1 Расчетная часть
1.1 Выбор оптимальной структуры сети SDH.
1.1.1 Уровни иерархии SDH.
Синхронная цифровая иерархия имеет шесть уровней N со скоростями передачи, соответствующими STM-N (таблица 4)
Таблица 4
|
Уровень N |
0 |
1 |
4 |
16 |
64 |
256 |
|
V, Кбит/с |
51840 |
155520 |
622080 |
2488320 |
9953280 |
39813120 |
1.1.2 Анализ способов построения сети на базе SDH
1.1.2.1 Сеть на базе SDH строится с помощью различных функциональных модулей. Состав модуля определяется основными операциями, которые необходимо выполнить для обеспечения передачи высокоскоростных потоков по сети связи. Эти операции следующие:
1 Сбор потоков, поступающих в сеть SDH, в синхронные транспортные модули (STM).
2 Передача по сети с возможностью выделения потоков в промежуточных пунктах.
3 Объединения потоков в потоки более высокого уровня
4 Восстановление формы и длительности сигналов, передаваемых на большие расстояния
1.1.2.2 Для решения поставленных задач в состав SDH входят следующие модули :
-терминальные мультиплексоры
-мультиплексоры ввода-вывода
-регенераторы
-концентраторы
-коммутаторы
Мультиплексоры – основной модуль в сети SDH, выполняет следующие функции:
- объединяет низкоскоростные потоки в высокоскоростной поток на передаче и разъединяет на приеме
-производит локальную коммутацию, концентрацию и регенерацию цифровых потоков
Основные типы мультиплексоров :
-терминальный(TM);
-мультиплексор ввода-вывода (ADM).
TM – оконечное устройство сети SDH . Имеет определённое количество каналов доступа . Для скоростей потоков E1,E3,E4,STM-0,STM-1- каналы доступа электрические. Для STM-1,STM-4 и выше каналы доступа – оптические.
TM имеет один или два входа/выхода. Два агрегатных выхода/входа используются для повышения надежности.
К агрегатным входам/выходам подключаются линейные тракты первичной сети.
ADM имеют 2 или 4 агрегатных входа/выхода , число каналов доступа определяется необходимым количеством каналов ввода-вывода для конкретного узла сети SDH
ADM позволяет осуществить :
-сквозную коммутацию цифровых потоков в направлениях ”восток” - “запад”
-осуществлять замыкание канала приема на канал передачи на обеих сторонах (“восточной” и ”западной”) в случае выхода из строя одного из направлений.
-пропускать основной поток мимо мультиплексора, в случае выхода его из строя
Это дает возможность использовать ADM в топологиях типа “кольцо”.
Концентратор – мультиплексор, объединяющий несколько однотипных потоков, поступающих от удаленных узлов сети, в один распределительный узел. Матрица кросс-коммутатор должна работать в режиме консолидации виртуальных контейнеров.
Этот узел может иметь не два, а три или четыре или больше линейных портов типа STM-1 или STM-N и позволяет организовать ответвления от основного потока или подключения нескольких узлов к ячеистой сети к кольцу SDH.
Мультиплексор распределительного узла в порте ответвления позволяет локально коммутировать подключенные к нему каналы, давая возможность удаленным узлам обмениваться через него между собой, не загружая основную сеть.
Регенераторы и усилители – это вырожденные мультиплексоры . Регенератор имеет один входной канал – как правило, оптический триб STM-N и один или два (1+1) агрегатных входа/выхода
Задачи – увеличить допустимое расстояние между терминальными узлами сети SDH
Для SDH первого поколения, не использовавшего оптические усилители, допустимое расстояние составляло 15-40 км для длины волны порядка 1300нм или 40-80км для длины волны 1500нм. При ОУ оно может составлять 600-650км. Появился новый тип секции – усилительная секция или пролёт.
1.1.2.3 Базовые топологии, на основе которых может быть построена топология сети в целом.
Топология ”Ячеистая сеть” используется при построении городских телефонных сетей, сети при этом составляются из замкнутых ячеек или контуров, или технологических колец. Особенность ячеистой топологии – возможность расширения без потери топологической однородности сети.
1.2 Определение уровня мультиплексорного оборудования.
Синхронный транспортный модуль STM – это информационная структура, используемая для осуществления соединений в SDH. Для определения типа STM используют результаты, полученные в предыдущих разделах проекта, а именно структуру сети с указанием местоположения мультиплексоров ввода – вывода (ADM), количество цифровых потоков E1 между различными узлами сети. На основании этого строится матрица M емкостей кратчайших путей и ребер. Она включает перечень взаимодействующих узлов сети, количество цифровых потоков, перечень участков цепи которые используются для создания основных и резервных путей.
Таблица 1 –Матрица кратчайших путей и ребер
|
Исход станции |
Вход станции |
Кол-во Е1 |
Путь передачи |
Участки кольца | |||||||||
|
A-B |
A-C |
A-D |
A-E |
B-C |
B-D |
B-E |
C-D |
C-E |
D-E | ||||
|
A |
B |
21 |
Осн. |
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
Рез. |
|
|
|
21 |
|
|
21 |
|
|
| ||
|
C |
21 |
Осн. |
21 |
|
|
|
21 |
|
|
|
|
| |
|
21 |
Рез. |
|
|
|
21 |
|
|
|
21 |
|
21 | ||
|
D |
21 |
Осн. |
21 |
|
|
|
21 |
|
|
21 |
|
| |
|
21 |
Рез. |
|
|
|
21 |
|
|
|
|
|
21 | ||
|
E |
21 |
Осн. |
21 |
|
|
|
|
|
21 |
|
|
| |
|
21 |
Рез. |
|
|
|
21 |
|
|
|
|
|
| ||
|
B |
A |
21 |
Осн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
Рез. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
C |
21 |
Осн. |
|
|
|
|
21 |
|
|
|
|
| |
|
21 |
Рез. |
|
|
|
|
|
|
21 |
21 |
|
21 | ||
|
D |
21 |
Осн. |
|
|
|
|
21 |
|
|
21 |
|
| |
|
21 |
Рез. |
|
|
|
|
|
|
21 |
|
|
21 | ||
|
E |
21 |
Осн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
21 |
Рез. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
C |
A |
21 |
Осн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
Рез. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
B |
21 |
Осн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
21 |
Рез. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
D |
21 |
Осн. |
|
|
|
|
|
|
|
21 |
|
| |
|
21 |
Рез. |
|
|
|
|
21 |
|
21 |
|
|
21 | ||
|
E |
21 |
Осн. |
|
|
|
|
|
|
|
21 |
|
21 | |
|
21 |
Рез. |
|
|
|
|
21 |
|
21 |
|
|
| ||
|
D |
A |
21 |
Осн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
Рез. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
B |
21 |
Осн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
21 |
Рез. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
C |
21 |
Осн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
21 |
Рез. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
E |
21 |
Осн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 | |
|
21 |
Рез. |
|
|
|
|
21 |
|
21 |
21 |
|
| ||
|
E |
A |
21 |
Осн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
Рез. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
B |
21 |
Осн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
21 |
Рез. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
C |
21 |
Осн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
21 |
Рез. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
D |
21 |
Осн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
21 |
Рез. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
Суммарное количество потоков Е1 |
84 |
|
|
84 |
147 |
|
147 |
147 |
|
147 | |||
После заполнения матрицы определим суммарное число трактов Е1 для каждого участка первичной сети (Sтреб). Получили Sтреб=147. С учетом коэффициента запаса на развитие сети (Кр) необходимое число цифровых потоков должно удовлетворять следующему условию:
Sн Кр*Sтреб.
Рекомендуется коэффициент развития Кр = 1,4…1,5. Тип STM выбирается с учетом стандарта уровней. Если 0 < Sн < 63, то выбираем STM 1, если 63 Sн 252, то – STM 4, если 252 Sн 1008, то – STM 16, если 1008 Sн 4032, то STM-64.
Sн 1.5*147=220.5
63 220.5 252, значит оборудование уровня STM-4.
1.3 Расчет числа каналов доступа
??????
1.4 Выбор метода защиты синхронных потоков и оборудования SDH.
Одним из преимуществ технологии SDH является возможность такой организации сети, при которой достигается высокая надёжность её функционирования, обусловленная
-аппаратной надёжностью
-надежностью среды передачи
-системной надёжностью
Такие сети называют самовосстанавливающимися.
Под защитой в сетях SDH понимается не только резервирование (которое является одним из методов защиты), но и обеспечение таких вариантов работы оборудования сети и сети в целом, которые в конечном итоге приводят к бесперебойному функционированию. Для выбора методов защиты в сетях SDH предварительно рассмотрим трехуровневую модель архитектуры транспортной сети, состоящую из слоёв каналов, трактов и секций (рисунок 1).
Для защиты используются специально заложенные “емкости” между узлами. Под “емкостью” понимаются в этом случае свободные трейлы и соединения, их дублирования, а также дополнительное оборудование.
При проектировании сети можно использовать следующие схемы:
резервирование участков сети по схеме 1+1 и 1:1 по разнесенным трассам;
организация кольцевых и линейных сетей, резервированных по схемам 1+1, 1:1 и 1:N;
резервирование терминального оборудования по схемам 1:1, N:1 и N:m;
восстановление работоспособности сети в целом путем обхода отказавшего участка;
использование оперативного переключения на работоспособный участок.
В линейной топологии «точка-точка» могут использоваться методы защиты (1+1) и (1:1). Последний метод обладает большой экономичностью, поскольку защитить трейл или соединение может использоваться для подключения сигнала дополнительного трафика, иногда его называют вторичным, специальным трафиком. В топологии «кольцо» применяется особенная классификация методов защиты. В каждом мультиплексоре типа ввода/вывода (ADM), включенным в «кольцо», передача осуществляется в двух направлениях – на восток и на запад. Прием же только с одного направления. При повреждении оптического волокна или оборудования на одном участке между любыми мультиплексорами прием будет осуществляться с других направлений.
В кольцевой топологии будем использовать защиту трейлов мультиплексных секций типа:
2F SP RING – двухволоконное кольцо с совместной используемой защитой (Shared Protection) мультиплексной секции. Этот метод предполагает защиту мультиплексной секции при транспортировке.
140 45/34 новые 2Мбит/с 1,5Мбит/с
Мбит/с сл
|
|
Cлой ТР VC3
|
Сл ТР VC2 |
Cл ТР VC-12 |
Сл ТР VC-11
|
Cл Вирт ТР VP (АТМ) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Слой тракта VC4 | |||||||
|
Слой мультиплексной секции STM-16
|
Слой мультиплексной секции STM-4 |
Слой мультиплексной секции STM-1 | |||||
|
Cлой регенерационной секции STM-16 |
Слой регенерационной секции STM-4 |
Слой регенерационной секции STM-1 | |||||
|
Слой оптической секции STM-16 |
Слой оптической секции STM-4 |
Слой Оптичесческой секцииции STM STM-1 Электри кой сек -1 | |||||
Сигнал STM-16 сигнал STM-4 сигнал STM-1O STM-1E
Рисунок 1