Исследование возможности реализации сети MAN c транспортом SDH

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Волгоградский государственный университет

Институт приоритетных технологий

Кафедра телекоммуникационных систем

КУРСОВАЯ РАБОТА

"Исследование возможности реализации сети MAN c транспортом SDH"

Выполнил: студент гр. ИТС-131

Богатырёв Н.О.

Научный руководитель: доцент каф. ТКС

Чадаев Д.И.

Волгоград - 2016

Содержание

Введение

1. Обзор современных транспортных сетей SDH и технологий организации транспорта Ethernet пакетов

1.1 Обзор современных транспортных сетей SDH

1.2 Обзор технологий организации транспорта Ethernet пакетов

1.2.1 Технология ATM

1.2.2 Технология MPLS

2. Сравнительный анализ оборудования транспортных сетей SDH

2.1 Оборудование в транспортных сетях SDH

2.2 Мультиплексоры ADM и TM

2.3 Концентраторы

2.4 Регенераторы

2.5 Коммутаторы DXC

2.6 Конверторы

3. Исследование оборудования ECI семейства BroadGate-20 и разработка алгоритма построения сети на его базе

3.1 Предназначение платформы BroadGate-20

3.2 Основные этапы проектирования сети с использованием оборудования BroadGate-20

3.3 Алгоритм проектирования SDH-сети

3.4 Нормативные документы, регламентирующие построение SDH-сети

3.5 Выбор топологии SDH-сети

3.6 Выбор требуемого количества мультиплексоров

3.7 Расчёт нагрузки

3.8 Расчёт необходимого количества цифровых потоков E1

3.9 Предоставление изображений предполагаемой схемы SDH-сети

3.9.1 Логическая топология

3.9.2 Физическое расположение

Заключение

Список литературы

Приложение



Введение

Технология SDH (Synchronous Digital Hierarchy, Синхронная Цифровая Иерархия), основанная на синхронизации по времени передающего и принимающего устройства, впервые появилась в 1988 году, использует для своей работы канальный и физический уровни модели OSI. Данная технология повсеместно используется операторами связи и сегодня для создания первичных транспортных сетей различного назначения и масштаба, а также сложности - региональные и магистральные.

Бесспорными достоинствами технологии SDH являются высокая надёжность, благодаря централизованному мониторингу и управлению, а также возможности использования резервных каналов, масштабируемость, совместимость оборудования различных производителей, высокая степень распространения стандарта в мировой практике, широкий диапазон возможных скоростей - от 155,520 Мбит/с до 9,953 Гбит/с и выше, а также высокая управляемость.

Учитывая данные достоинства и характеристики технология синхронной цифровой иерархии может использоваться для реализации MAN (Metropolis Area Network) сети. Данный тип сети отличается от магистральной, меньшими размерами, протяжённостью линий связи, необходимой для функционирования сети, скорости передачи данных, а также меньшей стоимостью эксплуатации и реализации. Для MAN сети также нужна высокая скорость передачи данных, которую может предоставить технология SDH.

Целью данной курсовой работы является исследование возможности реализации сети MAN c транспортом SDH. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) Провести обзор современных транспортных сетей SDH и технологий организации транспорта Ethernet пакетов;

2) Провести сравнительный анализ оборудования транспортных сетей SDH для определения их основных параметров и характеристик;

3) Исследовать оборудование ECI семейства BroadGate-20, определить особенности его использования в опорных сетях;

4) Определения этапов разработки алгоритма организации Ethernet сети с использованием оборудования BroadGate-20 и изучение нормативных документов, регламентирующих этот процесс.



1. Обзор современных транспортных сетей SDH и технологий организации транспорта Ethernet пакетов

1.1 Обзор современных транспортных сетей SDH

Современные транспортные сети на основе SDH, как и в 1988 году используют для передачи потока данных синхронный транспортный модуль STM-N (Synchronous Transport Module), где N - это число, определяющееся уровнем SDH и может быть равно 1, 4, 16, 64, 256 и т.д. В таблице 1 указана цифровая иерархия скоростей передачи данных до STM-64. Основой системы SDH является модуль STM-1.

Таблица 1 - Цифровая иерархия скоростей Типы систем передачи http://edu.dvgups.ru/METDOC/GDTRAN/YAT/TELECOMM/OPT_SIS_PER/METOD/KURS_PR/1.htm.

Уровень STM	Скорость (Мбит/с)
STM-1	155,52
STM-4	622,08
STM-16	2488
STM-64	9953

Принцип передачи сигналов в транспортных сетях SDH основан на том, что каждые 125 микросекунд отправляется модуль STM-1, при передаче он содержит 9 временных положений в каждом, из которых содержатся 270 байт. При чём только 260 байт приходится на полезную нагрузку, 9 байт на транспортный заголовок, и 1 байт на маршрутный заголовок. Формат кадра модуля STM-1 изображена на рис. 1.



Рис. 1 - Формат кадра синхронного транспортного модуля STM-1

Из нескольких циклов, составляющих формат модуля STM-1 (в данном случае это цикл нижнего уровня), может быть составлен мультицикл (сверхцикл), содержащий несколько циклов нижнего уровня. Для объединения нескольких модулей используется конкатенация (сцепление). Каждый из модулей нижнего уровня, входящий в модуль высокого уровня, имеет байты для определения его места как компонента более высокоскоростного канала. Модуль STM-4, который объединяет четыре модуля STM-1, представлен на рис. 2.

Рис. 2 - Формат кадра синхронного транспортного модуля STM-4

Построение сети SDH любой сложности обеспечивается довольно ограниченным набором видов оборудования. С их помощью выполняются все операции по передаче информации и управлению на сети.

Основным функциональным устройством SDH является мультиплексор, предназначенный для организации ввода/вывода цифровых потоков с полезной нагрузкой. В современных транспортных сетях SDH выделяют несколько видов используемого оборудования в соответствии с возложенными на них функциями:

1) сбор входных потоков через каналы доступа в агрегатный блок, пригодный для транспортировки в сети SDH - задача мультиплексирования, решаемая терминальными мультиплексорами - ТМ сети доступа;

2) транспортировка агрегатных блоков по сети с возможностью ввода/вывода входных/выходных потоков - задача транспортирования, решаемая мультиплексорами ввода/вывода - ADM, логически управляющими информационным потоком в сети, а физически - потоком в физической среде, формирующей в этой сети транспортный канал;

3) перегрузка виртуальных контейнеров в соответствии со схемой маршрутизации из одного сегмента сети в другой, осуществляемая в выделенных узлах сети - задача коммутации, или кросс-коммутации, решаемая с помощью цифровых коммутаторов или кросс-коммутаторов - DXC (Digital cross-connector);

4) объединение нескольких однотипных потоков в распределительный узел - концентратор;

5) восстановление (регенерация) формы и амплитуды сигнала, передаваемого на большие раcстояния, для компенсации его затухания - задача регенерации, решаемая с помощью регенераторов - устройств, аналогичных повторителям в LAN;

6) сопряжение сети пользователя с сетью SDH - задача сопряжения, решаемая с помощью оконечного оборудования - различных согласующих, устройств, например, конверторов интерфейсов, конверторов скоростей, конверторов импедансов и т.д.

Структура современной транспортной линии связи, построенной на базе оборудования, работающего по технологии SDH представлена на рис. 3.

Рис. 3 - Структура современной транспортной линии связи

В сетях SDH используются две типовых топологических схемы построения: "кольцо" и "цепь". В их основе лежат мультиплексоры. В схеме "кольцо" применяются только мультиплексоры ввода/вывода, а в схеме "цепь" - терминальные мультиплексоры. Топологии, использующиеся в сетях SDH на основе мультиплексоров ввода/вывода и терминальных мультиплексоров изображены на рис. 4 и рис. 5.

Рис. 4 - Топология сети "цепь", построенная на основе TM



Рис. 5 - Топология сети "кольцо", построенная на основе ADM

Как видно из рисунков каждый мультиплексор имеет по две пары магистральных выходов, одна называется "восток", а другая - "запад".

Для обеспечения отказоустойчивости в SDH сетях используются следующие основные виды автоматической защиты в зависимости от типа защищаемого, с помощью резервирования, элемента сети:

1) защита блоков и элементов оборудования SDH (Equipment Protection Switching, EPS);

2) защита агрегатных и трибутарных карт мультиплексора (Card Protection, CP);

3) защита мультиплексной секции, т. е. участка сети между двумя смежными мультиплексорами SDH (Multiplex Section Protection, MSP);

4) защита пути (соединения) через сеть для определенного виртуального контейнера (Sub-Network Connection Protection, SNC-P);

5) разделяемая между пользовательскими соединениями защита путей в кольцевой топологии (Multiplex Section Shared Protection Ring, MS-SPRing).

В SDH предусмотрены схемы защиты "1+1", "1:1" и "1:N". Защита "1+1" означает, что резервный элемент выполняет ту же работу, что и основной. Например, при защите трибутарной карты по схеме "1+1" трафик проходит как через рабочую карту (резервируемую), так и через защитную (резервную). Схема "1:1" подразумевает, что защитный элемент в нормальном режиме не выполняет функции защищаемого, а переключается на них только в случае отказа. "1:N" предусматривает выделение одного защитного элемента на N защищаемых; при отказе одного из них его функции начинает выполнять защитный, при этом остальные элементы остаются без прикрытия - до тех пор пока отказавший элемент не будет заменен.

К неоспоримым плюсам SDH технологии можно отнести такие характеристики как:

1) простота технологии мультиплексирования/демультиплексирования;

2) доступ к низкоскоростным сигналам без необходимости мультиплексирования/демультиплексирования всего высокоскоростного канала;

3) наличие механизмов резервирования на случай отказов каналов связи или оборудования;

4) возможность создания "прозрачных" каналов связи, необходимых для решения определенных задач, например, для передачи голосового трафика между выносами АТС или передачи телеметрии;

5) совместимость оборудования от различных производителей;

6) относительно низкие цены оборудования;

7) быстрота настройки и конфигурирования устройств.

1.2 Обзор технологий организации транспорта Ethernet пакетов

Помимо технологии SDH существуют и другие технологии организации транспорта Ethernet пакетов через магистральные сети связи, такие как ATM, MPLS.

1.2.1 Технология ATM

Технология асинхронного режима передачи (Asynchronous Transfer Mode, ATM) - это коммуникационная технология, объединяющая принципы коммутации пакетов и каналов для передачи информации различного типа. Данный тип технологии появился в 1990 году.

ATM поддерживает физический и канальный уровни OSI. Технология ATM использует для передачи данных технику виртуальных соединений (коммутируемых и постоянных).

В технологии ATM информация передается в ячейках (cell) фиксированного размера в 53 байта, из них 48 байт предназначены для данных, а 5 байт - для служебной информации (для заголовка ячейки ATM). Ячейки не содержат адресной информации и контрольной суммы данных, что ускоряет их обработку и коммутацию.

20-байтовыми адресами приемник и передатчик обмениваются только в момент установления виртуального соединения. Основная функция заголовка сводится к идентификации виртуального соединения. В процессе передачи информации ячейки пересылаются между узлами через сеть коммутаторов, соединенных между собой цифровыми линиями связи. Малый размер ячеек обеспечивает передачу трафика, чувствительного к задержкам. Фиксированный формат ячейки упрощает ее обработку коммуникационным оборудованием, которое аппаратно реализует функции коммутации ячеек. Формат ячейки АТМ показан на рис. 6.

Рис. 6 - Формат ячейки АТМ

АТМ-коммутаторы представляют собой быстродействующие специализированные вычислительные устройства, которые аппаратно реализуют функцию коммутации ячеек ATM между несколькими своими портами. Коммутаторы АТМ поддерживают два вида интерфейсов: UNI (UNI - User-network interface) и NNI (NNI - Network-network interface). Пользовательский интерфейс UNI (пользователь - сеть) используется для подключения к коммутатору конечных систем. Межсетевой интерфейс NNI (сеть - сеть) используется для соединений между коммутаторами. Сеть, построенная на базе оборудования, работающего на основе технологии ATM изображена на рис. 7.

Для передачи данных в сети работающей по технологии АТМ формируется виртуальное соединение. Виртуальное соединение определяется сочетанием идентификатора виртуального пути VPI (Virtual Path Identifier) и идентификатора виртуального канала VCI (Virtual Circuit Identifier). Идентификатор позволяет маршрутизировать ячейку для доставки в путь назначения, т.е. коммутация ячеек происходит на основе идентификатора виртуального пути и идентификатора виртуального канала, определяющих виртуальное соединение. Несколько виртуальных путей составляют виртуальный канал.

Виртуальный канал является соединением, установленным между двумя конечными узлами на время их взаимодействия, а виртуальный путь - это путь между двумя коммутаторами.

При создании виртуального канала, коммутаторы определяют, какой виртуальный путь использовать для достижения пункта назначения. По одному и тому же виртуальному пути может передаваться одновременно трафик множества виртуальных каналов.



Рис. 7 - Вид сети, построенной на технологии ATM

По способу настройки таких таблиц различают два основных типа АТМ-соединения:

1) Постоянное виртуальное соединение (Permanent Virtual Connection, PVC). Соединение PVC устанавливается посредством какого-либо внешнего механизма, как правило, посредством административного управления сетью;

2) Коммутируемое виртуальное соединение (Switched Virtual Connection, SVC). Соединение SVC устанавливается автоматически, посредством сигнального протокола. Соединение SVC не требует ручного вмешательства, необходимого для настройки PVC.

Существуют, в зависимости от типа соединения (SVC или PVC), два основных варианта соединения АТМ:

1) Межточечное соединение, при котором две оконечные АТМ-системы соединяются между собой. Такое соединение может быть однонаправленным или двунаправленным;

2) Точечно-многоточечное соединение, при котором одна передающая оконечная АТМ-система (так называемый "корневой узел") соединяется с несколькими принимающими оконечными системами (их называют "концевыми узлами"). Тиражирование ячеек в сети осуществляется посредством коммутаторов АТМ, в которых соединение расходится на несколько ветвей. Такое соединение является однонаправленным и позволяет передавать информацию из корня на концевые узлы, в то время как концевые узлы, в рамках того же соединения, не могут передавать информацию корню или друг другу.

Технология ATM обладает несомненными достоинствами как:

1) динамическое управление полосой пропускания каналов связи;

2) предоставление QoS (Quality of Service) для различных типов трафика;

3) возможности резервирования каналов связи и оборудования;

4) возможность интегрирования самых различных типов трафика, включая голос, данные, видео;

5) возможность экономии полосы пропускания за счет специальных технологий обработки голосового трафика;

6) возможность эмуляции "прозрачных" каналов связи;

7) совместимость с технологией FR (Frame Relay) и предоставление сервисов пользователям FR.

1.2.2 Технология MPLS

MPLS (MultiProtocol Label Switching) - это технология быстрой коммутации пакетов в многопротокольных сетях, основанная на использовании меток для принятия решения о выборе маршрута. Была разработана 1996 году. Маршрут в опорной сети MPLS сначала определяется с помощью традиционных протоколов внутренней маршрутизации (Interior Gateway Protocol, IGP), например, OSPF (Open Shortest Path First) или IS-IS (Intermediate System - Intermediate System). Затем на основе полученных таблиц маршрутизации каждому интерфейсу маршрутизаторов LSR (Label Switch Router) с помощью протокола распределения меток LDP (Label Switched Path) или протокола резервирования ресурсов RSVP-TE (Resource ReSerVation Protocol - Traffic Engineering) присваиваются специализированные транспортные метки, и каждый транзитный маршрутизатор строит свои таблицы коммутации. Таким образом, протоколы LDP или RSVP (Resource ReSerVation Protocol) формируют в опорной сети маршруты с коммутацией пакетов по меткам, называемые трактами LSP.

Рис. 8 - Топология сети на основе технологии MLPS

Топология сети на основе технологии MPLS изображена на рис. 8.

Метка имеет небольшой размер, равный четырем байтам, фиксированную длину и устанавливается локально, что используется для идентификации класса эквивалентной переадресации (Forwarding Equivalence Class, FEC). Метка, присвоенная определенному пакету, содержит данные о FEC, которому назначен этот пакет. Формат метки и краткое описание её составных частей изображено на рис. 9.

Рис. 9 - Формат метки, использующейся в технологии MLPS

Основными причинами, почему используют технологию MLPS, являются:

1) более высокая скорость продвижения IP-пакетов по сети за счет сокращения времени обработки маршрутной информации;

2) возможность организации информационных потоков в каналах связи. С помощью меток каждому информационному потоку может назначаться требуемый класс обслуживания (Class of Service, CoS). Потоки с более высоким CoS получают приоритет перед всеми другими потоками. Таким образом, с помощью MPLS обеспечивается качество обслуживания присущее сетям SDH и ATM;

3) полное обособление друг от друга виртуальных корпоративных сетей за счет создания для каждой их них своеобразных туннелей;

4) прозрачный пропуск трафика протоколов Ethernet, Frame Relay или ATM, что позволяет подключать пользователей, использующих все эти разнообразные протоколы.



2. Сравнительный анализ оборудования транспортных сетей SDH

2.1 Оборудование в транспортных сетях SDH

Как уже было замечено в пункте 1.1 транспортная сеть SDH может использовать различные виды оборудования для обеспечения своей работоспособности, а именно:

1) Мультиплексоры ADM;

2) Мультиплексоры TM;

3) Концентраторы;

4) Регенераторы;

5) Коммутаторы DXC;

6) Конверторы.

2.2 Мультиплексоры ADM и TM

Мультиплексоры SDH являются универсальными устройствами, имеющими в своих блоках электронные устройства для мультиплексирования так и для демультиплексирования, а также способные выполнять функции регенерации, коммутации и концентрации.

В современных сетях SDH используются два типа мультиплексоров это ADM и TM. Конструкционно ADM и TM мультиплексоры не различаются, а различаются лишь местоположением в структуре сети SDH.

Мультиплексоры ADM могут иметь на входе тот же набор цифровых потоков SDH/PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy), что и терминальные мультиплексоры. Они позволяют вводить/выводить соответствующие им каналы. Дополнительно к возможностям коммутации, обеспечиваемыми ТМ, ADM мультиплексоры позволяют осуществлять сквозную коммутацию выходных потоков в обоих направлениях, а также осуществлять замыкание канала приема на канал передачи на обеих сторонах ("восточной" и "западной") в случае выхода из строя одного из направлений. Наконец, он позволяет в случае аварийного выхода из строя мультиплексора пропускать основной оптический поток мимо него в обходном режиме. Все это дает возможность использовать ADM в топологиях типа кольца.

Мультиплексоры ТМ являются оконечными устройствами SDH сети с каналами доступа, соответствующими цифровым потокам PDH и SDH иерархий (рис. 8.1). Терминальные мультиплексоры могут или вводить каналы, т.е. коммутировать их со входа трибного интерфейса ("интерфейс подчиненного сигнала") на линейный выход, или выводить каналы, т.е. коммутировать их с линейного входа на выход трибного интерфейса. Он может также осуществлять локальную коммутацию входа одного трибного интерфейса на выход другого трибного интерфейса. Как правило, эта коммутация ограничена трибами 1.5 и 2 Мбит/сек. Схематическое изображение ADM и TM мультиплексора показано на рис. 10.

Рис. 10 - Мультиплексор TM или мультиплексор ввода вывода ADM

2.3 Концентраторы

Концентраторы - это мультиплексоры, объединяющие несколько (обычно однотипных) потоков со стороны входных портов, поступающих от удалённых узлов сети в один распределительный узел сети SDH. Этот узел может также иметь не два, а три, четыре или больше линейных портов типа STM-N или STM-N-1 и позволяет организовать ответвление от основного потока или кольца, или, наоборот, подключение двух внешних ветвей к основному потоку или кольцу, или, наконец, подключение нескольких узлов ячеистой сети к кольцу SDH. В общем случае он позволяет уменьшить общее число каналов, подключенных непосредственно к основной транспортной сети SDH. Это даёт возможность организовывать структуры типа "звезда". Мультиплексоры распределительного узла в звездчатой структуре позволяют локально коммутировать между собой удалённые узлы без необходимости их подключения к основной магистрали. Ниже приведен пример организации сегмента сети. Включение 2-ух концентраторов в сеть SDH показано на рис. 11.

Рис. 11 - Включение 2-ух концентраторов в сеть SDH

2.4 Регенераторы

Регенераторы - это мультиплексоры, имеющие один входной канал доступа как правило, оптический канал STM-N и один или два (при использовании защиты 1+1) агрегатных выхода. Их применяют, если нужно увеличить расстояние между узлами SDH-сети. Без регенерации для SM (Single Mode) волоконно-оптических кабелей оно составляет 15-40 километров, при длине волны порядка 1300 нанометров или 40-80 километров при длине волны порядка 1500 нанометров, а с помощью регенератора его можно увеличить до 250-300 км. Регенераторы восстанавливают форму и амплитуду импульсов, подвергшихся затуханию в линии. Имеются проработки для более длинноволновых лазеров оптических кабелей с затуханием менее 1 дБ/км. Это позволяет ставить регенераторы через 100 и более км, а с оптическими усилителями и через 150 км. Схематическое изображение регенератора показано на рис. 12.

Рис. 12 - Схематическое изображение регенератора

2.5 Коммутаторы DXC

Подавляющее большинство выпускаемых разными производителями мультиплексоров ADM строятся по модульному типу. Среди этих модулей центральное место занимает модуль кросс-коммутатор или часто называют просто коммутатор DXC. Кросс-коммутаторы могут осуществлять внутреннюю коммутацию и локальную коммутацию. Также их возможности позволяют гибко организовывать связь и, что очень важно, позволяют осуществлять маршрутизацию. Если коммутировать локально однотипные каналы, то коммутатор будет выполнять и роль концентратора. Для SDH систем разработаны специально синхронные коммутаторы (Synchronous Digital cross-connector, SDXC), осуществляющие не только локальную, но и общую или проходную (сквозную) коммутацию высокоскоростных потоков и синхронных транспортных модулей STM-N. Важной особенностью таких коммутаторов является отсутствие блокировки других каналов при коммутации, когда коммутация одних групп TU (Tributary Unit) не накладывает ограничений на процесс обработки других групп TU. такая коммутация называется неблокирующей. Можно выделить шесть различных функций, выполняемых коммутатором:

1) маршрутизация виртуальных контейнеров VC, проводимая на основе использования информации в маршрутном заголовке соответствующего контейнера;

2) консолидация или объединение виртуальных контейнеров VC, проводимая в режиме концентратора;

3) трансляция потока от точки к нескольким точкам, или к мультиточке, осуществляемая при использовании режима связи "точка - мультиточка";

4) сортировка или перегруппировка виртуальных контейнеров VC, осуществляемая с целью создания нескольких упорядоченных потоков VC из общего потока VC, поступающего на коммутатор;

5) доступ к виртуальному контейнеру VC, осуществляемый при тестировании оборудования;

6) ввод/вывод виртуальных контейнеров, осуществляемый при работе мультиплексора ввода/вывода;

Схематическое изображение мультиплексора ADM в режиме внутреннего коммутатора, а также в режиме локального коммутатора на рис. 13 и рис. 14.



Рис. 13 - Схематическое изображение мультиплексора ADM в режиме внутреннего коммутатора

Рис. 14 - Схематическое изображение мультиплексора ADM в режиме локального коммутатора

2.6 Конверторы

Конверторы в сети SDH, являясь оконечным оборудованием, делятся на три основных типа: конверторы интерфейсов, конверторы скоростей, конверторы импедансов. Конвертор интерфейсов RC702 изображён на рис. 15.

Рис. 15 - Конвертор интерфейсов RC702

Исходя, из полученных данных можно сказать, что устройства, использующиеся в создании SDH-сети, кроме конверторов, основаны на базе мультиплексора, в зависимости от того какую задачу нужно выполнить мультиплексору будь то концентрирование цифровых потоков или регенерация, а также их коммутация.



3. Исследование оборудования ECI семейства BroadGate-20 и разработка алгоритма построения сети на его базе

3.1 Предназначение платформы BroadGate-20

BroadGate-20 является полностью интегрированным SDH-мультиплексором от компании ECI Telecom, разработанным для сетей доступа и корпоративных сетей, поддерживающим сервисы первого и второго уровней модели OSI. BG-20 является мультиплексором, работающим на уровнях STM-1 и STM-4, также поддерживает технологии передачи данных такие как: Ethernet, PDH и ИКМ (Импульсная Кодовая Модуляция). Может работать в режиме терминального мультиплексора, так и в режиме мультиплексора ввода/вывода. Предоставляет интерфейсы для передачи данных PCM (Pulse Code Modulation), TDM (Time Division Multiplexing), 10/100 BASE и Gigabit Ethernet.

BG-20 предоставляет широкие возможности и обеспечивает целый ряд достоинств:

1) Отличное соотношение цена/количество поддерживаемых технологий;

2) Высочайшие возможности расширения сети;

3) Модульность платформы BG-20;

4) Простота добавления новых интерфейсов;

5) Высокий коэффициент эксплуатации существующего оптоволоконного канала;

6) Предоставление клиентам различных уровней QoS;

7) Оптимальный выбор для развёртывания в сетях с гибкой топологией;

8) Компактность и надёжность.

BG-20 позволяет магистральным провайдерам эффективно использовать установленную инфраструктуру сетей SDH и увеличить число предоставляемых услуг. Данная платформа имеет способности к расширению, широкому набору сетевых возможностей и возможностей по обеспечению защиты. BroadGate-20 состоит из базовой платформы BroadGate-20B, платформы расширения BroadGate-20E изображённых на рис. 16 и рис. 17.

Рис. 16 - Базовая платформа BroadGate-20B

Рис. 17 - Платформа расширения BroadGate-20E

Также у компании ECI Telecom имеется платформа BG-20C_L2M с поддержкой MPLS. Данная платформа изображена на рис. 18.

Рис. 18 - BroadGate-20C_L2M

В таблице 2 указаны основные характеристики данного мультиплексора.



Таблица 2 - Технические характеристики BroadGate-20 SDH-мультиплексор BG-20 http://www.informsviaz.kz/catalog/eci/optical_networks/BROADGATE/976.html

Матрица кросс-коммутации	16VC-4 x 16VC-4, VC-4/3/12
Клиентские интерфейсы	STM-1/4, E1, E3/DS3, FE, GbE,FXS, FXO, 2W/4W E&M, V.35, V.24
Доступные синхронные цифровые модули	STM-1, STM-4
BG-20B Ethernet	L1/L2 с QoS и GFP/LCAS
Максимальная скорость передачи данных	622,08 Мбит/сек

BG-20 в опорных сетях SDH может играть роль как мультиплексора TM и ADM, так и регенератора сигналов, а также коммутатора DXC и концентратора SDH. Все эти роли зависят от местонахождения мультиплексора в сети, а также от настроек и требований заказчика.

3.2 Основные этапы проектирования сети с использованием оборудования BroadGate-20

1) Выбор топологии SDH-сети;

2) Выбор требуемого количества мультиплексоров;

3) Расчёт предполагаемой нагрузки;

4) Расчёт необходимого количества цифровых потоков E1;

5) Предоставление изображений предполагаемой схемы SDH-сети.

3.3 Алгоритм проектирования SDH-сети

В ходе работы был разработан алгоритм. Выбор направления перехода к следующему элементу происходит в зависимости от того, выполняется или нет условие в точке ветвления. Блок схема данного алгоритма приведена в приложении А.

При планировке SDH-сети необходимо учитывать некоторые параметры такие как:

1) Количество абонентов, создающих входящую нагрузку на мультиплексоры;

2) Расстояние между соседними мультиплексорами;

3) Количество необходимых потоков E1.

Алгоритм: Блок-схема алгоритма проектирования VoIP-узла приведена в приложении А.

3.4 Нормативные документы, регламентирующие построение SDH-сети

Нормативные документы отвечающие за регламентацию построения VoIP-узла:

1) "Правила присоединения сетей электросвязи и их взаимодействие". Этот документ регламентирует присоединение сетей электросвязи и их взаимодействия, взаимодействие нижестоящей сети с вышестоящей, описание технических, экономических и информационных условий присоединения и др.

2) "Постановление правительства РФ №896 от 31 декабря 2004 г.". Этот документ регламентирует сертификацию соответствия в области связи или декларации о соответствии в области связи всего активного оборудования (серверов, биллинг-систем, коммутаторов), устанавливаемого по проекту.

3.5 Выбор топологии SDH-сети

Для моей проектируемой сети целесообразно использовать топологию построения сети "кольцо" т.к. она отличается относительной дешевизной - число необходимых для ее организации линий связи значительно меньше, чем при организации сети по топологии "звезда", при этом кольцевая структура сети позволяет пропускать большие потоки информации, простота организации резервирования. Для построения проектируемой сети будем применять топологию "кольцо".

Выбранная мной топология позволяет организовать 2 алгоритма работы:

1) однонаправленное кольцо;

2) двунаправленное кольцо.

Рис. 19 - "Однонаправленное кольцо"

Изображение топологии сети "однонаправленное кольцо" можно наблюдать на рис. 19, а топология сети "двунаправленное кольцо" представлена на рис. 20.

Рис. 20 - "Двунаправленное кольцо"

Прежде чем выбрать один из вариантов надо понять в чём их существенное различие.

При варианте топологии "однонаправленное кольцо" каждый входящий в сеть цифровой поток направляется вокруг кольца в обоих направлениях, а в пункте приема осуществляется выбор лучшего сигнала. Для построения кольца используются два волокна. Передача по основному пути происходит в одном направлении (например, по часовой стрелке), а по резервному - в противоположном. Следует отметить, что деление на основной и резервный здесь является условным, т.к. оба пути равноправны. Поэтому, такое кольцо, называется однонаправленным с переключением трактов или с закрепленным резервом. Однонаправленное кольцо целесообразно использовать для случая центростремительного трафика. Например, для построения внутризоновой первичной сети. транспортная сеть sdh оборудование

При варианте топологии "двунаправленное кольцо" при нормальной работе, если используется два волокна, каждый входящий в сеть поток направляется вдоль кольца по кратчайшему пути в любом направлении к заданному узлу. К тому же двунаправленное кольцо с защитным переключением линейных сегментов более эффективно, чем однонаправленное кольцо с переключением маршрута, поскольку трафик может быть переключен по самому короткому пути, так, чтобы не загружать кольцо, которое может в этом случае поддерживать передачу большой нагрузки.

Опираясь, на выше упомянутую информацию я оставил свой выбор на топологии сети SDH "двунаправленное кольцо".

3.6 Выбор требуемого количества мультиплексоров

При выборе необходимого количества мультиплексоров серии BroadGate-20, я отталкивался от того, что в топологии "двунаправленное кольцо" количество мультиплексоров равно 4-ём.



3.7 Расчёт нагрузки

Максимальное числовое значение нагрузки в Мбит/сек, которую могут создавать оконечные устройства подключённые к рассматриваемой сети определяется по формуле [1]:

(1)

где B_общ - это значение максимальной нагрузки на входе, которую может обработать данный мультиплексор без нарушения бесперебойности передачи, а B_мул - это значение скорости передачи максимального STM, на котором может работать выбранный мультиплексор. B_сл - это значение нагрузки, создаваемой служебной информацией. B_сл равен:

;

;

;

.

Добавим значения B_сл и B_мул в формулу [1]:

;

.

Исходя из этого значения уже можно рассчитать сколько оконечного оборудования можно подключить к входу мультиплексора через конвертор.

3.8 Расчёт необходимого количества цифровых потоков E1

Мультиплексор BroadGate-20, являясь, устройством, работающим по технологии временной синхронизации канала, ему для работы нужно выделить определённое количество цифровых потоков Е-1, который равен 2,048 Мбит/сек.

Исходя из написанного выше по формуле [2], получаем:

, (2)

где - скорость цифрового потока E1, а - количество каналов и B_мул - это значение скорости передачи максимального STM, на котором может работать выбранный мультиплексор. Подставив, значение и B_мул в формулу [2], получим:

;

.

3.9 Предоставление изображений предполагаемой схемы SDH-сети

В данном пункте будет представлена логическое изображение получившейся SDH-сети и её физическое расположение.

3.9.1 Логическая топология

Логическое изображение получившейся SDH-сети, построенной на основе топологии "двустороннее кольцо" с использованием 4-ёх мультиплексоров BroadGate-20, показано на рис. 21.



Рис. 21 - Логическое изображение получившейся SDH-сети

3.9.2 Физическое расположение

Фотографическая карта города на которой изображены местоположения мультиплексоров, продемонстрирована на рис. 22.

Рис. 22 - Фотографическое изображение получившейся SDH-сети

По данным на этой карте можно утвердительно сказать, что регенераторы для данной SDH-сети не нужны, исходя из максимальной длины линии, соединяющей два мультиплексора равной примерно 2,94 км и учитывая, максимальную длину оптоволоконной линии в SDH-сети, которую может пройти сигнал без сказывающегося на качестве сигнала, затухания которая равна приблизительно 14 км.



Заключение

В результате выполнения курсовой работы была проведена разработка системы проектирования и исследования возможности MAN сети на основе мультиплексора BroadGate-20 компании ECI, и рассмотрены, а также описаны основные этапы создания данной сети, а также были определены способы передачи трафика в системах SDH.

В ходе выполнения работы:

1. Был проведён обзор современных транспортных сетей SDH и технологий организации транспорта Ethernet пакетов.

2. Был проведён сравнительный анализ оборудования транспортных сетей SDH для определения их основных параметров и характеристик.

3. Исследовано оборудование ECI семейства BroadGate-20, определить особенности его использования в опорных сетях.

4. Определены этапы разработки алгоритма организации Ethernet сети с использованием оборудования BroadGate-20 и изучение нормативных документов, регламентирующих этот процесс.

5. Был произведён расчёт параметров нужных для работоспособности данной сети.



Список литературы

1. Введение в архитектуру MPLS http://www.osp.ru/nets/1999/12/144399/.

2. Преимущества и недостатки технологии MPLS http://sibac.info/studconf/tech/xix/37782.

3. Транспортная технология сетей операторов MPLS http://www.lessons-tva.info/archive/nov029.html.

4. Ответы на часто задаваемые вопросы о MPLS для начинающих http://www.cisco.com/cisco/web/support/RU/9/92/92112_mpls_faq_4649.html.

5. Технологии построения опорных сетей http://compress.ru/article.aspx?id =10326.

6. Мультиплексоры SDH http://studopedia.su/9_100881_multipleksori-SDH.html.

7. Типы систем передачи http://edu.dvgups.ru/METDOC/GDTRAN/YAT/ TELECOMM/OPT_SIS_PER/METOD/KURS_PR/1.htm.

8. Состав сети SDH. Топология и архитектура http://kunegin.narod.ru/ref1/ sdh/glava3.htm.

9. Гибкая компактная мультисервисная платформа для глобальных сетей и сетей доступа metro - BroadGate BG-20 http://www.advantek-ss.ru/cgi-bin/menu2.cgi?125020200000.

10. SDH-мультиплексор BG-20 http://www.informsviaz.kz/catalog/eci/optical _networks/BROADGATE/976.html.

11. BG-20B/20E http://www.muvicom.ru/catalog/eci/2772/1327.

12. Дельмухаметов О.Р., Синхронная цифровая иерархия SDH: Структура, принципы организации, основные элементы. - http://freelibs.com/sites/default/ files/content_files/sinhronnaya_cifrovaya_ierarhiya_sdh.pdf.

13. Принципы построения первичной сети на базе SDH http://www.techvarious.ru/varwems-696-2.html.

14. Принципы организации сети SDH http://www.studfiles.ru/preview/ 3515986/.

15. Типы систем передачи http://edu.dvgups.ru/METDOC/GDTRAN/YAT/ TELECOMM/OPT_SIS_PER/METOD/KURS_PR/1.htm.



Приложение

Рис. Блок-схема алгоритма проектирования SDH-сети

Размещено на Allbest.ru