Фрагмент транспортної мережі зв’язку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

зв'язок технологія цифровий кабель

В даному курсовому проекті на тему «Фрагмент транспортної мережі зв'язку» виконано розрахунок параметрів волоконо-оптичної лінії зв'язку на базі технології SDH. Було розглянуто основну особливості даної технології, її переваги над технологією попереднього покоління.

Синхронна цифрова ієрархія SDH (Synchronous Digital Hierarchy) - це новий ієрархічний набір цифрового обладнання і елементів цифрової мережі, стандартизованих з метою транспортування по фізичним мережам зв'язку відповідним чином адаптованого навантаження.

Проект транспортної мережі був розроблений для Черкаської області з заданими мережевими вузлами. Було виконано розрахунок параметрів оптичного кабелю, складено мультиплексний план при нормальному режимі роботи мережі і при аварії при заданому типі захисту кільця SNCP/РП/1+1/2ОВ. Також було розроблено схему організації зв'язку і розподіл джерел тактової синхронізації в аварійному і нормальному режимах роботи мережі.

Завдання:

Розробити фрагмент внутрішньо зонової мультисервісної телекомунікаційної мережі Черкаської області між заданими мережними вузлами з використанням технології SDH,яка має кільцеву архітектуру.

Вихідні дані:

· Номер мережевого вузла перемикання ……МВП-5;

· Відстань (км) між мережевими вузлами SDH:

· МВВ1-МВП2:

· ?,км…..29,1;

· МВВ2-МВВ3:

· ?,км….36;

· МВВ3-МВВ4:

· ?,км….…47,2;

· МВВ4-МВВ5:

· ?,км…30,3;

· МВВ5-МВВ6:

· ?,км ……77,8;

· МВВ6-МВВ7:

· ?,км….44,7;

· МВВ7-МВВ8:

· ?,км …22,9;

· МВВ8-МВВ1:

· ?,км …..39,2;

· Захист цифрового потоку:

SNCP/РП/1+1/2ОВ;

· Довжина хвиля л, нм…...1550;

· Аварія між мережевими вузлами …5-6;

· Тип ОКЛБг-3-ДА12-3х4Е-0,35Ф3,5/0,23 H18-12/0;

Розробка мережі по SDH-технології. Основні переваги технології SDH над технологією PDH

Синхронні мережі SDH мають рад значних переваг над попередньою технологією PDH, а саме:

· Спрощення мережі, викликане тим, що в синхронній мережі один мультиплексор вводу-виводу, що дозволяє безпосередньо вивести (або ввести), наприклад, сигнал Е1 (2 Мбіт/с) з фрейма (або в фрейм) STM -1 (155 Мбіт/с), замінює цілу "гірлянду" мультиплексорів PDH, даючи економію не тільки в обладнанні (його ціною і номенклатурі), але і в необхідному місці для розміщення, живлення і обслуговуванні;

· Надійність і самовідновлення мережі, обумовлені тим, що, по-перше, мережа використовує волоконно-оптичну лінію передачі (ВОЛП), передача по якій практично не викликає електромагнітних завад, по-друге, архітектура і гнучке управління мережами дозволяє використовувати захищений режим роботи, допускає два альтернативні шляхи поширення сигналу з майже миттєвим перемиканням в разі пошкодження одного з них, а також обхід пошкодженої вузла мережі, що робить ці мережі самовідновлюваними;

· Гнучкість управління мережею, обумовлена наявністю великої кількості досить широкосмугових каналів управління і комп'ютерної ієрархічної системи управління, а також можливістю автоматичного дистанційного керування мережею з одного центру, включаючи динамічну реконфігурацію каналів і збір статистики про функціонування мережі;

· - Виділення смуги пропускання на вимогу - сервіс, який раніше міг бути здійснений тільки за заздалегідь (наприклад, за кілька днів) спланованою домовленістю (наприклад, виділення необхідного каналу при проведенні відеоконференції), тепер може бути наданий у лічені секунди шляхом перемикання на інший (широкосмуговий ) канал;

Прозорість для передачі будь-якого графіка - факт, обумовлений використанням віртуальних контейнерів для передачі графіка,

· сформованого іншими технологіями, включаючи найсучасніші технології Frame Relay, ISDN та АТМ;

· Універсальність застосування - технологія може бути використана як для створення глобальних мереж або глобальної магістралі, передавальної з точки в точку тисячі каналів зі швидкістю до 40 Гбіт/с, так і для компактної кільцевої корпоративної мережі, що об'єднує десятки локальних мереж;

· Простота нарощування потужності - за наявності універсальної стійки для розміщення апаратури перехід на наступну більш високу швидкість ієрархії можна здійснити просто вийнявши одну групу функціональних блоків і вставивши нову (розраховану на велику швидкість) групу блоків.

Особливості архітектури SDH

Розглянемо загальні особливості побудови синхронної цифрової ієрархії SDH. Незважаючи на очевидні переваги мереж SDH перед мережами PDH, вони не мали б такого успіху, якби не забезпечували спадковість і підтримку стандартів PDH. Відзначним, що при розробці технології SONET забезпечувалась наступність американської, а при при розробці SDH - європейської ієрархії PDH. В остаточному варіанті стандарти SONET/SDH підтримували обидві зазначені ієрархії. Це виразилося в тому, що термінальні мультиплексори та мультиплексори вводу/виводу мереж SONET/SDH, через які здійснюється доступ в мережу були розраховані на підтримку тільки тих вхідних каналів, або каналів доступу, швидкість передачі яких відповідала об'єднаному стандартному ряду американської і європейської ієрархії PDH, a саме: 1.5, 2, 6, 8, 34, 45, 140 Мбіт/с. Цифрові сигнали каналів доступу, швидкість передачі яких відповідає зазначеному ряду, будемо називати трибами PDH (або в термінології зв'язківців компонентними сигналами), а сигнали, швидкість передачі яких відповідає стандартному ряду швидкостей SDH - трибами SDH.

Отже, перша особливість ієрархії SDH - підтримка в якості вхідних сигналів каналів доступу лише триби PDH і SDH.

Інша особливість - процедура формування структури фрейма. Два правила відносяться до розряду загальних: за наявності ієрархії структур структура верхнього рівня може будуватися зі структур нижнього рівня, кілька структур того ж рівня, можуть бути об'єднані в одну більш загальну структуру. Інші правила відображають специфіку технології. Наприклад, на вході мультиплексора доступу маємо триби PDH, які повинні бути упаковані в оболонку фрейма так, щоб їх легко можна було ввести і вивести в потрібному місці за допомогою мультиплексора вводу-виводу. Для цього сам фрейм достатньо представити у вигляді деякого контейнера стандартного розміру (в силу синхронності мережі його розміри не повинні змінюватися), що має супроводжуючу документацію - заголовок, де зібрані всі необхідні для управління та маршрутизації контейнера поля-параметри, і внутрішню ємність для розміщення корисного навантаження , де мають розташовуватися однотипні контейнери меншого розміру (нижніх рівнів), які також повинні мати якийсь заголовок та корисне навантаження і т. д. за принципом матрьошки, або за методом послідовних вкладень, чи інкапсуляцій.

Для реалізації цього методу було запропоновано використовувати поняття контейнер, в який і упаковується триб. По типорозміру контейнери діляться на 4 рівні, відповідні рівням PDH. На контейнер повинен наклеюватися ярлик, що містить керуючу інформацію для збору статистики проходження контейнера. Контейнер з таким ярликом використовується для переносу інформації, тобто є логічним, а не фізичним об'єктом, тому його називають віртуальним контейнером.

Отже, друга особливість ієрархії SDH - триби повинні бути запаковані в стандартні помічені контейнери, розміри яких визначаються рівнем триба в ієрархії PDH.

Віртуальні контейнери можуть об'єднуватись у групи двома різними способами. Контейнери нижніх рівнів можуть, наприклад, мультиплексуватися (тобто складатися разом) і використовуватись в якості корисного навантаження контейнерів верхніх рівнів (тобто більшого розміру), які, у свою чергу, служать корисним навантаженням контейнера самого верхнього рівня (найбільшого розміру) - фрейма STM -1.

Таке групування може здійснюватися за жорсткою синхронною схемою, при якій місце окремого контейнера в полі для розміщення навантаження строго фіксоване. З іншого боку, з декількох фреймів можуть бути складені нові (більш великі) утворення мультифрейми.

Через можливі відмінностей в типі складових фрейм контейнерів і непередбачених часових затримок в процесі завантаження фрейму положення контейнерів всередині мультифрейма може бути, суворо кажучи, не фіксоване, що може привести до помилки при вводі/виводі контейнера, враховуючи загальну нестабільність синхронізації в мережі. Для усунення цього факту, на кожен віртуальний контейнер заводиться покажчик, що містить фактичну адресу початку віртуального контейнера на карті поля, відведеного під корисне навантаження. Покажчик дає контейнеру деякий ступінь свободи, тобто можливість "плавати" під дією непередбачених часових флуктуацій, але при цьому гарантує, що він не буде втрачений.

Отже, третя особливість ієрархії SDH - положення віртуального контейнера може визначатися з допомогою покажчиків, дозволяють усунути протиріччя між фактом синхронності обробки і можливою зміною положення контейнера всередині поля корисного навантаження.

Хоча розміри контейнерів різні і ємність контейнерів верхніх рівнів достатньо велика, може виявитися так, що або вона все одно недостатня, або під навантаження краще виділити декілька (в тому числі і з дробової частиною) контейнерів меншого розміру. Для цього в SDH технології передбачена можливість зчеплення або конкатенації контейнерів (складання декількох контейнерів разом в одну структуру, звану зв'язківцями "зчіпкою"). Складовою контейнер відрізняється відповідним індексом від основного і розглядається (з точки зору розміщення навантаження) як один великий контейнер. Зазначена можливість дозволяє з одного боку оптимізувати використання наявної номенклатури контейнерів, з іншого боку дозволяє легко пристосувати технологію до нових типів навантажень, не відомих на момент її розробки.

Отже, четверта особливість ієрархії SDН - декілька контейнерів одного рівня можуть бути зчеплені разом і розглядатиметься як один безперервний контейнер, використовуваний для розміщення нестандартної корисного навантаження.

П'ята особливість ієрархії SDH полягає в тому, що в ній передбачено формування окремого (нормального для технологій пакетної обробки в локальних мережах) поля заголовків розміром 9х9 = 81 байт. Хоча перевантаженість загальним заголовком невелика і складає всього 3.33%, він достатньо великий, щоб розмістити необхідну керуючу і контрольну інформацію і відвести частину байт для організації необхідних внутрішніх (службових) каналів передачі даних. Враховуючи, що передача кожного байта в структурі фрейму еквівалентна потоку даних зі швидкістю 64 кбіт/с, передача вказати заголовок відповідає організації потоку службової інформації еквівалентного 5.184 Мбіт / с.

Природно, що при побудові будь-якої ієрархії повинен бути визначений або ряд стандартних швидкостей цієї ієрархії, або правило його формування і перший (що породжує) член ряду. Якщо для PDH значення DSO (64 кбіт/с) обчислювалося досить просто, то для SDH значення першого члена ряду можна було отримати тільки після визначення структури фрейму і його розміру. Схема логічних міркувань достатньо проста. По-перше, поле його корисного навантаження повинно було вміщати максимальний по розміру віртуальний контейнер VC -4, формований при інкапсуляції триба 140 Мбіт/с. По-друге, його розмір: 9х261 = 2349 байт і визначив розмір поля корисного навантаження STM -1, а додавання до нього поля заголовків визначило розмір синхронного транспортного модуля STM-1: 9х261 + 9х9 = 9х270 = 2430 байт чи 2430х8 = 19440 біт, що при частоті повторення 8000 Гц дозволяє визначити і породжує член ряду для ієрархії SDH: 19440х8000 = 155.52 Мбі /с

Ситуаційний план мережі і вимоги до прокладки кабелю

На відміну від мідно-жильних кабелів зв'язку, призначених для застосування на певних ділянках мережі (первинна, внутрішньо-зонова, місцева мережі зв'язку), оптичні кабелі зв'язку відрізняються практично лише допустимими умовами їх прокладання:

· прокладка оптичного кабелю в кабельну каналізацію і спеціальні (захисні пластмасові) труби;

· прокладка оптичного кабелю в грунтах різних категорій;

· прокладка оптичного кабелю в грунтах, що характеризуються мерзлотними явищами;

· прокладка оптичного кабелю в болотах, на річкових переходах, на глибоководних ділянках водойм (озера, водосховища);

· прокладка оптичного кабелю на прибережних і на глибоководних ділянках морів;

· підвіска оптичного кабелю на опорах повітряних ліній зв'язку, опорах ЛЕП, опорах контактної мережі й автоблокування залізниць;

Залежно від виконання оптичного кабелю умови прокладки можуть бути і розширеними (наприклад, для прокладки в кабельну каналізацію, спеціальні труби, для підвіски).

Основними особливостями конструкцій оптичного кабелю, визначальними область їх прокладки, є:

· склад елементів конструкції оптичного кабелю (наявність або відсутність гідрофобного заповнення, металевих елементів);

· механічні характеристики оптичного кабелю (в основному допустимі розтягуючі і розчавлюють зусилля);

· матеріал зовнішньої оболонки оптичного кабелю.

Характерними особливостями конструкцій оптичного кабелю в порівнянні з мідно-жильними кабелями зв'язку є:

· малі розміри і маса;

· велика будівельна довжина (4-6 км і більше);

· мала величина загасання на відстань 1км;

· відсутність необхідності утримання оптичного кабелю під надлишковим повітряним тиском.

Опис кабелю типу ОКЛБг-3-ДА12-3х4Е-0,35Ф3,5/0,23 H18-12/0:

ОК- оптичний кабель;

Л-лінійний;

Б-броня сафронова,стальна стрічка накладена повздовж;

г-гофрований;

3-номер розробки;

М-металічний трос покритий ПЕ ПВХ;

Д-діелектричний стержень;

А-високомодульні ар мідні волокна;

12-захисних покривів;

3х4-кількість оптичних модулів в оптичному волокні;

Е-екранований;

0,35-коефіцієнт затухання дБ/км;

3,5- коефіцієнт хроматичної дисперсії на опорній довжині хвилі 1550 нм

0,23-коефіцієнт затухання на опорній довжині хвилі 1550 нм з коефіцієнтом хроматичної дисперсії;

12/0-кількість жил оптичного кабелю на кількість жил дистанційного живлення.

На Рисунку 1 наведено ситуаційний план транспортної мережі зв'язку на території Черкаської області:

Рис 1. Ситуаційний план прокладаємої мережі

Опис ділянок маршрутів:

Лисянка-Звенигородка: 1 річка, 1 автомагістраль, 2 залізні дороги;

Звенигородка-Шпола: 1 автомагістраль, 3 залізні дороги;

Шпола-Сміла: 2 автомагістралі, 2 залізні дороги;

Сміла-Черкаси: 3 автомагістралі, 4 залізних доріг;

Черкаси-Канів: 6 автомагістралей, 4 залізні дороги;

Канів-Миронівка: 1 річка, 1 автомагістраль, 2 залізні дороги;

Миронівка-Богуслав: 1 річка, 1 автомагістраль, 2 залізні дороги;

Богуслав-Лисянка: 5 автомагістралей, 1 річка, 5 залізних доріг.

Визначення рівня ієрархії ЦСП SDH. Мультиплексний план

Визначаємо кількість ПЦП між пунктами мережі і заносимо розраховані дані до таблиці 1.

Таблиця 1: Кількість ПЦП між пунктами мережі SHD

	МВВ-1	МВП-2	МВВ-3	МВВ-4	МВВ-5	МВВ-6	МВВ-7	МВВ-8	Всього ПЦП
МВВ-1	-	5	5	5	13	5	5	5	43
МВП-2		-	5	5	13	5	5	5	38
МВВ-3			-	5	13	5	5	5	33
МВВ-4				-	13	5	5	5	28
МВВ-5					-	13	13	13	39
МВВ-6						-	5	5	10
МВВ-7							-	5	5
МВВ-8								-	-
№ пц вв/вив	43	43	43	43	91	43	43	43	-

Методи підвищення надійності мережі на основі ЦСП - SDH

Одним з головних питань при проектуванні мереж SDH є забезпечення їх живучості та надійності. Тому, не дивлячись на високу надійність самої апаратури, передбачаються методи захисту мереж SDH. Для підвищення надійності мережі використовують захист цифрових потоків:

- шляхом резервування обладнання;

- шляхом секціонування ліній зв'язку.

Рисунок 2.8 - Методи захисту цифрових потоків в мережі SDH

По захисній ділянці мережі методи захисту розрізняють:

а) ТР (Trail Protection) - захист маршрута (ділянки мережі). До цього типу захисту відноситься метод MS SPRing (Multiplex Section Shared Protection Ring) - захист мультиплексної секції кільця з розділенням ресурсів.

Так як можуть існувати два типа кілець: - однонаправлене кільце (MS Dedicated Protection Rings (MS DP Rings)), по кільцю передача основного трафіку здійснюється тільки в одному напрямку, а захисний трафік передається в протилежному напрямку. При використанні даного методу захисту використовують два зустрічних однонаправлених кільця. Кожен вхідний потік спрямовується навколо кільця в обох напрямках, а на приймальному боці вибирають якісніший сигнал. Для побудови кільця використовуються два волокна. Передача основними шляхами відбувається в одному напрямку (наприклад, за годинниковою стрілкою), а резервним - у протилежному. Тому таке кільце називається однонаправлене, з перемиканням трактів або з закріпленим резервом. Даний метод захисту найбільш простий та зараз ніде практично не використовується.

- двонаправлене кільце (MS Shared Protection Rings (MS SPRing)), передача та прийом основного трафіку проходить у зустрічних напрямках по одним і тим ділянкам мережі. Двонаправлене кільце дозволяє використовувати одне обладнання в обох напрямках передачі. Також з'являється можливість вибору оптимального шляху основного трафіку. MS SPRing забезпечує захист всього трафіку на ділянці мультиплексної секції. Перемикання кільця може бути призведено як на ресурси потоків, так і на ресурси волокон. Перемикання кільця може бути організовано як на двох, так і на чотирьох волоконних кільцях. При перемиканні кільця на ресурси потоків частина ресурсів кільця виділяється для організації робочих каналів, а частина - для організації каналів захисту, зарезервованих для захисту основного трафіку. Основний трафік, як вихідний, так і вхідний, передається по кожній секції у зустрічних напрямках. Такий трафік називається двонаправленим. Сума робочого та резервного трафіку не повинна перевищувати ємність системи передачі в жодної з секцій.

б) SNCP (Sub Network Connection Protocol) - захист з'єднання підмережі.

Такий метод захисту забезпечує захист всій підмережі на ділянці окремого з'єднання, тобто захист тракту в цілому. У випадку аварії захист здійснюється шляхом перемикання тракту, проходячого аварійну ділянку, на резервний тракт, проходячи по іншому шляху (через іншу підмережу). Тому цей метод захисту називають захист за допомогою перемикання тракту. Перемикання тракту може бути застосовано до окремо взятих віртуальних контейнерах окремо, а не до всіх потоків в цілому на ділянці мультиплексної секції. Основна ідея перемикання тракту в тому, що робочі канали і канали захисту повинні проходити по різним маршрутам (не мати загальних секцій). Трафік, що передається по такому кільцю, є двонаправленим. Захисні канали можуть бути використані для передачі додаткового трафіку. При виникненні аварії на любій з ділянок сумарна ємність залишившихся основних трактів та заснованих резервних не повинна перевищувати ємність системи передачі трактів в жодній із секцій. Перемикання тракту дозволяє більш раціонально використовувати доступні ресурси, більш гнучко розподіляти їх між робочими каналами та каналами захисту. Однак перемикання тракту потребує системи управління, яка постійно аналізує стан мережі, та виконує перемикання пошкоджених трактів на резервні, на той час як перемикання кільця виконується локально, тільки двома мультиплексорами, на межі з аварійною секцією.

По використанню для резервування ресурсом:

а) РП - ресурс потоків. Частина каналів використовується для передачі основного трафіку, а частка (тієї ж системи передачі) використовується для передачі захисного трафіка. Основна перевага цього метода в тому, що ресурси кільця можуть бути рівномірно розподілені між робочими каналами та каналами захисту;

б) РОВ - ресурси оптичних волокон . Одним з видів ресурсів систем передач SDH є ресурси кабелю, який використовується для передачі. При використанні РОВ необхідно кабель з чотирма ОВ - два волокна для організації робочих каналів, та ще два - для організації каналів захисту. Таким чином, робочі канали та канали захисту організовані на різних волокнах. Використання РОВ дозволяє при пошкодженні волокон з робочими каналами, перемикатися на канали захисту аварійної ділянки. Тому, що для передачі захисних каналів використовують інші волокна, якщо ці волокна знаходяться в іншому кабелю, географічно рознесеним з кабелем для передачі робочими каналами, то досягається висока живучість такої системи передачі.

По схемі захисту:

а) по схемі 1+1. За кожним робочим каналом зарезервовано канал захисту, передача проходить як по робочому каналу, так і по каналу захисту. Перевага метода в тому, що сторона прийому завжди має змогу вибору між основним і захисним трафіком, обирає найбільш якісно переданий, і тому, у випадку аварії на ділянці робочого каналу або каналу захисту трафік не загубиться.

б) по схемі 1:1. Канали захисту використовуються для передачі захисного трафіка тільки у випадку аварії, та надаються лише відповідним робочим каналам, які проходять через аварійну ділянку. Даний метод більш раціонально використовує ресурси кільця тому, що резервні ресурси використовуються лише у випадку аварії, та тільки каналами, які проходили через аварійну ділянку. Крім того, поки канали захисту не потребуються для передачі основного трафіку, вони можуть використовуватися для передачі додаткового трафіку.

На рис.2 зображено мультиплексний план мережі, варіант захисту SNCP/РП/1+1/2ОВ.

Відповідно до заданого методу захисту будуємо мультиплексний план при аварії на вузлах мережі.

Відповідний мультиплексний план при обриві лінії між пунктами 5 і 6 зображено на рис.3.

Визначаємо рівень STM за допомогою мультиплексного плану в нормальному режимі роботи враховуючи умови:

63? -STM-1

64??254 -STM-4

255??1008 -STM-16

Оскільки =196, обираємо рівень STM-4, швидкість якого дорівнює В=622,08 мВit/c.

Визначення довжини регенераційної ділянки ВОЛП і розміщення НРП

Тип і параметри кабелю

Для побудови мережі використовується з одномодовим оптичним волокном марки типу:

ОКЛБг-3-ДА12-3х4Е-0,35Ф305/0,23Н18-12/0.

Лінійний оптичний кабель, тип броні із гофрованих стальних лєнт з номінальним внутрішнім діаметром ОМ 2,5мм. В якості центрального силового елемента використовується діелектричний стержень. Кількість оптичних модулів в ОК =4. Кількість ОВ в оптичному модулі=4. Кількість оптичних волокон - 12.

Задані будівельні параметри кабелю:

;.

Параметри лінійного оптичного інтерфейсу системи SDH:

· рівень передачі Рпер=0 дБм;

· довжина хвилі випромінювання лазера нм;

· оптична чутливість приймача Рмін1=-30дБм;

· Визначаємо довжину по загасанню

, ( 4,1)

де

Q - енергетичний потенціал який визначається як різниця рівнів потужності оптичного сигналу на передачі та прийомі при якому забезпечується задана якість інформації;

Q=Pпер-Рпр=30 дБм (4,2)

Аз - експлуатаційний запас, який має значення 6 дБ;

Апв - виграш в з'єднанях передавач-волокно - 1 дБ;

Авв - виграш в з'єднаннях волокно-волокно - 0,1 дБ;

Авп - втрати в зєднаннях волокно-приймач - 1 дБ;

- коефіцієнт загасання в кабелі;

Визначаємо будівельну довжину кабелю за формулою:

 (4,3)

Розраховуємо значення за заданою формулою:

Визначаємо:

Розраховуємо довжину регенераційної ділянки по дисперсії:

, (4,4)

де

- питома дисперсія оптичного волокна;

- ширина лінії випромінювання лазера;

В - швидкість системи передавання.

Підставимо значення:

Для подальших розрахунків значення l вибираю при дисперсії, тому що воно менше.

Розробка схеми організації зв'язку

Схема організації зв'язку Черкаської області.

Розраховуємо можливість використання не обслугованого регенераційного пункту (НРП) між ділянками мережі.

Вибираємо оптимальну довжину регенераційної секції: = 88 км

Розраховуємо де необхідно встановити регенератори SMR:

;

;

;

;

;

;

;

;

Регенератори не потрібно встановлювати між пунктами.

Так як розрахований рівень STM-4 і довжина випромінюваного лазеру 1550мм, то будемо використовувати тип інтерфейсу L-4.2.

У відповідності з розрахунками будуємо схему організації зв'язку, яка зображена на рисунку 4.

Синхронізація мережі зв'язку

Синхронізація - це засіб підтримки роботи всього цифрового обладнання в мережі зв'язку на одній середній швидкості. Для цифрової передачі інформація перетворюється в дискретні імпульси. При передачі цих імпульсів через лінії й вузли зв'язку цифрової мережі всі її компоненти повинні синхронізуватися.

Для синхронізації мереж більшість адміністраторів телекомунікаційних мереж використовує метод ієрархічного джерела - приймача (ведучий - ведучий). Джерелом основного еталонного сигналу синхронізація мережі є один або більше первинних еталонних генераторів (ПЕГ). Еталонний сигнал цього генератора розподіляється по мережі, що складається з генераторів - приймачів або ведучих генераторів, що задають (ВЗГ).

Вузол з найбільш стабільним генератором призначається вузлом - джерелом. Вузол - джерело передає еталонну синхронізацію на один або більше приймаючих вузлів. Робочі характеристики приймаючих вузлів звичайно такі ж або гірше, ніж у вузла джерела. Вузол приймача захоплює еталонну частоту синхронізації джерела й потім передає її іншим вузлам приймача

Приймаючі вузли звичайно розробляються для прийому одного або більшого числа еталонних сигналів. Один еталонний сигнал є активним. Всі інші альтернативні еталонні сигнали є резервними. У випадку, якщо активний еталонний сигнал загублений, вузол приймача може перемикати еталонні сигнали, і підключається до альтернативного еталонного сигналу. Таким чином, кожний приймаючий вузол має доступ до синхронізації від одного або декількох джерел. Більшість мереж спроектовані таким чином, що всім генераторам приймачам подається два або більше різні еталонні сигнали. У приватних мережах це може бути неможливим через обмежену можливість з'єднань між вузлами. Генератори розміщаються відповідно до ієрархії, заснованої на рівнях робочих характеристик.

Первинний еталонний генератор (ПЕГ) є керуючим генератором для мережі, що забезпечує точність установки частоти краще, ніж 1• 10^-11. Одним із класів ПЕГ є генератор слів 1. Генератор слів 1, по визначенню, є вільним генератором. Він не використовує еталонний сигнал синхронізації для одержання або запуску його синхронізації. Генератори слів 1 звичайно складаються з декількох цезієвих стандартів частоти.

Проте, ПЕГ може бути виконаний не тільки на основі первинних атомних стандартів частоти. Іншими прикладами ПЕГ є генератори систем всесвітнього координованого часу (GPS). Ці системи використовують місцеві рубідієві або кварцові генератори, які запускаються інформацією про синхронізацію, одержуваної від GPS. Вони запускаються примусово, але по своїх параметрах класифікуються як первинні еталонні генератори. Ці генератори здатні підтримувати погрішність від декількох одиниць 10^-13 до декількох одиниць 10^-12 .

Головним призначенням генератора приймача (ВЗГ) є відновлення синхронізації з опорного сигналу й підтримка синхронізації якнайближче до синхронізації вузла джерела. Для цього потрібно, щоб генератор приймача виконував дві основні функції. По-перше, він повинен відтворювати синхронізацію генератора джерела еталонного сигналу, навіть, незважаючи на те, що еталонний сигнал може бути помилковим. По-друге, він повинен зберігати адекватні тимчасові стани під час відсутності еталона синхронізації.

Звичайним режимом роботи ВЗГ є добування сигналу синхронізації з еталонного сигналу ПЕГ. У цьому режимі генератор приймача повинен мати здатність виявляти можливі короткі помилки еталонного сигналу. Цими помилками можуть бути нестабільність синхронізації або короткі переривання еталонного сигналу. Ці помилки звичайно викликаються пристроєм, що транспортує еталонний сигнал від генератора джерела до генератора приймача.

Головною вимогою при формуванні мережі синхронізації є наявність головних та резервних шляхів проходження сигналу синхронізації.

Для створення мережі мережної синхронізації необхідно мати високо-стабільні джерела ТЧ (ДТЧ) та передбачити архітектуру мережі, яка повинна забезпечити її якісне функціонування. Під якісним функціонуванням розуміємо забезпечення високої стабільності ДТЧ, допустимого відходу фази від номіналу, а також високої надійності мережі. Мережа складається з автономних ДТЧ (можуть працювати в автономному режимі та режимі синхронізації), лінії передачі синхронізуючих частот та буферних пристроїв затримки та обробки синхронізуючих сигналів.

Розглянемо два засоби побудови мережі мережної синхронізації:

* мережа з взаємною синхронізацією ДТЧ;

* мережа з примусовою синхронізацією.

В мережі з взаємною синхронізацією усі ДТЧ об'єднані між собою по принципу кожен з кожним. Висока надійність - перевага цього варіанту. А недоліком являється довгий перехідний процес до стану, який встановився. Також така мережа та управління нею являють важкі та дорогі динамічні процеси. До нашого часу область використання взаємної синхронізації на мережах обмежена.

В даний час для створення мережі мережної синхронізації використовують другий варіант. А для нього характерні такі варіанти побудови мережі:

з безпосередньою синхронізацією;

синхронізацією мережі відомчих генераторів;

ієрархічна примусова синхронізація;

олігархічна мережа синхронізації деревоподібної структури. Найбільш поширеним являється третій варіант.



Рис.

ПЕГ - первинний еталонний генератор; ВЕГ - вторинний еталонний генератор.

Рисунок 5 - Ієрархічна примусова синхронізація

Така система забезпечує жорстке управління ведомими пристроями синхронізації. Вона синхронна та стійка. Тому сучасні системи і будуються по такому принципу.

Коли телекомунікаційна мережа займає велику територію, тим самим захвачує велику кількість мережних вузлів, то ММС будують по олігархічному принципу. В такій мережі знаходиться декілька ПЕГ, які синхронізуються між собою. Для цього використовують ДТЧ, які знаходяться на супутнику.

Рисунок 6 - Деревоподібна структура олігархічної мережі синхронізації

ДТЧ повинні володіти високою стабільністю. Чим вище стабільність, тим вони кращі, а відповідно і дорожчі.

Приведемо рівні якості ДТЧ (таблиця 6.1).

Таблиця 2 - Рівні якості ДТЧ

Умовні позначення рівня якості	Назва рівня якості
PRC	Первинний еталонний генератор
TNC	Таймер транзитного вузла
LNC	Таймер локального вузла
SETS	Лінійний таймер
Don't use	В цілях синхронізації не використовується
Uknown	Рівень якості не відомий

Щоб підвищити надійність роботи мережі, як правило, використовують не один, а декілька первинних еталонних генераторів. На Україні існує три ПЕГ:

- основний;

- резервний;

- запасний.

При цьому, побудова мережі синхронізації ведеться таким чином, щоб до кожного МВ підходило декілька сигналів синхронізації від різних джерел. Таким чином, при аварії з'являється альтернатива вибору кращого ДТЧ.

На Рисунку 5 зображено схему розподілу джерел тактової синхронізації при нормальному режимі роботи.

Таблиця 3. Розподіл джерел і статуси мережевих вузлів при нормальному режимі роботи.

Найменування МВ	Перший пріоритет (головний шлях)	Другий пріоритет (резервний)
	Джерело синхронізації	Статус	Джерело синхронізації	Статус
МВП-5	Зовнішній PRC - 2 МГц	TNC	-	-
МВВ-6	SETS від МВП-5	LNS	SETS від МВВ-7	Don't Use
МВВ-7	SETS від МВВ-6	LNS	SETS від МВВ-8	Don't Use
МВВ-8	SETS від МВВ-7	LNS	SETS від МВВ-1	Don't Use
МВВ-1	SETS від НРП-8	LNS	SETS від МВВ-2	Don't Use
МВВ-2	SETS від МВВ-1	LNS	SETS від МВВ-3	Don't Use
МВВ-3	SETS від МВВ-2	LNS	SETS від МВВ-4	Don't Use
МВG-4	SETS від МВВ-3	LNS	SETS від МВП-5	Don't Use
МВП-5	-	-	Зовнішній PRC	TNC

На Рисунку 6 зображено схему розподілу джерел тактової синхронізації при нормальному режимі роботи.

Таблиця 4. Розподіл джерел і статуси мережевих вузлів при аварійному режимі роботи.

Найменування МВ	Перший пріоритет (головний шлях)	Другий пріоритет (резервний)
	Джерело синхронізації	Статус	Джерело синхронізації	Статус
МВП-5	Зовнішній PRC	TNC	-	-
МВВ-6	Відсутній	Don't Use	SETS від МВВ-7	LNS
МВВ-7	Відсутній	Don't Use	SETS від МВВ-8	LNS
МВВ-8	Відсутній	Don't Use	SETS від МВВ-1	LNS
МВВ-1	Відсутній	Don't Use	SETS від МВВ-2	LNS
МВВ-2	Відсутній	Don't Use	SETS від МВВ-3	LNS
МВВ-3	Відсутній	Don't Use	SETS від МВВ-4	LNS
МВВ-4	Відсутній	Don't Use	SETS від МВВ-5	LNS
МВП-5	-	-	Зовнішній PRC	TNC

Висновки

У даній курсовій роботі було здійснено побудову мультиплексного плану в двох режимах для заданої схеми організації зв'язку мережі SDH, визначено рівень STM, проведення необхідних розрахунків для визначення параметрів схеми і визначення необхідності встановлення регенераторів на ділянках мережі. Також було розроблено схему організації зв'язку заданої мережі. У даній схемі не було встановлено регенераторів, тому що відстань між вузлами не перевищувала довжину ділянки регенерації. Також було здійснено синхронізацію мережі зв'язку, розподілення джерел тактової синхронізації при нормальному та аварійному режимах роботи і було здійснено розподілення джерел і статуси мережевих вузлів.

Список використаної літератури

1.Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH. ЭКО-ТРЕНДЗ, М., 1997г.

2.Системы связи и радиорелейные линии: Под ред. Н.И. Калашникова. - М.: Связь, 1977 р.

3.Андрэ Жирар. Технология и тестирование систем WDM: Руководство по современным волоконно-оптическим сетям. - М.: EXFO, 2001 / Перевод с англ. Под ред. А.М. Бродниковского, Р.Р. Убайдуллаева, А.В. Шмалько / Общая редакция А.В. Шмалько

4.«Синхронне цифрове сети SDH.» Слепов Н.Н. - 4?е изд. - М.: Эко-Трендз, 1999.

5.Цифровые сети связи. Основы планирования и построения. Шмалько А.В.

6.Оптические системы передачи: Ж.И. Корнейчук, Т.В. Макаров, И.П. Панфилов. - Київ: «Техніка», 1994 р

7.Брескін В.О., Пашолок П.О., Чистяков Ю.І. «Проектування фрагмента транспортної мережі SDH» ОНАЗ 2001р.

8.Хмелёв К.Ф. Основы SDH: Монография.-К.: IВЦ Видавництво "Політехніка" 2003.-583 с.

9.Хмелев К.Ф. Основы SDH: Монография.-Политехника, 2003г.

Размещено на Allbest.ru