Курсовой проект - Сети связи синхронной цифровой иерархии (SDH). Вариант 23

Подождите немного. Документ загружается.

Задание на курсовое проектирование

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.

2. Привести схему тракта одного компонентного потока и схему

тандемного соединения между любыми двумя несмежными узлами сети с

использованием элементов архитектуры сети SDH.

3. Рассмотреть организацию эксплуатации сети (включая организацию

речевой связи между узлами, подключение аппаратуры сети управления и т.д.).

Привести назначение и структуру байтов трактовых и секционных заголовков с

выполняемыми процедурами для одного компонентного сигнала и сигнала

тандемного соединения.

4. Выбрать схемы защиты в сети и обосновать их.

5. Разработать схему синхронизации.

6. Рассчитать временную зависимость фазовых дрожаний, вносимых

синхронной аппаратурой, из-за цифровой коррекции со вставками при

асинхронном размещении (mapping) сигналов в виртуальных контейнерах

(VC-n) для заданного компонентного сигнала.

7. Рассчитать временную зависимость фазовых дрожаний, вносимых

синхронной аппаратурой, из-за цифровой коррекции по прямой линии (aligning)

в процессах обработки указателей при формировании TU-n и AU-n для

заданного компонентного сигнала.

8. Оценить использование процедуры внутреннего контроля в тракте

передачи компонентного сигнала (пункт 2 задания) и тандемного соединения

(BIP-N) в отношении определения показателей качества (блоки с ошибками,

секунды с ошибками, секунды со значительными ошибками, фоновыми

блочными ошибками и т.д.).

9. Выбрать оборудование SDH для реализации проектируемой сети,

используя продукцию любой фирмы-изготовителя.

Исходные данные

Согласно порядку выполнения курсового проекта исходные данные для

заданного варианта приведены в таблице 1 – 5.

Таблица 1 – Топология сети (рисунок 1)

Расстояния между узлами в километрах

№

варианта

А-B

В-C

С-D

D-E

B-E

E-F

C-G

G-H

D-H

F-L

F-K

L-K

3 8 34 55 8 15 35 63

Таблица 2 – Ориентировочные функции оборудования в узлах

Узел

Оконечный

мультиплексор

Terminal

Multiplexer (TM)

Мультиплексор

ввода-вывода

Add/Drop Multiplexer

(ADM)

Кросс-коннект

Digital Cross-

Connect (DXC)

Локальный узел B да да

Транзитный узел C да да

Локальный узел D да

Локальный узел E да да

Локальный узел F да да да

Локальный узел L да

Локальный узел K да

B C G

E D H

Рисунок 1 – Схема телекоммуникационной транспортной сети

Таблица 3 – Цифровые сигналы в интерфейсах узлов и сигналы

тандемных соединений

№ варианта

Компонентные

сигналы в

интерфейсах

локальных узлов

Минимальное количество

компонентных сигналов для

связи каждого локального узла

в сети с каждым локальным

узлом

Сигналы

тандемных

соединений

2 E12 8 63 VC-12

Таблица 4 – Характеристики скоростей компонентных сигналов (a, ppm) и

размеры эластичной памяти (Elastic Store – ES) в битах при формировании

виртуальных контейнеров (знак погрешности скорости цифрового сигнала

следует брать с минусом и плюсом)

Сигналы Е11 и Е12

№ варианта (a, ppm ) ES

0 41 25

Таблица 5 – Характеристики скоростей сигналов виртуальных

контейнеров (a ppm) и размеры эластичной памяти (ES) в байтах при записи

сигналов виртуальных контейнеров в TU или AU, начальное значение указателя

(Pointer PTR) (знак погрешности скорости сигнала следует брать с минусом и

плюсом)

Формирование TU11, TU12, TU2

№ варианта а, ppm ES PTR

3 0,008 2 6

Формирование TU3

№ варианта а,ppm ES PTR

3 0,005 6 6

Формирование AU-4

№ варианта а,ppm ES PTR

3 0,006 13 7

Содержание

Введение 9

1 Выбор структуры сети 10

1.1 Трасса кабельной линии передачи 10

1.2 Выбор топологии сети 11

1.3 Проектирование архитектуры транспортной сети 12

2 Структуры мультиплексирования SDH 14

3 Функции секционных и трактовых заголовков 22

3.1 Назначение и структура байтов секционных заголовков 22

3.2 Функции контроля тандемного соединения ТС 47

4 Организация защиты 50

5 Построение сети синхронизации 53

6 Фазовые дрожания, вносимые синхронной аппаратурой 57

6.1 Фазовые дрожания компонентных сигналов в трактах SDH,

вызываемые асинхронным отображением 57

7 Контроль качества передачи в сетевых слоях синхронной

цифровой иерархии 64

7.1 Процедуры внутреннего контроля 64

7.2 Параметры характеристик ошибок 67

7.3 Оценка состояния трактов 68

8 Выбор синхронного оборудования для разработанной сети 69

Заключение 72

Список литературы 73

Введение

В современных условиях рыночной экономики появилась необходимость

коренных изменений в структуре и практике эксплуатации сетей связи.

Использование существующей ассинхронной системы группообразования

цифровых потоков для получения высокоскоростных сигналов приводит к

громоздким и малонадежным техническим решениям. Затруднён доступ к

составляющим (компонентным) цифровым потокам для ответвления и транзита

(для чего нужно многоступенное расформирование группового сигнала). При

нарушениях синхронизации группового сигнала сравнительно большое время

тратится на многоступенное восстановление синхронизации компонентных

потоков. Современные цифровые первичные сети (ЦПС) должны иметь

гибкую, легко управляемую структуру. Они должны обеспечивать передачу и

переключение потоков информации разной мощности, ввод и выделение этих

потоков в произвольных пунктах, глубокий контроль качества и тарификацию в

соответствии с действительным временем пользования связью и её качеством.

Эти сети должны быть базой для служб, использующих как синхронный

(Synchronous Transfer Mode, STM), так и ассинхронный (Asynchronous Transfer

Mode, ADM) способы переноса информации.

Перечисленные выше требования практически не выполнимы в рамках

плезиохронной цифровой иерархии (ПДИ), но их можно выполнить при

синхронной системе группообразования. В 1998г. МККТТ принял SDH,

разработанную с учётом мирового опыта создания цифровых сетей. Идейной

основой для SDH послужила синхронная оптическая сеть SONET США. В

рамках SDH разработана не только новая иерархия скоростей передачи и

система преобразований цифровых трактов, но и перспективная концепция

построения и развития сетей связи, поддерживаемая системой международных

стандартов.

1 Выбор структуры сети

1.1 Трасса кабельной линии передачи

В соответствии с техническим заданием к курсовому проекту требуется

спроектировать высокоскоростную линию связи.

Передача сигналов многоканальных ЦСП может осуществляться по

кабельным, радиорелейным и спутниковым линиям связи. В настоящее время

кабельным линиям, как правило, отдаётся предпочтение из-за повышенной

живучести и удовлетворительной скрытности связи. Поэтому проектируемая

линия будет кабельной. Так как технология SDH была ориентированна на

использование волоконно-оптических кабелей, то в качестве среды передачи

для проектируемой линии связи возьмём волоконно-оптический кабель.

По схеме представленной на рисунке 2 выбранная трасса имеет

протяжённость на участках: B-C (8км); C–G (15км);G–H (35км); H–D (63км);

D-E (55км); E-B (8км); C-D (34км).

Общая протяжённость трассы равна 218 км.

Рисунок 2- Схема телекоммуникационной транспортной сети

1.2 Выбор топологии сети

Из значений числа каналов (таблица 3) составим матрицу исходящих и

входящих каналов.

Таблица 6 – Матрица исходящих и входящих каналов.

H D E G B C

H - 8 8 8 8 8

D 8 - 8 8 8 8

E 8 8 - 8 8 8

G 8 8 8 - 8 8

B 8 8 8 8 - 8

C 8 8 8 8 8 -

Итого 40 40 40 40 40 40

Суммируя все значения матрицы, получим общее число каналов n = 240

(канала), необходимых для организации связи по данной схеме соединения.

Широкое повсеместное распространение оборудования SDH в базовых

распределительных сетях и сетях доступа в последнее время связано не только

со строительством новых, преимущественно линейных или кольцевых сетей, но

и с модернизаций старых (городских) телефонных сетей. На такой сети в ряде

случаев для обеспечения связи друг с другом АТС в пределах одного района

связывались в так называемое технологическое кольцо.

Если цифровые потоки на отдельных участках такого технологического

кольца отличаются по пропускной способности значительно, то использование

характерных кольцевых топологий SDH бывает не всегда оправдано. Это

приводит к завышению необходимого количества цифровых каналов в

структуре кольцевой сети и, как следствие, к необходимости использовать в

пунктах доступа DIM более высокого уровня иерархии.

В таких случаях может оказаться, что экономически целесообразнее, т. е.

дешевле, использовать сети ячеистой структуры, основанные на топологиях

«точка - точка» и «звезда», так как современные мультиплексоры позволяют

использовать последнюю топологию с достаточно большим количеством лучей

за счет применения более гибких схем кроссового соединения в центральном

узле сети.

Кольцевая топология. Объединение всех шести цифровых АТС в кольцо

требует применения мультиплексоров уровня STM-1 с результирующим

цифровым потоком 1 х 63 = 63 первичных цифровых канала со скоростью

передачи E12-2048 кбит/с, так как общий цифровой поток по кольцу,

определяемый максимальным потоком на одном из его участков, равен 40

первичных цифровых потоков. Преимуществом такого решения может быть

только стопроцентное резервирование всех цифровых каналов.

Представленная структура приводит к минимальному количеству

требуемых мультиплексоров и с этой точки зрения она оптимальна.

Полученные данные подтверждает правильность выбора уровней

мультиплексоров в узлах сети и может служить показателем эффективности

использования коммутационной способности этих узлов.

В результате проведенного краткого анализа топологий проектируемой

сети с кольцевую топологией, можно рекомендовать для использования как

оптимальную, удовлетворяет по резервированию указанных первичных

цифровых каналов.

1.3 Проектирование архитектуры транспортной сети

В соответствии с заданием узлы транспортной сети должны содержать

следующее оборудование:

- оконечный мультиплексор Terminal Multiplexer (TM);

- мультиплексор ввода-вывода Add/Drop Multiplexer (ADM);

- кросс-коннект Digital Cross-Connect (DXC).

Рассмотрим это оборудование подробнее.

Мультиплексоры SDH в отличие от обычных мультиплексоров,

используемых, например, в сетях PDH, выполняют как функции собственно

мультиплексора, так и функции устройств терминального доступа, позволяя

подключать низкоскоростные каналы PDH иерархии непосредственно к своим

входным портам. Они являются более универсальными и гибкими

устройствами, позволяющими решать практически все перечисленные выше

задачи, т.е. кроме задачи мультиплексирования выполнять еще и задачи

коммутации, концентрации и регенерации. Это оказывается возможным в силу

модульной конструкции SDH мультиплексора - SMUX, при которой

выполняемые функции определяются лишь возможностями системы

управления и составом модулей, включенных в спецификацию мультиплексора.

Принято, однако, выделять два основных типа SDH мультиплексора:

терминальный мультиплексор и мультиплексор ввода/вывода.

На основании вышеизложенного спроектируем транспортную сеть с

учетом оборудования расположенного в узлах.

ADM

DXC

ADM TM

Узел E

ADM TM

Узел B

ADM

Узел H

ADM

Узел G

Узел C

Узел D

Оптический агрегатный канал приема/передачи (STM-1)

SDH и PDH трибы

Рисунок 3 – Предварительная архитектура транспортной сети