Проектирование синхронной транспортной сети

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Расчет трафика и выбор уровня STM для сети заданной топологии

2. Расчет трафика и выбор уровня STM для схемы кольцо

3. Электрический расчет

3.1 Определение максимальной и минимальной длины секции

3.2 Размещение промежуточных станций

4. Разработка схем организации сети

5. Разработка схем синхронизации

6. Разработка вопросов защиты схем синхронизации

7. Разработка схем резервирования

8. Комплектация МП главной станции

Заключение

Литература

Исходные данные

Рис.1 - Топология заданной сети

Рис.2 - Схема кольцо.

Таблица 1. Исходные данные (трафик).

Пункты	А-Б	А-Е	А-С	А-В	А-Г	А-Д
ПЦТ	123	127	138	140	154	151
Пункты	Б-Е	В-Д	Е-Д	Г-Д	Б-Д	Б-В
ПЦТ	58	64	73	65	139	90

Главная станция Г.

Аварийный участок Е-С.

Таблица 2. Длина участков сети.

Участок	А-Б	Б-В	В-Г	В-Д	С-Д	Е-С
Длина участка (км)	523	27	138	140	154	151
Участок	Б-Е	В-С	Е-А	Г-Д	В-Е	Г-С
Длина участка (км)	58	64	73	65	139	90

Используется ОВ>G652, ?>1550 нм.

Введение

С каждым годом все больше растет потребность к передачи цифровой информации. Благодаря этому стремительно развивается волоконно-оптические системы передачи, которые использую синхронную цифровую иерархию(SDH). SDH обладает огромными преимуществами над PDH. Главными качествами является более рациональная реализация на ВОЛС, простота эксплуатации, высокое качество, сравнительно небольшое количество аппаратуры, и т.д.

Основным функциональным модулем сети SDH является мультиплексор. В SDH он выполняет как функции мультиплексирования, так и функции устройств терминального доступа, он является более универсальным и гибким устройством. Кроме отмеченных функций он при определенной конфигурации может выполнять еще и задачи коммутации, концентрации и регенерации.

Тем самым использование SDH сокращает стоимость аппаратуры, и сложность эксплуатации оборудования. При этом повышая надежность и качество связи.

1. Расчет трафика и выбор уровня STM на участках сети заданной топологии

В техническом задании задана схема сети. Сеть состоит из линейных частей на участках А-Б и Г-Д и Б-В, и кольца, включающего пункты В, Г, Е, С. Каждый пункт соединяем только со своими ближайшими соседями поэтому, если трафик передается из одного конца сети в другой, он должен будет пройти несколько промежуточных пунктов. Участки сети должны будут иметь соответствующую пропускную способность. С этой целью определяется трафик на каждом участке.

Участок В-Г-Е-С:

Так как В-Г-Е-С кольцо, то все участки в кольце должны иметь одинаковую пропускную способность, что позволит при аварии любого участка сохранить трафик.

V_?ВГЕС=V_БД+V_БЕ+V_ВД+V_АС+V_АЕ+V_АД+V_АГ+V_ЕД=139+58+64+138+127+151+154+73=904 ПЦТ

Участок А-Б:

V_?АБ=V_АБ+ V_АЕ+ V_АВ+ V_АГ+ V_АД +V_АС=123+140+154+151+127+138 =833 ПЦТ

Участок Б-В:

V_?БВ=V_АВ+ V_БЕ+ V_БД+ V_БВ + V_АГ + V_АЕ + V_АД + V_АС=90+140+58+139+154+127+138+151= 997 ПЦТ

Участок В-Е:

V_?ВЕ= V_АЕ +V_БЕ +V_АГ +V_ВД +V_АС =541 ПЦТ

Участок В-Г:

V_?ВГ= V_АГ + V_ВД+ V_АД =369 ПЦТ

Участок Г-Д:

V_?ГД= V_АД + V_БД+ V_ВД + V_ГД + V_ЕД =492 ПЦТ

Участок Е-С:

V_?ЕС= V_АС + V_АГ+ V_АД + V_ВД + V_ЕД + V_БД =719 ПЦТ

Участок С-Г:

V_?СГ= V_АГ + V_АД+ V_ВД + V_БД + V_ЕД =581 ПЦТ

Для всех участков будем использовать STM-16.

2. Расчет трафика и выбор уровня STM на участках схемы кольцо

При определении объема информации на участках кольца следует учесть, что пропускная способность всех участков должна быть одинакова, что позволит при аварии любого участка сохранить трафик.

V_?АБ = V_?БВ = V_?ВГ = V_?ГД = V_?ВЕ= V_?ЕС= V_?СГ=V_АБ + V_АЕ + V_АС + +V_АВ+V_АГ+ V_АД+ V_БЕ+ V_ВД+ V_ЕД +V_ГД+V_БД+V_БВ = 1322 ПЦТ

На всех участках необходима система передачи STM-64.

3. Электрический расчет

Электрический расчет делается с целью определить количество регенераторов (НРП) или усилителей (ОУ) необходимых для организации линейного тракта.

Максимальная и минимальная длина секции определяется исходя из соотношений.

где - киллометрическое затухание ОВ, для ОВ G652 , (?=1,55мкм)

Р_{пер мин}, Р_{пер макс}, Р_{пр мин}, Р_{пр макс}, А_зо - соответствуют техническим данным мультиплексора и определяются из таблиц 3.1 - 3.3 и зависят от скорости линейного сигнала, используемой длины волны и параметров оптического волокна.

Скорость линейного сигнала на участках А-Б, Б-В, В-E, В-Г, Г-Д, С-Г, Е-С - 2,488 Гбит/с. Используется длина волны ? = 1550 нм, кабель с волокнами G652.

Таблица 3.1 - Параметры оптических стыков СТМ-1

Наименование	Значение параметров
Номинальная скорость передачи битов, кбит/с	155520
Рабочий диапазон длин волн, нм	1260 - 1360	1261-1360	1430-1576	1430-1580	1280 - 1335	1480-1580	1530-1566/1523-1577	1480-1580
Передающее устройство в эталонной точке Пд Тип источника Спектральные характеристики: Среднеквадратичная ширина, не более, нм Уровень излучаемой мощности: максимальный, дБм минимальный, дБм Коэффициент гашения, не менее, дБ Диапазон перекрываемого затухания, дБ Суммарная дисперсия, не более, пс/нм	МЛД 40 -8 -15 8,2 0-7 18	СИД 80 -8 -15 8,2 0-7 25	МЛД 7,7 -8 -15 8,2 0-12 96	МЛД 2,5 -8 -15 8,2 0-12 296	ОЛД - -8 -15 8,2 0-12 НП	МЛД 4 0 -5 10 10-28 185	ОЛД - 0 -5 10 10-28 НП	ОЛД - 0 -5 10 10-28 НП	МЛД 3/2,5 0 -5 10 10-28 185/296	ОЛД - 0 -5 10 10-28 НП
Приемное устройство в эталонной точке Пр Уровень чувствительности, не более, дБм Уровень перегрузки, не менее, дБм Дополнительные потери оптического тракта, дБ	-23 -8 1	-23 -8 1	-28 -8 1	-28 -8 1	-28 -8 1	-34 -10 1	-34 -10 1	-34 -10 1	-34 -10 1	-34 -10 1

Таблица 3.2 - Параметры оптических стыков СТМ-4

Наименование	Значение параметров
Номинальная скорость передачи битов, кбит/с	622080
Рабочий диапазон длин волн, нм	1261 - 1360	1293-1334/1274-1356	1430-1580	1300-1325/1296-1330	1280-1335	1480-1580	1480-1580
Передающее устройство в эталонной точке Пд Тип источника Среднеквадратичная ширина, не более, нм Уровень излучаемой мощности: максимальный, дБм минимальный, дБм Коэффициент гашения, не менее, дБ Диапазон перекрываемого затухания, дБ Суммарная дисперсия, не более, пс/нм	МЛД 14,5 -8 -15 8,2 0 - 7 13	СИД 35 -8 -15 8,2 0 - 7 14	МЛД 4/2,5 -8 -15 8,2 0 -12 46/74	ОЛД - -8 -15 8,2 0 -12 НП	МЛД 2,0/1,7 +2 -3 10 10 -24 92/109	ОЛД - +2 -3 10 10 -24 НП	ОЛД - +2 -3 10 10 -24 НП	ОЛД - +2 -3 10 10 -24 НП
Приемное устройство в эталонной точке Пр Уровень чувствительности, не более, дБм Уровень перегрузки, не менее, дБм Дополнительные потери оптического тракта, дБ	-23 -8 1	-23 -8 1	-28 -8 1	-28 -8 1	-28 -8 1	-28 -8 1	-28 -8 1	-28 -8 1

Таблица 3.3 - Параметры оптических стыков СТМ-16

Наименование	Значение параметров
Номинальная скорость передачи битов, кбит/с	2488320
Рабочий диапазон длин волн, нм	1266-1380	1260-1360	1430-1580	1280-1335	1480-1580	1480-1580
Передающее устройство в эталонной точке Пд Тип источника Спектральные характеристики: Среднеквадратичная ширина, не более, нм Уровень излучаемой мощности: максимальный, дБм минимальный, дБм Коэффициент гашения, не менее, дБ Диапазон перекрываемого затухания, дБ Суммарная дисперсия, не более, пс/нм	МЛД 4 -3 -10 8,2 0 - 7 12	ОЛД - 0 -5 8,2 0 - 12 НП	ОЛД - 0 -5 8,2 0 -12 НП	ОЛД - +3 -2 10 10 -24 НП	ОЛД - +3 -2 8,2 10 -24 1200	ОЛД - +3 -2 10 10 -24 НП
Приемное устройство в эталонной точке Пр Уровень чувствительности, не более, дБм Уровень перегрузки, не менее, дБм Дополнительные потери оптического тракта, дБ	-18 -3 1	-18 0 1	-18 0 1	-27 -9 1	-28 -9 2	-27 -9 1

3.1 Расчет минимальной и максимальной длины секций

Для участков А-Б, Б-В, В-Е, В-Г, Г-Д, С-Г, Е-С:

3.2 Размещение промежуточных станций

Согласно расчету длин секции при определении необходимости промежуточных пунктов будем учитывать величины и .

На участке А-Б необходимо использовать промежуточные пункты, так как =523км

В качестве промежуточных пунктов будем использовать ОУ.

1. Поставим оптический усилитель на передаче, который поднимет уровень на передаче до +10 дБ, а порог чувствительности приемника увеличится на ? А = 3дБ

км < 523км

2. Поставим ОУ на приеме, при этом определится из выражения:

3. Поставим два промежуточных усилителя, длина секции определится по формуле:

< 418км

4. Двух промежуточных усилителей мало, поэтому поставим дополнительно еще и получим шесть усилительных участков в секции, длина которой определится из тех же соотношений, что в пункте 3.

Вывод:

На участке А-Б, исходя из сделанных выше расчетов, потребуется поставить усилители на передаче, приеме и 5 линейных усилителя. При этом длина секции примерно будет равна длине участка А-Б.

На участке Б-В нет необходимости в промежуточном оборудовании (регенераторе или усилителе), так как и равна 27 км.

Необходимо определить ожидаемое значение уровня сигнала на приеме, которое не должно превысить .

,

где Р_пер определим как среднее значение между максимальным и минимальным значениями уровня передачи.

Так как на участке Б-В трафик укладывается в рамки STM-16,то примем -2 дБ

Рпр = -2 - 27·0,3 = -10,1 дБ

Вывод: Р_{пр. мах.} = -10 дБ превышает уровень перегрузки приемника. Следовательно необходимо использовать аттенюатор, вносящий затухание 2-3дБ

В секции В-Г, В-Д, С-Д, Е-С, В-Е, Г-С аналогично А-Б требуются ОУ на передаче.

Для секций Б-Е,В-С,Е-А,Г-Д усилители не требуются, т.к.

Таким образом, в результате расчета определено количество ОУ на каждом участке и определенен код каждой секции, данные сведены в таблицу 3.4:

Таб. 3.4 - Коды секций

Секция	Код секции
А-Б	U-16.2
Б-В	S-16.2
В-Г	L-16.2
Г-Д	L-16.2
В-Е	L-16.2
Е-С	L-16.2
С-Г	L-16.2

4. Разработка схемы организации

Схема организации должна строиться в соответствии с заданной топологией и отражать обмен трафика между сетевыми элементами, коды секций, уровень STM, обеспечивающий заданный трафик. Показывать способ управления сетью и синхронизацию отдельных элементов.

Разработаны схемы организаций для сети заданной топологии и кольца, представлены на рисунках 4.1, 4.2.



5. Разработка вопросов синхронизации заданной и кольцевой схем сети

При разработке схемы синхронизации следует придерживаться следующих правил:

1. На сетях СЦИ в основном используется схема «ведущий - ведомый».

2. Относительная нестабильность тактовой частоты должна быть малой и составлять 10^-11.

3. Из всех доступных источников выбирается источник с наивысшим качеством.

4. Схема должна исключить наличие обратной связи.

По заданию главная станция в обоих сетях - станция Г, где и будет установлен ПЭГ. Ниже приводятся схемы, в соответствии с которыми выполняется синхронизация сети.

Рис. 5.1 Схема сети синхронизации (заданной топологии сети)



Рисунок 5.2 - Схема сети синхронизации (топология кольца)

6. Разработка вопросов защиты системы синхронизации

По заданию предполагается авария на участке Е-С (обрыв линии). Восстановление синхронизма будет происходит поэтапно. Схема рисунок 6.1

Рис 6.1 Схема передачи синхросигнала при аварии (заданной топологии сети)

Станция С не получит синхросигнал от станции Е, так как на участке Е-С произошел обрыв сети и станция С получила по каналу SI (MSOH) сигнал Q₂ (1111). На станцию Е подается с другой стороны синхросигнал (от станции Г). Окончательно схема синхронизации примет вид как на рисунке 6.2.

Рис. 6.2 Схема передачи синхросигнала при аварии (топологии кольцо)

7. Разработка схем резервирования

Необходимо произвести резервирование. По заданию задано резервирование с сохранением трафика (2F USHR/PPS). В данном методе используется 2 волокна, одно волокно рабочее, второе резервное. Информация подается в 1волокно (Станция Г), а принимается из другого (рабочего). В Случае аварии, или ухудшении качества в рабочем волокне, мультиплексоры на приеме переключаются на резервное волокно с помощью ключа (К). Схема организации резервирования представлена на рисунке 7.1

Рис. 7.1 Схема резервирования с сохранением трафика

8. Комплектация оборудования главной станции

Синхронные мультиплексоры разрабатываются и производятся рядом зарубежных и отечественных производителей. Выберем универсальный для обоих случаев мультиплексор hit 7070 и рассмотрим его характеристики.

Система SURPASS hiT 7070 представляет собой мультимедийную сервисную платформу с функциями вставки/вывода, терминала и кросс-соединений для универсальной установки на всех уровнях сети.

Все приложения могут быть реализованы с использованием одного подстатива. В процессе эксплуатации можно изменять конфигурацию системы.

Система SURPASS hiT 7070 осуществляет транспортировку информационных сигналов и стандартного речевого трафика через одну платформу. Для того чтобы обеспечить транспортировку данных наиболее экономическим способом, в семействе изделий SURPASS hiT 70xx используются такие технологии, как общая процедура кадровой синхронизации и устойчивое пакетное кольцо в сочетании с надежностью и ошибкоустойчивостью SDH-сетей и качеством обслуживания.

Благодаря гибкости этой платформы, существует множество областей применения сетевых элементов SURPASS hiT 7070 на различных транспортных уровнях:

· Локальный уровень: уровень доступа, узкополосный (SDH)

· Региональный уровень: общегородской уровень, широкополосный (SDH/DWDM)

· Национальный уровень: междугородный уровень, широкополосный (SDH/DWDM)

Для обеспечения возможности создания оптимальной сети с максимальной надежностью - в зависимости от необходимой топологии сети и требований оператора сети - предусмотрены современные механизмы переключения на резерв.

Существуют два типа подстативов SURPASS hiT 7070: одиночный подстатив (SC) и двойной подстатив (DC). Кроме того, существуют подстативы для специальных случаев применения (полка для расширения PDH-платы).

hiT 7070 предоставляет широкий набор характеристик и преимуществ, включая:

• неблокируемое коммутирование 160G@VC-4 и 10G@VC-12;

• интегрированные пакетные узлы (RPR, MPLS);

• мультисервисную платформу: 2M, 155M, STM-1/4/16/64, 40G, GFP для 10/100BT, GbE, 10GbE, интерфейсов SAN (FICON, Fiber Channel);

• поддержку услуг сцепки (VC-4-4c, VC-4-16c, VC-4-64c);

• прозрачную поддержку SONET (OC-3c, OC-12c, OC-48c, OC-192c);

• набор интерфейсов STM-64, включая "WDM”-варианты;

• обширные механизмы защиты (SNCP, MSP, BSHR, резервирование модулей), включая управление трафиком RPR;

• полную интеграцию в существующую инфраструктуру сети;

• существенное сокращение расходов и увеличение доходов;

• полную интеграцию в лучшую в своем классе систему управления сетью Siemens (TNMS).

Комплектация станции A мультиплексором hiT 7070 для линейного и кольцеого случаев представлена на рисунках 7.1 и 7.2 соответственно.

Условные обозначения:

· IFS40G-MX - Мультиплексор/демультиплексор 4x10 Гбит/с (оптический)

· IFS10G - SDH-плата 1x10 Гбит/с (STM-64, оптическ.)

· IFS2G5 - SDH-плата 1x2,5 Гбит/с (STM-16, оптическ.)

· SF160G - коммутационная матрица SDH, 160G, VC-4 (плата коммутатора высокого порядка)

· CLU - Центральный тактовый генератор

· SCOH - Главный контроллер

Рисунок 8.1 - Комплектация главной станции Г мультиплексором hiT в линейном режиме работы



Рисунок 8.2 - Комплектация главной станции Г мультиплексором hiT в кольцевом режиме работы

Заключение

В данной курсовой работе был произведен расчет трафика для заданной схемы, а затем выбрано оборудование необходимого уровня. Были смоделированы линейная цепь и кольцевая схемы на мультиплексорах.

Важное значение имеет защита трафика и синхронизации при аварии, поэтому были построены схемы с их защитой так, что даже при физическом обрыве линии связи будут сохранены трафик и синхронизация.

Также был выполнен расчет длины регенерационного участка в зависимости от используемой системы передачи и рассчитано количество усилителей для каждого участка цепи. Так же необходимо было учесть аварию на участке и обеспечить бесперебойную работу системы.

транспортный сеть синхронизация мультиплексор

Список литературы

1. Кудашова Л.В. Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию синхронных транспортных сетей. СибГУТИ ХИИК 2003.

2. Гординко В.Н. Многоканальные телекоммуникационные системы. Учебник для вузов. - М: Горячая линия - Телеком, 2005

3. Техническое описание SURPASS HIT -70xx.

Размещено на Allbest.ru