1.3. Разработка оптимальной структуры сети sdh

Заданная топология – «уплощенное кольцо» является разновидностью топологии «последовательная линейная цепь» реализованной с резервированием типа 1 + 1

Это базовая топология используется тогда, когда интенсивность трафика в сети не так велика и существует необходимость ответвлений в ряде точек на линии, где есть необходимость ввода-вывода каналов доступа. Она реализуется с использованием терминальных мультиплексоров на обоих концах цепи и мультиплексорах ввода/вывода в точках ответвления. Структура «Радиально-узловая» представлена на рис.1.1.

Рис.1.1. Радиально-узловая.

2. Расчет уровня мультиплексорного оборудования и определение числа каналов доступа (N_EP) в каждом узле.

2.1. 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.

Кольцо уплощенное двунаправленное со стопроцентным резервированием на случай аварии на участках кольца. После заполнения матрицы определяется суммарное число трактов Е1 для каждого участка кольца первичной сети (Sтреб). В примере Sтреб=60. 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.

Условия выбора уровня мультиплексорного оборудования:

При N_EP≤63→оборудование уровня STM-1

При 63<N_EP≤252→ оборудование уровня STM-4

При 252  N_EP  1008, то – STM 16→ оборудование уровня STM-16, и.т.д.

Расчет произведем пользуясь матрицей кратчайших путей и ребер:

Таблица 2.1

		тип	AB	BA	АС	СА	CD	DC	DA	AD
А	В	Осн.	10 E1
		Рез.		10 E1
	С	Осн.			8 E1
		Рез.						8 E1		8 E1
	D	Осн.			10 E1		10 E1
		Рез.								10 E1
В	C	Осн.		16E1	16E1
		Рез.		16E1			16E1			16E1
	D	Осн.		8 E1	8 E1		8 E1
		Рез.		8 E1						8 E1
С	D	Осн.					10 E1
		Рез.				10 E1				10 E1
∑( NEP)			10E1	58E1	42 E1	10 E1	44 E1	8 E1	0Е1	52 E1
х1.5 (NEPс учетом разв.)			15 E1	87 E1	63 E1	15 E1	66 E1	12 E1	0Е1	78 E1
Уровень оборудования			STM-1	STM-4	STM-1	STM-1	STM-4	STM-1	Не исп.	STM-4

2.2 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.

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 реализации данной сети будут использоваться следующие схемы защиты:

• резервирование участков сети по схеме 1+1.

• организация линейной сети, резервированной по схеме 1+1

• резервирование терминального оборудования по схеме 1:1;

• восстановление работоспособности сети в целом путем обхода отказавшего участка;

• использование оперативного переключения на работоспособный участок.

3. Обоснование и выбор поставщика.

3.1 Обзор мультиплексорного оборудования

На российском рынке представлено оборудование SDH различных компаний. Синхронные мультиплексоры, производимые разными компаниями, имеют некоторые различия характеристик и возможностей, однако в силу высокого уровня стандартизации технологии SDH они в значительной степени унифицированы по своим параметрам.

Изучая характеристики мультиплексоров ввода-вывода уровней STM-4\16 производства различных компаний приходим к выводу, что все предлагаемое оборудование обладает примерно одинаковыми возможностями. Все мультиплексоры могут вводить/выводить потоки 2 Мбит/c, которые являются основными единицами обмена между узлами проектируемой сети, а также потоки 34, 140, 155, 622 Мбит/c. Разница заключается в основном количестве портов ввода-вывода на интерфейсной карте и возможностях не блокируемой кросс-комутации.

3.2 Выбор производителя оборудования.

В качестве оборудования для реализации проекта выбираем продукты Серии 3 компании Marconi Communications, в которой предсттавлены синхронные мультиплексоры SMA1, SMA4 и SMA16.

Мотивацией такого решения является сочетание некоторых типовых и дополнительных характеристик и возможностей присущих данным продуктам:

• Полный доступ вплоть до уровня VC-1 по всему агрегатному потоку STM-4

• Уникальные трибутарные позиции 256 х 2Мбит/с, эквивалентно 32 х STM-1

• Полная совместимость с любыми существующими версиями оборудования SMA производства компании Marconi Communications

• Управление через мощную операционную систему управления оборудованием, EM-OS, производства

• Упрощение процесса планирования сети, особенно в тех точках, где происходит частое изменение нагрузки, что ведет:

       - к более полному использованию имеющейся мощности

       - к улучшенному времени реагирования

       - к более совершенному использованию сетевых уровней

• Снижение стоимости и сложности установки в сеть

• Повышение надежности и упрощение сетевого управления

• Вывод до 256 х 2 Мбит/с на одном SMA16

Такие характеристики достигаются на едином стандартном подстативе ETSI за счет:

• единой, полностью неблокирующейся коммуникационной матрицы, которая осуществляет полный доступ вплоть до уровня VC1 по агрегатному потоку STM-4 и трибутарным потокам

• 4 позиций, каждая из которых может принимать два STM-1 или 140 Мбит/с трибутарные потоки

• 8 позиций, каждая из которых может принимать два STM-1, 32 х 1.5/2 Мбит/с, 3 х 34/45 Мбит/с, 34 Мбит/с трансмультиплексор и 140 Мбит/с трибутарные потоки

Дополнительные Важные Преимущества

• Возможность за счет MS-SPRING существенно увеличить мощность кольца STM-4 для осуществления услуг резервирования

• Возможность осуществления мониторинга соединений в режиме Tandem, что позволяет значительно расширить возможности мониторинга

• Возможность за счет полной совместимости с любым оборудованием SMA производства компании Marconi Communications сократить затраты на внедрение и резервные блоки

• Трибутарные модули являются общими для всей семьи синхронных мультиплексоров Серии 3 производства компании Marconi Communications, включая и новые Трибутарные интерфейсы, а именно:

- Combiner, осуществляющий 64 кбит/с коммутацию

- SDH Extender, осуществляющий экономически выгодное расширение сетей SDH

- CellSpan, осуществляющий транспортировку трафика АТМ и TDM через сети SDH

3.3 Технические параметры оборудования.

3.3.1. Конструкция.

Конструкция представляет собой двухполочный подстатив, вмещающий полностью резервированную систему и рассчитанный на различные комбинации линейных трибутарных модулей. Блок подключения Линий (LTD), находящийся в верхней части подстатива, осуществляет физический интерфейс ко всем трибутарным и вспомогательным интерфейсам.

Рис.3.1

В данных мультиплексорахиспользуют одно и то же шасси и набор полностью совместимых трибутарных модулей, являющихся общими для всей семьи синхронных мультиплексоров Серии 3 производства компании Marconi Communications.

3.3.2. Варианты Трибутарной Платы (Tributary Card)

1. 1.5 Мбит/с

2. 2 Мбит/с

3. 34 Мбит/с

4. 34 Мбит/с Структурированный

5. Трансмультиплексор 45 Мбит/с

6. Трансмультиплексор 140 Мбит/с

7. Combiner

8. SDH Extender

9. CallSpan

10. STM-1 - электрический или оптический -с одним или двумя портами

3.3.3. Архитектура Системы.

Два независимых блока линейных интерфейсов, Восток и Запад, реализуют окончание оптических сигналов и выполняют функцию интерфейса для совместно используемых колец с резервированием секции Мультиплексирования (MS-SPRING).

Коммутационная плата (switch card) обеспечивает коммутационную функцию между линейной (line card) и трибутарной (tributary card) платами, посылая сигналы между ними. Коммутационная плата представляет собой неблокирующийся коммутатор на 64 порта с уровнем гранулярности VC-4, VC-3 и VC-1. Кросс-соединения могут выполняться между двумя линиями, между линией и трибом и между двумя трибами. Плата Контроллера Мультиплексора (Multiplexer Controller Card) полностью отвечает за управление и конфигурирование SMA. Она также обеспечивает интерфейс к Локальному Терминалу Пользователя. Все трибутарные платы вплоть до STM-1, включая Combiner, SDH Extender и CellSpan производства компании Marconi Communications, могут устанавливаться в любую из восьми узкополосных позиций на подстативе SMA. Имеется девятая позиция для резервирования 2 Мбит/с потока в режиме 1 :N. Четыре дополнительные широкополосные трибутарные позиции могут принимать следующие трибутарные платы: 140 Мбит/с, Combiner, до четырех оптических блоков STM-4 или четырех оптических или электрических блоков STM-1.

Помимо этого, SMA16 поддерживает двойную оптическую или электрическую трибутарную плату STM-1, которая вместе с оптическими трибутарными платами STM-4 позволяет осуществить доступ, эквивалентный 32 х STM-1, с одной полки.

Коммуникационная плата (Communications Card) обеспечивает маршрутизацию сообщений для внутренних сигналов управления между Контроллером Мультиплексора, Интерфейсом Управления сетью и другими модулями SMA. Существуют различные варианты этой платы для "шлюзового" и "нешлюзового" элемента сети.

Конфигурирование всех маршрутов графика, включая резервирование, а также вся статистика, мониторинг ошибок и аварий может осуществляться либо централизованно через Систему Управления Сетью (EM-OS), либо местно, через Локальный Терминал (LCT). Управление доступом и резервированием можно программировать, чтобы обеспечить различные уровни доступа оператора в систему с целью предотвращения несанкционированного пользования. Встроенное программное обеспечение можно загружать в процессе обслуживания. Кроме того, каждая плата в подстативе может сообщать из энергонезависимой памяти данные своего инвентарного статуса, либо в месте установки аппаратуры, либо удаленно. Факультативные Дополнительные модули (Auxiliary Modules) предлагают дополнительные функции, включая доступ к байтам заголовков SDH - для предоставления функций Инженерной Служебной Связи (EOW) или, к примеру, для телеметрического трафика.

3.4.Конфигурация узлов.

Для всех узлов:

• Коммутационная плата (switch card)

• Плата Контроллера Мультиплексора (Multiplexer Controller Card) полностью отвечает за управление и конфигурирование SMA. Она также обеспечивает интерфейс к Локальному Терминалу Пользователя.

• Стандартный двухполочный подстатив, вмещающий полностью резервированную систему и рассчитанный на различные комбинации линейных трибутарных модулей. Блок подключения Линий (LTD), находящийся в верхней части подстатива и осуществляющий физический интерфейс ко всем трибутарным и вспомогательным интерфейсам.

• Блоки линейных интерфейсов в исполнении STM-4

Для узлов А и С:

Плата оптического STM-1 –1шт

А – трибная плата 32х2 Мбит/с- 2+1 шт (42Е1)

В - трибная плата 32х2 Мбит/с – 2+1 шт (51Е1)

С - трибная плата 32х2 Мбит/с – 2+1 шт (51Е1)

D - трибная плата 32х2 Мбит/с – 2+1 шт (42Е1)

В соответствии с данной конфигурацией приведем схему организации связи:

Рис.3.2.Схема организации связи.

3.5 Формирование сети управления.

3.5.1. Структура сети управления.

Управление через мощную операционную систему управления оборудованием, EM-OS, производства

Сетевое управление осуществляется либо удаленно, через систему управления EM-OS производства компании Marconi Communications, поддерживающую обслуживание всех продуктов SDH Marconi Communications, либо местно через Локальный Терминал, расположенный например на узле А.

В качестве основных каналов управления используются каналы DCCИ каналы сетиEthernetDCC–DataCommunicationChanal– встроенный канал сети управления. Если сеть достаточно большая и разбита на несколько областей, то должны быть определены связи между ними, адресаNSAPотдельных узлов и маршруты для передачи информации управления.NSAP–NetworkServiceAccessPoint– точка/узел доступа сетевого сервиса.

Рис.3.3 - Схема управления сетью SDH.

Станция А, В, С, D используют каналы DCC (рис.3.3), для подключения менеджера на базе PC к станции А используют Ethernet.

3.5.2 Определение адреса NSAP для узлов сети

Каждый узел сети управления должен иметь свой адрес точки доступа сетевого сервиса NSAP,который присваивается узлу при инсталляции. Он уникален и служит для идентификации узла при его подключении к EM или NMS.

Структура адреса NSAP показана на рис 3.4. Максимальная длина его – 20 байтов.

IDD Начальная часть домена		Специфическая часть домена DSP
AFI	IDI	Адрес области AA	Идентификатор Сигнала SID	NSEL

Рис.3.4.

Адрес области 10 байтов.

Адреса NSAP распределяются сетевой администрацией страны.

Если сеть локальна , то нумерация выбирается произвольно.

AFI-код страны = 39 IDI=001F

Пример: адрес области 1; адрес домена 1

Поле адреса AA 00000000000000010001; Поле NSEL=0

Эти поля остаются постоянными для всех узлов

SID-отражает структуру сети :

-поле номера станции (Station- 3 байта )

-поле номера отсека , где установлено оборудование(Room- 1 байт)

-поле номера полки (Subrack- 2 байта)

Таблица.3.1.

Узел	A	B	C	D
SID	01010001	02010001	03010001	04010001

3.6. Формирование сети синхронизации.

В сети SDH синхронизация может поступать с любого входного порта трафика или с одного из двух внешних 2 Мбит/с входов синхронизации. Существуют различные варианты синхронизации между портами мультиплексоров вставки/выделения для удовлетворения самых разных топологий сети. Приоритет источника синхронизации можно программировать, обеспечивая автоматическое восстановление синхронизации при неисправностях. Синхронизация поддерживается от внутреннего цифрового устройства памяти, которое хранит последнюю тактовую частоту сети. если все другие источники синхронизации недоступны. Мультиплексор обеспечивает два выходных сигнала 2048 кГц для синхронизации других элементов сети.

Для синхронизации всего оборудования узла или станции должен использоваться один источник сигналов синхронизации. Схема синхронизации должна иметь вид "звезды" с расходящимися лучами.

Схема синхронизации сети должна предусматривать возможность автоматического самовосстановления и исключать при этом возможность появления петель синхронизации.

Сообщение о статусе синхронизации отмечается в заголовке цикла передачи (агрегатного сигнала), передаваемого по линии.

Таблица 3.2. – Уровни качества синхронизации.

Уровень качества	Содержание байта S1 (в STM - N)	Стабильность частоты	Вид источника синхронизации
Q1	. . . 0010	10^-11	PRG ПЭГ (G.811)
Q2	. . . 0100	10^-9	SSU – T ВЗГ - T (G.812)
Q3	. . . 1000	2 ^. 10^-8	SSU – L ВЗГ - L (G.812 - 1)
Q4	. . . 1011	4,6 ^. 10^-6	Удержание или SEC
Q5	. . . 0000	----------	Качество не определено
Q6	. . . 1111	----------	Для синхронизации не использовать
QF	----------	----------	Сообщение сигнал не обнаруживается

В таблице 3.2 приведено обозначение уровня качества и соответствие его источникам синхронизации. Приоритеты назначаются в каждом узле и в процессе ручной или автоматической реконфигурации сети синхронизации остаются неизменными. Число возможных приоритетов от 1 до 15.

Ниже приведена схема синхронизации сети:

Рис.3.4. - Схема синхронизации сети

Схема синхронизации содержит первичный источник PRC (узел А) и один вторичный источник в транзитном узле (узел В) G. 812