Проектирование телекоммуникационной сети SDH

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство связи

Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики

Межрегиональный центр переподготовки специалистов

Курсовая работа

по дисциплине “Телекоммуникационные системы синхронной и плезиохронной цифровой иерархии”

Тема: “Проектирование телекоммуникационной сети SDH“



Техническое задание

1. Разработать схему организации сети. Рассчитать количество компонентных потоков между узлами. Обосновать выбор скоростей передачи агрегатных потоков. Выбрать типы мультиплексоров, кросс-коннектов и линейного оборудования в узлах. Выбрать оптический кабель.

2. Выбрать схемы защиты в сети и обосновать их.

3. Разработать схему сети синхронизации.

4. Выбрать оборудование SDH для реализации проектируемой сети, используя продукцию любой фирмы-изготовителя. Привести комплектацию оборудования.

5. Рассчитать длину регенерационного участка с учетом данных аппаратуры и кабеля.

Исходные данные

Исходные данные для заданного варианта приведены в таблицах 1- 4.

Таблица 1 Расстояния между узлами в километрах

Расстояния между узлами в километрах
В-Г	Г-Д	Г-М	Д-Е	Л-М
34	63	38	42	15

Таблица 2 Ориентировочные функции оборудования в узлах

Узел	Оконечный мультиплексор (ТМ)	Мультиплексор ввода-ввывода (ADM)	Кросс-коннект (DXC)
В	Да
Г		Да	Да
Д		Да
Е	Да
Л		Да
М			Да

телекоммуникационный оптический кабель мультиплексор



Таблица 3 Необходимое число цифровых потоков проектируемой сети

Направление передачи Цифровые потоки	В-Е	В-Г	Д-М	Д-Л	В-М	Л-М
Е1	10	6	8	10	20	15
Е3	3		2	3
Е4					1	1
STM-1				2

ПЭГ установлен в пункте Г.

Рисунок 1 Схема телекоммуникационной транспортной сети

1. Разработка схемы организации сети

Расчет количества компонентных потоков между узлами. Обоснование выбора скоростей передачи агрегатных потоков. Выбор типов мультиплексоров в узлах. Выбор оптического кабеля.

Согласно рисунку 1 и таблице 1 мы получаем топологию, приведенную на рисунке 2

Рисунок 2 Топология сети

2. Расчёт первичных 2М потоков (Е1)

Рассчитаем эквивалентное число первичных 2 М потоков (Е1) на сети. Оно определяется из соотношений:

- цифровой поток со скоростью 8 Мбит/с (Е2) эквивалентен четырем потокам со скоростью 2 Мбит/с (4x2 М);

- цифровой поток со скоростью 34 Мбит/с (Е3) эквивалентен 16-ти потокам со скоростью 2 Мбит;

- цифровой поток со скоростью 140 Мбит/с (Е4) эквивалентен 64-м потокам со скоростью 2 Мбит.

- STM-1 эквивалентен 63-м потокам со скоростью 2 Мбит.



Таблица 4 Эквивалентное число первичных 2 М потоков (Е1) на сети

	В-Е	В-Г	Д-М	Д-Л	В-М	Л-М
Е1	10	6	8	10	20	15
Е3	3		2	3
Е4					1	1
STM-1				2
Сумма	58	6	40	184	84	79

Таблица 5 Результаты расчетов числа 2 М потоков по направлениям

	Направления
Участки сети	В-Е	В-Г	Д-М	Д-Л	В-М	Л-М	Д-Е	Сумма
В-Г	58	6			84			148
Г-Д	58		40	184				282
Г-М			40	184	84			308
Д-Е							58	58
Л-М				184		79		263

3. Выбор кабеля

Как правило, для соединения узлов транспортной сети используются одномодовые волоконно-оптические кабели (ВОК). Многомодовые ВОК используются реже, в основном, для организации связи на короткие расстояния при уровне мультиплексора STM-1.

Для прокладки на всех участках сети будем использовать одномодовый оптический кабель, отвечающий рекомендации G.652. Это кабель ОКБ-М8П-10-0,22-32, выпускаемый ЗАО НФ “Электропровод”. Основные характеристики кабеля приведены ниже (таблица 6).

Предназначен для прокладки в грунтах всех категорий, (в том числе зараженных грызунами), в кабельной канализации, в трубах, в блоках, в коллекторах, на мостах и в кабельных шахтах. При необходимости прокладывать кабель в коллекторах, внутри зданий и сооружений, кабель может быть изготовлен на основе полиэтилена, не распространяющего горение.

Конструкция кабеля:

1. Оптическое волокно

2. Внутримодульный гидрофобный заполнитель

3. Центральный силовой элемент:

- стальной трос (T)

- стеклопластиковый пруток (П)

4. Межмодульный гидрофобный заполнитель

5. Промежуточная оболочка из полиэтилена

6. Броня из стальной оцинкованной проволоки диаметром 1,6 - 2,0 мм

7. Гидрофобный заполнитель

8. Защитная оболочка из полиэтилена (ОКБ-М) или полиэтилена, не распространяющего горение (ОК НБ-М).

Рисунок 3 Конструкция кабеля ОКБ-М8П-10-0,22-32

Окончательная маркировка кабеля будет иметь вид:

- для 16-ти канальной системы - ОКБ-М8П-10-0,22-32

- для 8-ми канальной системы - ОКБ-М8П-10-0,22-16

- для 4-х канальной системы - ОКБ-М8П-10-0,22-8

Таблица 6 Основные характеристики кабеля.

Тип волокна	SM
Диаметр световедущей жилы волокна	10 мкм
Коэффициент затухания, дБ/км. на = 0,85 мкм на л= 1,3 мкм на л = 1,31 мкм на л = 1,55 мкм	- - 0,35 0,22
Хроматическая дисперсия, пс/км·нм На л = 1310 нм на л = 1550 нм	3,5 18
Полоса пропускания, МГц·км на л = 850 нм, не менее на л = 1300 нм, не менее	600 800
Количество модулей	6-8
Количество волокон в модуле	1- 6
Внешний диаметр модуля, мм	2,0 или 2,9
Номинальный внешний диаметр кабеля (DКАБ), мм 6 модулей 8 модулей	15 18
Минимальный радиус изгиба (при t = -10 °С), мм	20 х DКАБ
Температурный диапазон, °С	-40- +50
Допустимое растягивающее усилие, кН	10
Допустимое раздавливающее усилие, Н/см	1000

4. Определение уровня синхронных транспортных модулей в каждом из узлов

Выберем уровни STM исходя из соотношений:

STM-1 = 63 Е1

STM-4 = 252 Е1

STM-16 = 1008 Е1



Таблица 7 Уровни STM по направлениям

Участки сети	Ёмкость линейных трактов, Е1	Уровень мультиплексора
В-Г	148	STM-4
Г-Д	282	STM-16
Г-М	308	STM-16
Д-Е	58	STM-1
Л-М	263	STM-16

Приведём данные мультиплексоров, которые будем применять в каждом узле

Пункт	Тип мультиплексора	Кол-во агрегатных интерфейсов	Тип агрегатных интерфейсов
В	Терминальный	1	L-4.1
Г	Кросс-коннект	3	L-4.1, L-16.1, L-16.2
Д	Ввода-ввывода	2	L-1.2, L-16.2
Е	Терминальный	1	L-1.2
Л	Терминальный	1	L-16.1
М	Ввода-ввывода	2	L-16.1, L-16.1

Примечание: Для участка Л-М можно использовать интерфейсы S-16.2 и L-16.1, но т.к. длина секции в 15 км является предельной для интерфейса S-16.2, то используем интерфейс L-16.1

5. Выбор способа защиты линейных трактов

Мультиплексоры оснащены защитой с автоматическим переключением, управляемым блоком контроллера оборудования.

Возможные способы защиты:

1. Защита блоков (EPS).

В этом случае при сбое в каком-либо блоке, цифровые потоки переключаются на резервный блок. Так на 3 блока (карты) предусматривается 1 резервный блок (защита 3:1 для блоков 21·2 М, 1·34 М, защита 1:1 для блока 140 М) кроме того, блоки могут защищаться по приоритетным признакам (защита 1+1 для блоков синхрогенератора и питания).

2. Защита секции мультиплексирования (APS).

Этот вид защиты срабатывает при сбое в секции мультиплексирования. Обычно защита реализуется по принципу 1+1, в некоторых случаях по принципу N+l .

3. Защита трактов (PPS).

Этот вид защиты используется, в основном, при кольцевых соединениях в секциях мультиплексирования и срабатывает при сбоях в трактах.

Кольцо - эта топология широко используется для построения транспортных сетей местного и регионального масштаба. В синхронной цифровой иерархии это распространенный вид сети для уровней SТМ-1, SТМ-4, SТМ-16 и при построении фотонных сетей с оптическими каналами вывода/ввода (доступа). Главное преимущество кольцевой архитектуры - простота организации защиты типа 1+1 благодаря наличию в мультиплексоре двух отдельных (запад и восток) оптических агрегатных входов/выходов. Защита трактов. При этом может быть организована защита трафика путем дублирования передачи информационных потоков по встречным направлениям в разных кольцах.

В проекте будем использовать защиту 1+1 дополнительными волокнами кабеля, т. е. обеспечено 100-процентное резервирование. В конфигурации 1+1 сигнал STM-N при передаче посылается и по тестируемому пути, и по резервному пути.

При приеме функция MSP (блок защиты секции мультиплексирования) выбирает наилучший сигнал на основе информации, исходящей от байтов К1 и К2 заголовка MSON или по командам, полученным системой управления.

Из-за постоянной передачи сигнала по резервному пути, архитектура 1+1 не позволяет увеличивать трафик за счет организации дополнительного канала.

Рисунок 4 Принцип работы защиты 1+1

6. Разработки схемы организации связи

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:

- сбор потоков, поступающих в сеть SDH, в синхронные транспортные модули (STM);

- передача по сети с возможностью выделения потоков в промежуточных пунктах;

- объединения потоков в потоки более высокого уровня;

- 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) - 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.

Мультиплексор ввода-вывода (ADM) - имеет 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.

Концентратор - мультиплексор, объединяющий несколько однотипных потоков, поступающих от удаленных узлов сети, в один распределительный узел. Матрица кросс-коммутатора 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.

Коммутаторы - позволяют установить связи между различными каналами, путем организации полупостоянной (временной) перекрестной связи, или кросс-коммутации, между ними.

Синхронные мультиплексоры разрабатываются различными зарубежными компаниями и имеют определенные различия характеристик и возможностей, однако в силу высокого уровня стандартизации технологии SDH они в значительной степени унифицированы по основным параметрам.

Выбор и описание мультиплексоров

Оборудование Alcatel 1660 SM представляет собой мультиплексор ввода/вывода и компактное устройство кроссового переключения уровней STM-1, STM-4 и STM-16. Он включает в себя матрицу HO/LO, размер которой составляет 96x96 STM-1 для потоков 155 / 140 Мб/с и/или 64х64 STM-1 для всех цифровых SDH и PDH потоков вплоть до 2 Мб/с. Система отвечает требованиям, предъявляемым к городским и региональными сетям и является мультисервисным оборудованием, оптимизированным для предоставления услуг SDH, IP и ATM. В оборудовании уникально сочетаются компактное исполнение и широкий набор выполняемых функций.

Alcatel OPTINEX™ 1660SM является мультисервисным элементом для создания местных, городских и Зоновых сетей. Его компактная конструкция удобна для размещения в офисных помещениях.

Скорость. В данном оборудовании предусмотрены все интерфейсы PDH и SDH от 1,5 Мбит/с до 2,5 Гбит/с.

Надежность. Alcatel OPTINEX™ 1660SM обеспечивает большой выбор методов защиты сети: защита линейной мультиплексорной секции (MSP), защита трактов при 100% дублировании их в подсетях (SNC-P), защита мультиплексорных секций за счет использования общей резервной распределенной емкости в сети с кольцевой конфигурацией (MS-SPRing). По желанию заказчика все сменные блоки могут быть зарезервированы для обеспечения полной защиты узла. Защита в системе электропитания обеспечена за счет присущей ей распределенной структуры, при которой преобразование DC/DC осуществляется на каждой плате. Следует отметить, что этим не исчерпываются все достоинства оборудования: при разработке Alcatel OPTINEX™ 1660SM был использован весь опыт, накопленный компанией Alcatel в области систем передачи SDH благодаря поставке десятков тысяч единиц оборудования по всему миру. Этим обстоятельством также подтверждается надежность данного оборудования.

Универсальность. Кроме небольшого количества общих блоков Alcatel OPTINEX™ 1660SM имеет 16 установочных мест, предназначенных для линейных и компонентных портов, что обеспечивает полную универсальность. Система может быть сконфигурирована, например, в виде устройства кроссового переключения 64 х 64 STM-1 или в качестве сетевого узла для кольца уровня STM-16 с возможностью ввода/вывода 756 х 2 Мбит/с на одной стойке при установке двух 1660SM. Несколько колец SNC-P (или два кольца MS-SPRing уровня STM-16) могут иметь окончания в одном и том же узле. При этом учтено, что сегодня под универсальностью (гибкостью) понимается также возможность эффективной обработки потока данных IP & ATM.

Нацеленность в будущее. В будущем в транспортных сетях преимущественно будет передаваться поток данных. В Alcatel OPTINEX™ 1660SM интегрированы функции коммутации АТМ и маршрутизации IP данных, что способствует наиболее эффективному использованию пропускной способности системы, а также имеющихся возможностей и объема сети. Распределение этой функции среди узлов транспортной сети SDH позволяет оператору экономить на дополнительных капиталовложениях, предназначенных для приобретения специализированного оборудования.

Открытость. Развитие реальных сетей часто требует совместимости нескольких различных систем и стандартов. В этом аспекта Alcatel OPTINEX™ 1660SM значительно упрощает поставленную задачу.

В данном оборудовании обеспечивается:

- взаимное преобразование AU3/TU3 для систем SDH/SONET,

- использование оптических интерфейсов STM-16 с нормированной длиной волны оптического излучения (“coloured”) для взаимодействия с оборудованием DWDM без промежуточных адаптеров длин волн,

- объединение полезных нагрузок смежных виртуальных контейнеров VC-4 (concatenation) для обеспечения сквозных соединений большой пропускной способности, необходимых для передачи данных IP & ATM,

- использование для менеджмента интерфейсов стандарта Q3 информационной модели ETSI / ITU-T.

Простота. При разработке новой системы нельзя не принимать во внимание вопросы эксплуатации и обслуживания, особенно в части общего упрощения работы с оборудованием. Alcatel OPTINEX™ 1660SM имеет централизованную архитектуру контроля и управления, которая ограничена наличием процессоров и программного обеспечения только в центральных блоках. Порты компонентных и линейных сигналов не имеют встроенных процессоров, и поэтому их можно переустанавливать с одной единицы оборудования на другую или брать со склада, не беспокоясь о версии программного обеспечения. Загрузка программного обеспечения может быть осуществлена для Alcatel OPTINEX™ 1660SM местно или дистанционно, так как для этого требуется минимальный набор сменных блоков и элементов аппаратного обеспечения, общих для всего оборудования семейства Alcatel OPTINEX™.

Рисунок 5 Внешний вид мультиплексора OPTINEX 1660SM

Полка мультиплексора 1660 SM состоит из двух полей: основного поля и поля доступа.

Доступные интерфейсы:

- 63 х 2 Мбит/с,

- 63 х 1,5 Мбит/с,

- 3 х 34/45 Мбит/с переключаемые,

- 4 х 140 Мбит/с/STM-1 электрические переключаемые,

- 2 х Eth100,

- 1 х Eth1000,

- 4 х STM-1 электрические/оптические,

- 4 х ОС-3/STS-3*,

- 1 x STM-4 оптический,

- 1 x STM-16 оптический,

- матрица кроссового переключения SDH (кроссовое переключение VC и тактовый генератор),

- контроллер оборудования,

- плата коммутации/маршрутизации ATM/IP.

Электрические/оптические интерфейсы STM-1 устанавливаются на съемных модулях, которые обеспечивают универсальную комбинацию электрических или оптических портов (любого типа для передачи на малое или большое расстояние) в одном и том же блоке.

Схема сети управления

Общие принципы построения сети управления.

Одним из немаловажных факторов обеспечения надежности сетей связи является эффективное управление их ресурсами. Для этого должны организовываться сети управления электросвязью (ТММ).

Сеть управления состоит из:

- "агентов управления" - контроллеров, помещаемых в сетевые элементы,

- каналов передачи данных,

- систем управления с их операционными системами и рабочими станциями.

Современная аппаратура транспортных сетей и сетей доступа всех типов, контролируется и управляется встроенными микропроцессорами со специализированным программным обеспечением. Они имеют стандартные интерфейсы к системе сетевого контроля и управления, местному терминалу управления (компьютеру), к станционной сигнализации, к служебной связи и каналам пользователя.

Местный терминал подключается к аппаратуре через F-интерфейс протокол V.24 (RS232) и обеспечивает конфигурирование и контроль аппаратуры. С его помощью осуществляется загрузка программного обеспечения во встроенные микропроцессорные устройства аппаратуры, конфигурирование аппаратуры соответственно конкретным условиям ее использования, контроль состояния, регистрация повреждений.

Система сетевого управления и контроля, размешается в выделенном узле, обеспечивает контроль и управление транспортной сетью и каждым оборудованием сетевых элементов (мультиплексором, оборудованием каналообразования, источниками электропитания, пожарной безопасностью и другими).

Управляющее устройство системы управления подключается к одному из узлов транспортной сети, называемому шлюзовым, и с остальными узлами связывается, как правило, по встроенным каналам передачи данных.

В шлюзовом узле управления используется для подключения интерфейс Q₃.

Для подключения к сети управления оборудования (аппаратуры), не оборудованной интерфейсом Q₃ , применяется специальный интерфейс Q₂. Он соединяет, например, внешнее плезиохронное оборудование с сетью управления для сбора аварийных сигналов этого оборудования.

Применение системы сетевого управления и контроля должно рассматриваться в обязательном порядке, если сеть имеет сложную или протяженную архитектуру, и число сетевых элементов составляет несколько десятков или сотни.

В транспортных сетях простой конфигурации (точка- точка, кольцо) с числом элементов не превышающим десяти можно обойтись обслуживанием с местного терминала.

Несмотря на то, что во всех современных транспортных системах (технологий РDН, SDН, АТМ) подсистема технического обслуживания организуется на единой принципиальной основе (рекомендациях МСЭ-Т серии М.ЗООО), конкретные реализации управляющих устройств и программ существенно различаются между собой, вследствие чего в настоящее время невозможно организовать управление аппаратурой разных производителей из одной управляющей станции. Это объясняется недостаточной стандартизацией интерфейсов.

Для стыковки различных сетей управления разрабатываются специализированные интерфейсы X.

Схема организации связи и управления приведена на рисунке 6.

Рисунок 6 Схема организации связи и управления



7. Расчет длины регенерационного участка с учетом данных аппаратуры и кабеля

Таблица 8 Параметры интерфейсов.

Характеристики	Единица	Значение
Цифровой сигнал, скорость передачи, линейное кодирование	кбит/с	STM-16, 2 488 320, скремблированный NRZ
Прикладной код		I-16	S-16.1	S-16.2	L-16.1	L-16.2/ L-16.3
Рабочий диапазон волн	нм
Передатчик в опорной точке S Тип источника Спектральные характеристики: - максимальное СКЗ ширины (Дл) - максимальная ширина на уровне ?20 дБ - минимальный коэффициент подавления боковой моды Средняя вводимая мощность: - максимальная - минимальная Миним. коэффициент гашения	нм нм дБ дБм дБм дБ	FP 4 - - -3 -10 8,2	DFB - 1 30 0 -5 8,2	DFB - <1 30 0 -2 8,2	DFB - 1 30 +3 -2 8,2	DFB - <1 30 +3 -2 8,2
Оптический тракт между S и R Диапазон ослабления Максимальная дисперсия на верхнем пределе длины волны Максимальная дисперсия на нижнем пределе длины волны Минимальные оптические возвратные потери на кабельном участке в S, включая любые соединители Максимальная дискретная отражательная способность между S и R	дБ пс/нм пс/нм дБ дБ	0-7 12 12 24 -27	0-12 Н/О Н/О 24 -27	0-12 800 420 24 -27	12-24 Н/О Н/О 24 -27	12-24 1600/ 450 1200/ 450 24 -27
Приемник в опорной точке R Минимальная чувствительность Минимальная перегрузка Максимальный штраф оптического тракта Максимальная отражательная способность, измеренная в R	дБм дБм дБ дБ	-18 -3 1 -27	-18 0 1 -27	-18 0 1 -27	-27 -9 1 -27	-28/-27 -9 2/1 -27

Рассчитаем длину участка регенерации:

,

где: - энергетический потенциал;

затухание на стыках участка регенерации;

- затухание на стыке строительных длин;

- затухание оптического кабеля на длине волны 1,55мкм.

Для расчётов примем самый длинный участок Г-Д- 63 км.

Интерфейс L-16.2, характеристики которого приведены в таблице8.

Рабочий диапазон: 1530-1570 нм;

В точке S.

Максимальная излучаемая мощность: +3 дБ.

В точке R.

Минимальная чувствительность: -27дБ.

Рассчитаем энергетический потенциал:

На длине L_ру укладывается примерно N=104 условных строительных длин.

Число строительных длин L_ру:

Затухание на стыках участка регенерации:

;

Длина участка регенерации:

Так как расстояние между регенераторами больше чем расстояние между узлами, то установка регенераторов на этом участке не требуется. Установка регенераторов на сети не требуется.

8. Разработки схемы сети синхронизации

Любая цифровая система в своей основе требует тактовый задающий генератор, который должен тактировать все внутренние и внешние операции.

Синхронизация в транспортной сети необходима для устранения потерь информации из-за колебаний тактовых частот генераторов цифрового оборудования (узлы электронной коммутации, цифровые системы передачи.)

Источниками тактовых сигналов в цифровых системах и сетях являются тактовые генераторы, которые подразделяются на первичный эталонный (ПЭГ), ведомый/вторичный (ВЗГ), генератор сетевого элемента (ГСЭ).

Первичный эталонный генератор (ПЭГ) - высокостабильный генератор, долговременное относительное отклонение частоты, которого от номинального значения не превышает 1•10^-11

Ведомый задающий генератор (ВЗГ) - генератор, фаза которого подстраивается по входному сигналу, полученному от генератора более высокого или того же качества. ВЗГ обеспечивает, как правило, высокую кратковременную стабильность частоты (около 10^-9 ...10^-11) и существенно более низкую относительно ПЭГ долговременную относительную стабильность (около 10^-8).

Генератор сетевого элемента (ГСЭ) - синхронизируемый внешним синхросигналом генератор (обычный кварцевый), помещаемый в мультиплексоры PDH, SDH, ATM, кроссовых коммутаторов и т.д. Такты ГСЭ также подстраиваются под внешние такты, как и ВЗГ, однако их собственная относительная стабильность не превышает 10^-6.

Указанные генераторы имеют следующие иерархические положения по значимости в тактовой сети синхронизации (ТСС).

Высший уровень иерархии ТСС - ПЭГ (иногда называемый нулевым).

1-й уровень иерархии ТСС - ПЭИ (первичный эталонный источник), не являющийся составной частью ТСС, например, международный навигационный спутник GPS или ПЭГ другой сети.

2-й уровень иерархии ТСС - ВЗГ, который представляется как транзитный или оконечный и совмещаемый с узлами автоматической коммутации (УАК) и автоматическими междугородными телефонными станциями (АМТС) или цифровой АТС.

3-й уровень иерархии ТСС - ГСЭ, к которым относятся мультиплексоры СЦИ, кроссовые коммутаторы СЦИ, оконечные цифровые АТС.

В качестве синхросигналов в сети ТСС могут применяться следующие сигналы:

цифровой сигнал 2048 кбит/с с кодированием в третичном коде HDB3;

гармонический одночастотный сигнал с частотой 2048 кГц;

любой из агрегатных сигналов STM-N;

гармонический одночастотный сигнал с частотой 10 МГц или 5 МГц и некоторые другие с относительной стабильностью частоты не хуже 4,6· 10-6.

На узлах и станциях, на которых кроме АМТС, АТС и т.д. установлено другое оборудование, нуждающееся в синхронизации (аппаратура кроссирования, оперативного переключения и т.д.), в качестве ведомых генераторов, которые синхронизируют все оборудование на данном узле, должны использовать выделенные ведомые задающие генераторы, соответствующие рекомендации МСЭ - Т G.812. При этом каждый ВЗГ должен иметь альтернативные входы синхронизации.

Расстановка приоритетов и распределение сигнала синхронизации

В сети ТСС, построенной на основе сети SDH, используется система показателей качества и приоритетов. В заголовке STM-N предусмотрен байт S1, для системы показателей качества, в котором от ГСЭ к ГСЭ может транслироваться сообщение о качестве синхросигнала, переносимого STM-N.

Значения показателей качества приведены в следующей таблице:

Уровень качества	Содержимое байта	Число	Показатель стабильности	Источник Сигнала
Q1	xxxx0010	2	1 * 10 -11	ПЭГ(G.811)
Q2	xxxx0100	4	1 * 10 -9 в сутки	ВЗГ(G.812)
Q3	xxxx1000	8	2 * 10 -8 в сутки	ВЗГ(G.812)
Q4	xxxx1011	В	4.6 * 10 -6	ГСЭ (holdover или free run)
Q5	xxxx0000	0	-	Качество неизвестно
Q6	xxxx1111	F	-	Не использовать

В случае, когда качество внешних синхросигналов на входах ГСЭ и ВЗГ независимо и одинаково, вводится система приоритетов. Уровень приоритета определяется его номером. Чем меньше номер, тем выше приоритет. Число приоритетов может быть от 0 до 254. Приоритет отмечается в таблице, размещаемой в памяти контроллера ГСЭ.

Первым приоритетом обычно устанавливается сигнал синхронизации, поступающий от ПЭГ по самому короткому и качественному маршруту, где по пути следования синхросигнала установлено как можно меньше промежуточных ВЗГ. Вторым приоритетом для основного оборудования узла и станции может служить сигнал синхронизации, поступающий от ПЭГ по другому маршруту, чем сигнал первого приоритета. ВЗГ и ГСЭ могут принимать синхросигналы 3-го и 4-го приоритетов и т.д. Последним из приоритетов в любом оборудовании синхронизации является собственный генератор, работающий в режиме запоминания частоты синхросигнала и свободных колебаний. Приоритетом можно также запретить использование входа синхронизации.

В нормальном состоянии на станциях выбирается в качестве источника синхронизации источник с высшим качеством «Q», а из источников с одинаковыми уровнями качества выбирается в качестве опорного тот, который имеет высший уровень приоритета «р».

В случае аварийной ситуации, при выходе из строя участка сети синхронизации должны соблюдаться следующие правила переключения тактирования:

- выбрать из доступных источников тактирования источник с наивысшим уровнем качества;

для источников с одинаковым уровнем качества выбрать источник с наивысшим приоритетом;

- источнику сигнала неисправной линии присваивается Q=6 независимо от значения S1;

- S1 для сигнала, посылаемого в обратном направлении, устанавливается как Q=6.

При обрыве цепи синхронизации генератор сетевого элемента (ГСЭ) переходит в режим удержания частоты и начинает осуществляться поиск высокостабильного источника сигнала синхронизации и далее по цепи передается качество внутреннего источника ГСЭ. Далее в следующем по цепи синхронизации происходит сравнение качества сигналов, выбирается лучший, происходит переход мультиплексора на этот сигнал синхронизации, транслируя сигнал с этим качеством на предыдущую станцию. ГСЭ, который находился в режиме удержания частоты, производит сравнение качества полученного сигнала и собственного выбирает в качестве сигнала синхронизации сигнал второго приоритета, поступающий с линии.

Рекомендации по проектированию сети синхронизации:

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

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

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

Рисунок 7 Схема синхронизации сети

Заключение

Главным требованием, предъявляемым к транспортным сетям, является выполнение сетью основной функции - обеспечения пользователям возможности доступа ко всем разделяемым ресурсам сети. Все остальные требования - производительность (скорость передачи), надежность, совместимость, управляемость, защищенность, расширяемость и масштабируемость - связаны с качеством обслуживания конечных пользователей сети.

Наиболее существенным в планировании современных сетей связи становится интеграция первичной и вторичных сетей в единую мультисервисную сеть на основе интеграции современных сетевых технологий.

В данном курсовом проекте спроектирована сеть связи, что позволило разобраться с принципами построения таких сетей. Также, в проекте рассчитаны нагрузка сети, количество мультиплексоров на сети, разработаны схемы синхронизации и схема организации связи, и приведено описание оборудования.

Список используемой литературы

1. Фокин В.Г. Оптические системы передачи. Учебное пособие. Часть 1. - Новосибирск, СибГУТИ, 2002.

2. Электронный конспект лекций по дисциплине «Телекоммуникационные системы синхронной и плезиохронной цифровой иерархии».

3. Н.Н. Слепов. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи: 2-у исправл. Изд. М: Радио и связь, 2003.-468с.

Размещено на Allbest.ru