Введение
Внутризоновая сеть связи является составной частью Единой сети связи Российской Федерации. В предлагаемом практикуме рассматриваются порядок и методы проектирования цифровых систем передачи, работающих по оптическим кабелям связи. С помощью таких ЦСП формируется сеть, структура которой указана в техническом задании (Т.З.). Здесь же указаны виды информации (тлф., данные и т.д.), передачу которых необходимо организовать в заданных направлениях.
1. Порядок выполнения кп
1. Преобразовать заданные в Т.З. информационные сигналы в стандартные цифровые потоки плезиохронной (PDH) и синхронной (SDH) цифровых иерархий.
2.На карте местности отметить заданные в т.з. населённые пункты, и разработать кольцевую топологию сети, соединив эти пункты оптическим кабелем.
3. По результатам выполнения п.1и п.2 рассчитать количество цифровых потоков всех уровней РDН и SDH между заданными пунктами.
4. По результатам выполнения п.2 и учитывая заданные типы кабеля, гибкого мультиплексора (ГМТ) и системы передачи SDH, разработать структуры соединений между блоками оборудования во всех заданных пунктах.
5.Разработать конфигурацию мультиплексоров PDH и SDH во всех заданных в т.з. пунктах.
6. Рассчитать длины регенерационных участков для ЦСП, разместить регенераторы на магистралях. Рассчитать вероятность ошибки и сравнить её с нормой.
7. Разработать схему организации связи для проектируемой сети.
8. Рассчитать необходимые мощности источников питания для каждой С.С. и выбрать соответствующий тип питающей установки. Выбрать и рассчитать ёмкость оптических (ODF) и электрических кроссов (DDF).
9.В каждом п. рассчитать ёмкости оптических и электрических кроссов, и их количество. Выбрать фирмы- производители этого оборудования.
10.Пользуясь результатами, полученными в п.п. 4, 5, 7, 8, 9, произвести комплектацию оборудования в каждом узле сети.
11. Разработать схему прохождения цепей по ЛАЦ, с указанием цепей питания оборудования.
12. Рассмотреть принципы синхронизации оборудования проектируемой сети, и разработать схему синхронизации.
13. Рассмотреть принципы организации служебной связи, сигнализации и управления и разработать схему управления сетью.
2. Преобразования информационных сигналов в стандартные уровни pdh и sdh
2.1 Основные понятия
В современных цифровых сетях широко применяется первичный цифровой поток (Е1) - первый уровень РDН (В=2,048 Мбит/с). Цикл этого сигнала (Тц =125мкс) содержит 32 восьмиразрядных канальных интервала (КИ), из которых два предназначены для передачи сервисных сигналов (0КИ и 16КИ), а 30КИ - для передачи информации. Структура цикла Е1 соответствует рекомендации МСЭ-Т G.703, G.704. Уровни PDH приведены в таблице 2.1
Таблица 2.1 - Уровни PDH
Сигнал |
Скорость передачи Кбит/с |
Число потоков |
Относительная нестабильность тактовой частоты δf |
Е0 |
64 |
|
|
Е1 |
2048 |
32Е0 |
50*10-6 |
Е2 |
8448 |
4Е1 |
|
Е3 |
34368 |
16Е1 |
20*10-6 |
Е4 |
139264 |
64Е1 |
15*10-6 |
Нулевой уровень PDH (Е0) является цифровым сигналом (В=64 кбит/с), соответствующий восьмиразрядному КИ Е1 длительностью 3,91 мкс. Канал, по которому передаётся информация с упомянутой скоростью, называется основным цифровым каналом (ОЦК).
Второй уровень РDН – сигнал Е2, организуется путём объединения четырёх сигналов Е1 согласно рек. G.742 МСЭ-Т. Скорость передачи Е2 – 8,448 мбит/с.
Третий уровень РDН организуется путём объединения либо четырёх сигналов Е2, либо шестнадцати Е1 в сигнал Е3, передающийся со скоростью 34,368 мбит/с (рек. G.751 МСЭ-Т).
Четвёртый уровень РDН организован путём объединения четырёх сигналов Е3 в сигнал Е4, скорость передачи которого составляет 139,264 мбит/с (рек. G.703).
Устройства, преобразующие указанные в ТЗ информационные сигналы в стандартные потоки Е1, называются гибкими мультиплексорами (ГМТ) (рисунок 2.1).
Е1
интерфейс линейный
к
омпонентных
интерфейс 1
потоков эл.
ГМТ
МТ
тлф опт
Е3
nВ+Д
Р/В 16
Ethernet
Рисунок 2.1 Рисунок 2.2
Устройства, преобразующие N цифровых потоков более низкого уровня РDН в цифровой поток более высокого уровня также называются мультиплексорами (МТ). Например, на рисунке 2.2 показан МТ, преобразующий 16 ЦП Е1 в ЦП Е3.
Современные цифровые волоконно-оптические СП широко используют ЦП синхронной цифровой иерархии – SDH. В отличие от PDH, цифровые потоки SDH характеризуются большей скоростью, значительно меньшей относительной нестабильностью тактовой частоты (порядка 10-11), а сама иерархия содержит большее количество уровней (256). Из них в настоящее время чаще всего используются 1, 4, 16, 64 уровни. В таблице 2.2 приведены уровни SDH
Таблица 2.2 - Уровни SDH
Уровни |
Скорость передачи, Мбит/с |
Округлённое значение, Мбит/c |
Тип транспортного модуля SDH |
Емкость в потоках PDH |
0 |
51.84 |
51 |
STM-0 |
21Е1 |
1 |
155.52 |
155 |
STM-1 |
63Е1 |
4 |
622.08 |
622 |
STM-4 |
252Е1 |
16 |
2488.32 |
2500 |
STM-16 |
1008Е1 |
64 |
9953.28 |
10000 |
STM-64 |
4032Е1 |
256 |
39813.12 |
40000 |
STM-256 |
16128Е1 |
Сигналы иерархий PDH и SDH представляют собой непрерывные во времени потоки импульсов, скорость передачи которых соответствует уровням иерархий, приведенным в таблицах 2.1 и 2.2. Кроме этих сигналов, в настоящее время для передачи данных широко применяются потоки импульсов, сформированные в виде пакетов, между которыми существуют определённые временные интервалы. В мире существует несколько типов пакетных технологий передачи информации (например, АТМ). Однако, наиболее часто в настоящее время используется пакетная технология по протоколам Ethernet. В таблице 2.3 приведены уровни иерархии Ethernet.
Таблица 2.3 - Уровни иерархии Ethernet
Скорость передачи, Гбит/с |
Обозначение |
0.01 |
10Е |
0.1 |
100Е,FE |
1 |
GE |
10 |
10GE |
100 |
100GE |
Важным понятием при проектировании систем передачи и телекоммуникационных сетей является «интерфейс». Согласно [1] «…интерфейс – граница между двумя взаимодействующими системами (устройствами), определяемая общими функциональными и конструктивными характеристиками, требованиям и протоколам обмена, и т.д…». При аппаратурной реализации интерфейс – набор блоков, содержащих усилители (регенераторы), согласующие трансформаторы, адаптеры и т.д., которые позволяют согласовать, например, коммутационные узлы с аппаратурой ЦСП.
Интерфейсы компонентных потоков (данные, цифровое ТВ, и т.д.) преобразуют в стандартные ЦП РDН (чаще всего в Е1). Полученный сигнал преобразуется в линейном интерфейсе в линейный электрический, а затем в оптический сигналы (рисунок 1).