Внутризоновая сеть связи Могилевской области

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. РАСЧЕТ ОБЪЕМА МЕЖСТАНЦИОННОГО ТРАФИКА ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ
• 1.1 Определение нагрузки на ЗСЛ
• 1.2 Определение нагрузки на слм
• 1.3 Определение времени занятия зсл и слм
• 1.4 Определение трафика передачи данных
• 1.5 Определение количества соединительных линий
• 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТОПОЛОГИИ СЕТИ
• 3. РАСЧЕТ ОБЪЕМА ОБОРУДОВАНИЯ, РАЗМЕЩАЕМОГО В УЗЛАХ СЕТИ
• 3.1 Конфигурация мультиплексорных узлов
• 3.2 Функциональное описание блоков
• 4. ВЫБОР ОПТИЧЕСКИХ ИНТЕРФЕЙСОВ
• 4.1 Параметры оптических интерфейсов
• 4.2 Расчет возможной протяженности участка регенерации
• 5. РАСЧЕТ НОРМ НА ПАРАМЕТРЫ КАЧЕСТВА ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ
• 6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ ТАКТОВОЙ СЕТЕВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ВВЕДЕНИЕ

При планировании и построении современных цифровых сетей связи (ЦСС) обычно различают три сетевых уровня: уровень первичной сети, уровень вторичных сетей и уровень систем и служб электросвязи. Основой любой реальной сети является уровень неспециализированной (универсальной) первичной сети, представляющий собой совокупность узлов и соединяющих их типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов. Цифровая первичная сеть (ЦПС) — это базовая сеть типовых универсальных цифровых каналов передачи и сетевых трактов, или транспортная сеть, образованная на базе сетевых узлов, сетевых станций коммутации или оконечных устройств первичной сети и соединяющих их линий передачи. На основе ЦПС формируют и создают разнообразные цифровые вторичные сети (ЦВС).

Сетевые узлы ЦПС представляют собой комплекс аппаратура цифровых систем передачи различных сетевых технологий, предназначенный для формирования, перераспределения каналов передачи и сетевых трактов и подключения ЦВС, служб электросвязи и пользовательской сети. В зависимости от вида первичной сети, к которой принадлежат сетевые узлы, их называют магистральными, внутризоновыми, местными или по имени корпоративной или ведомственной сети.

Целью данного курсового проекта является проектирование внутризоновой сети Могилевской области.

При проектировании внутризоновой сети должны быть решены следующие задачи:

1. Расчет объема межстанционного трафика проектируемой сети;

2. Проектирование топологии сети;

3. Разработка структурной схемы организации связи;

4. Проектирование линейного тракта;

5. Расчет норм на параметры качества проектируемой сети;

6. Проектирование системы тактовой синхронизации.

1. РАСЧЕТ ОБЪЕМА МЕЖСТАНЦИОННОГО ТРАФИКА ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ

1.1 Определение нагрузки на ЗСЛ

При разработке схем развития внутризоновых телефонных сетей, проектировании АМТС и дооборудования АТС райцентров и городов аппаратурой внутризоновой связи возникает необходимость в определении числа заказно-соединительных линий (ЗСЛ), соединительных линий междугородних (СЛМ) и каналов, связывающих местные телефонные сети районов и городов с автоматической междугородней телефонной станцией (АМТС) и обеспечивающих передачу трафика между местными телефонными сетями и от местных телефонных сетей на междугородную сеть страны.

Развитие местных и внутризоновых сетей определяется следующими факторами:

— изменением численности населения;

— нормами телефонной плотности;

— уровнем развития существующих сетей телекоммуникаций в отдельных населенных пунктах.

Определение нагрузки на ЗСЛ осуществляется исходя из среднего количества междугородних и зоновых телефонных разговоров, приходящихся на один телефонный аппарат (удельная нагрузка).

Для полного учета всего обмена, исходящего от местной телефонной сети, наряду с обменами от абонентов необходимо учитывать обмен от переговорных пунктов (ПП) и междугородних телефонов-автоматов (МТА).

Общий обмен в разговорах за сутки, исходящий от местной телефонной сети административного района или города, определяется по формуле:

(1.1)

где , — существующий удельный объем за сутки на одного абонента в разговорах для абонентов районного центра и района соответственно (значения указаны в таблица 2.1);

 — число абонентов местной телефонной сети на планируемый период для городского и сельского района;

— суточный обмен в разговорах от ПП и МТА на планируемый период.

Число абонентов на планируемый период определяется на основе расчета станционной емкости местных телефонных сетей: городской (ГТС) и сельской (СТС), а также коэффициентов задействования этой емкости: для ГТС =0,92, для СТС =0,82.

Значение вычисляется по следующим формулам:

(1.2)

(1.3)

где , — численность городского и сельского населения;

— средняя норма телефонной плотности (значения указаны в таблица 2.1).

Суточный обмен от ПП и МТА определяется в зависимости от количества существующих и предполагаемых к установке на планируемый период кабин ПП и МТА и удельного обмена от данной кабины ПП и одной МТА.

(1.4)

где , — планируемое количество кабин ПП и МТА (значения указаны в таблица 2.2);

 — средняя величина обмена от одной кабины ПП и от одного МТА, = 37 разг/сут, = 30 разг/сут.

Общая исходящая нагрузка в эрлангах на ЗСЛ определяется по формуле:

Эрл (1.5)

где , — время занятия ЗСЛ в минутах, определяется в п. 1.3, =4,75 мин.;

— коэффициент концентрации обмена в час наибольшей нагрузки (ЧНН) для автоматической связи, =0,11.

1.2 Определение нагрузки на слм

При проектировании АТС местных телефонных сетей входящий обмен определяется по формуле:

(1.6)

где — суточный обмен от ПП без учета обмена МТА;

— существующее отношение исходящего и входящего обменов, = 0,75.

Переход от обмена в разговорах к нагрузке в эрлангах осуществляется по формуле:

Эрл (1.7)

где — среднее время занятия СЛМ, для абонентов определяется в п. 1.3.

1.3 Определение времени занятия зсл и слм

Время занятия ЗСЛ определяется по формуле:

мин (1.8)

где — время разговора на ЗСЛ, определяемое из выражения:

мин (1.9)

где , — доли обмена, направляемого на междугородную и зоновую телефонные сети соответственно, определяются на основе статистического анализа, при этом; при расчетах принять =0,6, =0,4;

— время установление соединения для одной попытки, =0,5 мин;

n — число попыток на одно установленное соединение, закончившееся разговором. Согласно статистическим данным n=2,5; - среднее продолжительность чистого разговора на ЗСЛ и СЛМ для междугородней автоматической связи, =4 мин; -среднее продолжительность чистого разговора на ЗСЛ и СЛМ для автоматической зоновой связи, = 3 мин.

Время занятия СЛМ определяется по формуле:

мин (1.10)

где — время разговора на СЛМ, определяемое из выражения:

мин (1.11)

— доля обмена, направляемого по СЛМ с полуавтоматическим способом установления соединения.

 — доли автоматизированного междугороднего и зонового обменов соответственно, направляемого по СЛМ. При этом должно выполняться условие: .

При расчетах примем =0,5, =0,4, =0,1.

— значение средней продолжительности чистого разговора на ЗСЛ и СЛМ для полуавтоматической междугородней и зоновой связи, =5 мин;

n — число попыток на соединение по СЛМ, n=1,5.

1.4 Определение трафика передачи данных

Трафик — это объем данных или количество сообщений, переданных через канал за определенный промежуток времени. Анализ трафика дает возможность определить необходимую ширину пропускания каналов передачи данных и голосовых вызовов. При передаче данных имеются характерные для нее виды трафика: широкополосный доступ к Internet, IP-телефония, интерактивные игры, широковещательное телевидение и др.

Трафик передачи данных определим по следующей формуле:

Мбит/c (1.12)

где V — объем трафика приходящегося на одного абонента в месяц, V=4 Гбайта; t — количество секунд в месяце; N — число абонентов данной услуги, в процентах от абонентов телефонного трафика. Для IP-телефонии — 16%, для интерактивных игр — 10%, для широковещательного телевидения и IP-TV — 70%, для видео по запросу — 5%, для доступа к широкополосному интернету — 60%.

При определении трафика необходимо учесть 30-процентный запас, связанный с ростом объема передаваемого трафика на перспективу.

1.5 Определение количества соединительных линий

Определение количества ЗСЛ и СЛМ, включенных в АТС, осуществляется по таблицам Эрланга для полнодоступного включения при вероятности потерь Р=0,01. Количество соединительных линий определим по таблице в приложении в. Если нагрузка больше 160 Эрл, то можно воспользоваться данными таблицы 2.3 в. При расчете количества ЗСЛ и СЛМ необходимо учесть 30-процентный запас, связанный с ростом объема передаваемого трафика на перспективу.

Количество потоков Е1 для ЗСЛ и СЛМ вычисляется по следующей формуле с последующим округлением результата к большему целому числу:

(1.13)

где — количество соединительных линий.

Информацию о результатах расчета представим в виде таблицы 1.1. При расчете объема передаваемого трафика из рассмотрения исключается собственно трафик, создаваемый областным центром и его районом, так как междугородний трафик от городской телефонной сети и сети района включается непосредственно в АМТС зоны.

На основе даны таблицы рассчитывается общее количество потоков Е1, которое необходимо ввести/вывести в каждом районном центре, а также ввести/вывести в областном центре для связи с АМТС. Трафик передачи данных переводим в виртуальные контейнеры VC-n, требуемого порядка. Полученные данные представим в виде таблицы 1.2.

трафик сеть топология интерфейс

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТОПОЛОГИИ СЕТИ

При построении топологии планируемой транспортной сети необходимо предусмотреть необходимое резервирование сетевых элементов на аппаратном и сетевом уровне, резервирование трафика, увязать топологию сети с организацией ее управления и синхронизации, предусмотреть организацию соответствующих сетей доступа и их подключение к ЦПС. После такой первичной проработки топологии транспортной сети обычно проводят ее оптимизацию.

При проектировании сети для всех каналов должно быть реализовано стопроцентное резервирование, что необходимо учесть при выборе уровня STM-n.

При проектировании необходимо выбрать кольцевую топологию с одной поперечной связью. Протяженность кольца, связывающего все районные центры, должна быть минимальной.

Поперечная связь организуется между областным центром и одним из районных центров таким образом, чтобы оптимизировать нагрузку сети, а также уменьшить объем устанавливаемого оборудования в узлах сети. При этом по дополнительному кольцу должен передаваться сигнал уровня STM-n, а по основному — более высокого уровня.

Кольцевая топология является предпочтительной с точки зрения простоты, надежности (при одиночных повреждениях) и обеспечения защиты синхронных потоков в сетях, построенных на основе оборудования SDH. Поперечная связь повышает надежность и самовосстанавливаемость сети при нескольких повреждениях на сети.

При построении оптимальной топологии определим расстояние между населенными пунктами. Трасс должна проходить вдоль автомобильных дорог и по землям несельскохозяйственного назначения в обход возможных обвалов и оползней, а также зон, зараженных грызунами. При проектировании следует учитывать расположение различного вида подземных коммуникаций, высоковольтных линий и электрифицированных железных дорог. Данные о расстояниях между узлами проектируемой сети представлены в таблице 2.1.

Задачу минимизации протяженности кольца решим на основе жадного алгоритма.

Жадный алгоритм — алгоритм нахождения наикратчайшего расстояния путём выбора самого короткого, ещё не выбранного ребра, при условии, что оно не образует цикла с уже выбранными рёбрами. «Жадным» этот алгоритм назван потому, что на последних шагах приходится жестоко расплачиваться за жадность.

Начнем движение с Климовичей. Самым ближайшим городом

Таблица 2.1 — Расстояния между узлами проектируемой сети является Мстиславль. С Мстиславля перемещаемся в Дрибин, а затем в Шклов. Далее следуем в Могилев, потом в Круглое. Из Круглого попадаем в Кировск, затем в Бобруйск. Из Бобруйска перемещаемся в Глуск, затем в Осиповичи, далее следуем в Славгород и приходим опять в Климовичи.

Расстояние данного маршрута оказывается равным 916 км.

Подкорректируем данный маршрут следующим образом. Соединим Кличев не с Кировском, а с Осиповичами. Из Кировска перейдем в Могилев, а затем в Славгород.

После внесенных изменения получим следующее кольцо: Мстиславль — Дрибин — Шклов — Круглое — Кличев — Осиповичи — Глуск — Бобруйск — Кировск — Могилев — СлавгородКлимовичи — Мстиславль. Поперечной связью является маршрут Шклов — Могилев. Протяженность основного кольца оказалась равной 922 км, длина поперечной связи — 35 км. Протяженность первого дополнительного кольца: ШкловКруглоеКличев — Осиповичи — Глуск — Бобруйск — Кировск — Могилев — Шклов равна530 км, а протяженность второго дополнительного кольца равна 462 км. Топология представлена на рисунке 2.1.

Рассчитаем загрузку сегментов, что позволит определить, какой мультиплексор может быть использован в данном узле. Данные представим в виде таблицы 2.2. Загрузку будем считать для основного и резервного путей.

Рисунок 2.1 — Топология проектируемой внутризоновой сети

Таблица 2.2 — Загрузка сегментов Из таблицы 2.2 видно, что на втором дополнительном кольце будем использовать мультиплексоры уровня STM — 16, а на первом дополнительном и на основном кольцах будем использовать мультиплексоры уровня STM — 64.

Схема организации связи представлена в приложении А.

3. РАСЧЕТ ОБЪЕМА ОБОРУДОВАНИЯ, РАЗМЕЩАЕМОГО В УЗЛАХ СЕТИ

3.1 Конфигурация мультиплексорных узлов

Для конфигурации узлов, составления спецификации устанавливаемого оборудования необходимо знать номенклатуру сменных блоков, знать их назначение и функциональные возможности.

В данном курсовом проекте в узлах сети будем использовать оборудование Alcatel 1660SM.

Alcatel 1660SM представляет собой синхронный оптический мультисервисный узел, соответствующий спецификациям Синхронной цифровой иерархии, определенным в рекомендациях ITU-T G.707.

Совместимое с существующими плезиохронными системами и действующими сетями SDH, устройство Alcatel 1660SM представляет собой оборудование передачи, работающее на скоростях передачи информации 155 (STM-1), 622 (STM-4), 2488 (STM-16) и 9953 (STM-64) Мбит/с.

Это устройство можно сконфигурировать как многолинейный оконечный мультиплексор, или мультиплексоры с функцией вставки и выделения, или мини-систему кросс-соединения для применения на линейных каналах связи, кольцевых и узловых сетях.

Когда 1660SM применяется в качестве мультиплексора с функцией вставки и выделения, в одной конфигурации можно использовать смешанные порты STM-n. Таком образом, в одном и том же оборудовании одновременно обеспечивается управление кольцами STM-1, STM-4, STM-16,STM-64 (многокольцевой структурой).

Для всех электрических блоков (портов трафика) и общих блоков может дополнительно использоваться резервирование EPS с различной модульностью (1+1; 1+N).

В соответствии с сетевой топологией предоставляются механизмы сетевого резервирования:

— На любом уровне STM-n может выполняться одностороннее и двустороннее MSP (Резервирование секции мультиплексора);

— На уровне STM-16 и STM-64 можно реализовать MS-SPRing (Секция мультиплексора — совместно используемая резервная кольцевая сеть) на двух оптоволоконных двунаправленных кольцах.

В состав мультиплексора Alcatel 1660SM входят платы трех типов:

— плата доступа — плата, оснащенная физическими сигнальными интерфейсами (электрическими разъемами);

— плата портов — плата, выполняющая обработку сигнала в среде SDH;

— модуль (электрический или оптический) — специальная сменная плата (небольшого размера), устанавливаемая на передней панели некоторых плат.

Полка оборудования (вид спереди) показана на рисунке 3.2.

В состав устройства 1660SM входит одна полка, содержащая 21 слот в области доступа и 20 слотов в основной области. Эти две области расположены в разных «рядах» внутри полки.

Рисунок 3.1 — Расположение блоков 1660SM в полке SR60M

Конфигурацию мультиплексорных узлов для выбранного типа оборудования, обеспечивающую ввод/вывод заданного количества каналов с учетом резервирования, представим в виде таблицы 3.1.

Таблица 3.1 — Конфигурация мультиплексорных узлов

Структурная схема синхронного мультиплексора представлена в приложении Б.

3.2 Функциональное описание блоков

Плата доступа 21×2 Мбит/с (A21E1)

Плата доступа 21×2 Мбит/с обеспечивает соединения 21 сигнала PDH, идущих от задней панели к внешней линии и в обратную сторону.

Внормальномрабочемсостояниисигнал, принятыйотабонентскойлинии, посылаетсяна «основную» плату порта 63×2 Мбит/с.

В аварийной ситуации сигнал, принятый от абонентской линии, переключается на «резервную» плату порта.

Плата доступа Еthernet (ETH-ATX)

Плата доступа ETH-ATX размещается в области доступа и предоставляет интерфейсы Ethernet 14×10 /100 Мбит/с для обеспечения соединения LAN-LAN.

На плате доступа ETH-ATX реализована только функция физического интерфейса, поэтому ее необходимо использовать совместно с соответствующим портом ETHERNET, где сигнал обрабатывается для транспортировки в контейнерах SDH VC.

Поступающие с абонентской линии 14 потоков Ethernet посылаются в 14 преобразователей для выполнения функции пересечения.

Далее потоки Ethernet управляются блоком «Self Rate Adapting». Этот блок при запуске автоматически согласует максимальную скорость, принятую интерфейсом (10 бит/с, 100Мбит/с. полудуплекс, полный дуплекс), и после обработки сигнала данные посылаются через последовательно-параллельный преобразователь (блок PISO & SIPO) к соответствующему порту Ethernet.

Плата доступа Gigabit Ethernet (GETH-AG)

Плата доступа GETH-AG размещается в области доступа и может быть оснащена максимально 4 оптическими модулями приемо передатчиков скорости 1,25Гбит/c, предоставляющими интерфейсы Gigabit Ethernet для обеспечения соединения LAN-LAN.

На плате доступа GETH-AG реализована только функция физического интерфейса и некоторые функции управления, поэтому ее необходимо использовать совместно с соответствующим портом ETHERNET, где сигнал обрабатывается для транспортировки в контейнерах SDH VC.

Поступающие с блока «Optical Transceiver» четыре потока Gigabit Ethernet (DATA№ 1… DATA№ 4) посылаются в блок, выполняющий следующие функции согласно IEEE 802.3:

— Функции физического подуровня кодирования (Physical Coding Sublayer, PCS), с помощью которого осуществляется соединение интерфейса Gigabit, не зависящего от среды передачи данных (Gigabit Media Independent Interface, GMII) и приложения физических сред (Physical Media Attachment, PMA).

— Автоматическое согласование; согласование общих данных с устройством на другом конце линии связи.

— Функции интерфейса Gigabit, независящего от среды передачи данных (Gigabit Media Independent Interface, GMII).

Далее четыре потока Ethernet 1,25Гбит/c посылаются на соответствующий порт Ethernet или Gigabit Ethernet, где сигналы обрабатываются и упаковываются в контейнеры SDH-VC.

Плата порта 63×2 Мбит/с (P63E1)

P63E1 — это двунаправленный блок, взаимодействующий с 63 плезиохронными сигналами 2048 кбит/с и сигналом STM4-BPF (BPF=формат объединительной платы).

Благодаря формату объединительной платы (STM4-BPF или STM4*), 63 плезиохронных сигнала 2 Мбит/с, которые могут размещаться в кадре STM-1, выводятся/вводятся в блок AU4 № 1 кадра STM-4.

* PPI (E12_TT_Sk и E12/P12x_A_Sk): данный блок обеспечивает электрический интерфейс между физической средой передачи и внутренним форматом блока. Принятый линейный сигнал 2048кбит/с кодируется в формате HDB3. Декодерна физическом интерфейсе декодирует сигнал в формат NRZ (без возврата к нулю).

* LPA (S12/P12x_A_So): этот блок адаптирует данные пользователя для транспортировки в синхронной области. Сигнал 2,048 Мбит/с вставляются в контейнер C-12 (посредством асинхронной упаковки), который синхронизируется (вставка битов) с соответствующим транспортным блоком TU-12.

* LPT (S12_TT_So):функция LPT создает контейнер VC-12 путем формирования и добавления заголовков POHк C-12

* LTCT So: данный блок выполняет функции источника завершения и адаптации транзитного соединения согласно ITU и стандартам ETSI в первичных потоках тракта низкого порядка.

Порт Ethernet/Fast Ethernet port (ETH-MB)

ETHERNET-PORT — новый блок, способный обработать двадцать пять потоков (10/100 Мбит/с) Ethernet и Fast Ethernet и упаковать их для отправки в сеть SDH.

Ethernet-кадры вставляются в пакет GFP (Generic Framing Procedure, Общая процедура цикловой синхронизации), являющийся универсальным контейнером для трафика данных.

Блок может выполнять операцию адаптации скорости (RATE ADAPTING), а следовательно и кросс-соединение потоков 10/100 Мбит/с ETHERNET в направлении к виртуальному контейнеру SDH любой размерности (VC12, VC3, VC4).

Блок Ethernet может запомнить все кадры, составляющие входящий сигнал 10 Mбит/с в псевдо жестком диске, образованным восемью блоками памяти RAM (1Mx18bit), подлежащими пересылке к выбранному контейнеру VCx.

Если требуется заполнить блоки памяти без освобождения их в контейнере Vcx, подключается процедура управления потоком. В ходе данной процедуры обеспечивается связь с передатчиком Ethernet для уменьшения объема или прерывания передачи кадра до восстановления устойчивого состояния упакованных кадров в сравнении с посланными в контейнере VC SDH.

Вся операции чтения и записи происходят на частоте 125 МГц для уменьшения риска вставки избыточных битов в память.

Тажеоперациябудеттакжевыполненанасторонепередачи, т. е.кадры, содержащиесяв виртуальных контейнерах SDH, перед их пересылкой в исходящий поток Ethernet пройдут через блоки памяти RAM.

Таким образом, 11 интерфейсов выполнены доступными на порту ETHERNET-PORT, и 14 интерфейсов на плате доступа ETHERNET ACCESS для потоков 10/100Мбит/с общим количеством 25.

Основная плата Giga Ethernet (GETH-MB)

Этот блок реализует управление услугами передачи данных Gigabit Ethernet и их транспортировку через сеть SDH.

Соединения с сетью Ethernet реализуются с помощью 8 полнодуплексных оптических интерфейсов Еthernet типов 1000Base-LX, 1000Base-SX, 1000Base-ZX, четыреизкоторых размещаются на передней панели платы, и четыре — на блоке доступа GigaEthernet; каналы GigaEthernet работают на скоростях до 1,25 Гбит/с с функцией автоматического согласования скорости передачи данных, соединенных с помощью оптических соединителей LC-Duplex.

Для транспортировки данных Ethernet используется контейнер SDH — VC-4.

Восемь каналов Ethernet можно подключить к 8 логическим портам SDH на скорости VC4.

Оптический модуль SFP

Модули Ethernet реализуют функции PMD (Physical Medium Dependent, Зависимый от физической среды передачи) и PMA (Physical Media Attachment Sublayer, Подуровень приложения физических сред) в соответствии с IEE 802.3.

Каждыймодульвключаетвсебясостороныпередатчикасхемуавтоматическогоконтроля выходной оптической мощности, управление лазероми лазерный диодный модуль.

Онпредоставляетвозможностьуправлениякомандойотключенияпередатчика (TX disable) и обладает функцией оповещения об отказе передатчика (TX Fault).

Оптический порт STM-16 и STM-64

Данное описание применимо ко всем оптическим портам STM-16этой версии; допускается вставлять до четырех оптических портов STM-16 в 1660SM.

Блоки можно обозначать буквами L, S, и I, определяющими их зависимость от оптических компонентов, использованных для дальней, ближней или внутристанционной связи.

Доступ к оптическим соединителям блока ввода-вывода возможен с передней панели платы.

Блоки идентифицируются по типу разъема: SFF, FC/PC или SC/PC или SC/SPC.

Сторона ВХОДА: от абонентской линии к MSP MATRIX SPI (OSn/RSn_A_Sk): дескремблерует входящий сигнал, выполняет подсчет OOFи обнаружение аварийного сигнала LOF.

RST (RSn_TT_Sk): выполняет обнаружение цикловой синхронизации (A1, A2), восстановление данных трассировки секции регенератора (J0) и обнаружение несоответствий, подсчет блоков с ошибками BIP-8.

MST (MSn_TT_Sk): выполняет подсчет блоков с ошибками BIP-24, восстановление MS-REI, обнаружение аварийных сигналов MS-RDI и MS-AIS. TSD применяется в случае MS-DEG (ухудшение качества сигнала), TSF применяется при обнаружении MSAIS.

MSA (MSn/Sn_A_Sk): выполняет интерпретацию указателя AU4, обнаружение LOP и AIS, выравнивание указателей. Представлено шестнадцать блоков MSA.

Оптический усилитель (BST10, BST15, BST17)

Блокусилителяиспользуетсяпринеобходимостиполученияболеедлинногоучасткасвязи (пролета). Усилитель, увеличивающий энергетический потенциал линии связи, предназначен для применения на участках сети дальней связи.

В область доступа оборудования 1660SM можно установить до восьми блоков усилителей.

Усилители отличаются выходными значениями оптической мощности: +10 dBm, +15 dBm и +17dBm (минимум).

На передней панели блока имеются оптические соединители FC/PC или SC/PC.

Блок обеспечивает нерегенеративное прямое оптическое усиление (т.е. без любого промежуточного преобразования оптический/электрический) в окне 1550 нм.

Оптический сигнал, переданный от порта к усилителю, усиливается и затем передается к внешней линии.

Взаимосвязь между усилителем и портом реализована на передних оптических соединителях блока посредством поставляемого оптического кабеля.

Плата EQUICO

Модуль EQUICO через контроллер оборудования (EC) управляет:

* локальным диалогом с персональным компьютером (F интерфейс RS 232),

* локальным диалогом с персональным компьютером (USB-интерфейс; не поддерживается в текущей версии),

* диалогомсоперационнойсистемойдляосуществлениясетевогоуправлениячерез интерфейсы Q3 и DCC,

* диалогом с удаленной операционной системой для осуществления сетевого управления через интерфейс QAUX,

* диалогом с внешним оборудованием для осуществления сетевого управления через интерфейс Q2 (Функция промежуточного устройства),

* удаленными аварийными сигналами (RE), критериями аварийных сигналов по отношению к индикаторам стойки (RA), вспомогательными аварийными сигналами (HK) и светодиодными индикаторами передней панели.

* Шина ISSB

EC выполняет также все функции SW, связанные с контролем и управлением, такими как обработка информационной модели, передача событий и ведение журнала, управление базой данных оборудования, загрузка и управление SW и т. д.

Для поддержки таких действий функция EC требует энергонезависимого запоминающего устройства большой емкости (FLASH-карта), загрузочной памяти (FEPROM) и памяти RAM.

Плата MATRIX

Используемая в оборудовании 1660 SM плата MATRIX выполняет следующие функции:

* соединение между портами (включая матрицу ATM),

* функции синхронизации оборудования,

* функции контроллера полки,

* сбор данных текущего контроля рабочих характеристик,

* электропитания.

* удаленной инвентаризации, Поскольку для блока MATRIX используется конфигурация со схемой резервирования 1+1,все функции данного блока также резервируются.

Плата CONGI

Оборудование 1660SM может содержать две платы CONGI, а именно, основную плату CONGI A (слот 10) и CONGI B (слот 12).

Они не работают как основная и резервная: каждая плата обеспечивает ряд функций. Для полного набора необходимы оба блока.

Плата CONGI, А может использоваться автономно, но в этом случае будет доступна только часть интерфейсов.

К основным функциям, выполняемым блоком, относятся:

— Подача питания

— AND/OR и удаленные аварийные сигналы

— Вспомогательный интерфейс (только на плате CONGI в слоте 10)

— Интерфейс R/M (только на плате CONGI в слоте 10)

— Интерфейс QMD (только на плате CONGI в слоте 10)

— Интерфейс RIMMEL

— Интерфейс Q3/QB3 (только на плате CONGI в слоте 10)

— Удаленная инвентаризация

Плата SERVICE

Плата SERVICE обеспечивает следующие функции :

— управление вспомогательными каналами AUX,

— управление входными/выходными синхросигналами,

— управление каналами EOW,

— электропитание (POWER SUPPLY) для внутренних компонентов плат.

4. ВЫБОР ОПТИЧЕСКИХ ИНТЕРФЕЙСОВ

4.1 Параметры оптических интерфейсов

По определению интерфейс — граница между двумя взаимодействующими системами или устройствами, определяемая общими функциональными и конструктивными характеристиками, требованиями к протоколам обмена.

Оптические интерфейсы транспортных сетей характеризуются развивающимся разнообразием. Это обусловлено развитием новых технологий передачи и внедрением новых компонентов: перестраиваемых лазеров; оптических усилителей; компактных компенсаторов дисперсии; процессоров FEC и т. д. В качестве стандартов на оптические интерфейсы применяются рекомендации ITU-T и IEEE 802.3. В соответствии с этими стандартами оптические интерфейсы можно разделить на три группы:

— одноканальные, т. е. обеспечивающие передачу только на одной оптической частоте (G.955, G.957, G.691, G.693, IEEE 802.3 u, z);

— многоканальные, т. е. обеспечивающие передачу на двух и более оптических частотах одновременно (G.692, G.694.1, G.694.2, G.695, G.696.1, G.696.2, G.698.1, G.698.2, G.959.1, G.959.2);

— оптические интерфейсы пассивных оптических сетей (PON), которые поддерживают передачу оптических сигналов на 1, 2, 3 и более оптических частотах (G.983, G.984, G.985, IEEE 802.3ah).

В данном курсовом проекте тип оптического волокна определяется в соответствии с рекомендацией МСЭ-Т G.655.

Стандарт G.655 относится к волокну со смещенной ненулевой дисперсией — NZDSF (Non-Zero Dispersion Shifted Fiber). Это волокно предназначено для применения в магистральных волоконно-оптических линиях и глобальных сетях связи, использующих DWDM-технологии в диапазоне длин волн 1,55 мкм.

Волокно — G.655 имеет слабую, контролируемую дисперсию в С полосе (l=1,53−1,56 мкм) и большой диаметр световедущей жилы по сравнению с волокном типа G.653. Это снижает проблему четырехволнового смешения и нелинейных эффектов и открывает возможности применения эффективных волоконно-оптических усилителей.

Оптические одноканальные интерфейсы стандартов G.957 и G.691 предназначены для аппаратуры синхронной цифровой иерархии SDH со скоростными режимами передачи от 155 520кбит/с до 39 813 120кбит/с. Интерфейсы поддерживают соединение типа «точка-точка» по паре одномодовых волоконных световодов, соответствующих стандартам ITU-T G.652, G.653, G.654, G.655, G.656. Допускается возможность использования на коротких линиях только одного волокна в кабеле и направленных разветвителей для организации двухсторонней связи на различных волнах (1310нм и 1550нм).

Оптические интерфейсы SDH имеют три обширных категории применения:

— внутристанционные связи, соответствующие расстояниям присоединения от нескольких метров (перемычки) до 2 км;

— межстанционные связи малой дальности, соответствующие расстояниям присоединения до 15 км;

— межстанционные связи большой дальности, соответствующие расстояниям присоединения до 40 км на волне передачи 1310нм и около 80 км на волне передачи 1550нм.

На рисунке 4.1 представлена структурная схема тракта, в соответствии с которой определяются параметры того или иного оптического интерфейса.

Рисунок 4.1 — Структурная схема оптического линейного тракта Оптические интерфейсы будем выбирать опираясь на данные в таблица 5.1.

Результаты выбора оптических интерфейсов для кождого сегмента сети представим в виде таблицы 5.1.

Таблица 5.1 — Тип оптического интерфейса между мультиплексорами SDH

4.2 Расчет возможной протяженности участка регенерации

Длина регенерационного участка (РУ) цифровой волоконно-оптической системы передачи зависит от ряда факторов, важнейшими из которых являются:

1. Энергетический потенциал системы передачи, П, дБ, который определяет максимально допустимое затухание оптического сигнала в оптическом линейном тракте, а именно: в оптическом волокне (ОВ), разъемных и неразъемных соединителях на РУ, а также в других узлах линейного тракта. Энергетический потенциал определяется типом оптического интерфейса;

2. Дисперсия в ОВ,, пс. Дисперсионные явления в ОВ приводят к расширению во времени спектральных и модовых составляющих сигнала, то есть к различному времени их распространения, что приводит к изменению формы и длительности оптических импульсных сигналов, к их уширению;

3. Помехи, обусловленные тепловыми шумами активных компонентов схем, шумами источников оптического излечения, шумами из-за отражения оптического излучения от торцевой поверхности ОВ, модовыми шумами из-за интерференции мод, распространяющихся в ОВ. Этот вид помех интегрально учитывается как собственные шумы оптической системы;

4. Квантовый или фотонный шум, носителем которого является сам оптический сигнал (в силу его малости по сравнению с другими составляющими шумов оптического линейного тракта в проекте он не учитывается) Максимальная длина участка рассчитывается дважды: исходя из потерь в физической среде передачи и в зависимости от дисперсионных свойств этой среды. Длина регенерационного участка с точки зрения энергетического потенциала находится через соотношение:

(5.1)

где P_S — уровень мощности передатчика в точке подключения аппаратуры и линии, дБм; P_R — уровень мощности приемника в точке подключения аппаратуры и линии, дБм; - запас с учетом усилителя, дБ;N — число строительных длин кабеля; l_ст — потери мощности на неразъемных стыках кабеля, равные 0,1 дБ; N_с — число разъемных стыков, равное 2; l_стр — потери мощности на разъемных стыках, равные 0,5 дБ;? _с — километрическое затухание кабеля на заданной длине волны, равное 0,35 дБ/км (Рек. G.655);

(5.2)

где — строительная длина, км. Строительную длину кабеля примем в расчетах 4 км.

Рассчитаем значение дисперсии для ОВ по следующим формулам:

(5.3)

где — значение хроматической дисперсии на длине регенерации, — минимальное значение коэффициента хроматической дисперсии, равное 10,0 пс/нм*км; - ширина спектра излучения источника на уровне -20 дБ.

(5.4)

где — поляризационная модовая дисперсия, которая учитывается на скоростях 10 Гбит/с; - коэффициент ПМД, равный 0,5 .

Результирующая дисперсия определяется через соотношение:

(5.5)

Если результирующая хроматическая дисперсия не превышает значение допустимой хроматической дисперсии, то следует вывод, что данный интерфейс можно использовать на длине регенерационного участка.

Исходные данные и результаты расчета представим в виде таблицы 4.2

Из таблицы 5.2 видно, что на сегментах сети (1−2), (5−6), (6−7), (8−9), (9−10), (11−12), (12−1) и (13−8) целесообразно применить оптические усилители.

На участках (1−2), (5−6), (8−9), (9−10), (12−1) и (13−8) поставим оптический усилитель +10 дБм. Пересчитывая по формуле (5.1) получим следующие длины регенерационных участков: для (1−2),(5−6), (8−9) — 90 км, для (9−10) и (12−1) — 95 км, для (13−8) — 60 км.

На участке (11−12) необходимо дополнительное усиление на 20 дБм, для этого поставим по оптическому усилителю +10дБм на приемной и передающей стороне, что соответствует регенерационному участку с длинной 123 км.

На участке (6−7) необходимо дополнительное усиление на 30 дБм, для этого поставим по оптическому усилителю +15дБм на приемной и передающей стороне, что соответствует регенерационному участку с длинной 146 км.

По полученным данным расставим оптические усилители следующим образом: оптический усилитель +10дБм поставим в АМТС и Шклове по 2 шт, в Осиповичах, Климовичах, Мстиславле и Славгороде по одному; оптический усилитель +15дБм поставим в Кличеве и Круглом.

5. РАСЧЕТ НОРМ НА ПАРАМЕТРЫ КАЧЕСТВА ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ

Каналы и тракты проектируемых линий передачи должны отвечать определенным требованиям, предъявляемым к их параметрам, основным из которых являются: мощность шумов и вероятность ошибки.

К основным нормируемым показателям качества функционирования каналов и трактов относятся:

— верность передачи;

— задержка;

— фазовые флуктуации;

— проскальзывания.

Главный нормативный показатель — верность передачи.

Одним из преимуществ ЦСП является возможность контроля качества функционирования безе прекращения связи по верности передачи.

До недавнего времени этим показателем был коэффициент ошибок Кош. По мере того, как прояснились причины возникновения ошибок в цифровой сети, стало понятно, что Кош как критерий оценки не всегда оптимален. Этот критерий пригоден для оценки систем, где имеют место случайные ошибки, но в системах передачи с большой скоростью возникают пакеты ошибок, которые при этом нельзя точно оценить, так как свойства ошибки изменяются во времени. Сегодня в качестве оптимального критерия качества передачи ОЦК на сети предложена процентная доля временных интервалов, где ошибки превышают порог, нормирующий качество многочисленных служб одинаково. Подход заключается в измерении блочных ошибок. Блок определяется как группа следующих друг за другом битов, которые могут быть закреплены за исследуемым соединением. Каждый бит относится точно к одному блоку.

События ошибок включают в себя:

— ЕВ (Errored Block), блок с ошибками — блок, в котором имеется одна или несколько ошибок по битам;

— ES (Errored Second), секунда с ошибками — период времени в одну секунду, один или несколько блоков с ошибками;

— SES (Severely Errored Second), секунда пораженная ошибками, — период времени в одну секунду, который содержит более 30% блоков с ошибками или, по крайней мере один дефект;

— BBE (Background Block Error), фоновая блочная ошибка — блок с ошибками, не относящийся к секунде, пораженной ошибками.

Показатели ошибок (верность передачи) для высокоскоростных цифровых трактов передачи определяются следующим образом:

— ESR (Errored Second Ratio), коэффициент ошибок по секундно с ошибками — отношение числа ES к общему числу секунд в период готовности в течение фиксированного интервала измерения;

— SESR (Severely Errored Second Ratio), коэффициент пораженных секунд — отношение числа SES к общему числу секунд в период готовности в течении фиксированного интервала измерения;

— BBER (Background Block Error Ratio), коэффициент блоков с фоновыми ошибками — отношение числа BBE ко всему количеству блоков в течении готовности за фиксированный интервал измерения, за исключением всех блок во время SES.

Показатели ошибок цифровых каналов и трактов являются статистическими параметрами, и нормы на них определены с соответствующей вероятностью их выполнения.

Готовность тракта — это его способность быть в состоянии выполнить требуемую функцию в данный момент времени или в любой момент времени внутри данного интервала времени.

Для оценки параметров качества групповых трактов используются долговременные и оперативные нормы.

Долговременные нормы должны выполняться в цифровых каналах и трактах одновременно по всем показателям. Рекомендуемый период оценки — 1 месяц.

При текущем контроле находящихся в эксплуатации цифровых каналов и трактов применяются оперативные нормы, которые относятсяк экспресс-нормам и рассчитаны на оценку качества за относительно короткий период измерений. Как правило, оперативные нормы устанавливаются на уровне 0,5 от долговременных норм. Период измерений для оценки оперативных норм выбирается из ряда стандартных величин и может составлять 15 минут, 2 часа, 1 сутки, 7 суток.

Различают следующие виды оперативных норм:

— нормы для вводы трактов в эксплуатацию;

— нормы технического обслуживания;

— нормы восстановления систем.

Для оценки эксплуатационных характеристик результаты измерений берутся лишь в периоды готовности канала или тракта. Интервалы неготовности из рассмотрения исключаются.

В данном разделе при проектировании внутризоновой сети необходимо определить для участка максимальной протяженности следующие параметры:

— доли долговременных и оперативных норм на параметры качества;

— долговременные и оперативные нормы на параметры ESR, SESR, BBER;

— параметры ошибок, соответствующие оперативным нормам: эталонные нормы RPO на параметры ошибок ES и SES, а также значения норм, соответствующие первоначальному вводу в эксплуатацию тракта (BISO), и пороговые нормы безусловного ввода в эксплуатацию (S1) за период наблюдения 1 сутки.

— максимальное значение коэффициента битовых ошибок, допустимое в соответствии с рассчитанными долговременными нормами.

Доли долговременных и оперативных норм на параметры качества определяются в зависимости от типа группового тракта и его протяженности. В данном случае участок АМТС — Славгород — Климовичи — Мстиславль, протяженность которого равна 262 км. Для нахождения долей долговременных CL и оперативных DL норм на показатели ошибок в зависимости от округленных длин реальных линий воспользуемся данными представленными в таблицы 6.3 и 6.4.

Получим, что доля долговременных норм CL равна:

(5.1)

гдеL — округленная протяженность участка, LH1 — номинальная протяженность соответствующего участка.

А доля оперативных норм DLравна 0,02.

Долговременные, А и оперативные В нормы на показатели ошибок определяются с помощью следующих формул:

— долговременные нормы:

(5.2)

(5.3)

(5.4)

— оперативные нормы:

(5.5)

(5.6)

Эталонные нормы RPO (Reference Performance Objective) на параметры ошибок ES и SES определяются по найденным значениям оперативных норм для соответствующих показателей ошибок при заданной длительности измерений T (1 сутки = 86 400 с):

(5.7)

Значения норм, соответствующие первоначальному вводу в эксплуатацию тракта (BISO — bringing-inlo-servise ohjective), и пороговые нормы безусловного ввода в эксплуатацию (S1) за период наблюдения Т определяются с помощью соотношений:

(5.8)

где k — коэффициент, определяемый видом эксплуатационного контроля, значение k равно 0,5 ([1] табл. 6.5)

(5.9)

На основе рассчитанных норм необходимо определить допустимый коэффициент ошибок в трактах проектируемой сети, при котором обеспечиваются долговременные нормы показателя качества.

Предположим, что в цифровом линейном тракте при испытаниях времени неготовности канала пренебрежимо мало по сравнению со временем измерений. Тогда можно представить как:

(5.10)

При малых значениях коэффициента ошибок число секунд с ошибками практически равно числу кодовых ошибок. Поэтому Nош определяется как:

(5.11)

где B — скорость передачи сигнала, равная 2240 кбит/с.

Тогда получаем:

(5.12)

По определению можно представить в виде:

(5.13)

В соответствии с рекомендацией G.856 одним из условий регистрации событий SES является наличие более 30% блоков с ошибками. Поэтому коэффициент ошибок запишем следующим образом:

(5.14)

где — длительность блока.

(5.15)

где — длительность разрядного интервала, с; - размер блока, биты/блок.

Число блоков с фоновыми ошибками BBE не превышает число кодовых ошибок за интервал измерений.

(5.16)

Коэффициент ошибок определим по формуле:

(5.17)

Коэффициент ошибок в тракте будет равен:

(5.18)

Результаты расчета представим в виде таблицы 5.1.

Таблица 5.1 — Результаты расчета

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ ТАКТОВОЙ СЕТЕВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ

Сеть тактовой сетевой синхронизации (ТСС) строится на базе цифровых сетей связи как наложенная сеть. В ней определяются направления, по которым передаются или могут передаваться сигналы синхронизации. Так как сигнал тактовой синхронизации содержится в структуре информационного сигнала, то, следовательно, он передается в том же направлении, что и любые информационные сообщения. Однако для передачи синхросигнала не все эти направления разрешается использовать в сети ТСС.

Задача проектирования сети ТСС состоит в выборе получения сигналов синхронизации, их распределения внутри цифровой сети для обеспечения надежной синхронизацией всего цифрового оборудования, нуждающегося в синхронизации.

В результате проектирования создается схема сети ТСС. В ней указываются источники получения сигналов синхронизации, порядок их распределения на сети связи, а также место установки и вид оборудования синхронизации, необходимого для надежной синхронизации цифровой сети.

В процессе разработки схемы сети ТСС необходимо:

— выбрать источники синхросигнала (основной и резервные);

— определить основные и резервные пути прохождения синхросигналов;

— установить приоритеты входов сигналов синхронизации во всем оборудовании сети ТСС;

— определить качество источников сигналов синхронизации;

— провести структурный анализ сети с целью исключения возможности образования петель и потери сигналов синхронизации при авариях;

— выяснить потребность в дополнительном оборудовании синхронизации, устанавливаемом на сети;

— разработать схемы внутриузловой синхронизации с учетом подключения сигналов синхронизации к коммутационным станциям и к другому оконечному оборудованию;

— проверить обеспечена сигналами синхронизации каждая коммутационная станция в случае возникновения любой одиночной неисправности.

Структура сети ТСС в значительной мере зависит от выбранного способа синхронизации. Существует два основных способа синхронизации: принудительный и взаимный.

В случае принудительной синхронизации на сети имеется главный задающий генератор, обеспечивающий сигналами синхронизации все другие задающие генераторы непосредственно или с помощью некоторых промежуточных задающих генераторов.

Взаимной синхронизацией называется способ, при котором все задающие генераторы так или иначе управляют друг другом.

В сетях SDH применяется принудительная иерархическая синхронизация. Используются генераторы четырех уровней:

— первичный опорный или эталонный генератор PRC (самого высокого качества);

— ведомый генератор в узле транзита;

— ведомый генератор в местном, локальном узле;