Министерство Российской Федерации по связи и информатизации

Уральский технический институт связи и информатики

(филиал) СибГУТИ.

Курсовой проект

По предмету: " ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

СИНХРОННОЙ И ПЛЕЗИОХРОННОЙ

ЦИФРОВОЙ ИЕРАРХИИ ".

Тема: " Проектирование сети SDH ".

Выполнил:

Студент группы М-13

Селезнёв А.Н.

Проверила:

Лапина Н.Ф.

Екатеринбург 2004 г.

Задание на курсовое проектирование

1. Разработать схему организации сети. Рассчитать количество компонентных потоков

между узлами. Обосновать выбор скорости передачи агрегатных потоков.

2. Привести схему тракта одного компонентного потока и схему тандемного соединения

между любыми двумя несмежными узлами сети с использованием архитектуры сети SDH.

3. Разработать схему управления и синхронизации.

4. Выбрать схему защиты сети и обосновать их.

5. Выбрать оборудование SDH для реализации проектируемой сети, используя продукцию

любой фирмы изготовителя.

6. Выбрать тип кабеля.

Вариант технического задания на проектирование приведен в таблице 1.

Таблица1

Вариант	Число населенных пунктов	Число потоков Е1 между населенными пунктами	Топология сети	Коэфф. развития
19	A, B, C, D	A – B – 16 E1 A – C – 16 E1 A – D – 16 E1 B – C – 16 E1 B – D – 16 E1 C – D – 16 E1	2 ячейки	1,5

Содержание

Введение

1. Расчетная часть

1.1 Расчет уровня мультиплексорного оборудования………………………………………5

1.2 Выбор метода защиты синхронных потоков и оборудования SDH…………………...8

2. Выбор оборудования

2.1 Обоснование и выбор поставщика оборудования…………………………………….9

2.2 Номенклатура сменных блоков мультиплексора SDH компании «Nokia»………….10

2.3 Конфигурация мультиплексорных узлов и составление спецификации

оборудования………………..…………………………...………………………………11

3. Формирование сети управления и синхронизации

3.1 Сеть управления……………………………………...…………………………………12

3.2 Формирование сети синхронизации…………………………………………………...14

Заключение …………………………………………………………………………………….16

Список литературы……………..………………………………………………………………17

Введение.

Цифровые сети, разработанные и внедренные до появления синхронных сетевых техноло­гий SONET/SDH, были по сути асинхронными системами, так как не использовали внешнюю син­хронизацию от центрального эталонного источника. В них потери бит приводили не только к по­тере информации, но и к нарушению синхронизации. На принимающем конце сети можно было только выбросить полученные с ошибками кадры, и ждать восстановления синхронизации, а не инициировать повторную передачу потерянного фрагмента, как это делается, например, при ис­пользовании технологии Х.25 в локальных сетях. Это означало, что указанная информация будет потеряна безвозвратно.

Практика показывает, что местные таймеры могут давать значительное отклонение от точ­ной скорости передачи. В синхронных сетях средняя частота всех местных таймеров или одинакова (синхронна) или близка к синхронной (плезиохронна) благодаря использованию центрального таймера (источ­ника) класса PRS. В этой ситуации необходимость выравнивания фреймов или мультифреймов стоит не так остро, а диапазон выравнивания значительно уже.

Более того, ситуация с выделением определенного фрагмента потока (например, канала DS1 или Е1) упрощается, если ввести указатели начала этого фрагмента в структуре инкапсули­рующего его фрейма. Использование указателей (техника эта стара, как компьютерный мир) по­зволяет гибко компоновать внутреннюю структуру контейнера-переносчика. Сохранение указате­лей в некоем буфере (заголовке фрейма или мультифрейма) и их дополнительная защита кодами с коррекцией ошибок позволяет получить исключительно надежную систему локализации внутрен­ней структуры передаваемой по сети полезной нагрузки (фрейма, мультифрейма или контейнера).

Указанные соображения говорят о том, что синхронные сети имеют ряд преимуществ пе­ред асинхронными, основные из них следующие:

• упрощение сети, вызванное тем, что в синхронной сети один мультиплексор ввода-вывода, позволяя непосредственно вывести (или ввести), например, сигнал Е1 (2 Мбит/с) из фрейма (или в фрейм) STM-1 (155 Мбит/с), заменяет целую "гирлянду" мультиплексоров PDH, давая экономию не только в оборудовании (его цене и номенклатуре), но и в требуемом месте для размещения, питании и обслуживании;

• надежность и самовосстанавливаемость сети, обусловленные тем, что, во-первых, сеть использует волоконно-оптические кабели (ВОК), передача по которым практически не подвержена действию электромагнитных помех, во-вторых, архитектура и гибкое управление сетями по­зволяет использовать защищенный режим работы, допускающий два альтернативных пути рас­пространения сигнала с почти мгновенным переключением в случае повреждения одного из них, а также обход поврежденного узла сети, что делает эту сеть самовосстанавливающейся;

• гибкость управления сетью, обусловленная наличием большого числа достаточно широкополосных каналов управления и компьютерной иерархической системой управления с уровнями сетевого и элементного менеджмента, а также возможностью автоматического дистанционного управления сетью из одного центра, включая динамическую реконфигурацию каналов и сбор статистики о функционировании сети;

выделение полосы пропускания по требованию - сервис, который раньше мог быть осуществ­лен только по заранее (например, за несколько дней) спланированной договоренности (например, вывод требуемого канала при проведении видеоконференции), теперь может быть предос­тавлен в считанные секунды путем переключения на другой (широкополосный) канал;

- прозрачность для передачи любого трафика - факт, обусловленный использованием вирту­альных контейнеров, инкапсулирующих трафик, сформированный другими технологиями, включая самые современные технологии Frame Relay, ISDN и ATM;

- универсальность применения - технология может быть использована как для создания гло­бальных сетей или глобальной транспортной магистрали, передающей из точки в точку тысячи каналов со скоростью до 40 Гбит/с, так и для компактной кольцевой корпоративной сети, объе­диняющей десятки локальных сетей;

- простота наращивания мощности - при наличии универсальной стойки для размещения аппаратуры переход на следующую более высокую скорость SDH иерархии можно осуществить просто вынув одну группу функциональных блоков (карт) и вставив новую группу карт, рас­считанную на большую скорость передачи.

1. . РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

0. 1.1 Расчет уровня мультиплексорного оборудования.

Синхронный транспортный модуль STM – это информационная структура, используемая для осуществления соединений в SDH. Для определения типа STM используют структуру сети c указанием местоположения мультиплексоров ввода-вывода ADM (рисунок 1) и количество цифровых потоков Е1 между различными узлами сети. На основании этого строится матрица емкостей кратчайших путей и ребер (таблица 2). Она включает перечень взаимодействующих узлов сети, количество цифровых потоков, перечень участков цепи, которые используются для создания основных и резервных путей.

В данном проекте cеть имеет ячеистую топологию, состоит из двух ячеек и имеет четыре узла.

A B

D C

Рисунок 1. Структура сети

Для расчета уровня мультиплексоров составляем матрицу кратчайших путей и ребер (таблица 2).

Таблица 2

Исход. станции	Вход. станции		участки
			AB	BA	BC	CB	BD	DB	CD	DC	AD	DA
А	B	осн.	16
		рез.						16			16
	C	осн.	16		16
		рез.								16	16
	D	осн.	16				16
		рез.									16
B	C	осн.			16
		рез.					16			16
	D	осн.			16				16
		рез.					16
C	D	осн.							16
		рез.				16	16
Суммарное число потоков Е1			48		48	16	64	16	32	32	48

После заполнения матрицы определим суммарное число трактов Е1 для каждого участка сети Sтреб. С учетом коэффициента запаса на развитие сети (Кр) необходимое число цифровых потоков должно удовлетворять следующему условию:

Sн ≥ Кр* Sтреб.

Тип STM выбирается с учетом стандарта уровней.

Синхронная цифровая иерархия имеет шесть уровней N со скоростями передачи,

соответствующими STM-N (таблица 3).

Таблица 3

Уровень N	0	1	4	16	64	256
V, Кбит/с	51840	155520	622080	2488320	9953280	39813120

Если 0 < Sн < 63, то выбираем STM-1, если 63 ≤ Sн ≤ 252, то STM - 4,

если 252 ≤ Sн ≤ 1008, то STM – 16. В нашем проекте

Sн ≥ 1,5* 64

следовательно, выбираем оборудование уровня STM–4, скорость передачи 622080 Кбит\сек.

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

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

0. 1.2 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

(рисунок 2).

140 45/34 новые 2Мбит/с 1,5Мбит/с

Мбит/с сл

	Cлой ТР VC3	Cл 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 секцииSTM-16			Слой оптической секции STM-4			Слой Оптичесческой секцииции STM STM-1 Электри кой сек -1

Сигнал STM-16 сигнал STM-4 сигнал сигнал

STM-10 STM – 1Е

Рисунок 2. Модель архитектуры транспортной сети

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:

1. - резервирование участков сети по схеме 1+1 и 1:1 по разнесенным трассам;

2. - организация кольцевых и линейных сетей, резервированных по схемам 1+1, 1:1 и 1:N;

3. - резервирование терминального оборудования по схемам 1:1, N:1 и N:m;

4. - восстановление работоспособности сети в целом путем обхода отказавшего участка;

5. - использование оперативного переключения на работоспособный участок.

Указанные методы могут использоваться как отдельно, так и в комбинации.

В первом случае участки между двумя узлами сети соединяются по двум разнесенным трассам( стопроцентное резервирование), сигналы по которым распространяются одновременно. В узле приема они могут обрабатываться по двум схемам:

- резервирование по схеме 1 + 1 – сигналы анализируются и выбирается тот, который

имеет наилучшее соотношение параметров;

- Резервирование по схеме 1 : 1 – альтернативным маршрутам назначаются приоритеты –

низкий и высокий, ветвь с низким приоритетом находится в режиме горячего резерва,

переключение на нее происходит по аварийному сигналу от системы управления.

Это общие методы восстановления работоспособности, применимые для любых сетей.

Для заданной сети выбираем защиту типа 1 + 1 ( стопроцентное резервирование ).