Особливості побудови мереж сці (SDH)

Курсовий проект

З предмету: “Телекомунікаційні системи передачі”

На тему:” Оптична мультисервісна транспортна мережа зв’язку Житомирської області “

Перевірв викладач Виконав

студант групи СОЗ-Л-04

Мостович А.М. Кучинський Дмитро Геннадійович

 

____________

 

Київ 2013

ЗМІСТ

ВСТУП

ОСОБЛИВОСТІ ПОБУДОВИ МЕРЕЖ СЦІ (SDH)

1.1 Функціональні задачі і модулі мереж СЦІ

1.2 Принципи проектування оптичних транспортних мереж

1.3 Топологія та архітектура мереж СЦІ

ВИБІР ТА ОБГРУНТУВАННЯ ПРОЕКТНИХ РІШЕНЬ

2.1 Траса кабельної лінії передачі

2.2 Коротка характеристика населених пунктів області

2.3 Розрахунок числа каналів

ВИБІР РІВНЯ МУЛЬТИПЛЕКСОРІВ ТА ОПТИЧНОГО КАБЕЛЮ

3.1 Вибір оптимальної структури мережі SDH

3.2 Визначення рівня мультиплексорного обладнання SDH

3.3 Вибір марки та ємності кабелю

3.4 Розрахунок довжини регенераційної ділянки по дисперсії

3.5 Розрахунок довжини ділянки регенерації по загасанню

СХЕМА ОРГАНІЗАЦІЇ ЗВ’ЯЗКУ

КОНФІГУРАЦІЯ МУЛЬТИПЛЕКСНИХ ВУЗЛІВ

ВИСНОВОК

Список використаної літератури

 

ВСТУП

Перше десятиліття 21 століття для телекомунікацій принесло новий, бурхливий етап розвитку інтерактивних і розподільних послуг широкого спектра від передачі мови в цифровому форматі до десятків телевізійних програм найвищої якості, дистанційне навчання й доступ до багатьох базам даних (наукових бібліотек, адміністративних і медичних центрів і т.д.).

Для підтримки розвитку нових послуг електрозв'язку необхідні розгалужені, надійні транспортні мережі зв'язку. Такі мережі почали створюватися по усьому світу в останнє десятиліття 20 століття. В основному це мережі технології синхронної цифрової ієрархії SDH. Однак ці мережі були призначені для обслуговування трафіка, які формуються центрами комутації каналів, і зовсім не враховували можливості пакетної передачі інформаційних повідомлень. Крім того, використання ресурсів волоконно-оптичних систем передачі засобами технології SDH потребує бажати кращого. Смуга пропускання одномодового оптичного волокна стандарту G.652 становить близько 30ТГц, а швидкість передачі самої високошвидкісної системи SDH становить приблизно 40Гбіт/с. Зазначені факти й ще ряд проблем привели до створення ряду транспортних технологій: ATM; OTN-OTH; EoT; T-MPLS.

Ці технології в наступному розвитку інтегровані в мультисервісні транспортні платформи різної ресурсної ємності, які, у свою чергу, дозволяють реалізувати як мінімум чотири рівні транспортних мереж: великих і надвеликих протяжностей (Long Haul/ Ultra Long Haul); регіональних або внутрішнзонових (Regional Core); великих міст (Metro-Edge); доступу (Access). Більшу роль у розвитку транспортних мереж відіграють стандарти Сектору Телекомунікацій Міжнародного Союзу Електрозв'язку (МСЕ-Т).

 

 

 

ОСОБЛИВОСТІ ПОБУДОВИ МЕРЕЖ СЦІ (SDH)

 

 

Функціональні задачі і модулі мереж СЦІ

 

Мережа СЦІ будується з окремих функціональних модулів:мультиплексорів, комутаторів, концетраторів, регенераторів і термінального обладнання. Цей набір модулів визначається основними функціональними задачами, які необхідно вирішити мережею:

- збір вхідних потоків через канали доступу в агрегатний блок,

придатний для транспортування в мережі СЦІ – задача мультиплексування, яка вирішується термінальними мультиплексорами ТМ мережі доступу;

- транспортування агрегатних блоків по мережі з можливістю

вводу/виводу вхідних/вихідних потоків – задача транспортування, яка вирішується мультиплексорами вводу/виводу ADM, які логічно управляють інформаційним потоком в мережі, а фізично – потоком в фізичному середовищі, яка формує в цій мережі транспортний канал;

- перевантаження віртуальних контейнерів у відповідності із схемою маршрутизації із одного сегменту в інший, яка здійснюється у виділених вузлах мережі, - задача комутації, або крос-комутації, яка вирішується за допомогою цифрових комутаторів або крос-комутаторів DXC;

- об’єднання декількох однотипних потоків в розподільчий вузол – концентратор – задача концентрації, яка вирішується концентраторами;

- відновлення форми і амплітуди сигналу, який передається на великі відстані, для компенсації його загасання – задача регенерації, яка вирішується за допомогою регенераторів;

- спряження мережі користувача з мережею СЦІ – задача спряження,

яка вирішується за допомогою кінцевого обладнання – різноманітних узгоджуючих пристроїв, наприклад, конверторів інтерфейсів, конверторів швидкостей, конверторів імпедансів і т. д.

ВИБІР ТА ОБГРУНТУВАННЯ ПРОЕКТНИХ РІШЕНЬ

Розрахунок числа каналів

 

Число каналів в населених пунктах, залежить від чисельності населення в цих пунктах і ступеня зацікавленості окремих груп населення у взаємозв'язку. Чисельність населення визначається на підставі статистичних даних останнього перепису населення. Перепис населення проводиться 1 раз в 5 років, тому кількість населення в заданому пункті розраховується з урахуванням середнього приросту населення.

Населені пункти:

Житомир – 270 00 людей;

Бердичів - 86.2 тис. людей;

Попельня - 6.1 тис. людей;

Малин - 28.1 тис. людей;

Овруч - 17.0 тис. людей;

Коростень - тис. 67.5 людей;

Новоград-Волинський - 56.0 тис. людей;

Перелік надаваних послуг – ТФ канали, 1 канал телебачення (N_tv),

1 канал Ethernet 10Мбіт/с.

Коефіцієнт розвитку – 1,5;

Коефіцієнт телефонізації населення – 80 %;

Коефіцієнт тяжіння – 12 %.

 

Розрахунок числа каналів виконується в такій послідовністі:

, осіб (2.3.1)

де H₀ – число жителів на час проведення перепису населення;

– середній річний приріст населення в даній місцевості у відсотках (приймається рівним 3 %);

t – період, розрахований як різниця між роком перспективного проектування й роком проведення перепису населення. Рік перспективного проектування розраховується на 10 років уперед.

Пункт Ж: осіб,

Пункт Б: осіб,

Пункт П: осіб,

Пункт М: осіб,

Пункт О: осіб,

Пункт К: осіб,

Пункт НВ: осіб,

 

Ступінь зацікавленості окремих груп населення, визначається коефіцієнтом тяжіння К_Т, який коливається в широких межах від 50 до 80 %. Кількість телефонних каналів можна визначити по формулі (3.2):

, (2.3.2)

де – коефіцієнт, що відповідає фіксованій доступності;

– коефіцієнт, відповідний до заданих втрат;

– коефіцієнт тяжіння між населеними пунктами;

Эрл – питоме навантаження, тобто середнє навантаження, створювана одним абонентом;

ma і mb – кількість абонентів, що обслуговуються станціями АМТС відповідно в пунктах А и В.

Кількість абонентів, що обслуговуються цією або іншою АМТС, визначається в залежності. від числа населення, що проживає в зоні обслуговування.

Враховуючи середній коефіцієнт оснащеності населення телефонними апаратами рівним К₀ =0,8, кількість абонентів АМТС можна визначити за формулою:

.

m_ж=420649*0,8 =336519 аб.,

m_б=134296*0,8 =107436 аб.,

m_п=9503*0,8 = 7602 аб.,

m_м=43778*0,8 = 35022 аб.,

m_о=26485*0,8 = 21188 аб.,

m_к=105162*0,8 = 84129 аб.,

m_нв=87245*0,8 = 69796 аб.,

 

Ж-Б n_тф =270 каналів,

Б-П n_тф =29 каналів,

П-М n_тф =26 каналів,

М-О n_тф =49 каналів,

О-К n_тф =61 каналів,

К-НВ n_тф =130 каналів,

НВ-Ж n_тф =193 каналів,

 

Ж-П n_тф = 36 каналів,

Ж-М n_тф =132 каналів,

Ж-О n_тф =85 каналів,

Ж-К n_тф =266 каналів,

Б-М n_тф =113 каналів,

Б-О n_тф =77 каналів,

Б-К n_тф =197 каналів,

Б-НВ n_тф =177 каналів,

П-О n_тф =28 каналів,

П-К n_тф =33 каналів,

П-НВ n_тф =33 каналів,

М-К n_тф =106 каналів,

М-НВ n_тф =100 каналів,

О-НВ n_тф =59 каналів,

Після розрахунків каналів розраховується число потоків Е1. Розраховану кількість ПЦП необхідно заокруглити до цілого числа в більшу сторону.

Для розрахунків кількості цифрових потоків Е1 можна скористатися формулою (3.3):

, (2.3.3)

де N – необхідна кількість потоків i-ой і j-ой станціями;

En – знак цілої частини;

n_тлф – число каналів ТЧ;

30 – число каналів ТЧ у потоці Е1.

Ж-Б N =270/30 +1= 10 потоків,

Б-П N =29/30 +1 = 2 потоків,

П-М N =26/30 +1 = 2 потоків,

М-О N =49/30 +1 = 3 потоків,

О-К N =61/30 +1 = 3 потоків,

К-НВ N =130/30 +1 = 5 потоків,

НВ-Ж N =193/30 +1 = 7 потоків,

 

Ж-П N = 36 /30 +1= 2 потоків,

Ж-М N =132 /30 +1= 5 потоків,

Ж-О N =85 /30 +1= 3 потоків,

Ж-К N =266 /30 +1= 10 потоків,

Б-М N =113 /30 +1= 5 потоків,

Б-О N =77 /30 +1= 4 потоків,

Б-К N =197 /30 +1= 8 потоків,

Б-НВ N =177 /30 +1= 7 потоків,

П-О N =28 /30 +1= 2 потоків,

П-К N =33 /30 +1= 2 потоків,

П-НВ N =33 /30 +1= 2 потоків,

М-К N =106 /30 +1= 5 потоків,

М-НВ N =100 /30 +1= 4 потоків,

О-НВ N =59 /30 +1= 3 потоків,

 

(2.3.4)

 

де N_TV = 16 – число потоків Е1 для цифрового телебачення.

N_ETH = 5 – число потоків Е1 для Еthernet 10Mбіт/с.

 

Ж-Б N =10+21 = 31 потоків,

Б-П N =2+21 = 23 потоків,

П-М N =2+21 = 23 потоків,

М-О N =3+21 = 24 потоків,

О-К N =3+21 = 24 потоків,

К-НВ N =5+21 = 26 потоків,

НВ-Ж N =7+21 = 28 потоків,

Ж-П N = 2+21 =23 потоків,

Ж-М N =5+21 =26 потоків,

Ж-О N =3+21 = 24 потоків,

Ж-К N =10+21 =31 потоків,

Б-М N =5+21 =26 потоків,

Б-О N =4+21 = 25 потоків,

Б-К N =8+21 = 29 потоків,

Б-НВ N =7+21 = 28 потоків,

П-О N =2+21 =23 потоків,

П-К N =2+21 =23 потоків,

П-НВ N =2+21 =23 потоків,

М-К N =5+21 = 26 потоків,

М-НВ N =4+21 = 25 потоків,

О-НВ N =3+21 = 24 потоків,

 

Таблиця 2.2 Число цифрових потоків Е1 між пунктами з урахуванням додаткових послуг

 

	Житомир	Бердичів	Попельня	Малин	Овруч	Коростень	Нов-Вол
Житомир
Бердичів
Попельня
Малин
Овруч
Коростень
Нов-Вол
Кількість E1

 

 

СХЕМА ОРГАНІЗАЦІЇ ЗВ’ЯЗКУ

 

 

Схема організації зв’язку розробляється виходячи з таких вихідних даних:

задана кількість 2 Мбіт/с потоків, які потрібно організувати між пунктами мережі;

технічні дані апаратури;

прийнята топологія мережі, яка визначає надійність зв’язку;

побудова волоконно-оптичної магістралі на першому етапі.

Одною із основних переваг технології SDH є можливість такої організації мережі, при якій досягається не тільки висока надійність її функціонування, обумовлена використання ВОК, але і можливість збереження або відновлення (за дуже короткий час в десятки мілісекунд) дієздатності мережі у випадку відмови одного із елементів або середовища передачі – кабеля.Такі мережі і системи логічно назвати існуючими в нашій літературі по системному аналізу терміном самовідновлюючі.

В принципі діють різні методи забезпечення швидкого відновлення дієздатності синхронних мереж, які можуть бути зведені до наступних схем:

– резервування ділянок мереж по схемах 1+1 і 1:1 по рознесених трасах;

– організація самовідновлюючих кільцевих мереж, резервованих по схемах 1+1 і 1:1;

– резервування термінального обладнання по схемах 1:1 і 1+1;

– відновлення дієздатності мережі шляхом обходу недієздатного вузла;

– використання систем оперативного переключення.

В першому випадку ділянки між двома вузлами мережі з’єднуються по двох рознесених трасах (стовідсоткове резервування), сигнали по яких розповсюджуються одночасно. У вузлі прийому вони можуть оброблятися по двох схемах:

резервування по схемі 1+1 – сигнали аналізуються і вибирається той, який має найкраще співвідношення параметрів;

резервування по схемі 1:1 – альтернативним маршрутам назначаються пріоритети – низький і високий, гілка з низьким пріоритетом знаходиться в режимі гарячого резерву, переключення на неї відбувається по аварійному сигналу від системи управління.

В другому випадку, найбільш розповсюджена в мережі SDH, використовується топологія типу “кільце”, яке може бути організоване з допомогою двох волокон (топологія “здвоєне кільце”) або чотирьох волокон (два здвоєних кільця). Недивлячись на більш високу вартість чотирьохволоконного варіанту, він часто використовується в останній час, так як забеспечує більш високу надійність.

Перший шлях – захист використовується в більшості на трибних блоках TU-n, передаючих оночасно в одному напрямку (наприклад, по часовій стрілці) але по різних кільцях. Якщо в момент прийому мультиплексором блоку, посланого іншими мультиплексорами, відбувається збій в одному із кілець, система управління, здійснюється постійний моніторинг кілець, автоматично вибирає такий же блок із другого кільця. Цей захист носить розподілений по кільцю характер, а сам метод називається методом організації однонаправленого здвоєного кільця.

Другий шлях – захист маршруту може бути організований так, що сигнал передається в двох протилежних напрямках (східному і західному), причому одне направлення використовується як основне, друге – як резервне. Такий метод у випадку збою використовує переключення з основного кільця на резервне і називається методом організації двунапроавленого здвоєного кільця. В цьому випадку блоки TU-n мають доступ тільки до основного кільця. У випадку збою відбувається замикання основного і резервного кілець на межі дефектної ділянки (рис.4.1а), утворюючи нове кільце. Це замикання відбувається за рахунок включення петлі зворотнього зв’язку, замикаючий приймач і передавач агрегатного блоку на відповідній стороні мультиплексора (східної і західної).

 

 

 

а) б)

Рисунок 4.1.Методи захисту подвійного кільця;

а) шляхом виключення пошкодженої ділянки;

б) шляхом оганізації обхідного шляху

 

У третьому випадку відновлення дієздатності здійснюється за рахунок резервування на рівні трибних інтерфейсів. Схема резервування в загальному випадку N:1, що допускає різну ступінь резервування: від 1:1 (100%) до меншого ступеня, наприклад, 4:1 (25%), коли на 4 основні трибні інтерфейсні карти використовується одна резервна, яка автоматично вибирається системою крос-комутації при відмові однієї із основних. Цей метод широко розповсюджений в апаратупі SDH для резервування трибних карт 2 Мбіт/с (4:1 або 3:1 для STM-1 або 16:1, 12:1, 8:1 для STM-4), а також резервування найбільш важливих змінних блоків, наприклад, блоків крос-комутації і систем управління і резервного живлення, час переключення яких на запасні не перевищує 10 мсек.

У четвертому випадку резервування, як таке не використовується, а дієздатність системи вцілому (на рівні агрегатних блоків) відновлюється за рахунок виключення пошкодженого вузла із схеми функціонування. Так системи управління SDH мультиплексорів дають можливість організувати обхідний шлях, який дозволяє пропускати поток агрегатних блоків повз мультиплексора у випадку його відмови (рис.4.1б).

У п’ятому випадку, характерним для мереж загального вигляду, у вузлах мережі встановлюються крос-комутатори системи оперативного переключеня, які здійснюють, у випадку відмови, викликаного або розривом з’єднуючого кабеля, або відмовою вузла послідовного лінійного кола, реконфігурацію прилеглих (вхідних і вихідних) ділянок мережі і відповідну крос-комутацію потоків. Процедура такої конфігурації може бути централізованою або розподіленою. В першому випадку вона здійснюється мережевим центром управління, що може бути реалізованим достатньо просто, у другому – сумісне рішення про реконфігурацію повинно вироблятися групою прилеглих систем оперативного переключення. Можуть застосовуватися і комбіновані методи.

Використання систем оперативного переключення по принципу організації захисту нагадує схему резервування 1:1 методу резервування по рознесених трасах. Різниця в тому, що в останньому випадку фізичний і віртуальний канал уже існує, тоді як у першому він формується у момент оперативного переключення (дія більш характерна комутатора/ маршрутизатора в мережах пакетної комутації).

 

 

 

 

Перелік посилань

 

1.Каток В.Б. Волоконно-оптичні системи передачі. Київ, 1999

2.Бирюков Н.Л. Стеклов В.К. Транспортные сети и системы электро-

связи. Системы мультиплексирования. Киев: ЗАТ «Віпол», 2003

3. Хмелев К.Ф. Основы SDH. Киев: «Політехніка» ЗАТ «Віпол», 2003

4. Стеклов В.К., Беркман Л.Н. Телекомунікаційні мережі.

Київ: „Техніка”, 2001

5. Стеклов В.К., Нові інформаційні технології: Транспортні мережі

телекомунікацій. Київ: «Техніка» 2004

6. URL: http://www. kuzenny.narod.ru

8. URL: http://www. kunegin.narod.ru

9. URL: http://www. osp.ru

10. URL: http://www.ukrtelecom.net

11. URL: http://www.siemens.ru

14. URL: http://www.sovtel.ru

14. URL http://travel.kyiv.org/map/uamap.htm)

14. URL: http://www.ukrcensus.gov.ua

15. URL: http://www.infostore.org

 

Курсовий проект

З предмету: “Телекомунікаційні системи передачі”

На тему:” Оптична мультисервісна транспортна мережа зв’язку Житомирської області “

Перевірв викладач Виконав

студант групи СОЗ-Л-04

Мостович А.М. Кучинський Дмитро Геннадійович

 

____________

 

Київ 2013

ЗМІСТ

ВСТУП

ОСОБЛИВОСТІ ПОБУДОВИ МЕРЕЖ СЦІ (SDH)

1.1 Функціональні задачі і модулі мереж СЦІ

1.2 Принципи проектування оптичних транспортних мереж

1.3 Топологія та архітектура мереж СЦІ