СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ СЕТИ SDH 5

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛИНИИ 10

2.1 Выбор типа линии 10

2.2 Выбор иерархии 10

2.3 Выбор топологии сети 10

2.4 Выбор модуля STM для передачи информации 13

2.5 Выбор Мультиплексора 15

2.6 Выбор оптического кабеля 17

2.7 Расчет длины регенерационного участка 20

2.8 Распределение Энергетического потенциала 21

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 25

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 26

ВВЕДЕНИЕ

Достоинства SDH (Синхронная цифровая иерархия)

Технология синхронной цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) позволяет создавать надежные транспортные сети и гибко формировать цифровые каналы в широком диапазоне скоростей — от нескольких мегабит до десятков гигабит в секунду. Основная область ее применения — первичные сети операторов связи. Мультиплексоры SDH с волоконно-оптическими линиями связи между ними образуют среду, в которой администратор сети SDH организует цифровые каналы между точками подключения абонентского оборудования или оборудования вторичных (наложенных) сетей самого оператора — телефонных сетей и сетей передачи данных. Технология SDH находит также спрос в крупных корпоративных и ведомственных сетях, когда имеются технические и экономические предпосылки для создания собственной инфраструктуры цифровых каналов, например в сетях предприятий энергетического комплекса, или железнодорожных компаний.

Сети SDH относятся к классу сетей с коммутацией каналов на базе синхронного мультиплексирования с разделением по времени (Time Division Multiplexing, TDM), при котором адресация информации от отдельных абонентов определяется ее относительным временным положением внутри составного кадра, а не явным адресом, как это происходит в сетях с коммутацией пакетов.

С помощью каналов SDH обычно объединяют большое количество периферийных (и менее скоростных) каналов плезиахронной цифровой иерархии (Plesiochronous Digital Hierarchy, PDH).

Сети SDH обладают многими достоинствами:

1. Умеренная структурная сложность, снижающая затраты на монтаж, эксплуатацию и развитие сети, в том числе подключение новых узлов;

2. Широкий диапазон возможных скоростей — от 155,520 Мбит/с (STM-1) до 2,488 Гбит/с (STM-16) и выше;

3. Возможность интеграции с каналами PDH, поскольку цифровые каналы PDH являются входными каналами для сетей SDH;

4. Высокая надежность системы благодаря централизованному мониторингу и управлению, а также возможности использования резервных каналов;

5. Высокая степень управляемости системы благодаря полностью программному управлению;

6. Возможность динамического предоставления услуг — каналы для абонентов могут создаваться и настраиваться динамически, без внесения изменений в инфраструктуру системы;

7. Высокий уровень стандартизации технологии, что облегчает интеграцию и расширение системы, дает возможность применения оборудования различных производителей;

8. Высокая степень распространения стандарта в мировой практике;

9. Стандарт SDH обладает достаточной степенью зрелости, что делает его надежным для инвестиций.

Перечисленные достоинства делают решения, основанные на технологии SDH, рациональными с точки зрения инвестиций. Сети SDH заняли прочное положение в телекоммуникационном мире. Сегодня они составляют фундамент практически всех крупных сетей — региональных, национальных и международных.

1 Основные принципы организации сети sdh

Основное применение SDH с момента ее появления - построение транспортных сетей для передачи цифровых потоков между телефонными коммутаторами.

С развитием компьютерных сетей, Интернета, технологий передачи данных (FR, ATM и т.д.) инфраструктуру транспортных сетей на основе SDH все чаще применяют для организации цифровых каналов сетей передачи данных (т.е. строят наложенные сети поверх SDH). Недостатки использования «классического» SDH для передачи данных наиболее остро стали проявляться при необходимости предоставления широкополосных услуг связи локальных сетей:

• Во-первых, это необходимость в преобразовании интерфейсов LAN (Ethernet) к интерфейсам SDH (Е1, ЕЗ, STM-1, STM-4 и т.д.), используя промежуточные устройства, такие, как FRAD, ATM IAD, IP Маршрутизаторы и т.д.

• Во-вторых, небольшой ряд возможных скоростей передачи данных (который к тому же слабо корелируется с рядом скоростей LAN: 10, 100, 1000 Мбит/с), значительно ограничивает возможности эффективного предоставления услуг, либо требует применения в подключаемом оборудовании дополнительных схем (например, инверсное мультиплексирование). Т.о. типичный результат при добавлении служб данных к традиционным SDH сетям I увеличение сложности оборудования и повышение стоимости.

Для преодоления этих ограничений, производители SDH оборудования пошли по пути создания систем SDH следующего поколения (Next Generation SDH, NG SDH). Оборудование NG SDH имеет интегрированные интерфейсы передачи данных (в частности, Ethernet), а также использует новые технологии, которые позволяют более эффективно выделять требуемую полосу для служб данных и обеспечивать низкую стоимость внедрения этих технологий в уже существующие сети, так как поддержка дополнительной функциональности требуется только на граничных узлах сети.

Системы SDH следующего поколения - многофункциональные мультисервисные платформы, предоставляющие множество услуг без дороговизны и сложности наложенных сетей.

В данном проекте будут рассмотрены принципы построения SDH транспортных сетей, основные принципы защиты трафика, их синхронизации, управления. Также будут рассмотрены вопросы по реконструкции и модернизации местного участка сети регионального оператора, предоставляющего услуги телефонной связи и услуг, основанных на Ethernet технологии.

Особенности построения синхронной цифровой иерархии SDH.

Не смотря на очевидные преимущества сетей SDH перед сетями PDH, они не имели бы такого успеха, если бы не обеспечивали преемственность и поддержку стандартов PDH. В окончательном варианте стандарты SONET/SDH поддерживали как европейскую, так и североамериканскую иерархии PDH. Это выразилось в том, что терминальные мультиплексоры и мультиплексоры ввода/вывода сетей SONET/SDH были рассчитаны на поддержку каналов доступа, скорость передачи которых соответствовала стандартному ряду североамериканской и европейской иерархии PDH: 1.5; 2; 6; 8; 34; 45; 140 Мбит/с. Это компонентные сигналы (трибы PDH).

Изначально потоки PDH упаковываются в виртуальные контейнеры, которые представляют собой информационные структуры, содержащие заголовок (информация для управления и маршрутизации) и внутреннюю ёмкость для размещения полезной нагрузки. Уровень виртуального контейнера (VC) определяется уровнем потока иерархии PDH. Виртуальные контейнеры объединяются в группы путём мультиплексирования и служат полезной нагрузкой контейнера самого верхнего уровня фрейма STM-1. Такое группирование может осуществляться по жёсткой синхронной схеме, при которой место отдельного контейнера в поле для размещения нагрузки строго фиксировано. Из-за того, что скорость потоков PDH может меняться в некоторых пределах, положение виртуального контейнера в поле нагрузки может меняться. В этом случае используется указатель, содержащий фактический адрес начала виртуального контейнера на карте поля, отведённого под полезную нагрузку.

Несколько контейнеров одного уровня могут быть «сцеплены» вместе и рассматриваться как один непрерывный контейнер. Также в иерархии SDH предусмотрено формирование отдельного поля заголовков размером 9*9=81 байт. Здесь размещается необходимая управляющая и контрольная информация, а также информация служебных каналов передачи данных.

2 Функциональные задачи и модули сетей SDH.

Сеть SDH, как и любая сеть, строится из отдельных функциональных модулей ограниченного набора: мультиплексоров, коммутаторов, концентраторов, регенераторов и терминального оборудования. Этот набор определяется основными функциональными задачами, решаемыми сетью:

1. сбор входных потоков через каналы доступа в агрегатный блок, пригодный для транспортировки в сети SDH - задача мультиплексирования, решаемая терминальными мультиплексорами 1 ТМ сети доступа;

2. транспортировка агрегатных блоков по сети с возможностью ввода/вывода входных/выходных потоков - задача транспортировки, решаемая мультиплексорами ввода/вывода - ADM , логически управляющими информационным потоком в сети, а физически - потоком в физической среде, формирующей в этой сети транспортный канал;

3. перегрузка виртуальных контейнеров в соответствии со схемой маршрутизации из одного сегмента сети в другой, осуществляемая в выделенных узлах сети - задача коммутации, решаемая с помощью цифровых коммутаторов или кросс-коммутаторов - DXC;

4. объединение нескольких однотипных потоков в распределительный узел - концентратор;

5. Восстановление (регенерация) формы и амплитуды сигнала, передаваемого на большие расстояния, для компенсации его затухания - задача регенерации, решаемая с помощью регенераторов;

6. Сопряжение сети пользователя с сетью SDH - задача сопряжения, решаемая с помощью оконечного оборудования - различных согласующих устройств, например, конверторов интерфейсов (шлюзов), конверторов скоростей (мостов).

Терминальный (оконечный) мультиплексор - (terminal multiplexer - ТМ) оконечное устройство сети с некоторым числом каналов доступа (электрических и оптических). Терминальные мультиплексоры имеют один или два оптических входа/выхода, называемых агрегатными. Два входа/выхода используются для повышения надёжности, которая обеспечивается схемой резервирования на 100% линии и групповой части аппаратуры. Это схема резервирования 1+1. Кроме того, возможно резервирование частичное и стопроцентное отдельных групповых трактов, предоставляемых для каналов доступа.

Мультиплексор ввода/вывода (Add / Drop Multiplexer - ADM). Отличается от ТМ наличием двух или четырёх оптических агрегатных входов/выходов при том же числе каналов доступа, что и в ТМ. При этом у ADM различают западный и восточный агрегатные порты (интерфейсы). Мультиплексор ADM может выполнять функции кроссового коммутатора для цифровых потоков определённых ступеней мультиплексирования (VC12, VC3, VC4). Коммутация может осуществляться путём переключения цифровых трактов или перестановками временных позиций.

Регенератор представляет собой вырожденный случай мультиплексора, имеющего один входной канал, как правило, один оптический интерфейс STM-N и один или два (при использовании схемы защиты 1+1) агрегатных выхода.

Регенератор применяется для увеличения расстояния между узлами сети.

Кроссовый коммутатор (Digital Cross Connects - DXC) | устройство, позволяющее связывать различные каналы, закреплённые за пользователями, путём организации постоянных или временных перекрёстных соединений между ними. Кроссовые коммутаторы применяются в узлах большой пропускной способности, где необходимо гибкое управление нагрузкой различных направлений.