Кафедра телекоммуникационных систем передачи

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

НА ТЕМУ:

 

 

РАЗРАБОТКА СЕТИ СВЯЗИ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕНННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ

 

 

студентки 4-го курса, факультета ИС группы ИС – 4.02

 

 

Студентка __________ Гуцова К.С. (подпись)

 

Руководитель __________ Мазур А.Д.

(подпись)

 

Проверяющий __________

(подпись)

 

Одесса 2011

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

 

1 ЗАДАНИЕ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

2 РАЗРАБОТКА СЕТИ SDH

2.1 Характеристика сети, типы модулей сели SDH

2.2 Построение мультиплексного плана, определение уровня STM

2.3 Расчет длины участка регенерации

2.4 Схема организации связи в кольце SDH

 

3 МОДЕРНИЗАЦИЯ СЕТИ SDH

3.1 Тенденции развития технологии WDM. Характеристика кольца с WDM

3.2 Определение количества длин волн. Выбор оборудования WDM

3.3 Схема организации связи в кольце с WDM

 

4 МОДЕРНИЗАЦИЯ СЕТИ SDH НА БАЗЕ ТЕХНОЛОГИИ SDH-NGN

4.1 Особенности сети SDH-NGN. Мультиплексный план сети

4.2 Выбор оптимального варианта модернизации сети

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Технология SDH, разработанная изначально для объединения и синхронной передачи по волоконно-оптическим линиям PDH-потоков, давно получила широкое распространение во всем мире. Такие достоинства, как большая пропускная способность трактов, гибкость, возможность динамически наращивать емкость сети без прерывания трафика, очень высокая степень надежности, обусловленная различными механизмами резервирования, возможность выделения (добавления) каналов в любой точке сети, удобство управления и администрирования, способствовали широкому внедрению SDH, в том числе и в сетях ОТС. Однако бурное развитие информационных технологий и появление концепции NGN привело к резкому росту потребностей предприятий и отраслей в высокоскоростных сетях передачи данных, трафик которых обычно представляет собой пакеты переменной длины. Основная сложность при передаче данных через сети SDH заключалась в том, что пакетную информацию необходимо упаковать в виртуальные контейнеры, предназначенные для передачи TDM-трафика. Оптимальным выходом из сложившейся ситуации явилось создание концепции сетей SDH нового поколения, получившего название NGN SDH.

Первичной сетью называется совокупность типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов системы электросвязи, образованная на базе сетевых узлов, сетевых станций, оконечных устройств первичной сети и соединяющих их линий передачи системы электросвязи. В основе современной системы электросвязи лежит использование цифровой первичной сети, основанной на использовании цифровых систем передачи. Как следует из определения, в состав первичной сети входит среда передачи сигналов и аппаратура систем передачи. Современная первичная сеть строится на основе технологии цифровой передачи и использует в качестве сред передачи электрический и оптический кабели и радиоэфир. SDH позволяет организовать универсальную транспортную систему, охватывающую все участки сети и выполняющую функции как передачи информации, так и контроля и управления. Она рассчитана на транспортирование всех сигналов PDH, а также всех действующих и перспективных служб, в том числе и широкополосной цифровой сети с интеграцией служб (В-ISDN), использующей асинхронный способ переноса (АТМ).

Преимущества SDH по сравнению с PDH:

-Технология SDH основана на принципе прямого синхронного мультиплексирования.

-По существу отдельные низкоскоростные сигналы могут мультиплексироваться непосредственно в высокоскоростные сигналы SDH без промежуточных стадий мультиплексирования.

-Технология SDH более гибкая по сравнению с PDH и обеспечивает расширенные функции управления и технического обслуживания сети.

-Может использоваться в трех традиционных областях электросвязи: сети дальней связи (глобальные сети), сети местной связи и сети абонентского доступа. Также может использоваться для передачи видео трафика кабельного телевидения (CATV).

 

WDM — технология, позволяющая одновременно передавать несколько информационных каналов по одному оптическому волокну на разных несущих частотах. Технология WDM позволяет существенно увеличить пропускную способность канала причем она позволяет использовать уже проложенные волоконно-оптические линии. Благодаря WDM удается организовать двустороннюю многоканальную передачу трафика по одному волокну (в обычных линиях используется пара волокон — для передачи в прямом и обратном направлениях).

 

NGN — это мультисервисная сеть связи, ядром которой является опорная IP-сеть, поддерживающая полную или частичную интеграцию услуг передачи речи, данных и мультимедиа. Реализует принцип конвергенции услуг электросвязи.

 

 

ЗАДАНИЕ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

В данном курсовом проекте используется архитектура кольцо, состоящий из 8 пунктов. 7 пунктов является сетевыми узлами ввода вывода(СУВ) и один сетевой узел переключения(СУП). Нужно:

1.Разработать сеть связи в кольце по технологии SDH с использованием необходимого оборудования.

2.Произвести модернизацию сети с учетом роста потребностей в услугах связи.

3.Рассмотреть особенности построения мультисервисной сети NGN.

Все исходные данные представлены ниже располагающихся таблицах:

 

Таблица 1.1- Исходные данные для варианта 8

Кабель ВОК - одномодовый	Рпер, дБ	Р пр мин, дБ	λ, нм	Δλ,нм	Обрыв между сетевыми узлами
α, дБ/км	lстр, км	Тип ОВ	Кол-во ОВ
0,28	4,4	SF			-31		0,37	2-3

Таблица 1.2- Дополнительные исходные данные

Расстояние в км между СУ колец	За щи та	Количество ПЦП между
СУП и СУВ	С У В
1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	6-7	7-8	8-1
									СУП

 

Примечание: Метод защиты ЦП- SNCP/РП/1:1/2ОВ

 

Таблица 1.3- Исходные данные для WDM

Трафик	Тип линейного кода STM
от СУП-1 ко всем СУВ	Между СУВ
STM-4	Ethernet	STM-n	Ethernet	mBnB	RZ/NRZ
+1	100M	2-3,STM-64	6-7,1G	740B800B	RZ

Таблица 1.4- Исходные данные для SDH-NGN

Трафик	Метод защиты ЦП
От СУП-1к СУВ	Между СУВ
Ethernet	№ СУВ	Ethernet	№ СУВ
FE	3;5;6	FE	6-7	SNCP 1: 1

 

 

РАЗРАБОТКА СЕТИ SDH

 

Технология SDH (Synchronous Digital Hierarchy) обозначает стандарт для транспорта трафика. Стандарт определяет уровни скорости прохождения сигнала синхронного транспортного модуля (Synchronous Transport Module, STM).Стандарт также определяет физический (оптический) уровень, необходимый для совместимости оборудования от различных производителей.Основная скорость передачи — 155,250 Мбит/с (STM-1). Более высокие скорости определяются как кратные STM-1: STM-4 — 622 Мбит/с, STM-16 — 2488,32 Мбит/с, STM-64 — 9953,28 Мбит/с.
Технология предполагает использование метода временного мультиплексирования (TDM) и кросс-коммутации тайм-слотов. При этом оконечное оборудование SDH оперирует потоками E1 (2,048 Мбит/с), к которым подключается клиентское оборудование. Основными устройствами сети являются SDH-мультиплексоры. Важной особенностью сетей SDH является необходимость синхронизации временных интервалов трафика между всеми элементами сети. Обычно мультиплексор может синхронизироваться с любым внешним сигналом, с опорным тактовым сигналом (PRC) или с собственным внутренним генератором синхронизирующих импульсов. Синхронизация на основе опорного тактового сигнала может распространяться по цепи, в которой находится не более 20 сетевых элементов (G.803). При построении сетей SDH обычно используется топология сети типа «кольцо» с двумя контурами. По одному из контуров передается синхронизирующая и сигнальная информация, по другому — основной трафик. Имеются специальные механизмы резервирования сети на случай выхода из строя одного из контуров. Возможно также подключение устройств по топологии «точка-точка», однако в таком случае отказоустойчивость решения будет ниже.
Централизованное управление сетью обеспечивает полный мониторинг состояния каналов и узлов (мультиплексоров). Использование кольцевых топологий создает возможность автоматического переключения каналов при любых аварийных ситуациях на резервный путь. Оборудование SDH предусматривает возможность резервирования линии и основных аппаратных блоков по схеме 1+1, при аварии автоматически переключая трафик на резервное направление. Данное свойство значительно повышает «живучесть» сети и позволяет проводить различного типа технологические работы без перерыва трафика.Управление конфигурацией сети, отслеживание и регистрация аварийных ситуаций осуществляются программными средствами с единой консоли управления. В функции центральной управляющей системы входят также средства поддержки тестирования каналов и контроля за качеством работы основных блоков мультиплексоров.
Сеть на базе SDH может служить в качестве транспортной сети для большинства существующих технологий высокоскоростной передачи информации по оптическим сетям (в том числе ATM и POS).
Существующее сегодня оборудование SDH способно передавать информацию со следующими линейными скоростями: 155 Мбит/c (STM-1), 622 Мбит/c (STM-4), 2,5 Гбит/c (STM-16). При этом для подключения пользователям предлагаются интерфейсы E1-E3.
Функционально мультиплексор SDH имеет два набора интерфейсов: пользовательский и агрегатный. Пользовательский набор отвечает за подключение пользователей, а агрегатный — за создание линейных межузловых соединений. Данные интерфейсы позволяют создавать следующие базовые топологии: «кольцо», «цепочка», «точка-точка».
Из указанных базовых элементов складывается топология всей сети мультиплексоров. Сложные сети обычно имеют многоуровневую структуру. Первый уровень — оборудование доступа пользователей. Этот уровень состоит из оборудования «последней мили» и, как правило, из мультиплексоров STM-1. Оборудование «последней мили» отвечает за доведение сигнала пользователей (чаще — сигнала E1, E3) до мультиплексоров первого уровня. В роли оборудования «последней мили» обычно выступают так называемые оптические модемы, по сути являющиеся конверторами электрического сигнала в оптический и обратно. Мультиплексоры первого уровня собирают каналы пользователей для дальнейшей транспортировки. Следующий уровень могут составлять мультиплексоры уровня STM-4 и STM-16.
Технологию SDH можно рекомендовать для использования в задачах построения опорных сетей при следующих условиях:
- загрузка каналов далека от предельной;
- имеется необходимость предоставлять «прозрачные» каналы связи, например для передачи голосового трафика между АТС;
- в коммерческом плане более выгодно и удобно предоставлять клиентам каналы с фиксированной пропускной способностью, а не определять стоимость услуг по количеству переданного трафика и по качеству предоставляемого сервиса.

Основным отличием системы SDH от системы PDH является переход на новый принцип мультиплексирования. Система PDH использует принцип плезиохронного (или почти синхронного) мультиплексирования, согласно которому для мультиплексирования, например, четырех потоков Е1 (2048 кбит/с) в один поток Е2 (8448 кбит/с) производится процедура выравнивания тактовых частот приходящих сигналов методом стаффинга. В результате при демультиплексировании необходимо производить пошаговый процесс восстановления исходных каналов. Например, во вторичных сетях цифровой телефонии наиболее распространено использование потока Е1.

При передаче этого потока по сети PDH в тракте ЕЗ необходимо сначала провести пошаговое мультиплексирование Е1-Е2-ЕЗ, а затем - пошаговое демультиплексирование ЕЗ-Е2-Е1 в каждом пункте выделения канала Е1. В системе SDН производится синхронное мультиплексиро- вание/демультиплексирование, которое позволяет организовывать непосредственный доступ к каналам PDH, которые передаются в сети SDH. Это довольно важное и простое нововведение в технологии привело к тому, что в целом технология мультиплексирования в сети SDH намного сложнее, чем технология в сети PDH, усилились требования по синхронизации и параметрам качества среды передачи и системы передачи, а также увеличилось количество параметров, существенных для работы сети. Как следствие, методы эксплуатации и технология измерений SDH намного сложнее аналогичных для PDH.