Организация волоконно-оптического кольца первичной сети с использованием STM-16
Проект магистральной линии связи, архитектура - волоконно-оптическое кольцо. Выбор оборудования, принцип работы - синхронная цифровая иерархия, позволяющая транспортировать по оптическому кабелю сигналы уровня STM-16 при скорости передачи 2,488 Гбит/с.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.06.2010 |
| Размер файла | 4,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Кафедра: Систем телекоммуникаций
Факультет: Телекоммуникаций
Пояснительная записка к дипломному проекту
На тему:
Организация волоконно-оптического кольца первичной сети с использованием STM-16
Минск 2004
Введение
Интенсивное развитие новых информационных технологий привело к бурному развитию микропроцессорной техники, которая стимулировала развитие цифровых методов передачи, что, в конечном счете, привело к созданию не только технологий локальных сетей: ARCnet, Ethernet, Token Ring, FDDI, но и новых высокоскоростных технологий глобальных сетей: PDH, SONET, SDH, ISDN, Frame Relay и ATM.
Технологии локальных сетей, ориентированных на передачу данных, развивались не по линии уплотнения каналов, а по линии увеличения полосы пропускания каналов передачи данных. Что в результате привело к переходу от низкоскоростных Ethernet и Token Ring к новым сетевым технологиям FDDI, Fast Ethernet, 100VG - Any LAN, использующим скорость передачи данных 100 Мбит/с и ориентированных в большей части на применение волоконно-оптического кабеля.
Кроме этого в настоящее время переход к волоконно-оптическим системам передачи осуществляется на всех участках сетей связи. Ведь по сравнению с существующими системами на медных кабелях волоконно-оптические системы передачи обладают рядом преимуществ, основными из которых являются: широкая полоса пропускания, позволяющая организовать по одному волоконно-оптическому тракту необходимое число каналов с дальнейшим их наращиванием, а также предоставлять абоненту наряду с телефонной связью любые виды услуг; высокая защищенность от электромагнитных помех; малое километрическое затухание и возможность организации регенерационных участков большой протяженности, а также потенциально низкая стоимость оптического кабеля.
Необходимо отметить, что в качестве оконечной аппаратуры волоконно-оптических систем передачи используются цифровые системы передачи. Это объясняется существенными преимуществами цифровых систем передачи перед аналоговыми: высокой помехоустойчивостью, малой зависимостью качества передачи от длины линейного тракта, высокими технико-экономическими показателями.
Развитие технологий скоростных телекоммуникаций на основе плезиохронных систем передачи привело к появлению двух наиболее значимых цифровых технологий - иерархий SDH и SONET, которые ориентированы на использование в качестве среды передачи волоконно-оптических кабелей и расширили диапазон скоростей, используемых на глобальных транспортных сетях, до 40 Гбит/с.
Исторически сложилось так, что иерархии скоростей передачи в США и Европе основывались на различных базовых скоростях сигналов - Т1 (1,544 Мбит/с) и Е1 (2,048 Мбит/с) соответственно. Летом 1986 г. МККТТ (в настоящее время комитет ITU-T) наконец решил навести порядок, создав единый стандарт, который поддерживал бы как европейскую, так и американскую иерархии. В июле 1986 г. рабочая группа XVII МККТТ начала работу над новым стандартом синхронной цифровой иерархии (SDH). Полтора года ушло на согласование рекомендаций. В феврале 1988 г. комитет T1X1 принял предложения МККТТ по изменению стандарта SONET. Рабочая группа XVIII утвердила три рекомендации, относящиеся к SDH, которые и были опубликованы:
G.707. - базовые скорости SDH;
G.708. - сетевой интерфейс узла SDH;
G.709. - структура синхронного мультиплексирования
Рекомендации ITU-T могут рассматриваться как всемирные стандарты для синхронной передачи.
Производители взялись за аппаратную реализацию новой технологии. Шаг за шагом рождалось оборудование, обеспечивающее все большие скорости передачи. Не так давно появилось оборудование STM-16 (2488,32 Мбит/c), а скоро можно ожидать создания устройств на основе STM-64 (9953,28 Мбит/c). Системы синхронной передачи преодолели ограничения плезиохронных систем-предшественниц (PDH). SDH-технология получила ряд значительных преимуществ: упрощение схемы построения и развития сети, высокая надежность сети, полный программный контроль, возможность использования оборудования разных фирм-производителей в одной сети.
Централизованная система управления предоставляет мощные средства мониторинга и тестирования каналов, позволяет свести до минимума расходы на эксплуатацию сети и обеспечить пользователей возможностью оперативной реконфигурации каналов. Эта универсальная система управления транспортной сетью предоставляет оператору сети множество возможностей:
сбор и анализ аварийных сообщений в режиме реального времени;
мониторинг и конфигурирование (до уровня блока) удаленных сетевых элементов;
автоматическое создание канала связи при указании начальной и конечной точек последнего;
контроль за качеством канала без нарушения связи;
эффективный поиск неисправностей;
создание каналов типа "точка - много точек" для вещательных сетей (в том числе КТВ);
редактирование конфигураций канала без перерыва связи;
перевод периферийного оборудования сети на новую версию программного обеспечения из центра управления сетью без перерыва связи.
Надо отметить, что централизованная система управления - основное в SDH-технологии. Качество оборудования SDH, предоставляемого тем или иным производителем, определяется в первую очередь возможностями системы управления сетью SDH.
Благодаря перечисленным преимуществам SDH стала технологией номер один для создания транспортных сетей.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
1. Техническая характеристика системы
В данной работе проектируется магистральная линия связи, представляющая по своей архитектуре волоконно-оптическое кольцо. В качестве аппаратуры передачи на ней выбрано оборудование, работающее по принципам синхронной цифровой иерархии и позволяющее транспортировать по оптическому кабелю сигналы уровня STM-16, что соответствует скорости передачи 2,488 Гбит/с.
Сеть представляет собой шесть магистральных узлов связи, соединенных оптическим кабелем и работающих со стандартными модификациями мультиплексоров ввода/вывода соответствующего уровня. Это мультиплексоры производства фирмы “Marconi”, маркированные изготовителем, как аппаратура MSH-51.
Данная магистральная линия связи будет работать как транспортная сеть. Это позволит использовать каналы, организуемые на ней, не только в качестве национального трафика, но и обеспечит возможность международного транзита, поскольку все технические характеристики системы передачи информационного сигнала будут удовлетворять мировым стандартам.
Данные обстоятельства и послужили тенденцией к разработке и внедрению этой системы, основанной на современных сетевых цифровых технологиях.
2. Расчет капитальных затрат
2.1 Расчет затрат на проектирование системы
Расчет затрат на выплату основной заработной платы научно-производственному персоналу (НПП) представлен в виде таблицы 2.1.1.
Таблица 2.1.1
Заработная плата НПП
|
Исполнители |
Количество человек |
Количество человеко-месяцев |
Заработная плата в месяц, у.е. |
Сумма, у.е. |
|
|
Научный руководитель |
1 |
6 |
70 |
420 |
|
|
Научный сотрудник |
2 |
6 |
60 |
720 |
|
|
Инженер |
2 |
6 |
55 |
660 |
|
|
Итого |
5 |
6 |
- |
1800 |
Основная заработная плата Зо научно-производственному персоналу с учетом премий составляет:
Зо = 1800Кпр = 18001,2 =2160 (у.е.),
где Кпр - коэффициент, учитывающий премиальный фонд.
Затраты на материалы и комплектующие изделия:
Рм = 0,1 Зо = 216 (у.е.)
Дополнительная заработная плата научно-производственному персоналу:
Зд = 0,15 Зо = 0,152160 =324 (у.е.)
Основная и дополнительная заработная плата прочих категорий работников:
Зпк = 0,5(Зо + Зд) = 0,5(2160 + 324) = 1242 (у.е.)
Отчисления в фонд социальной защиты населения:
Рсоц = 0,35( Зо + Зд + Зпк) = 0,35(2160 + 324 + 1242) = 1305 (у.е.)
Расходы на научные командировки:
Рком = 0,1 Зо =0,12160 = 216 (у.е.)
Прочие расходы:
Рпр = 0,08( Зо + Зд + Зпк + Рм + Рсоц + Рком) =
= 0,08(2160 + 324 + 1242 + 216 + 1305 + 216) = 440 (у.е.)
Накладные расходы:
Рнак =1,0 Зо = 1,02160 =2160 (у.е.)
Итого полная себестоимость:
Сп = Зо + Зд + Зпк + Рм + Рсоц + Рком + Рпр + Рнак =
= 2160 + 324 + 1242 + 216 + 1305 + 216 + 440 + 2160 = 8063 (у.е.)
Отчисления на поддержание производителей сельскохозяйственной продукции и в другие специальные фонды составляет:
Ос/х = 0,04Сп = 325 (у.е.)
Отпускная цена составляет:
Цотп = Сп + Ос/х = 8387 (у.е.)
2.2 Расчет затрат на строительство волоконно-оптической сети связи и ввод ее в эксплуатацию
Расходы на строительство сети связи будут слагаться из затрат на закупку и прокладку оптического кабеля, закупку и монтаж передающего оборудования и оборудования электропитания, а так же из затрат на строительство помещений станций и регенерационных пунктов. Кроме того сюда необходимо включить затраты на наладку системы связи и ввод ее в эксплуатацию, а так же транспортные расходы.
Таким образом, для проведения расчетов необходимо указать, что протяженность кабельной магистрали составляет 740 километров. Отпускная стоимость одного километра кабеля “Pirelli” марки FTG 4-36 SM/EFE составляет 4800 у.е. Расходы на прокладку и спайку оптического волокна на всей сети составляют 6200 у.е. за один километр.
Тогда полный расход на прокладку кабеля составит:
Ркаб = 7404800 + 7406200 = 8140 (тыс.у.е.)
Необходимо также отметить, что на каждую из шести станций сети будет установлен базовый комплект оборудования MSH-51, отпускная цена которого отражена в таблице 2.2.1.
Таблица 2.2.1
Стоимость базового комплекта оборудования MSH-51.
|
Наименование блока |
Стоимость, у.е. |
|
|
Субпанель |
1380 |
|
|
Каркас |
800 |
|
|
Оптический бокс |
1300 |
|
|
Блок матрицы |
2940 |
|
|
Блок контроллера |
2080 |
|
|
Блок служебной связи |
1230 |
|
|
Блок сигнализации |
580 |
|
|
Оптический блок L 16.2 |
18800 |
|
|
Оптический блок S 4.1 |
5460 |
|
|
Аппаратура выделения: плата 4х155 МБит/с плата 63х2 МБит/с |
1360 1420 |
|
|
Интерфейсы |
200 |
|
|
Итого |
37550 |
Общие затраты на закупку оборудования составят:
Робор = 6Рстан + 2Ррег = 637550 + 2(0,737550) = 277870 (у.е.)
Здесь величина Ррег отражает стоимость оборудования, установленного на одном регенерационном пункте, и составляет 70% от стоимости оборудования базовой комплектации. Следует учесть, что на сети устанавливается два таких регенерационных пункта.
Затраты на строительство сети и ввод ее в эксплуатацию показаны в таблице 2.2.2.
Таблица 2.2.2
Затраты на строительство сети
|
Вид расходов |
Затраты, у.е. |
|
|
Закупка и прокладка кабеля |
8140000 |
|
|
Закупка оборудования |
277870 |
|
|
Монтаж оборудования |
12700 |
|
|
Монтажные материалы |
6320 |
|
|
Устройства электропитания |
37400 |
|
|
Строительство технических помещений |
65000 |
|
|
Наладка и ввод в эксплуатацию |
8200 |
|
|
Транспортные расходы |
18000 |
|
|
Итого |
8565490 |
Здесь необходимо отметить, что поскольку сеть является ведомственной, то большинство станционного оборудования будет установлено в уже существующих технических помещениях.
Таким образом можно вычислить капитальные затраты, слагаемые из расходов на проектирование и строительство сети:
Кобщ = Цотп + Рстр = 8387 + 8565490 = 8573877 (у.е.)
3. Расчет эксплуатационных затрат
3.1 Расчет расходов на выплату заработной платы и на отчисления от общего годового фонда заработной платы
Эксплуатационные затраты на обслуживание оборудования будут определяться исходя из численности производственного и административно-управленческого персонала.
Типовой штат административно-управленческого персонала, работающего на сети, включает в себя начальника ведущего узла сети, главного инженера сети и главных инженеров станций. К производственному штату относятся сменные инженеры, узловые операторы и кабельщики. Кроме этого необходимо учитывать и административно-хозяйственных работников, которые не включены в процесс обслуживания сети, но занимаются необходимыми хозяйственными работами.
Таким образом, годовая заработная плата производственных и прочих работников определяется в соответствии с рассчитанной численностью штата и показана в виде таблицы 3.1.1.
Таблица 3.1.1
Годовой фонд заработной платы
|
Должность |
Количество |
Месячный оклад |
Годовая зарплата |
|
|
Начальник ведущего узла сети |
1 |
120 |
1440 |
|
|
Главный инженер сети |
1 |
110 |
1320 |
|
|
Главные инженеры станций |
5 |
100 |
6000 |
|
|
Сменные инженеры |
12 |
80 |
11520 |
|
|
Узловые операторы |
2 |
70 |
1680 |
|
|
Кабельщики |
6 |
50 |
3600 |
|
|
Прочий персонал |
8 |
30 |
2880 |
|
|
Итого |
35 |
- |
28440 |
Кроме определенного годового фонда заработной платы необходимо учитывать премиальный фонд, равный 15% от годового фонда заработной платы и составляющий 4266 у.е. Тогда общий фонд заработной платы (ОФЗП) равен 32706 у.е.
Расчет затрат на выплату налогов производится в соответствии с действующим законодательством и отражен в таблице 3.1.2.
Таблица 3.1.2
Затраты на выплату налогов.
|
Вид отчислений |
% |
Сумма, у.е. |
|
|
Фонд социальной защиты |
35 от ОФЗП |
11448 |
|
|
Фонд занятости |
1 от ОФЗП |
3271 |
|
|
Дошкольные учреждения |
5 от ОФЗП |
1636 |
|
|
Чернобыльский налог |
4 от ОФЗП |
1309 |
|
|
Ремонтный фонд |
15 от ОФЗП |
4906 |
|
|
НДС |
20 от дохода |
521394 |
|
|
Сельхозналог |
2 от дохода |
52140 |
|
|
Вневедомственное жилье |
0,5 от (доход - ОФЗП) |
12774 |
|
|
Дорожный налог |
2 от дохода |
52140 |
|
|
Итого |
- |
661018 |
3.2 Затраты на материалы, запасные части и электроэнергию
Годовые затраты на материалы и запасные части, расходуемые в процессе эксплуатации и проведения ремонтно-профилактических работ, расчитываются исходя из действующих норм расхода на единицу оборудования, количества оборудования и цен на материалы и запасные части. К этим затратам необходимо добавить расходы на электроэнергию и транспортно-заготовительные расходы. Результаты оценки этих затрат сведены в таблицу 3.2.1.
Таблица 3.2.1
Годовые затраты на материалы и запасные части
|
Наименование |
Количество |
% от стоимости наименования |
Сумма, у.е. |
|
|
Кабель, км |
7,4 |
100 |
35520 |
|
|
Оборудование |
- |
10 |
27780 |
|
|
Электроэнергия, кВт |
120 |
100 |
21000 |
|
|
транспортно-заготовительные расходы |
- |
1 |
1600 |
|
|
итого |
- |
85900 |
3.3 Расходы на амортизационные отчисления и расчет общих расходов
В состав общих расходов входят затраты на командировки, охрану труда и технику безопасности, подготовку кадров, оперативно-хозяйственные и канцелярские расходы и прочее. Величина общих расходов соответствует 17,2 % от общего фонда зароботной платы и составляет 5626 у.е.
Амортизационные отчисления определяются исходя из стоимости основных производственных фондов и норм амортизации. Эти отчисления показаны в таблице 3.3.1.
Таблица 3.3.1
Расходы на амортизационные отчисления.
|
Наименование |
Норма % |
Балансовая стоимость, у.е. |
Сумма отчислений, у.е. |
|
|
Кабельные сооружения |
4 |
8140000 |
325600 |
|
|
Аппаратные средства |
7 |
277870 |
19450 |
|
|
Транспорт |
5 |
18000 |
900 |
|
|
Технические сооружения |
8 |
65000 |
5200 |
|
|
Итого |
- |
- |
351150 |
Здесь необходимо отметить, что затраты на текущий ремонт в данных расчетах не учтены, поскольку специфика цифрового оборудования сети предполагает только замену неисправных блоков.
Ниже приведена общая стоимостная оценка эксплуатационных затрат (таблица 3.3.2).
Таблица 3.3.2
Эксплуатационные затраты
|
Смета эксплуатационных затрат |
Сумма, у.е. |
|
|
Заработная плата |
32706 |
|
|
Налоги от ОФЗП |
22570 |
|
|
Материалы и запасные части |
85900 |
|
|
Общие расходы |
5626 |
|
|
Амортизационные отчисления |
351150 |
|
|
Налог от доходов |
638448 |
|
|
Итого |
1136400 |
4. Расчет доходов и срока окупаемости
Основными видами дохода при внедрении сети в эксплуатацию будут следующие пункты:
доход от предоставления в пользование каналов междугородной и зоновой телефонных сетей;
доход от предоставления в аренду цифровых каналов государствам СНГ и Балтии при организации транзита;
доход от предоставления в аренду цифровых каналов для организации международного трафика государствам дальнего зарубежья.
Стоимость аренды одного цифрового канала в год при круглосуточном пользовании на отрезке междугородной и зоновой сетей протяженностью до 100 км составляет 2042 у.е., а при протяженности от 101 до 600 км составляет 6092 у.е.
На сети имется потребность в организации 78 цифровых каналов на участке протяженностью до 100 км между Минском и Борисовом, и в организации 299 каналов на участках протяженностью более 100 км между всеми остальными узлами сети.
Таким образом, арендная плата за предоставление в пользование этих каналов составит:
782042 + 2996092 = 159276 + 1821508 = 1980784 у.е. в год.
На сети также арендуются каналы для организации международного транзита между Латвией и Россией, Польшей и Россией. Поэтому, учитывая тарифы частной аренды цифровых каналов для этих двух направлений (26394 и 25788 у.е. в месяц соответствено), нетрудно подсчитать доходы. Это 316728 и 309456 у.е. в год соответсвенно.
Исходя из вышеприведенных сведений можно подсчитать общий годовой доход, показанный в таблице 4.1.
Таблица 4.1
Общий годовой доход.
|
Статья дохода |
Ед. изм. |
Стоимость ед. изм., у.е. |
Сумма, у.е. |
|
|
Местное использование каналов на отрезке: до 100 км от 101 до 600 км |
час час |
0,24 0,71 |
159276 1821508 |
|
|
Организация транзита для стран СНГ |
месяц |
26394 |
316728 |
|
|
Организация транзита для стран дальнего зарубежья |
месяц |
25788 |
309456 |
|
|
Итого |
- |
- |
2606968 |
Рассчитаем экономическую эффективность и срок окупаемости системы связи.
Срок окупаемости системы определяется отношением капитальных затрат на внедрение системы к прибыли:
Ток = Кобщ / П,
где прибыль определяется как разность между доходами и эксплуатационными расходами, а капитальные затраты слагаются из расходов на проектирование и строительство сети. Таким образом
Ток = 8573877 / 1470568 = 5,83 (года).
Коэффициент экономической эффективности является обратной величиной срока окупаемости и отображает рентабельность капитальных затрат:
Еср = П / Кобщ = 0,172
Значит можно сделать вывод о том, что создание такой магистральной сети связи и внедрение ее в пользование является экономически целесообразным.
5. Обзор и анализ аналогичных систем
5.1 Цифровые иерархии скоростей передачи
Развитие сетей связи в последнее время предусматривает их построение на базе цифровых методов передачи и коммутации. Волоконно-оптические системы передачи строятся как цифровые, т.е. в качестве оконечной аппаратуры в ВОСП используются цифровые системы передачи. Такие ВОСП можно классифицировать по используемым стандартным иерархиям скоростей передачи, методам уплотнения, типам конфигурации сети (топологии), методам защиты цифровых потоков и схемам управления сетью.
Новые технологии телекоммуникаций стали развиваться в связи с переходом от аналоговых к цифровым методам передачи данных. В оптических системах передачи применяется, как правило, цифровая передача. Это обусловлено тем, что аналоговая передача требует высокой степени линейности промежуточных усилителей, которую трудно обеспечить в оптических системах.
При использовании цифровых методов мультиплексор формирует из n входных цифровых последовательностей одну выходную, состоящую из повторяющихся групп по n одноименных блоков. Теоретически мультиплексор при этом должен обеспечить скорость передачи данных порядка n х v, где v - скорость передачи данных одного входного канала, предполагаемая одинаковой для всех каналов.
Если в качестве входного используется сигнал основного цифрового канала (ОЦК) со скоростью передачи 64 кбит/с, то с помощью одного мультиплексора типа n:1 можно теоретически формировать потоки со скоростью n х 64 кбит/с. Если считать этот мультиплексор первым в схеме каскадного соединения из нескольких мультиплексоров второгоб третьего и т.д. уровней типа m:1, l:1, k:1..., то можно сформировать различные иерархические наборы цифровых скоростей передачи, или цифровые иерархии, позволяющие довести этот процесс мультиплексирования до необходимого уровня, дающего требуемое число каналов ОЦК на выходе, выбирая различные коэффициенты кратности n,m,l,k,... .
Три такие иерархии были разработаны в 80-х годах. В первой и второй из них, принятых соответственно в США и Японии, в качестве скорости сигнала первичного цифрового канала (ПЦК) была выбрана скорость 1544 кбит/с (фактически n = 24). В третьей, принятой в Европе, в качестве первичной была выбрана скорость 2048 кбит/с (формально n = 32, фактически n = 30, т.е. тридцать телефонных или информационных канала 64 кбит/с плюс два канала сигнализации и управления по 64 кбит/с).
Первая иерархия, порожденная скоростью 1544 кбит/с, давала последовательность вида: 1544 - 6312 - 44736 - 274176 кбит/с, что с учетом скорости ОЦК, соответствует ряду коэффициентов мультиплексирования n = 24, m = 4, l = 7, k = 6. Эта иерархия позволяет передавать соответственно 24, 96, 672, 4032 канала ОЦК. Вторая иерархия, порожденная скоростью 1544 кбит/с, давала последовательность вида: 1544 - 6312 - 32064 - 97728 кбит/с, что с учетом скорости ОЦК, соответствует ряду коэффициентов мультиплексирования n = 24, m = 4, l = 5, k = 3. Указанная иерархия позволяет передавать соответственно 24, 96, 480, 1440 каналов ОЦК. Третья иерархия, порожденная скоростью 2048 кбит/с, давала последовательность вида: 2048 - 8448 - 34368 - 139264 -564992 кбит/с, что с учетом скорости ОЦК, соответствует ряду коэффициентов мультиплексирования n = 30, m = 4, l = 4, k = 4, i = 4. Эта иерархия позволяет передавать соответственно 30, 120, 480, 1920 и 7680 каналов ОЦК. Указанные иерархии, известны под общим названием плезиохронная цифровая иерархия PDH.
Паралельное развитие трех различных иерархий не могло способствовать развитию глобальных телекоммуникаций в мире в целом, поэтому комитетом по стандартизации МСЭ-Т был разработан стандарт, согласно которому: были стандартизированы три первых уровня первой (американской) иерархии, четыре уровня второй (японской) и четыре уровня третьей (европейской) иерархии в качестве основных и указаны схемы кросс-мультиплексирования иерархий; последние уровни первой и третьей иерархий не были рекомендованы в качестве стандартных. Работы по стандартизации привели к разработке схемы плезиохронной цифровой иерархии PDH и схемы синхронной цифровой иерархии SDH.
При использовании жесткой синхронизации при приеме/передаче можно было применить метод мультиплексирования с чередованием октетов или байтов, как это делалось при формировании цифровых сигналов первого уровня, чтобы иметь принципиальную возможность идентификации байтов или групп байтов каждого канала в общем потоке. Но учитывая, что общая синхронизация входных последовательностей, подаваемых на мультиплексор от разных абонентов/пользователей, отсутствует, в схемах второго и более высокого уровней мультиплексирования был использован метод мультиплексирования с чередованием бит (а не байт).
Так как мультиплексор не формирует структуры, которая могла бы быть использована для определения позиции бита каждого канала, а входные скорости разных каналов могут не совпадать, то используется внутренняя побитовая синхронизация, при которой мультиплексор сам выравнивает скорости входных потоков путем добавления нужного числа выравнивающих бит в каналы с относительно меньшими скоростями передачи. Благодаря этому на выходе мультиплексора формируется синхронизированная цифровая последовательность. Информация о вставленных/изъятых битах передается по служебным каналам, формируемым отдельными битами в структуре фрейма. На последующих уровнях мультиплексирования эта схема повторяется, добавляя новые выравнивающие биты. Эти биты затем удаляются/добавляются при демультиплексировании на приемной стороне для восстановления исходной цифровой последовательности. Такой процесс получил название плезиохронного, т.е. почти синхронного. Кроме синхронизации, на уровне мультиплексора второго порядка также происходит формирование фреймов и мультифреймов, которые позволяют структурировать последовательность в целом.
Общая схема канала передачи с использованием технологии PDH даже в самом простом варианте топологии сети "точка - точка" на скорости 140 Мбит/с должна включать три уровня мультиплексирования на передающей стороне и три уровня демультиплексирования на приемной стороне, что приводит к достаточно сложной аппаратурной реализации таких систем.
Суть основных недостатков PDH в том, что добавление выравнивающих бит делает невозможным идинтификацию и вывод, например, потока 64 кбит/с или 2 Мбит/с, "зашитого" в поток 140 Мбит/с, без полного демультиплексирования этого потока и удаления выравнивающих бит. То есть приходится проводить достаточно сложную операцию трехуровневого демультиплексирования PDH сигнала с удалением/добавлением выравнивающих (на всех трех уровнях) бит и его последующего трехуровневого мультиплексирования с добавлением новых выравнивающих бит. Схема такой такой операции для одного пользователя показана на рис. 1. При наличии многих пользователей, требующих ввода/вывода исходных потоков, для аппаратурной сети требуется чрезмерно большое количество мультиплексоров, в результате эксплуатация сети становиться экономически невыгодной.
Рисунок 1. Схема демультиплексирования PDH сигнала
Другое слабое место технологии PDH - плохие возможности в организации служебных каналов для целей контроля и управления потоком в сети и практически полное отсутствие средств маршрутизации низовых мультиплексированных потоков, что крайне важно для использования в сетях передачи данных. Поэтому, казалось бы такое существенное достоинство метода, как небольшая "перегруженность заголовками", на деле оборачивается еще одним серьезным недостатком.
Указанные недостатки PDH привели к разработке в США еще одной иерархии - иерархии синхронной оптической сети SONET, а в Европе аналогичной синхронной цифровой иерархии SDH, предложенными для использования на волоконно-оптических линиях связи. Но несмотря на явные преимущества сетей SDH перед сетями PDH, они не имели бы такого успеха, если бы не обеспечили преемственность и поддержку стандартов PDH. Это выразилось в том, что терминальные мультиплексоры и мультиплексоры ввода/вывода сетей SONET/SDH, через которые осуществляется доступ в сеть, были расчитаны на поддержку только тех входных каналов, или каналов доступа, скорость передачи которых соответствовала объединенному стандартному ряду американской и европейской иерархий PDH, а именно 1.5, 2, 6, 8, 34, 45, 140 Мбит/с.
Тогда первая особенность иерархии SDH - поддержка в качестве входных сигналов каналов доступа только трибов PDH и SDH. Трибы PDH - цифровые сигналы каналов доступа, скорость передачи которых соответствует ряду 1.5, 2, 6, 8, 34, 45, 140 Мбит/с, а сигналы скорость передачи которых соответствует стандартному ряду скоростей SDH называются трибами SDH.
Другая особенность - процедура формирования структуры фрейма. Здесь трибы должны быть упакованы в стандартные помеченные контейнеры, размеры которых определяются уровнем триба в иерархии PDH. Каждый контейнер имеет внутреннюю емкость для размещения полезной нагрузки, где распологаются однотипные контейнеры нижнего уровня, и сопровождающую документацию - заголовок, где собраны все необходимые для управления и маршрутизации контейнера параметры. По типоразмеру контейнеры делятся на четыре уровня, соответствующие уровням PDH. На контейнер наклеивается ярлык, содержащий управляющую информацию для сбора статистики прохождения контейнера. Контейнер с таким ярлыком используется для переноса информации и является логическим, а не физическим объектом, поэтому он называется виртуальным. Виртуальные контейнеры могут объединятся в группы. Например контейнеры нижних уровней могут мультиплексироваться (т.е. составляться вместе) и использоваться в качестве полезной нагрузки контейнеров верхних уровней (т.е. большего размера), которые, в свою очередь, служат полезной нагрузкой контейнера самого верхнего уровня - фрейма STM-1. Это группообразование осуществляется по строгой синхронной схеме, где место каждого контейнера в поле нагрузки строго фиксировано. Также из нескольких фреймов могут составляться новые более крупные образования мультифреймы.
Из-за возможных различий в типе составляющих фрейм контейнеров и непредвиденных временных задержек в процессе загрузки фрейма, положение контейнеров внутри мультифрейма бывает не фиксированным, что может привести к ошибке при вводе/выводе контейнера, учитывая общую нестабильность синхронизации в сети. Для устранения этого факта, на каждый виртуальный контейнер заводиться указатель, содержащий фактический адрес начала виртуального контейнера на карте поля полезной нагрузки. Наличие указателей - третья особенность иерархии SDH.
Четвертая особенность заключается в том, что несколько контейнеров одного уровня могут быть сцеплены вместе и рассматриваться как один непрерывный контейнер, используемый для размещения нестандартной полезной нагрузки.
Пятая особенность - предусмотренное формирование отдельного поля заголовка размером 9х9=81 байт. Учитывая, что передача каждого байта в структуре фрейма эквивалентна потоку данных со скоростью 64 кбит/с, передача указанного заголовка соответствует организации потока служебной информации эквивалентного 5,184 Мбит/с.
При построении любой иерархии должен быть определен либо ряд стандартных скоростей этой иерархии, либо правило его формирования и первый (порождающий) член ряда. Для SDH значение первого члена ряда можно получить только после определения структуры фрейма и его размера. Тогда, если поле полезной нагрузки должно вмещать максимальный по размеру виртуальный контейнер, формируемый при инкапсуляции триба 140 Мбит/с и имеющий размер 9х261=2349 байт, и добавленное к нему поле заголовков имеет размер 81 байт, то размер синхронного транспортного модуля STM-1: 2349+81=2430 байт или 2430х8=19440 бит. Это значение при частоте повторения 8000 Гц позволяет определить порождающий член ряда для иерархии SDH: 19440х8000=155,52 Мбит/с.
Разработанная с учетом указанных общих принципов стандартная схема инкапсуляции PDH трибов в контейнеры и их последующего мультиплексирования при формировании модуля STM-1 имеет вид представленный на рисунке 2.
Рисунок 2. Схема формирования модуля STM-1
Выравнивание
Мультиплексирование
Отображение
В этой схеме мультиплексирования используются следующие обозначения: C-n - контейнеры уровня n (n=1,2,3,4); VC-n - виртуальные контейнеры уровня n (n=1,2,3,4), TU-n трибные блоки уровня n (n=1,2,3), TUG-n - группы трибных блоков уровня n (n=2,3), AU-n - административные блоки уровня n (n=3,4), AUG - группа административных блоков, STM-1 - синхронный транспортный модуль.
Контейнеры C-n служат для инкапсуляции (размещения с целью последующего переноса) соответствующих сигналов каналов доступа или трибов, питающих их входы. Уровни контейнера n соответствуют уровням PDH иерархии. Контейнер уровня C-1 разбивается на следующие контейнеры подуровней C-nm: С-11, инкапсулирующий триб Т1=1.5 Мбит/с, и С-12, инкапсулирующий триб Е1=2 Мбит/с.
VC-1, VC-2 - виртуальные контейнеры нижних уровней 1 или 2 и VC-3, VC-4 - виртуальные контейнеры верхних уровней 3 или 4 - это элементы SDH, структура которых или формат достаточно прост и определяется формулой: POH + PL, где POH - маршрутный (или трактовый) заголовок; PL - полезная нагрузка. Виртуальный контейнер VC-1 разбивается на виртуальные контейнеры подуровней nm: VC-11, VC-12.
TU-n - трибные блоки уровня n (субблоки) это элементы структуры мультиплексирования SDH, формат которых определяется формулой: PTR + VC, где PTR - указатель трибного блока, относящийся к соответсвующему виртуальному контейнеру. Трибный блок TU-1 делится на трибные блоки подуровней nm: TU-11 и TU-12. TUG-n - группа трибных блоков уровня n формируется в результате мультиплексирования нескольких трибных блоков.
Виртуальные контейнеры верхних уровней VC-3,4 позволяют сформировать соответствующие административные блоки: AU-3,4 - элементы структуры мультиплексирования SDH формата PTR + PL, где PTR - указатель административного блока, определяет адрес начала поля полезной нагрузки. Полезная нагрузка PL для AU-4 формируется либо из виртуального контейнера VC-4 (прямой вариант схемы мультиплексирования), либо в результате мультиплексирования другими возможными путями. Группа административных блоков AUG формируется путем мультиплексирования административных блоков AU-3,4 с различными коэффициентами мультиплексирования и затем отображается на полезную нагрузку STM-1.
STM-1 синхронный транспортный модуль - основной элемент структуры мультиплексирования SDH имеющий формат вида: SOH + PL, где SOH - секционный заголовок, PL - полезная нагрузка, формируемая из группы административных блоков AUG.
Чтобы показать детали процесса формирования по вышеприведенной схеме, на рисунке 3 представлен пример логической схемы формирования модуля STM-1 из потока трибов Е1.
Здесь все начинается с формирования контейнера С-12, наполняемого из канала доступа, питаемого трибом Е1. Для удобства представим его поток 2.048 Мбит/с в виде цифровой 32-байтной последовательности, циклически повторяющейся с частотой повторения фрейма STM-1 8 кГц (т.е. 2048000/8000=256 бит или 256/8=32 байта).
Рисунок 3. Логическая схема формирования модуля STM-1
К этой последовательности в процессе формирования С-12 возможно добавление выравнивающих бит, а так же других фиксирующих, управляющих и упаковывающих бит. Ясно, что емкость С-12 должна быть больше 32 байт, фактически она в зависимости от режима преобразования VC-12 в TU-12 будет больше или равна 34 байтам.
Далее к контейнеру С-12 добавляется маршрутный заголовок VC-12 POH длиной в один байт с указанием маршрутной информации, используемой, в основном, для сбора статистики прохождения контейнера. В результате формируется виртуальный контейнер VC-12 размером 35 байт. Формально добавление указателя TU-12 PTR длиной в один байт к виртуальному контейнеру VC-12, превращает его в трибный блок TU-12 длиной 36 байт.
Преобразование виртуального контейнера VC-12 (так же как и VC-11 и VC-2) в трибный блок TU-12 (или соответственно в блоки TU-11 и TU-2) и последующее мультиплексирование может проходить по двум схемам, или в двух режимах: плавающем и фиксированном. Достоинство плавающего режима в том, что он допускает использование указателей для определения истинного положения контейнера в поле полезной нагрузки, а значит допускает определенную асинхронность в транспортировке контейнера и является средством гибкого динамического выравнивания положения контейнера внутри структуры, в которую он погружен. Фиксированный режим использует фиксированное синхронное отображение структурированной информации трибных блоков на поле полезной нагрузки контейнеров верхних уровней. Он позволяет однозначно идентифицировать эту информацию с помощью указателей административных блоков AU, соответствующих этим контейнерам, что делает ненужным использование указателей трибных блоков TU-n PTR. Достоинство такого режима - более простая структура TU-n или TUG, допускающая более эффективную последующую обработку. Недостаток очевиден - исключается любая несинхронность при транспортировке контейнера.
Далее последовательность трибных блоков TU-12 в результате байт-мультиплексирования 3:1 превращается в группу трибных блоков TUG-2 с суммарной длиной последовательности 108 байтов (36х3=108). Затем последовательность TUG-2 подвергается повторному байт-мультиплексированию 7:1, в результате которого формируется группа трибных блоков TUG-3 - фрейм длиной 756 байт (108х7=756). Фактически TUG-3 соответствует фрейму 9х86, в начале которого добавляется два столбца (2х9 байт), состоящие из поля индикации нулевого указателя - NPI и фиксированного пустого поля (наполнителя) - FS. Таким образом TUG-3 имеет длину 774 байта (7х108+3+15=774). Полученная последовательность вновь байт-мультиплексируется 3:1, в результате чего формируется последовательность блоков TUG-3 с суммарной длиной 2322 байта (774х3=2322). На следующем этапе происходит формирование виртуального контейнера верхнего уровня VC-4 в результате добавления к полученной последовательности маршрутного заголовка РОН длиной 9 байт, что приводит к фрейму длиной 2331 байт.
На последнем этапе происходит формирование синхронного транспортного модуля STM-1. При этом сначала формируется AU-4, путем добавления указателя AU-4 PTR, длиной 9 байт, который распологается в SOH, а затем группа административных блоков AUG путем формального мультиплексирования 1:1 AU-4. К группе AUG добавляется секционный заголовок SOH, который состоит из двух частей: заголовка регенераторной секции RSOH (формат 3х9 байт) и заголовка мультиплексорной секции МSOH (формат 5х9 байт), окончательно формируя синхронный транспортный модуль STM-1, представляемый в виде кадра, имеющего длину 2430 байт, или в виде фрейма 9х270 байт, что при частоте повторения в 8 кГц соответствует скорости передачи 155,52 Мбит/с.
В результате мы получаем следующую итоговую формулу преобразования двоичного потока Е1 в схеме мультиплексирования по стандарту ETSI. Покажем ее в символьном варианте:
STM-1=((((E1+[байты]+VC-12_POH+TU-12_PTR)х3TUG-2)х7TUG-3+NPI+
+FSTUG-3)х3VC-4+VC-4_POH+FSVC-4+AU-4_PTR)х1AUG+RSOH+MSOH.
5.2 Топология сетей SDH
Рассмотрим топологию сетей SDH и особенности ее выбора. Чтобы выбрать топологию сети нужно знать возможный набор базовых стандартных топологий, из которых может быть составлена топология сети в целом. Ниже рассмотрим такие базовые топологии и их особенности.
Топология "точка-точка" или сегмент сети, связывающий два узла А и В, является наиболее простым примером базовой топологии SDH сети. Она может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров ТМ, как по схеме без резервирования канала приема/передачи, так и по схеме со стопроцентным резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный электрические или оптические агрегатные выходы (каналы приема/передачи). При выходе из строя основного канала сеть в считанные десятки миллисекунд автоматически переходит на резервный.
Рисунок 4. Топология "точка-точка"
Несмотря на свою простоту, именно эта базовая топология наиболее широко используется при передаче больших потоков данных по высокоскоростным магистральным каналам. Эту же топологию используют для отладки сети при переходе к новой более высокой скорости в иерархии SDH, например, с 622 Мбит/с (STM-4) на 2.5 Гбит/с (STM-16) или с 2.5 Гбит/с (STM-16) на 10 Гбит/с (STM-64). Она же используется как состовная часть радиально-кольцевой топологии (используется в качестве радиусов) и является основой для топологии "последовательная линейная цепь". С другой стороны, топологию "точка-точка" с резервированием можно рассматривать как вырожденный вариант топологии "кольцо".
Базовая топология "последовательная линейная цепь" используется тогда, когда интенсивность трафика в сети не так велика и существует необходимость ответвлений в ряде точек на линии, где могут вводится и выводиться каналы доступа. Она реализуется с использованием как терминальных мультиплексоров на обоих концах цепи, так и мультиплексоров ввода/вывода в точках ответвлений. Эта топология напоминает последовательную линейную цепь, где каждый мультиплексор ввода/вывода является отдельным ее звеном. Она может быть представлена либо в виде простой последовательной линейной цепи без резервирования, либо более сложной цепью с резервированием типа 1 + 1. Последний вариант топологии часто называют "уплощенным кольцом".
Рисунок 5. Последовательная линейная цепь
Рисунок 6. Последовательная линейная цепь типа "уплощенное кольцо" с защитой 1+1
В топологии "звезда", реализующей функцию концентратора, один из удаленных узлов сети, связанный с центром коммутации (например, цифровой АТС) или узлом сети SDH на центральном кольце, играет роль концентратора, где часть трафика может быть выведена на терминалы пользователей, тогда как оставшаяся его часть может быть распределена по другим удаленным узлам. Ясно, что этот конццентратор должен быть активным и интелектуальным, т.е. быть мультиплексором ввода/вывода с развитыми возможностями кросс-коммутации. Иногда такую схему называют оптическим концентратором (хабом), если на его входы подаются частично заполненные потоки уровня STM-N (или потоки уровня на ступень ниже), а его выход соответствует STM-N. Фактически эта топология напоминает топологию "звезда", где в качестве центрального узла используется мультиплексор SDH.
Рисунок 7. Топология "звезда"
Топология кольцо широко используется для построения SDH сетей первых двух уровней SDH иерархии (155 и 622 Мбит/с). Основное преимущество этой топологии - легкость организации защиты типа 1 + 1, благодаря наличию в синхронных мультиплексорах SMUX двух пар (основной и резервной) оптических агрегатных выходов (каналов приема/передачи): восток - запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встречными потоками. Эта топология обладает рядом интересных свойств, позволяющих сети самовосстанавливаться, т.е. быть защищенной от некоторых достаточно характерных типов отказов.
Рисунок 8. Топология “кольцо” с защитой 1+1 на уровне трибных блоков TU-n.
5.3 Синхронизация сетей SDH
Проблема синхронизации сетей SDH является частью общей проблемы синхронизации цифровых сетей, использующих ранее плезиохронную иерархию. Общие вопросы синхронизации, описанные в Рек. CCITT G.810, актуальны как для плезиохронных, так и для синхронных сетей. Отсутствие хорошей синхронизации приводит, например, к относительному "проскальзыванию" цифровых последовательностей или "слипам" (slip) и ведет к увеличению уровня ошибок синхронных сетей.
Цель синхронизации - получить наилучший возможный хронирующий источник или генератор тактовых импульсов (или таймер) для всех узлов сети. Для этого нужно не только иметь высокоточный хронирующий источник, но и надежную систему передачи сигнала синхронизации на все узлы сети.
Система такого распределения базируется в настоящее время на иерархической схеме, заключающейся в создании ряда точек, где находится первичный эталонный генератор тактовых импульсов PRC (Primary Reference Source - ПЭГ), или первичный таймер. Его сигналы затем распределяются по сети, создавая вторичные источники - вторичный или ведомый эталонный генератор тактовых импульсов SRC (Secondary Reference Clock - ВЭГ), или вторичный таймер, реализуемый либо в виде таймера транзитного узла TNC (Transit Node Clock), либо таймера локального (местного) узла LNC (Local Node Clock). Первичный таймер обычно представляет собой хронирующий атомный источник тактовых импульсов (цезиевые или рубидиевые часы) с точностью не хуже 10-11. Он обычно калибруется вручную или автоматически по сигналам мирового скоординированного времени UTC (Universal Time, Coordinated). Эти сигналы затем распространяются по наземным линиям связи для реализации того или иного метода синхронизации.
Существуют два основных метода узловой синхронизации [Рек. G.810]: иерархический метод принудительной синхронизации с парами ведущий-ведомый таймеры и неиерархический метод взаимной синхронизации. Оба метода могут использоваться отдельно и в комбинации, однако, как показывает практика, широко используется только первый метод.
Внедрение сетей SDH, использующих наряду с привычной топологией "точка-точка", различные варианты кольцевой топологии, привнесло дополнительную сложность в решение проблем синхронизации, так как для последних топологий маршруты сигналов могут меняться в процессе функционирования сетей.
Сети SDH имеют несколько дублирующих источников синхронизации:
сигнал внешнего сетевого таймера, или первичный эталонный таймер PRC, определяемый в Рек. ITU-T G.811, сигнал с частотой 2048 кГц;
сигнал с трибного интерфейса канала доступа, аналог таймера транзитного узла TNC, определяемый в Рек. ITU-T G.812, сигнал с частотой 2048 кГц, выделяемый из первичного потока 2048 кбит/с;
сигнал внутреннего таймера, или таймера локального узла LNC, определяемый в Рек. ITU-T G.812, сигнал 2048 кГц;
линейный сигнал STM-N, или линейный таймер, сигнал 2048 кГц, выделяемый из линейного сигнала 155.520 Мбит/с или 4n155.520 Мбит/с.
Учитывая, что трибы 2 Мбит/с отображаются в виртуальные контейнеры и могут плавать в рамках структуры вложенных контейнеров, использующих указатели, их сигналы должны быть исключены из схемы синхронизации SDH сети. Точность сигналов внутреннего таймера порядка 1-510-6 - мала, учитывая возможность накапливания ошибки в процессе так называемого "каскадирования сигналов таймеров", когда узел сети восстанавливает сигнал таймера по принятому сигналу и передает его следующему узлу. В этом смысле наиболее надежными источниками синхронизации являются сигнал внешнего сетевого таймера и линейный сигнал STM-N.
Целостность синхронизации сети PDH базировалась на использовании иерархической принудительной синхронизации (ведомый/ведущий таймеры). В ней прохождение сигналов таймеров через узлы сети было прозрачным. В сети SDH, восстанавливающей в каждом узле сигнал таймера из линейного сигнала STM-N, такая прозрачность теряется. В этой ситуации целостность синхронизации сети SDH лучше поддерживается при использовании распределенных первичных эталонных источников PRS, что позволяет устранить эффекты "каскадирования сигналов таймеров". Метод распределенных PRS описан в стандарте Bellcore GR-2830-CORE.
Предусматривается четыре стандартных режима работы хронирующих источников узлов синхронизации:
режим первичного эталонного таймера PRC или генератора ПЭГ (мастер узел);
режим принудительной синхронизации - режим ведомого задающего таймера SRC или генератора ВЗГ (транзитный и/или местный узлы);
режим удержания с точностью удержания 510-10 для транзитного зла и 110-8 для местного узла и суточным дрейфом 110-9 и 210-8 соответственно [12];
свободный режим (для транзитного и местного узлов) - точность поддержания зависит от класса источника и может составлять для транзитного 110-8 и 110-6 для местного узлов.
Организации ITU-T и ETSI предложили использовать понятие уровень качества хронирующего источника. Этот уровень может быть передан в виде сообщения о статусе синхронизации SSM (Synchronization Status Message) через заголовок STM-N для чего используются биты 5-8 байта синхронизации (например, S1), или последовательностью резервных бит Е1 2 Мбит/с. В этом случае при сбое в сети, повлекшем защитное переключение, сетевой элемент имеет возможность послать сообщение таймеру о необходимости использовать сигнал синхронизации, восстановленный из альтернативного маршрута.
Современные системы управления сетью могут использовать до шести уровней качества хронирующего источника (таблица 1).
Аттестация типа "уровень качества неизвестен" означает, что сигнал хронирующего источника получен со старого оборудования SDH, на котором не реализован сервис сообщений о статусе синхронизации. Сообщение "не используется для целей синхронизации" может прийти от блока, чей интерфейс STM-N используется в данный момент для целей синхронизации.
Таблица 1.
Возможные уровни качества хронирующего источника.
|
Символ |
Уровень качества хронирующнго источника |
|
|
PRC или G.811 |
Первичный эталонный таймер PRC, CCITT G/811 |
|
|
Unknown |
Уровень качества неизвестен |
|
|
TNC или G.812T |
Таймер транзитного узла TNC, CCITT G.812 |
|
|
LNC или G.812L |
Таймер локального узла LNC, CCITT G.812 |
|
|
SETS |
Таймер собственно узла SDH, инициированный линейным STM-N сигналом |
|
|
Don't use |
Не используется для целей синхронизации |
Среди хронирующих источников наиболее универсальным и точным является мировое скоординированное время UTC. Для его трансляции используются спутниковые системы LORAN-C и глобальная система позиционирования (объекта) GPS (Global Positioning System). Традиционные системы приема UTC требуют значительных затрат и используются как правило в центрах спутниковой связи. Однако в связи с широким развитием GPS была разработана альтернатива первичным эталонным источникам PRS - технология локальных первичных эталонов LPR (Local Primary Reference), основанная на использовании UTC для подстройки частоты. Многие телефонные компании используют эту технологию в местах развертывания GPS для создания альтернативы таймерам класса TNC на транзитных узлах. На таких узлах в качестве таймеров TNC устанавливаются улучшенные рубидиевые часы. В комбинации с технологией LPR использование синхронизации от UTC позволяет получать локальные первичные эталоны существенно перекрывающие требования по точности 10-11, устанавливаемые стандартами ITU-T и ETSI для первичных эталонных таймеров.
Создание системы распределенных первичных эталонных хронирующих источников не только позволяет увеличить надежность синхронизации сетей SDH, но и устраняет (при использовании сообщений о статусе синхронизации) возможности нарушения синхронизации при осуществлении защитного переключения в кольце SDH или ячеистой сети SDH.
Основным требованием при формировании сети синхронизации является наличие основных и резервных путей распространения сигнала синхронизации. Однако, и в том и в другом случае должны строго выдерживаться топология иерархического дерева и отсутствовать замкнутые петли синхронизации. Другим требованием является наличие альтернативных хронирующих источников. Идеальная ситуация, когда альтернативные источники проранжированы в соответствии с их приоритетом и статусом.
При аккуратном формировании сетевой синхронизации можно избежать возникновения замкнутых петель синхронизации как в единичных кольцевых сетях, так и в случае их объединения. Использование сообщений о статусе синхронизации позволяет в свою очередь повысить надежность функционирования сетей синхронизации. На рисунке 2 (приложение 4) приведена схема синхронизации кольцевой сети SDH, где верхняя схема соответствует нормальному функционированию сети, а нижняя - сбою, вызванному разрывом кабеля между узлами В и С.
Схема использует ставший классическим иерархический метод принудительной синхронизации. Один из узлов (узел А) назначается ведущим (или мастер-узлом) и на него подается сигнал синхронизации от внешнего PRC. От этого узла основная синхронизация (источник первого приоритета) распределяется в направлении против часовой стрелки, т.е. к узлам В, С и D. Синхронизация по резервной ветви (источник второго приоритета) распределяется по часовой стрелке, т.е. к узлам D, С и В. Начальное распределение хронирующих источников по узлам сведено в таблицу 2.
Подобные документы
Обоснование трассы волоконно-оптической линии передач. Расчет необходимого числа каналов, связывающих конечные пункты; параметров оптического кабеля (затухания, дисперсии), длины участка регенерации ВОЛП. Выбор системы передачи. Схема организации связи.
курсовая работа [4,3 M], добавлен 15.11.2013Характеристика основных элементов и типов конфигураций сети SDH. Разработка волоконно-оптической системы передачи на участке Коченево-Мамонтово: выбор типа оптического волокна, необходимого оборудования и его комплектации. Электрический расчет магистрали.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 08.10.2013Тенденция развития оптических сетей связи. Анализ состояния внутризоновой связи Республики Башкортостан. Принципы передачи информации по волоконно-оптическим линиям связи. Выбор оборудования, оптического кабеля, организация работ по строительству.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 20.10.2011Волоконно-оптические линии связи как понятие, их физические и технические особенности и недостатки. Оптическое волокно и его виды. Волоконно-оптический кабель. Электронные компоненты систем оптической связи. Лазерные и фотоприемные модули для ВОЛС.
реферат [1,1 M], добавлен 19.03.2009Расчет числа каналов на магистрали. Выбор системы передачи, оптического кабеля и оборудования SDH. Характеристика трассы, вычисление длины регенерационного участка. Составление сметы затрат. Определение надежности волоконно-оптической линии передачи.
курсовая работа [877,2 K], добавлен 21.12.2013Характеристика действующей волоконно-оптической линии связи в Павлодарской области, распложенной вдоль реки Иртыш. Анализ отрасли телекоммуникации в Республике Казахстан. Организация защищенного транспортного кольца волоконно-оптической линии связи.
отчет по практике [25,7 K], добавлен 15.04.2015Структура оптического волокна. Виды оптоволоконных кабелей. Преимущества и недостатки волоконно-оптической линии связи. Области ее применения. Компоненты тракта передачи видеонаблюдения. Мультиплексирование видеосигналов. Инфраструктура кабельной сети.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 01.06.2014Геолого-климатический анализ местности. Разработка волоконно-оптической линии связи между двумя городами – Новосибирском и Кемерово. Сметы на строительство линейных сооружений. Схема размещения регенерационных пунктов по трассе оптического кабеля.
курсовая работа [388,3 K], добавлен 15.11.2013Преимущества оптических систем передачи перед системами передачи, работающими по металлическому кабелю. Конструкция оптических кабелей связи. Технические характеристики ОКМС-А-6/2(2,0)Сп-12(2)/4(2). Строительство волоконно-оптической линии связи.
курсовая работа [602,7 K], добавлен 21.10.2014Развитие цифровых и оптических систем передачи информации. Разработка первичной сети связи: выбор оптического кабеля и системы передачи. Функциональные модули сетей SDH. Разработка схемы железнодорожного участка. Организация линейно-аппаратного цеха.
дипломная работа [160,0 K], добавлен 26.03.2011
