходимость ответвлений в ряде точек на линии, где могут вводиться и выводиться каналы доступа. Она реализуется как с использованием терминальных мультиплексоров на обоих концах, так и мультиплексоров ввода/вывода в точках ответвления. Эта топология напоминает последовательную линейную цепь, где каждый мультиплексор ввода/вывода является отдельным её звеном. Она может быть представлена либо в виде цепи с резервированием типа 1+1, либо менее сложной последовательной линейной цепью без резервирования. 6

Рисунок 1.2 – Топология «последовательная линейная цепь», реализована на ТМ и TDM. в) топология «звезда» (рисунок 1.3), реализующая функцию концентартора. В данной топологии один из удаленных узлов сети, связанный с центром коммутации или узлом сети SDH на центральном кольце, играет роль концентартора, где часть трафика может быть выведена на терминалы пользователей, тогда как оставшаяся его часть может быть распределена по другим удаленным узлам. Иногда такую схему называют оптическим концентратором, если на его входы подаются частично заполненные потоки уровня STM –N(или потоки уровня на ступень ниже), а на его выход поступает STM-N. Рисунок 1.3 – Топология «звезда» с мультиплексором в качестве концентратора. г) «кольцо»(рисунок 1.4), эта топология широко используется для построения SDH сетей первых двух уровней SDH-иерархии (155 и 622 Мбит/с). Основное преимущество этой топологии – легкость организации защиты типа 1+1, благодаря наличию в синхронных мультиплексорах SMUX двух пар(основной и резервный) оптических агрегатных выходов (каналов 7

приёма/передачи): восток – запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встроенными потоками и путевой защиты. Рисунок 1.4 – Топология «кольцо». В данной работе необходимо спроектировать сеть синхронной цифровой иерархии по кольцевой схеме, соединив между собой пять станций. Сетевая структура будет представлять из себя форму кольца (рисунок 1.5), расположенного в Московской области. Сетевые узлы кольцевого участка расположены: 1. 2. 3. 4. 5. Балашиха. Щелково. Пушкино. Царево. Ногинск. 8

Рисунок 1.5 – Схема кольцевого участка транспортной сети в Московской области. 9

2. Определение емкостей межстанционных связей Предполагаемый трафик между станциями линейного и кольцевого участков показа на рисунке 2.1 и представлен таблице 2.1. Рисунок 2.1 – Распределение межстанционных потоков. Таблица 2. 1 Межстанционный трафик кольцевого участка. № 1 2 3 4 5 Сумма станции 1 30 27 25 36 118 2 30 17 15 22 84 3 27 17 16 10 70 4 25 15 16 16 72 5 26 22 10 16 74 Итого: 418 В левом столбце и первой строке таблицы даны номера станций в соответствии с рисунком 1.5. На пересечении столбцов и строк указано число потоков Е1, которые должны быть организованы между станциями с соответствующими номерами. Поскольку предполагается организация только двухсторонних каналов, таблица симметрична относительно закрашенной диагонали. Так как нет линейного участка, то не надо прибавлять потоки от станций линейного участка. На этом расчет межстанционных связей можно считать законченным. 10

3. Расчет необходимой емкости соединительных линий Расчет необходимой емкости соединительных линий при отсутствии на них повреждений сводится к суммированию проходящих по ним потоков в соответствии со схемой сетевой структуры. Таблица 3.1. Необходимая емкость соединительных линий кольцевой части структуры. Соединительные Суммируемые Количество потоков линии потоки Е1 1-2 1-2, 1-3, 5-2 79 2-3 2-3, 1-3, 2-4 69 3-4 3-4, 2-4, 3-5 41 4-5 4-5, 3-5, 1-4 62 5-1 1-5, 1-4, 2-5 83 Наиболее часто используются двухволоконные (сдвоенные) кольца. При этом по одному кольцу потоки направляются по часовой стрелке, а по другому против часовой стрелки. При организации сдвоенного кольца резервирование может осуществляться разными способами, из которых наиболее часто используется: метод однонаправленного сдвоенного кольца и методы сдвоенного двунаправленного кольца с переключением трактов и переключением линий. Метод однонаправленного сдвоенного кольца заключается в следующем. На передаче каждый передаваемый поток дублируется и посылается по двум направлениям. На приемном конце передаваемые потоки сравниваются между собой и поток более высокого качества(или более высокого приоритета) направляются пользователю. При повреждении любой (одной) соединительной линии поток будет продолжать поступать к пользователю. С точки зрения управлении этот метод относительно прост, однако требует большого резерва ёмкостей соединительных линий: по каждой из них проходят все межстанционные потоки. Метод однонаправленного сдвоенного кольца применяют в структурах с небольшим количеством станций. Методом резервирования требующего наименьшего запаса по ёмкостям соединительных линий, является метод двунаправленного сдвоенного кольца с переключением трактов. При использовании данного метода в случае повреждения соединительной линии, потоки, проходившие по ней, направляются по резервному направлению. 11

Необходимая ёмкость соединительных линий сдвоенного двунаправленного кольца при переключении трактов. Таблица 3.2. Необходимая емкость соединительных линий сдвоенного двунаправленного кольца при переключении трактов. Лини Рабочее Аварийное состояние Макс. число и состоян 1-2 2-3 3-4 4-5 5-1 ие 1-2 79 84 120 141 118 141 2-3 69 84 70 131 152 152 3-4 41 120 70 72 124 124 4-5 62 141 131 72 74 141 5-1 162 118 152 124 74 152 Недостаток метода резервирования сдвоенного двунаправленного кольца с переключением трактов заключается в том, что это переключение возможно в результате достаточно сложной, а потому относительно длительной процедуры обмена информацией между станциями. В этом отношении более удобным оказывается метод переключения линий в двунаправленном сдвоенном кольце. Он заключается в переключении линейных потоков с одного кольца на другое на границах поврежденной соединительной линии так, как это изображено на рисунках. Необходимая емкость соединительных линий сдвоенного двунаправленного кольца при переключении линий. Таблица 3.3. Необходимая емкость соединительных линий сдвоенного двунаправленного кольца при переключении линий. Лини и Рабочее состоян ие 1-2 2-3 3-4 4-5 5-1 79 69 41 62 83 Аварийное состояние(обход по часовой стрелке) 1-2 2-3 3-4 4-5 5-1 148 84 120 141 162 70 131 152 120 110 72 124 141 131 103 74 118 152 124 145 Макс. число 162 152 124 145 162 Результаты, отображенные в таблице 3.3, дополнены расчетами чисел потоков, которые направлены против часовой стрелки. Был учтен принцип 12

изотропности сети, то есть из результатов расчета колец разного направления выбирался наибольший. При данном методе возрастает нагрузка на соединительные линии, примыкающие к аварийному участку, за счет возрастающих потоков. Необходимая ёмкость соединительных линий сдвоенного кольца при переключении линий. Таблица 3.4. Необходимая емкость соединительных линий сдвоенного двунаправленного кольца при переключении линий, Лини Рабочее Аварийное состояние(обход по часовой Макс. число и состоян стрелке) ие 1-2 2-3 3-4 4-5 5-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-1 79 69 41 62 83 148 148 120 141 162 110 131 152 120 110 103 124 141 131 103 145 162 152 124 145 162 152 124 145 162 13

4. Определение уровней СЦИ Определение уровней СЦИ для соединительных линий происходит на основе результатов расчета необходимых емкостей соединительных линий при том или ином способе резервирования. Отобразим ранее полученные результаты по необходимым емкостям соединительных линий в общей таблице 4.1. Таблица 4.1. Необходимые емкости соединительных линий для разных условий. Линия 1-2 2-3 3-4 4-5 1-5 Рабочее состояние 79 69 41 62 83 Однонаправленное 418 418 418 418 418 кольцо Переключение 141 152 124 141 152 трактов Переключение 162 152 124 145 162 линий При рассмотрении кольцевого участка структуры и анализируя данные из таблицы 4.1 можно отметить, что организация участка без защиты позволит ограничиться первым уровнем СЦИ только на одной соединительной линии(3-4), на остальных потребуется четвертый уровень СЦИ. В случае использования метода однонаправленного сдвоенного кольца и двунаправленного с переключением линий, потребуется четвертый уровень синхронной цифровой иерархии, как и в случае метода однонаправленного сдвоенного кольца и двунаправленного с переключением трактов. Беря во внимание, что в случае использования метода однонаправленного сдвоенного кольца и двунаправленного с переключением линий, требует менее сложной процедуры, берём его. 14

5. Выбор оптических интерфейсов Выбор оптических интерфейсов производиться на основе данных об уровне СЦИ и протяжённости той или иной соединительной линии. Параметры оптических интерфейсов соответствуют параметрам оборудования к концу срока его службы при наихудшем сочетании климатических и других условий эксплуатации. Особенности нормирования, контроля и измерения параметров оптических интерфейсов определяются постоянным совершенствованием элементной базы оборудования и требованиями современной концепции контроля и управления Для систем передачи СЦИ с универсальными возможностями построения транспортной сети требуется обеспечение так называемой поперечной совместимости, то есть возможности использования на концах участка оптического тракта оборудования различных производителей. Это требование привело к классификации оптических стыков по коду применения. Обозначение кода применения состоит из обозначения типа применения, далее, через тире, обозначения уровня STM-N, отделенного точкой приводимого (или неприводимого) цифрового символа, обозначающего длину волны источника излучения и тип применяемого оптического кабеля. «ТИП ПРИМЕНЕНИЯ – УРОВЕНЬ STM . ЦИФРОВОЙ СИМВОЛ» ТИП ПРИМЕНЕНИЯ: - I – для внутриобъектовой связи (intra), - S – для короткой межстанционной связи (short), - L – для длинной межстанционной связи (long); - V – для очень длинной межстанционной связи (very); - U – для сверхдлинной межстанционной связи (ultra). УРОВЕНЬ STM: N = 1, 4, 16 и 64. ОТСУТСТВИЕ ЦИФРОВОГО СИМВОЛА – означает номинальную длину волны источника излучения 1310 нм и тип кабеля с ОВ, соответствующим рек. G.652 МСЭ-Т (используется для внутриобъектовой связи). ЦИФРОВОЙ СИМВОЛ: - 1 – номинальная длина волны источника излучения 1310 нм и тип кабеля со стандартным ОВ (рек.G.652 МСЭ-Т); - 2 – номинальная длина волны источника излучения 1550 нм и тип кабеля со стандартным ОВ (рек.G.652 МСЭ-Т); - 3 – номинальная длина волны источника излучения 1550 нм и тип кабеля с ОВ с нулевой смещенной дисперсией (рек.G.653 МСЭ-Т); - 5 – номинальная длина волны источника излучения 1550 нм и тип кабеля с ОВ с ненулевой смещенной дисперсией (рек.G.655 МСЭ-Т). 15

Коды применения для оборудования СЦИ представлены в таблице 5.1 Рис 5.1 Карта трассы ВОЛП проложенной между узлами связи. 16

Линия Длина, км Код МСЭТ Уровень СЦИ 1-2 15 S-4.2 Таблица 5.2. Длины соединительных линий и уровни СЦИ. 2-3 3-4 4-5 5-1 19.5 21.2 42.3 37 L-4.2 L-4.2 L-4.2 L-4.2 4 В таблице 5.2 представлен код оптического интерфейса, который присваивается согласно классификации МСЭ-Т, рекомендация G.957. Коды, указанные в таблице 5.2, выбраны ориентировочно и их уточнение и определение параметров будет осуществляться на следующем этапе работы. Рис.5.2 Диаграмма уровней оптической секции. На диаграмме изображенной на Рис.5.2 приняты обозначения: Рпер. макс., Рпер. мин. – максимальный и, соответственно, минимальный уровни передачи оптического передатчика; Рпр. макс. – уровень перегрузки оптического приемника; Рпр. мин. – минимальный уровень приема, при котором обеспечивается необходимое качество передачи; Аэз. – эксплуатационный запас оптического тракта; Амакс., Амин. – максимальное и, соответственно, минимально допустимые затухания оптического тракта. С помощью диаграммы уровней для каждой соединительной линии следует определить Амакс. и Амин. Необходимые для этого значения уровней передачи и приема, а также величины Аэз. возьмем из технического описания на мультиплексор Huawei OptiX OSN 2500. 17

Оптический интерфейс S-4.2 Параметры передачи в пункте S Максимальная ширина спектра на уровне -20 дБ - 1нм; Коэффициент подавления не основных мод 30 дБ; Средняя излучаемая мощность: - максимум -8дБм - минимум -15дБм; Минимальный коэффициент гашения 8,2 дБ Параметры передачи между пунктами S и R Диапазон затуханий 0 – 12 дБ; Минимальные обратные потери в тракте 24 дБ; Максимум дискретных отражений между пунктами S и R – 27; Параметры приемника R Минимальная чувствительность – 28 дБм; Максимальная перегрузка – 8дБм; Максимальный энергетический запас оптического тракта 1; Максимальный коэффициент отражения приемника – 27; Оптический интерфейс L-4.2 Параметры передатчика в пункте S Максимальная ширина спектра на уровне - 20 дБ - <1нм; Коэффициент подавления не основных мод 30 дБ; Средняя излучаемая мощность: - максимум +2дБм - минимум -3дБм; Минимальный коэффициент гашения 10 дБ Параметры передачи между пунктами S и R Диапазон затуханий 10 – 24 дБ; Минимальные обратные потери в тракте 24 дБ; Максимум дискретных отражений между пунктами S и R – 27; Параметры приемника R Минимальная чувствительность – 28 дБм; Максимальная перегрузка – 8дБм; Максимальный энергетический запас оптического тракта 1; Максимальный коэффициент отражения приемника – 27; 18

Код S 4.2 L 4.2 Таблица 5.3. Характеристика интерфейсов мультиплексора. Рпер.макс., Рпер.мин., Рпр.макс., Рпр.мин., Аэз, А А дБ дБ дБ дБ дБ макс, мин, дБ дБ -8 -15 -8 -28 1 12 0 +2 -3 -8 -28 1 24 10 Оптические кабели с длинами волн 1,31 нм и 1,55 нм. представляют интерес для реализации их на внутризоновых участках т.к. позволяют реализовать регенерационные участки (РУ) длиной 60 – 100 км. На сегодняшний день промышленностью выпускаются кабели: ОКЛ, ОКЗ, ОЗКГ, ОМЗКГ. Основываясь на технически характеристиках STM-4, приведенных в таблице 5.3, в нашем проекте будем использовать кабель марки CO-TG24-2. Оптический кабель для прокладки в грунте и канализации CO-TG24-2. Кабель с центральным оптическим модулем, в котором располагается 24 оптических волокна. Слой брони выполнен из стальной гофрированной ленты и кроме механической защиты служит гидробарьером, который препятствует диффузии влаги через полимерные оболочки в сторону оптического волокна. Между броней и оптическим модулем проложена водоблокирующая лента. Наружная оболочка изготовлена из УФстабилизированного полиэтилена высокой плотности. Для придания дополнительной прочности конструкции в наружной оболочке размещены два силовых элемента, изготовленные из стальной проволоки. В кабель закладывается оптическое волокно Fujikura FutureGuide – LWP (соответствует ITU-T G.652.D). Кабель оптический соответствует «Правилам применения оптических кабелей связи, пассивных оптических устройств и устройств для сварки оптических волокон, утверждённых приказом Мининформсвязи России № 47 от 19.04.2006 » 19

Рабочие характеристики кабеля (рекомендация G.652.D): Коэффициент затухания на длине волны: 1550нм.-0.3 Дб/км. Числовая апертура-ОДЗ Длина волны нулевой дисперсии - нм. Дисперсия - 18 пс/(нм х км) Разность показателей преломления - 0.36%. Строительная длина кабеля-4 км. Расчет максимальной длины соединительной линии. Определим максимальную длину соединительных линий (мультиплексных секций) на основании Aмакс. и Амин., а также сравним их с длинами соединительных линий проектируемой сетевой структуры (таблица 5.3). Lсл= дБ. (1) α=0,3 дБ/км. Арс=0,5 дБ. Следовательно для интерфейса S-4.2 получаем: Lсл.макс. = 36 км., Lсл.мин. = 0. То есть передатчик может подключаться, непосредственно, к приемнику. Для интерфейса L-4.2 получаем: Lсл.макс. = 76,6 км., а Lсл.мин. = 30 км. Также необходимо, чтобы оптические волокна удовлетворяли требованиям по дисперсии. Lсл.макс. = (2) где B – скорость передачи в Мбит/с; С – хроматическая дисперсия, пс/нм∙км; - среднеквадратическая ширина спектра источника излучения, нм. Расчет для интерфейса S-4.2 Величину Е примем равную 0,306,для СД и одноподовых лазеров а где = = , нм. Lсл.макс. = Следовательно выбранный интерфейс отвечает требованиям по дисперсии на всех соединительных линиях кольцевого участка. 20

Расчет для интерфейса L-4.2 Согласно [1] величину Е примем равную 0,306, а = , где = нм. Lсл.макс. = Выбранный интерфейс отвечает требованиям по дисперсии на всех соединительных линиях линейного участка. А значит можно применить волокно рекомендации G.652. Выбранный интерфейс отвечает необходимым требованиям по дисперсии. Расчет параметров качества связи При определении параметров качества связи, довольно часто используют методы контроля трактов без закрытия связи посредством BIP (Bit Interleaved Parity – честность чередующихся битов) или кода CRC (Cyclic Redundacy Check – избыточный циклический код). Как в одном, так и в другом случае, контролируемый цифровой поток разделяется на блоки. В случае BIP блок дополнительно разделяется на то или иное количество частей, каждая из которых проверяется на честность, а результаты передаются на дальний конец. На приеме после проведения аналогичных операций производится сравнение результатов проверки. Совпадение результатов при сравнении свидетельствует об отсутствии ошибок в принятом блоке информации, различие - о наличии ошибок. В случае CRC, вместо проверки на честность, на ближнем и дальнем концах линии связи вычисляются и сравниваются остатки от деления по модулю два содержимого блока на заданный полином и осуществляется сравнение полученных остатков. В соответствии с этим используются следующие определения: Блок – последовательность битов, ограниченная по числу битов, относящихся к данному тракту, при этом каждый бит принадлежит только одному блоку (блоки не перекрываются). Количество битов в блоке зависит от скорости передачи и определяется по отдельной методике(обычно перемножением скорости передачи в тракте на 125 мкс.). Блок с ошибками (Errored Block) – EB – блок, в котором один или несколько битов являются ошибочными. 21

Секунда с ошибками (Errored Second) – ES – период в 1 секунду с одним или несколькими ошибочными блоками. Секунда, пораженная ошибками (Severely Errored Second) – SES – период в 1 секунду, содержащий >30% блоков с ошибками (EB) или, по крайней мере, один период с серьезными нарушениями (SDP). Период с серьезными нарушениями (Severely Disturbed Period) – SDP – период длительностью, равной 4 смежным блокам, в каждом из которых коэффициент ошибок ≥10-2 или в среднем за 4 блока коэффициент ошибок ≥10-2 , или же наблюдалась потеря сигнальной информации. Блок с фоновой ошибкой (Background Block Error) – BBE – блок с ошибкой не являющейся частью SES. Период неготовности для одного направления тракта – период, начинающийся с 10 последовательных секунд без SES (эти 10 секунд считаются частью периода неготовности) и заканчивающийся до 10 последовательных секунд без SES (эти 10 секунд считаются частью периода готовности). Периоды неготовности для тракта – это период, когда хотя бы одно из направлений его находится в состоянии неготовности. Основными показателями качества каналов и трактов ЦСП являются нормы на количество секунд с ошибками (ES) и секунд, пораженных ошибками (SES), в некоторые периоды измерений. Долговременные нормы содержащиеся в рекомендациях G.821 и G826, требуют для своей оценки длительного периода измерений – 1 месяц и более. Оперативные нормы относятся к экспресс-нормам, они определены на основе рекомендаций М.2100, М.2110, М.2120. Их оценка производится за относительно короткие периоды измерений. Среди оперативных норм различают: - нормы для ввода трактов в эксплуатацию; - нормы технического обслуживания; - нормы восстановления систем; В данном проекте мы ограничимся расчетом долговременных норм для основного цифрового канала и оперативных норм для одного из трактов и одной секции сетевой структуры. Расчет для тракта будем проводить для тракта между узлами 1 и 5. А расчет для секции будем производить между узлами 2 и 5. Ниже приведены данные необходимые для расчета, взятые из [1]. 22

Таблица 5.4. Доля от суммарных норм для трактов VC-N и компонентных трактов в зависимости от длины (МСЭ-Т М.2101). Контролируемый объект, км. Доля суммарных норм (Alloc), % d≤500 2 500<d≤1000 3 1000<d≤2500 4 2500<d≤5000 6 5000<d≤7500 8 d>7500 10 Для секций национальной сети Российской Федерации следует использовать данные таблицы 5.5. Таблица 5.5. Доля от суммарных норм для секций DCC РФ в зависимости от длины d. Контролируемый объект, км. Доля суммарных норм (Alloc), % d≤100 0.6 100<d≤200 0.8 d>200 1 Расчет оперативных норм для тракта VC-8 от станции 1 до станции 5, расстоянием 135 км. ES Определим суммарные эксплуатационные нормы по данным кратковременных измерений для трактов. Согласно [1] ES PO=8%, Alloc=2% - для трактов VC-N и компонентных трактов. Определим опрное значение для данного тракта в процессе эксплуатации. APO=PO∙Alloc∙T, где Т=86400с. APO=0,08∙0,02∙86400=139 c. Значение показателя ошибок для приема объекта в эксплуатацию: BISPO=0,5∙APO=70 c. Найдем нижний предел для показателя ошибок, обеспечивающий безусловный прием объекта в эксплуатацию: S1= √ Верхний предел для показателя ошибок, обеспечивающий безусловный отказ от приема объекта в эксплуатацию. S2= √ Прием в эксплуатацию осуществляется при определении показателей в течение 24 или 2 часов. Если значение показателей ошибок находится в интервале от S1 до S2, то измерения проводят в течении 7 суток. 23

Определим показатели ошибок для порога ухудшения качества (DPL) и недопустимого качества (UPL): DPL=0,75∙APO=0,75∙135=102 c. UPL определим по данным таблицы 5.6. UPL=15 мин c. ES (c) SES (c) ES (c) SES (c) Таблица 5.6. Показатель недопустимого качества (UPL). VC-12 VC-2 VC-3 VC-4 120 120 150 180 15 15 15 15 STM-1 STM-4 STM-16 STM-64 50 50 65 80 10 10 10 10 Определим нормы на качество после ремонта (ARPL): ARPL=0,5∙139=70 с. SES Определим суммарные эксплуатационные нормы по данным кратковременных измерений для трактов. Согласно [1] SES PO=0,1%, Alloc=2% - для трактов VC-N и компонентных трактов. Определим оперное значение для данного тракта в процессе эксплуатации. APO=PO∙Alloc∙T, где Т=86400с. APO=0,001∙0,02∙86400=2 c. Значение показателя ошибок для приема объекта в эксплуатацию: BISPO=0,5∙APO=1 c. Найдем нижний предел для показателя ошибок, обеспечивающий безусловный прием объекта в эксплуатацию: S1= √ Верхний предел для показателя ошибок, обеспечивающий безусловный отказ от приема объекта в эксплуатацию. S2= √ Прием в эксплуатацию осуществляется при определении показателей в течение 24 или 2 часов. Если значение показателей ошибок находится в интервале от S1 до S2, то измерения проводят в течении 7 суток. Определим показатели ошибок для порога ухудшения качества (DPL) и недопустимого качества (UPL): DPL=0,75∙APO=0,75∙2=2 c. UPL определим по данным таблицы 5.6. 24

UPL=15 c. Определим нормы на качество после ремонта (ARPL): ARPL=0,5∙APO=1 с. Расчет норм для секции от станции 2 до станции 5. SES Определим суммарные эксплуатационные нормы по данным кратковременных измерений для трактов. Согласно [1] SES PO=0,1%, Alloc=0,6% - для секции. Определим оперное значение для данной секции в процессе эксплуатации. APO=PO∙Alloc∙T, где Т=86400с. APO=0,001∙0,006∙86400=1 c. Значение показателя ошибок для приема объекта в эксплуатацию: BISPO=0,5∙APO=1 c. Найдем нижний предел для показателя ошибок, обеспечивающий безусловный прием объекта в эксплуатацию: S1= √ Верхний предел для показателя ошибок, обеспечивающий безусловный отказ от приема объекта в эксплуатацию. S2= √ Прием в эксплуатацию осуществляется при определении показателей в течение 24 или 2 часов. Если значение показателей ошибок находится в интервале от S1 до S2, то измерения проводят в течении 7 суток. Определим показатели ошибок для порога ухудшения качества (DPL) и недопустимого качества (UPL): DPL=0,75∙APO=0,75∙1=1 c. UPL определим по данным таблицы 5.6. UPL=10 c. Определим нормы на качество после ремонта (ARPL): ARPL=0,5∙APO=0 с. APO BISPO S1 S2 ARPL DPL UPL 15 минут 1 Таблица 5.7. ES для тракта VC-4 длиной 135 км. 2 часа 24 часа 7 суток 12 139 973 6 70 490 1 54 8 87 70 102 180 25

APO BISPO S1 S2 ARPL DPL UPL 15 минут 0 Таблица 5.8. SES для тракта VC-4 длиной 135 км. 2 часа 24 часа 7 суток 0 2 12 0 1 6 0 0 0 3 2 1 15 Выделенные значения вносятся в паспорт тракта (секции). APO BISPO S1 S2 ARPL DPL UPL 15 минут 0 Таблица 5.9. SES секции STM-4 длиной 93 км. 2 часа 24 часа 7 суток 0 1 5 0 0 1 0 0 0 3 0 1 10 26

Расчет параметров ОЦК. Расчет параметров основного цифрового канала осуществляется на основе рекомендации G.821. Рассчитывать параметры будем для самого протяженного участка: от станции 4 до станции 5. Его длина составляет 42.3 км, а значит следует использовать нормы для внутризонового участка. L – максимальная длина канала ОЦК. L=42.3 км. А – одноминутные интервалы, в Ka≥90% времени происходит не более 4-х ошибок. B – односекундные интервалы, в Kв≥99,8% времени происходит не более 64 ошибок. С – односекундные интервалы, в Кс≥92% времени нет ошибок. Более удобно оперировать числом секунд с ошибками за определенный период времени. Рассчитаем этот параметр для периода в 1 месяц(43200 минут= 2 592 000 секунд ). На этом расчет параметров качества можно считать законченным. 27

6. Сеть синхронизации Тактовая система синхронизации представляет собой сеть синхронизации, наложенную на транспортную сеть СЦИ. Сеть синхронизации имеет древовидную архитектуру, исключающие замкнутые контуры, причём сигналы синхронизации передаются по линиям транспортной сети и распространяясь от узла к узлу, постепенно ухудшают свои параметры. Вся сеть синхронизации первичной транспортной сети подразделяется на несколько синхронных зон, в каждой из которых синхронизация сетевых узлов осуществляется от одного первичного эталонного генератора по принципу «ведущий - ведомый» между узлами и «распределённый – ведущий» внутри узлов. Синхронные зоны между собой являются автономно синхронизированными. В отсутствие взаимодействия данной сети СЦИ с другими сетями в качестве главного задающего генератора (ЗГ) синхронной зоны можно использовать ЗГ сетевого узла: вторичный (ВЗГ) или местный (МЗГ) задающий генератор, или генератор сетевого элемента (ГСЭ). Задающие генераторы ПЭГ, ВЗГ, МЗГ и ГСЭ образуют четырехступенную иерархию, высшую ступень которой занимает ПЭГ. Синхронные мультиплексоры могут мультиплексироваться источников тактовых сигналов: - поток STM-1 или STM-4 (тактовый сигнал T1); - поток PDH (тактовый сигнал T2); - внешний тактовый сигнал (T3); - внутренний кварцевый генератор (T0); от При установке конфигураций (при вводе в эксплуатацию) определяются имеющиеся источники тактовых сигналов, и каждому источнику тактовых сигналов назначается приоритет. Во время начала работы выполняется текущий контроль каждого из сконфигурированных источников синхронизации. При отказе источника тактовых сигналов, в данный момент используемого для синхронизации, мультиплексор автоматически переключается на источник тактовых сигналов со следующим приоритетом. Критерием для переключения источников синхронизации могут служить события: - LOS (потеря сигнала); - LOF (потеря цикла); - AIS (сигнал индикации аварии); - ТМА (аварийный сигнал маркера синхронизации); - ExcBER (интенсивность битовых ошибок); Синхронный мультиплексор сам может служить источником для передачи синхросигнала. Для этого предусмотрен выход Т4. 28

Поскольку мультиплексоры сети СЦИ содержат синхронизируемые генераторы низкого уровня (генераторы сетевых элементов ГСЭ), то для предотвращения поступления синхросигналов от ГСЭ на генераторы более высоких уровней (ВЗГ) в заголовке STM-N передаются SSM биты, определяющие качество источника синхронизации (см. таблицу 9.1). Таблица 9.1. Информация о байте маркера синхронизации SSM. SSM биты (S1, 58 бит)/Присвоенное значение Тип источника синхронизации 0000/Oh unlown 0010/2h ПЭГ 0100/4h ВЗГ (SSU-A) 1000/8h МЗГ (SSU-B) 1011/Bh ГСЭ (SEC) 1111/Fh DNU (do not use) Описание значения Качество неизвестно PRC (G.811) SRC, транзитный (G.812T) SRC, локальный (G.812L) Таймер G.813 Для синхронизации не используется Обозначение уровня качества Q/Уровень качества Q0/Неизвестное Q2/Наивысшее Q4/Высокое Q8/Среднее Q11/Низкое Q15/Не использовать Пояснения к таблице 6.1. - PRC – первичный опорный тактовый генератор; при получении SSM со значением 2h каждый сетевой элемент синхронизируется с этим тактовым генератором с уровнем качества Q2. - SRC транзитный – вторичный опорный тактовый генератор; байт маркера синхронизации SSM со значением 4h указывает на использование источника синхронизации, соответственно G.812T ITU-T с уровнем качества Q3. - SRC локальный – этот опорный тактовый генератор редко используется в сетях SDH. Уровень качества Q4 почти на порядок ниже, чем для транзитного SRC. - МТС – источник синхросигналов мультиплексора: этот байт маркера синхронизации SSM в том случае, если в списке отсутствуют другие источники тактовых сигналов; - Качество неизвестно: Этот байт SSM передается сетевым элементом на выход STM до тех пор, пока внутренний кварцевый генератор не будет синхронизирован с источником входящих тактовых сигналов. Как только совершится синхронизация, на все другие выходы SSM передается байт 29

маркера синхронизации, который соответствует этому источнику оперных тактовых сигналов; - Для синхронизации не используется: байт маркера синхронизации со значением равным Fh передается автоматически в случае синхронизации SDH-порта в обратном направлении. Так предотвращается образование шлейфа по синхронизации. Схема синхронизации кольцевого участка изображена на рисунке 7.1 Рисунок 7.1 Схема синхронизации кольцевого участка. Р1 – первый приоритет (Высокий) Р2 – второй приоритет (низкий) Q2 – высокой качество синхросигнала Q15 –низкое качество синхросигнала 30

Сеть управления Управление современной электросвязью осуществляется с помощью сети управления электросвязью (телекоммуникациями)ТМN.ТMN – распределённая сеть, обеспечивающая управление сетями электросвязи и их услугами. Сеть управления ЦСП СЦИ (SMN – SDH ManagementNetwork ) входит в состав сети управления электросвязью и управляет сетевыми элементами ЦСП СЦИ. При создании системы электросвязью решаются следующие задачи: 1) Обеспечение сбора и передачи информации о состоянии всех сетевых элементов по сети передачи данных; 2) Адаптация систем передачи, систем коммутации вторичных сетей к требованиям, предъявляемым к сетевым элементам (СЭ) технологией ТМN; 3) Разработка программного и технического обеспечения для соответствующих уровней управления. Система управления предназначена для контроля и управления всеми операциями, необходимыми для функционирования аппаратуры и сети ЦСП СЦИ. На аппаратном уровне в нее входят сетевая рабочая станция РС (специализированный компьютер), местные терминалы МТ (персональные компьютеры), стыки обслуживания и контроллеры аппаратуры. На программном уровне система управления аппаратуры и сети ЦСП СЦИ включает операционную систему для РС и специальное программное обеспечение для МТ. Управление мультиплексором может осуществляться на трех уровнях: 1. Локальное управление через пользовательский терминал, обеспечивается путем подключения СОМ-порта консоли к терминальному порту мультиплексора. При этом управление осуществляется через интерфейс командной строки (CLI) при помощи любой из терминальных программ, например WindowsHyperTerminal. 2. Локальное и удаленное управление посредством элемент-менеджера оборудования. При этом управление осуществляется через графический интерфейс пользователя (GUI) на основе протоколов TCP/IP/PPP или TCP/IP/HDSL. При этом используется программное обеспечение FlexGainViewManager. 31

3. Локальное и удаленное управление оборудованием через систему централизованного сетевого управления FlexGainView. Доступ из системы сетевого управления к сетевым элементам осуществляется через SNMP-агент при помощи протоколов TCP/IP (прямой доступ), а также TCP/IP/PPP или TCP/IP/HDSL (через выделенные каналы DCCM или DCCR внутри заголовка кадра SDH). Система управления сетью ЦСП СЦИ функционирует на двух уровнях: сетевом, то есть на уровне управления сетью или подсетью (SMN, SMS) и уровне элементов, то есть на уровне управления сетевыми элементами (СУЭ, EMS). На первом уровне создаются объекты управления – сетевые элементы (мультиплексоры), линии между СЭ, и тракты виртуальных контейнеров (VC-n), соединяющие оконечные СЭ через промежуточные. На втором уровне создаются и обслуживаются СЭ. Информация о СЭ может вводиться вручную – указанием типа, наименования аппаратуры и данных конфигурирования, либо считыванием данных существующих СЭ и целых подсетей. СЭ могут создаваться системой управления до того, как они созданы реально. Данные конфигурации могут быть загружены в СЭ от СУ или считаны СУ из СЭ. Этот уровень отражается на экранах мониторов с помощью меню управления сетевыми элементами. На этих двух уровнях в системе управления должны выполняться следующие основные операции: – доступ в систему управления; – конфигурирование; – сигнализация и регистрация аварийной информации; – контроль качества; – администрирование. Для получения доступа в систему управления оператор системы управления должен знать индивидуальное имя пользователя и пароль. Для каждого сетевого элемента может быть зарегистрирована определённая группа пользователей. Пользователи должны быть разделены на категории: администратор, технический руководитель и оператор. Конфигурирование на сетевом уровне подразумевает конфигурирование трактов VC-n, m, что предполагает: образование трактов, изменение и запись их параметров, резервирование, уничтожение трактов, проверку трассы, запись параметров трактов, уровней срабатывания аварийной сигнализации и так далее. Аналогично на этом уровне 32

производится конфигурация трактов сети доступа и каналов, образуемых посредством соответствующих трактов. Конфигурирование на уровне элементов относится к конфигурированию сетевых узлов (СЭ), что предполагает выбор узла, изменение и запись его параметров (адреса, комплектации и др.), уничтожение узла. Сигнализация и регистрация аварийной информации в системе управления должны использоваться для того, чтобы технический персонал обратил внимание на повреждение аппаратуры и принял соответствующие меры для их устранения. Все происходящие события должны быть отражены на экранах мониторов сетевых и рабочих станций, с помощью аварийной сигнализации стойки/ряда/станции через станционный интерфейс и с помощью аварийной сигнализации аппаратуры ЦСП СЦИ Контроль качества в системе управления, состоящей из сетевых элементов ЦСП СЦИ, поддерживается функция контроля качества на интерфейсах ПЦИ и СЦИ (сетевых трактов E1, E3, E4, трактов VC-n,m, мультиплексных и регенерационных секций). Полученные данные передаются в систему управления по запросу пользователя или регулярно, или при превышении порога показателя ошибок. Администрирование заключается в создании, модификации и уничтожении пользователей. Эти операции позволяют создать пользователя со своим именем и паролем, изменить привилегии пользователя и изъять пользователя из системы управления. Администрирование позволяет осуществлять запуск и остановку системы управления, устанавливать параметры периферийных устройств, создавать архивы и восстанавливать базы данных, получать полный список аварийных событий, вводить или уничтожать блоки с точки зрения системы управления. 33

С учётом сказанного построим схему управления сетевой структурой. Рисунок 7.2. Сеть управления. NE (network element) — сетевой элемент DCC (data communication channel) служебный канал управления F — интерфейс для подключения сети передачи данных к рабочей станции элемент-менеджера (низкоскоростной интерфейс). Q — интерфейс, обеспечивающий связь между ОС, управляющей работой сети и теми элементами сети, с которыми она в свою очередь имеет непосредственную связь (высокоскоростной интерфейс). 34

7. Выбор схемы адаптации и мультиплексирования синхронным оборудованием потоков доступа Рассмотрим группообразование синхронных транспортных модулей (STM). Информация, поступающая в сеть, согласовывается со структурами, с помощью которых поддерживается соединение. В SDH эти структуры образуются в сетевых слоях секций и трактов и транспортируют цифровые потоки, а также компенсация возможных изменений скорости и фаз транспортируемых по сети SDH цифровых потоков. Такая компенсация обеспечивает функционирование SDH как синхронной сети, допускающей плезиохронный режим. Синхронные мультиплексоры фирмы «Huawei OptiX» формируют потоки синхронной цифровой иерархии и плезиохронной цифровой иерархии. На рисунке 7.1 изображена организация и связи структур мультиплексирования иерархий SDH и PDH. Рисунок 7.1. Структуры мультиплексирования SDH и PDH. Мультиплексирование начинается с формирования контейнера. Входящие потоки PDH упаковываются в контейнеры SDH C-12, C-3 или С-4в соответствии плезиохронным методом выравнивания скоростей; каждая стандартная скорость передачи информации потока PDH постоянно назначается контейнеру определенного размера. Путем добавления к контейнерам заголовка тракта (POH) из контейнера создаются виртуальные контейнеры VC-12, VC-2, VC-3 или VC-4. То есть VC=POH+C. Трактовый заголовок POH создается (ликвидируется) в пунктах, в которых организуется (расформировывается) VC, и контролирует тракт между этими пунктами. В функции POH входит контроль качества тракта и передача аварийной и эксплуатационной информации. POH тракта высшего порядка содержит также информацию о структуре информационной нагрузки VC. Каждый виртуальный контейнер VC-12 или VC-2 генерирует, вместе с соответствующими указателями TU (указатель данных), трибутарную единицу TU-12 или TU-3. 35

Преобразование виртуального контейнера VC-12 в трибутарный блок TU-12 и последующие мультиплексирование может проходить по двум схемам или в двух режимах: плавающем и фиксированном. Достоинство плавающего режима в том, что он допускает использование указателей для определения истинного положения контейнера в поле полезной нагрузки, а следовательно допускает некую асинхронность в транспортировке контейнера и является средством гибкого динамического выравнивания положения контейнера внутри структуры, в которую он погружен. Фиксированный режим использует фиксированное синхронное отображение структурированной информации трибных блоков на поле полезной нагрузки контейнеров верхних уровней. Он позволяет однозначно идентифицировать эту информацию с помощью указателей трибных блоков TU-n или TUG, допускающая более эффективную последующую обработку. Недостаток режима – исключается любая несинхронность при транспортировке контейнера. Для обеспечения плавающего режима формируется мультифрейм, состоящий из нескольких фреймов, в «рамках» которого мог бы плавать контейнер нижнего уровня (С-12). При создании такого мультифрейма допускается три варианта отображения трибов на его структуру: синхронное, бит-синхронное, байт-синхронное. Бит-синхронное размещение используется для сигналов не имеющих байтовой структуры и не рекомендуется для международных соединений. Байт-синхронный вариант для триба E1 имеет две опции: однасоответствует PDH трибус внутриканальной синхронизацией CAS, другая с сигнализацией по общему каналу SS#7. Мы будем использовать плавающий режим с асинхронным отображением трибов. TU обеспечивает согласование между сетевыми слоями трактов низшего и высшего порядков и содержит информационную нагрузку, и TU указатель показывающий, отступ начала цикла нагрузки от начала цикла VC высшего порядка. TU равно TU указатель плюс VC. Один или несколько TU занимающих определенные фиксированные позиции в нагрузке VC высшего порядка, называют «группой трибутарных единиц» (TUG). TUG образуется путем генерирования байтов TU-12 и U-3. Из-за своего размера виртуальный контейнер VC-4 может передаваться только непосредственно в цикле STM-1.Виртуальный контейнер VC-4 вместе с соответствующим указателем AU образует административную единицу AU-4. То есть AU формируется из AU указатель плюс VC/ Указатель AU содержит разность фаз между циклами SDH более высокого порядка и соответствующим виртуальным контейнером VC-4. Один или несколько AU, занимающих определенные фиксированные позиции в нагрузке STM, называются «группой административных единиц» (AUG). Группа содержит однородный набор блоков AU-3 или один блок AU-4. STM-N образуется побайтным соединением N AUG и секционного заголовка SOH: STM образуется из SOH плюс N умноженное на AUG. 36

8. Выбор станционного оборудования и составление его комплектации В отличии от плезиохронной цифровой иерархии, где аппаратура узко специализировалась для преобразования, передачи, оперативного переключения, аппаратура СЦИ многофункциональна. Все виды выпускаемого оборудования SDH выполняют функции передачи по линии, контроля и управления, большинство из них имеют функции преобразования, автоматического переключения и т.д. Приводимое ниже разделение аппаратуры SDH по типам (синхронный мультиплексор СМ, аппаратура оперативного переключения FJG и т.д.) является условным. Основным типом оборудования SDH является синхронный мультиплексор. Он выполняет функции преобразования, оперативного переключения, ввода/вывода цифровых потоков и приема/передачи с линии. Кроме того он участвует в функциях конфигурирования и контроля сети. В соответствии с высшим уровнем синхронных транспортных модулей, которые обрабатывает синхронный мультиплексор, различают СМ-1, СМ-4, СМ-16. Мультиплексоры первого уровня образуют сети доступа. Они формируют из сигналов потребителей сигналы STM-1, которые либо используются в качестве линейных, либо по внутристанционным связям подаются в СМ-4 или в СМ-16. Мультиплексоры высших уровней работают на более загруженных участках сети, таких как магистрали. Они воспринимают сигналы STM-N и плезиохронной цифровой иерархии – сигналы 140 Мбит/с и формируют из них новые STM-N. Мультиплексоры всех видов могут работать в качестве оконечных модулей(ОМ), ввода/вывода(МВВ) и имеют встроенную аппаратуру оперативного переключения(АОП). Второй довольно широко распространенный тип аппаратуры SDH – автономная FJG/ Её функции – переключение цифровых потоков и передача по линии. Кроме того FJG является шлюзом между сетями СЦИ и ПЦИ, т.е. выполняет функции синхронного мультиплексора. Также возможны комбинации функций FJG разных уровней SDH и PDH. Линейные регенераторы стандартизированы рекомендациями МККТТ и перспектива их широкого распространения весьма сомнительна. На развитых сетях расстояние между узлами составляют несколько десятков километров, что уже сейчас исключает промежуточную регенерацию. С использованием оконечных оптических усилителей достигается длина секций регенерации 250-300 км., достаточная на большинстве участков всех сетей связи. В качестве станционных регенераторов в сетях SDH используют синхронные мультиплексоры, транслирующие между секциями регенерации не весь сигнал STM-N, а только VC-4. Тип аппаратуры зависит от выбранного уровня SDH. В нашем проекте используется уровень STM-4. На каждой станции сети, в каждом тракте следует установить по одному (два на станцию) однотипному синхронному 37

мультиплексору четвертого уровня в конфигурации ввода/вывода. Такие мультиплексоры способны ответвлять любое количество потоков E1, до 252 включительно, данного тракта, пропускать остальные транзитом. Аппаратура уровня STM-4 выпускают большим количеством разнообразных фирм и их характеристики примерно одинаковы. В нашем проекте целесообразно использовать оборудование компании «Alcatel», которая зарекомендовала себя на рынке связи как компания выпускающая надежное оборудование. Мы будем использовать оборудовании модели Huawei OptiX OSN 2500(рисунок 8.1), которое сертифицировано для сети связи Российской Федерации. Рисунок 8.1. Вид мультиплексора OptiX OSN 2500. Система OptiX OSN 2500 компании Huawei Technologies является оптической коммутационной платформой с интеллектуальными возможностями и поддержкой различных уровней и степеней разграничения услуг. Оборудование представляет собой построенный на единой платформе мультиплексор SDH с функцией ввода/вывода и гибкой архитектурой. Устройство обеспечивает агрегирование услуг, транспортировку голосового и информационного трафика с высокой пропускной способностью и может применяться в сетях доступа и передачи. Емкость кросс-коммутации в системе OptiX OSN 2500 достигает 18,75 Гбит/с на высоком уровне или 5 Гбит/с на низком. Конструктивно подстатив OptiX 2500+ разделяется на переднюю и заднюю части. На передней части расположены блоки интерфейсов СЦИ и ПЦИ. В блок интерфейсов СЦИ входят оптические интерфейсы STM-16, STM-4 и STM-1, а также электрический интерфейс STM-1. В блок интерфейсов ПЦИ 38

входят ряд электрических интерфейсов Т1 (1.5 Мбит/с), Е1 (2 Мбит/с), ЕЗ (34 Мбит/с) и ТЗ (45 Мбит/с). Все эти интерфейсы, в зависимости от типа, могут быть подключены к соответствующим разъемам в IU1-IU12 и IU Р подстатива. В задней части располагаются линейные терминальные устройства (LTU), блок питания, FB1/LPDR, EIPC и другие вспомогательные интерфейсы. Линейные терминальные устройства предназначены для подключения различных интерфейсных плат, соответствующих платам в разъеме Ш; разъем FB1/LPDR предназначен для подключения интерфейсов FBI или LPDR; а разъем EIPC, соответственно, для EIPC. Основные особенности Высокая степень интеграции Функции линейного блока, блока кросс-коммутации, блока синхронизации, блока SCC (System Control and Communication, Управление системой и связь) интегрированы на одной плате, что в значительной степени высвобождает ресурсы слотов. Для OptiX OSN 2500 используется конструктив подстатива, занимающего малую площадь и удобного для установки и техобслуживания. Оборудование устанавливается в 19-дюймовые телекоммуникационные стойки. Передача Ethernet-трафика В системе OptiX OSN 2500 осуществлена интеграция функций Ethernetдоступа с той же платформой SDH, которая обеспечивает передачу голосового трафика. Таким образом, в сетях, построенных на устройствах OptiX OSN 2500, обеспечивается динамическое распределение полосы пропускания пользователям в соответствии с объемами проходящего трафика. Система OptiX OSN 2500 поддерживает:  трафик Ethernet 10/100/1000 Мбит/с;  протоколы инкапсуляции, такие как высокоуровневый протокол управления каналом передачи данных (HDLC - High-level Data Link Control), процедура доступа к каналу - SDH (LAPS - Link Access Procedure-SDH), обобщенная процедура формирования кадров (GFP - Generic Framing Procedure);  коммутацию на уровне 2, а также возможность классификации Ethernetтрафика в соответствии с определениями стандарта IEEE 802.1Q-tag;  прозрачную передачу и конвергенцию Ethernet-трафика; 39

 схему регулировки пропускной способности канала (LCAS - Link Capacity Adjustment Scheme), с помощью которой обеспечиваются динамическая регулировка пропускной способности при передаче и резервирование конкатенированной группы;  функцию VPN уровня 2  услуги EPL (Ethernet Private Line, частная линия Ethernet), EVPL (Ethernet Virtual Private Line, Виртуальная частная линия Ethernet), EPLn/EPLAN (Ethernet Private LAN, Частная локальная сеть Ethernet) и EVPLn/EVPLAN (Ethernet Virtual Private LAN, Виртуальная частная локальная сеть Ethernet). На всем кольцевом участке необходимо поставить данное оборудование, комплектация мультиплексоров представлена в таблице 8.1 Таблица 8.1. Комплектация оборудования. № Кол-во Кол-во Кол-во Кол-во Кол-во Плата Кол-во СМ трибутарных трибутар агрегат агрегат SCC кросс карт интерфейсов. ных ных ных карт соедин источн Карт Е1 интерфей интерф интерф ения и иков сов ейсов. ейсов. синхро питани E3 Карт Карт низаци я STM- STM-4 и 16 1 2 1 1 2 2 2 2 2 2 1 0 2 2 2 2 3 2 1 0 2 2 2 2 4 2 1 0 2 2 2 2 5 2 1 0 2 2 2 2 Итого 10 5 1 10 10 10 10 : Каждая трибутарная интерфейсная карта Е1 включает в себя 32 порта для потоков 2 Мбит/c. Каждая трибутарная интерфейсная карта Е3 включает в себя 32 порта для потоков 34.5 Мбит/c. На одной из главных станций сети необходимо установить головное устройство системы управления, так называемый Element Manager. Это устройство должно быть обслуживаемым до момента запуска системы автоматической эксплуатации сети (АСТЭ, TMN). Остальные комплекты SDH не нуждаются в постоянном обслуживании и могут контролироваться удаленно и программно. 40

Заключение В этой работе ,был спроектирован кольцевой участок транспортной сети с применением оборудования синхронной транспортной иерархии, состоящий из 5 пунктов: Балашиха-Щёлково-Пушкино-Царево-Ногинск. Была выбрана топология проектируемой сети, рассчитана межстанционная нагрузка, предусмотрено резервирование сети с восстановлением при сбоях, выбрано оборудование, мультиплексор OptiX OSN 2500 и кабель CO-TG24-2, описаны принципы управления и синхронизации, а также произведён расчёт параметров качества и надёжности сети. Спроектированная волоконно-оптическая линия является целесообразной , отвечает всем требованиям и условиям 41

Список литературы 1. В.Н. Гордиенко, С.В.Кунегин, М.С. Тверецкий. Современные высокоскоростные телекоммуникационные системы. Ч.4. Проектирование высокоскоростных синхронных сетей СЦИ: Учебное пособие / МТУСИ. –М., 2001 г. 2. Волоконно-оптические системы передачи и кабели: Спарвочник / И.И. Гроднев, А.Г. Мурадян, Р.М. Шарафутдинов и др. – М.: Радио и связь, 1993 г. 3. Гордиенко В. Н., Крухмалев В. В., Моченов А. Д., Шарафутдинов Р. М. Оптические телекоммуникационные системы. Учебник для вузов / Под ред. профессора В. Н. Гордиенко. – М: Горячая линия–Телеком, 2011 г. 4. Савченкова Т.В. Концепция внедрения СЦИ / Вестник связи. – 1994 №5. 5. В.Н. Гордиенко, М.С. Тверецкий. Многоканальные телекоммуникационные системы. - М.: Горячая линия-Телеком, 2007 г. 6. В. В. Крухмалев, В. Н. Гордиенко, А. Д. Моченов и др.; Основы построения телекоммуникационных систем и сетей. Под ред. В. Н. Гордиенко и В. В. Крухмалева. - М.: Горячая линия - Телеком, 2004 г. 42

Рецензии:

Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

- у работы пока нет рецензий -

Отзывы:

Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв