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 1
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.
Кольцо - это топология используется для построения транспортных
сетей местного и регионального масштаба. В синхронной цифровой иерар-
хии это распространённый вид сети для уровней STM-1, STM-4, STM-16
и при построении фотонных сетей с ОК вывода-ввода ( доступа).
Главное преимущество кольцевой архитектуры – простота организации
защиты типа 1+1 благодаря наличию в мультиплексоре двух отдельных
(запад и восток) оптических агрегатных входов-выходов. При этом может быть организована защита трафика путём дублирования передачи информационных потоков по встречным направлениям в разных кольцах или организована защита отдельных секций передачи путём переключения всего трафика на резервное кольцо. Переключение в кольце позволяют локализовать повреждённые участки линии или мультиплексоры. Кольцевая топология может быть реализована в двух вариантах: двух волоконное кольцо и четырёх волоконное кольцо. Второй вариант может быть рекомендован для организации связи на уровне SDM-16. Он оправдан защитой больших информационных потоков от сбоев и простоев.
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 2 Матрица кратчайших путей и ребер
Исход станции |
Вход станции |
Кол-во Е1 |
Путь передачи |
Участки кольца |
| ||||||||
B10Осн.10Рез.C10Осн.10Рез.10Рез.B10Осн.10Рез.D10Осн.A-EB-CB-DB-EC-DC-ED-EAB10Осн.1010Рез.C10Осн.101010Рез.10 |
10A |
Рез.10 |
Осн. |
|
A-B | ||||||||
CлСлCлСлD10Осн.10Рез.Суммарное количество потоков Е140201060106020401010Рез.E10Осн.101010Рез.10DA10Осн.10Рез.B10Осн.10Рез.C10Осн.10Рез.E10Осн.1010Рез.EA10Осн.D10Осн.10101010Рез.10E10Осн.1010101010Рез.1010BA10Осн.10Рез.C10Осн.1010Рез.D10Осн.101010Рез.E10Осн.10101010Рез.10CA-CA-D Вирт ТР VP (АТМ) ТР VC-11
ТР VC-12 ТР VC2 После заполнения матрицы определим суммарное число трактов Е1 для каждого участка первичной сети (Sтреб). ПолучилиSтреб=60 С учетом коэффициента запаса на развитие сети (Кр) необходимое число цифровых потоков должно удовлетворять следующему условию: SнКр*Sтреб. Рекомендуется коэффициент развития Кр = 1,4…1,5. Тип STMвыбирается с учетом стандарта уровней. Если 0 <Sн < 63, то выбираемSTM1, если 63 Sн252, то –STM4, если 252Sн1008, то –STM16, если 1008Sн4032, тоSTM-64. Sн1.5*60=90 0 < Sн < 63, значит оборудование уровняSTM-1.
1.3 Расчет числа каналов доступа Так как в одном потоке Е1 размещается 30 каналов ТЧ, то общее число каналов доступа (n) в каждом узле рассчитаем следующим образом:
N= Е1 * 30
В узле А выделения потоков нет; в узле В – 10 Е1, число каналов доступа равно 300; В узле С – 20 Е1, число каналов доступа равно 600; В узле Dи Е – 30 Е1, число каналов доступа равно 900;
1.4 Выбор метода защиты синхронных потоков и оборудования SDH. Одним из преимуществ технологии SDHявляется 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 SDHпонимается 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 сетяхSDHпредварительно 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:
|
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