Главная База знаний "Allbest" Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника Схема организации связи на базе технологии плотного волнового мультиплексирования (DWDM) для участка Москва–Казань

Схема организации связи на базе технологии плотного волнового мультиплексирования (DWDM) для участка Москва–Казань

Инженерно-техническое обоснование создания сети DWDM на действующей магистральной цифровой сети связи (МЦСС) ОАО "РЖД". Расчет качества передачи цифровых потоков в технологии DWDM. Обоснование выбора волоконно-оптических линий связи. Анализ оборудования.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 26.02.2013
Размер файла 4,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

?взрыво- и пожаробезопасность. Из-за отсутствия искрообразования оптическое волокно повышает безопасность сети на химических, нефтеперерабатывающих предприятиях, при обслуживании технологических процессов повышенного риска.

?экономичность ВОК. Волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а потому недорогого материала, в отличии от меди. В настоящее время стоимость волокна по отношению к медной паре соотносится как 2:5. При этом ВОК позволяет передавать сигналы на значительно большие расстояния без ретрансляции. Количество повторителей на протяженных линиях сокращается при использовании ВОК. При использовании солитонных систем передачи достигнуты дальности в 4000 км без регенерации (то есть только с использованием оптических усилителей на промежуточных узлах) при скорости передачи выше 10 Гбит/с.

?длительный срок эксплуатации. Со временем волокно испытывает деградацию. Это означает, что затухание в проложенном кабеле постепенно возрастает. Однако, благодаря совершенству современных технологий производства оптических волокон, этот процесс значительно замедлен, и срок службы ВОК составляет примерно 25 лет. За это время может смениться несколько поколений/стандартов приемо-передающих систем.

?удаленное электропитание. В некоторых случаях требуется удаленное электропитание узла информационной сети. Оптическое волокно не способно выполнять функции силового кабеля. Однако, в этих случаях можно использовать смешанный кабель, когда наряду с оптическими волокнами кабель оснащается медным проводящим элементом. Такой кабель широко используется как в России, так и за рубежом.

?стоимость интерфейсного оборудования. Электрические сигналы должны преобразовываться в оптические и наоборот. Цена на оптические передатчики и приемники остается пока еще довольно высокой. При создании оптической линии связи также требуются высоконадежные специализированное коммутационное пассивное оборудование, оптические соединители с малыми потерями и большим ресурсом на подключение-отключение, оптические разветвители, аттенюаторы.

?монтаж и обслуживание оптических линий. Стоимость работ по монтажу, тестированию и поддержке волоконно-оптических линий связи также остается высокой. Если же повреждается ВОК, то необходимо осуществлять сварку волокон в месте разрыва и защищать этот участок кабеля от воздействия внешней среды. Производители тем временем поставляют на рынок все более совершенные инструменты для монтажных работ с ВОК, снижая цену на них.

?требование специальной защиты волокна. Для повышения надежности оптическое волокно при изготовлении покрывается специальным лаком на основе эпоксиакрилата, а сам оптический кабель упрочняется, например нитями на основе кевлара (kevlar). Если требуется удовлетворить еще более жестким условиям на разрыв, кабель может упрочняться специальным стальным тросом или стеклопластиковыми стержнями. Но все это влечет увеличение стоимости оптического кабеля.

Преимущества от применения волоконно-оптических линий связи настолько значительны, что, несмотря на перечисленные недостатки оптического волокна, дальнейшие перспективы развития технологии ВОЛС в информационных сетях более чем очевидны.

2.2 Одномодовое и многомодовое волокно

сеть цифровой волоконный оптический

В зависимости от траектории распространения света различают одномодовое и многомодовое волокно. Многомодовое (многочастотное) волокно (MMF - Multi Mode Fiber) имеет довольно большой диаметр сердцевины - 50 или 62,5 мкм при диаметре оболочки 125 мкм или 100 мкм пои оболочке 140 мкм. Одномодовое (одночастотное) волокно (SMF - Single Mode Fiber) имеет диаметр сердцевины 8 или 9,5 мкм при том же диаметре оболочки. На рисунке 2.1 приведен пример одномодового и многомодового волокна, где:

а-одномодовое, б-многомодовое;

1 - сердцевина;

2 - оптическая оболочка;

3 - защитное покрытие;

4 - буфер (необязательный).

Снаружи оболочка имеет пластиковое защитное покрытие (coating) толщиной 60 мкм, называемое также защитной оболочкой. Световод (сердцевина в оболочке) с защитным покрытием называется оптическим волокном.

Рисунок 2.1 - Одномодовое и многомодовое волокно.

Оптоволокно в первую очередь характеризуется диаметрами сердцевины и оболочки, эти размеры в микрометрах записываются через дробь: 50/125, 62,5/125, 100/140, 8/125, 9,5/125 мкм. Наружный диаметр волокна (с покрытием) тоже стандартизован, в телекоммуникациях в основном используются волокна с диаметром 250 мкм. Применяются также и волокна с буферным покрытием или просто буфером (buffer), диаметром 900 мкм, нанесенным на первичное 250-мкм покрытие.

Основное отличие между одномодовыйм и многомодовым волокном заключается в толщине сердечника и оболочки. Одномодовый световод обычно имеет толщину порядка 8/125 микрон, а многомодовое волокно 50/125 микрон. Эти значения соответствуют диаметру сердечника и диаметру вместе взятых: сердечника и оболочки.

Световой луч, распространяющийся по сравнительно тонкому сердечнику одномодового кабеля, отражается от оболочки не так часто, как это происходит в более толстом сердечнике многомодового кабеля. Для передачи данных в последнем применяется полихромный (многочастотный) свет, а в одномодовом используется свет только одной частоты (монохромное излучение), отсюда они и получили свои названия. Сигнал, передаваемый одномодовым кабелем, генерируется с помощью лазера, и представляет собой волну, естественно, одной длины, в то время как многомодовые сигналы, генерируемые светодиодом (LED - Light Emitted Diode), переносят волны различной длины. В одномодовом кабеле затухания сигнала (потери мощности сигнала) практически исключены. Это и ряд выше перечисленных качеств позволяют одномодовому кабелю функционировать с большей пропускной способностью по сравнению с многомодовым кабелем и преодолевать расстояния в 50 раз длиннее.

С другой стороны, одномодовый кабель намного дороже и имеет сравнительно большой радиус изгиба по сравнению с многомодовым оптическим кабелем, что делает работу с ним неудобной. Большинство оптоволоконных сетей используют многомодовый кабель, который хотя и уступает по производительности одномодовому кабелю, но зато значительно эффективней, чем медный. Телефонные компании и кабельное телевидение, тем не менее, стремятся применять одномодовый кабель, так как он может передавать большее количество данных и на более длинные дистанции. На рисунке 2.2 изображён ввод света в волновод, где:

1 - входной косинус;

2 - осевая мода;

3 - мода низкого порядка;

4 - мода высокого порядка;

5 - критический угол.

Для того чтобы луч распространялся вдоль световода, он должен входить в него под углом не более критического относительно оси волокна, то есть попадать в воображаемый входной конус. Синус этого критического угла называется числовой апертурой световода NA.

Рисунок 2.2 - Ввод света в оптоволокно.

В многомодовом волокне показатели преломления сердцевины и оболочки различаются всего на 1-1,5 % (например, 1,515:1,50) При этом апертура NA - 0,2-0,3, и угол, под которым луч может войти в световод, не превышает 12-18° от оси. В одномодовом же волокне показатели преломления различаются еще меньше (1,505:1,50), апертура NA - 0,122 и угол не превышает 7° от оси. Чем больше апертура, тем легче ввести луч в волокно, но при этом увеличивается модовая дисперсия и сужается полоса пропускания.

Числовая апертура характеризует все компоненты оптического канала -- световоды, источники и приемники излучения. Для минимизации потерь энергии апертуры соединяемых элементов должны быть согласованными друг с другом.

В большинстве случаев можно пользоваться приближением геометрической оптики. На рисунке 2.3показанно распространение волн в различных световодах (а- одномодовом, б - многомодовом со ступенчатым профилем,в - многомодовом с градиентным профилем), где:

1 - профиль показателя преломления;

2 - входной импульс;

3 - выходной импульс.

Если рассматривать распространение сигнала с позиций геометрической оптики, то световые лучи, входящие под различными углами, будут распространяться по различным траекториям. Более высоким модам соответствуют лучи, входящие под большим углом, они будут иметь большее число внутренних отражений по пути в световоде и будут проходить более длинный путь. Число мод для конкретного световода зависит от его конструкции: показателей преломления и диаметров сердцевины и оболочки, а также и длины волны.

Рисунок 2.3 - Распространение волн в световодах.

Световой импульс, проходя по волокну, из-за явления дисперсии изменит свою форму - “размажется”. Различают несколько видов дисперсии: модовая, материальная и волноводная. Модовая дисперсия присуща многомодовому волокну и обусловлена наличием большого числа мод, время распространения которых различно. Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления от длины волны. Волноводная дисперсия обусловлена процессами внутри моды и характеризуется зависимостью скорости распространения моды от длины волны.

2.3 Методы увеличения пропускной способности волокна

На сегодняшний день на главных магистралях страны стоят ВОЛС, использующие стандартное оптическое волокно (G.652). На них установлены системы с временным уплотнением каналов (системы TDM - Time Division Multiplexing с полосой пропускания до 2,5Гбит/с). Увеличить пропускную способность таких систем можно путем разработки и применения новых сверхбыстрых электронных систем модуляции, коммутации и приема лазерного излучения, что естественно приведет к замене оконечного оборудования. Такие нововведения требуют больших материальных затрат для организаций занимающихся эксплуатацией и переоборудованием такого рода линий связи. Но для повышения пропускной способности одной лишь замены оконечного оборудования недостаточно, потребуется еще и доустановка необслуживаемых ретрансляционных пунктов (НРП) и врезка всевозможных компенсаторов, а тем более замена кабеля, что в свою очередь довольно неэкономично.

Выделяют следующие методы увеличения пропускной способности:

?метод временного мультиплексирования (TDM). Суть TDM: процесс передачи разбивается на ряд временных циклов, каждый из которых в свою очередь разбивается на N субциклов, где N - число уплотняемых каналов. Каждый субцикл подразделяется на временные позиции (тайм - слоты), в течение которых передается часть информации одного из цифровых мультиплексируемых потоков. Кроме того, некоторое число позиций отводится для идентификационных синхроимпульсов, вставок и цифрового потока служебной связи. При временном мультиплексировании каждому из информационных каналов системы, имеющих общую оптическую несущую (один источник излучения), отводится определенный интервал времени или временное окно, для передачи информации. В первый интервал времени оптическая несущая модулируется сигналом одного информационного канала, во второй - другого и т.д. Длительность этих интервалов определяется различными факторами, главные - это скорость преобразования электрических сигналов в оптические и скорость передачи информации в линии связи.

Как показано на рисунке 2.4, на передающей части стоит временной мультиплексор, он устанавливает очередность и временной интервал передачи информации на входе линии. На другом конце линии устанавливается демультиплексор, определяющий номер канала, идентифицируя его.

Метод TDM подразделяется на два вида - асинхронное (плезиохронное) и синхронное временное мультиплексирование. Соответственно, плезиохронная цифровая иерархия PDH и синхронная SDH, которые представлены в рекомендациях МСЭ-Т.

Рисунок 2.4 -Схема передачи оптических сигналов по ВОЛС с временным мультиплексированием TDM.

Структура первичной сети предопределяет объединение и разделение потоков передаваемой информации, поэтому используемые на ней системы передачи строятся по иерархическому принципу. Применительно к цифровой системе передачи (ЦСП) этот принцип заключается в том, что число каналов ЦСП, соответствующее данной ступени иерархии, больше числа каналов ЦСП предыдущей ступени в целое число раз. Согласно рисунку 2.5,первая ступень иерархии - первичная - осуществляется прямое преобразование относительно небольшого числа первичных сигналов в первичный цифровой поток (ОЦК). ЦСП второй ступени объединяют определенное число ОЦК во вторичный цифровой поток и т.д.

Рисунок 2.5 - Иерархии цифровых систем передач.

?метод спектрального уплотнения (WDM). Метод WDM позволяет увеличить скорости передачи информации в ВОЛС за счет одновременной передачи по одному волокну нескольких TDM каналов на различных длинах волн. В системах WDM к оконечному электронному оборудованию предъявляются такие же требования, как и в системах TDM, для остального оборудования пропускная способность ограничивается лишь самими каналами. Полная пропускная способность линии связи не ограничена пропускной способностью используемых электронных компонентов. При необходимости необходимая пропускная способность достигается путем добавления /удаления оптических несущих. Каждый канал электросвязи, образуемый ЦСП, обрабатывается в системе WDM как отдельный канал на отдельной длине волны.

Суть этого метода состоит в том, что k информационных цифровых потоков, (их количество может быть 2, 4, 8, 32..i..k), переносимых каждый на своей оптической несущей на длине волны лm и разнесенных в пространстве, с помощью специальных устройств - оптических мультиплексоров (ОМ) - объединяются в один оптический поток лi.. лm, после чего он вводится в оптическое волокно. Согласно рисунку 2.6, на приемной стороне производится обратная операция демультиплексирования.

Рисунок 2.6 - Структурная схема ВОСП со спектральным мультиплексированием WDM.

Здесь k входных потоков данных (кодированных цифровых импульсных последовательностей) модулируют с помощью оптических модуляторов Mi оптические несущие с длинами волн лi. Модулированные несущие объединяются с помощью мультиплексора MUX в агрегатный поток, который после усиления (с помощью бустера или мощного усилителя - МУ) подается в ОВ. На приемном конце поток с выхода ОВ усиливается предварительным усилителем (ПУ), демультиплексируется, т.е. разделяется на составляющие потоки - модулированные несущие лi, которые детектируются с помощью детекторов Дi (на входе которых могут дополнительно использоваться полосовые фильтры Фi для уменьшения переходных помех и увеличения тем самым помехоустойчивости детектирования), и демодулируются демодуляторами ДМi, формирующими на выходе исходные кодированные цифровые импульсные последовательности. Кроме МУ и ПУ в системе могут быть использованы и линейные усилители (ЛУ).

?уплотнение по поляризации (PDM). Уплотнение потоков информации с помощью оптических несущих, имеющих линейную поляризацию, называется уплотнением по поляризации (PDM - PolarizationDivisionMultiplexing). При этом плоскость поляризации каждой несущей должна быть расположена под своим углом. Мультиплексирование осуществляется с помощью специальных оптических призм, например, призмы Рошона. Поляризационное мультиплексирование возможно только тогда, когда в среде передачи отсутствует оптическая анизотропия, т.е. волокно не должно иметь локальных неоднородностей и изгибов. Это одна из причин весьма ограниченного применения данного метода уплотнения. В частности, он применяется в оптических изоляторах, а также в оптических волоконных усилителях, которые используются в устройствах накачки эрбиевого волокна для сложения излучения накачки двух лазеров, излучение которых имеет выраженную поляризацию в виде вытянутого эллипса.

2.4 Способы прокладки оптического кабеля

В настоящее время существует несколько видов прокладки оптического кабеля. Они отличаются условиями и способами прокладки, кроме этого для каждого вида прокладки используется специальный тип кабеля.

Вот основные виды прокладки оптического кабеля:

· прокладка оптического кабеля внутри помещений;

· прокладка оптического кабеля в канализации;

· прокладка оптического кабеля в грунт;

· прокладка оптического кабеля воздушкой (ВКП - воздушно-кабельный переход).

Остановимся на каждом методе прокладки ВОЛС более подробно.

Для прокладки оптического кабеля внутри помещений используется более легкий оптический кабель для внутренней прокладки, или так называемый универсальный кабель. Пример такого кабеля изображён на рисунке 2.7. В основном используется кабель импортного производства такой как Teldor или Hyperline и он достаточно дорог по сравнению с обычными российскими кабелями. Такой кабель по цене может превышать кабели для внешней уличной прокладки в 3-5 раз. Зато он достаточно легкий, мягкий и не вызывает особых трудностей при прокладке. Трудоемкость прокладки такого кабеля сравнима с прокладкой витой пары. Однако в связи с тем, что этот кабель менее защищен его можно достаточно легко повредить. Поэтому при работе с ним требуется большая аккуратность и внимательность монтажников.

Рисунок 2.7 - Оптический кабель для прокладки внутри помещениях.

Как правило прокладка кабеля в помещениях не представляет трудностей. В основном прокладка происходит по существующим коммуникациям, но в некоторых случаях требуется монтаж дополнительных кабель-каналов. Внутри помещений кабель можно прокладывать:

· в существующем или специально смонтированном пластиковом коробе. В этом случае короб крепится на стены;

· в специальных металлических лотках или кабельных каналах используемых для монтажа СКС;

· в трубной разводке или в гофротрубе, как правило над фальш-потолком или под фальш-полом. В данном случае трубы или гофра крепятся на специальные клипсы - держатели;

· в кабельных стояках;

· на подвешенный трос, как правило на чердаках, в подвалах и тех-этажах.

Кабель, используемый для прокладки в канализации, более тяжелый и защищенный. В его конструкции присутствуют дополнительные защитные и силовые элементы, такие как центральный силовой элемент, дополнительная пластиковая оболочка, кевларовые волокна, стальная гофрированная лента и гидрофобное заполнение. Все эти элементы призваны защитить кабель от воздействия внешней агрессивной среды. Внешний вид такого кабеля изображён на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 - Внешний вид оптического кабеля для прокладки в канализации.

Процесс прокладки ВОЛС в телефонной канализации более сложный и трудоемкий и требует наличия специальных навыков и инструмента. Телефонная канализация оснащена специальными закладными трубами, которые могут быть из металла, пластика или асбоцемента, в которые и выполняется прокладка оптического кабеля. Каждые 50-80 метров на протяжении телефонной канализации размещены специальные колодцы. Для того чтобы в камерах колодцев кабель беспорядочно не висел и не подвергался дополнительным нагрузкам, камеры обеспечены специальными конструктивными элементами для крепления проходящего в них кабеля. Для того чтобы затянуть кабель в трубы телефонной канализации используются специальные устройства - УЗК (устройства закладки кабеля), изображённый на рисунке 2.9. Это устройство представляет из себя крутящийся барабан на специальной подставке, для того чтобы можно было легко наматывать и разматывать саму протяжку - стекловолоконный или стальной пруток в пластиковой оболочке.

Для того, чтобы протянуть кабель из одного до другого колодца протягивается пруток УЗК через закладные трубы, с дальней стороны на него крепится оптический кабель и УЗК вытягивается обратно. Таким образом мы получаем вновь собранную УЗК и протянутый отрезок телефонной канализации. Таким же образом прокладываются и все остальные участки.

Рисунок 2.9 - Устройства закладки кабеля.

При прокладке кабеля в грунте также как и в случае с прокладкой кабеля в канализации, используется специальный более защищенный кабель. Кабель для прокладки в грунт вдобавок к тем элементам, что содержит кабель для прокладки в канализации, добавлено бронирование стальной проволокой и металлический центральный силовой элемент. Здесь больше внимания уделяется защите кабеля от грызунов и от усадки грунта. Для того, чтобы уменьшить влияние усадки грунта используются ПНД трубы и прокладка ВОЛС идет уже непосредственно в них.

Прокладка ВОЛС в грунт схематически изображена на рисунке 2.10. Имеет ряд недостатков, один из них это достаточно трудоемкий процесс копки. Однако в современных условиях к ручной копке при прокладке оптического кабеля практически не прибегают. Сейчас есть специализированная техника для организации траншеи под прокладку. Кроме того есть специальные установки ГНБ (горизонтального направленного бурения), которые позволяют делать проколы и закладывать ПНД трубы практически в любых условиях включая подкоп под реками и озерами.

Рисунок 2.10 - Прокладка ВОЛС в грунт.

К сожалению, данный вид прокладки достаточно дорог даже сейчас.

Для воздушной подвески оптоволоконного кабеля (ВКП) используется специальный подвесной кабель с внешним силовым элементом (тросом) или самонесущий кабель (трос внутри). Внешний вид такого кабеля представлен на рисунке 2.11. В некоторых случаях используется обычный кабель для внешней прокладки подвешенный на отдельно закрепленный трос.

Рисунок 2.11 - Внешний вид подвесного кабеля.

3. Анализ и выбор оборудования DWDM

3.1 Обзор фирм, выпускающих оборудование DWDM

От надежной работы магистральных сетей зависит функционирование международной и междугородной телефонной связи, Internet, корпоративных сетей многих крупных компаний.

Разумеется, в рамках данной выпускной работы невозможно охватить всех производителей, выпускающих DWDM. Поэтому мы сможем рассмотреть только основных производителей оборудования, представленного на российском рынке.

Одной из самых перспективных компаний по производству DWDM является компания Huawei Technologies Co., Ltd. Компания Huawei Technologies была основана в 1988 году на территории одного из наиболее бурно развивающихся районов Китая - свободной экономической зоны Шэнчжэнь. За 15 лет своего существования компания превратилась в мощное высокотехнологичное предприятие, став крупнейшим поставщиком телекоммуникационного оборудования на внутреннем рынке КНР. В настоящее время численность сотрудников компании составляет около 22 000 человек, из которых 46% занимаются исследованиями и разработками, 33% - маркетингом и послепродажным обслуживанием. 12% заняты в сфере производства, 9% - в структуре управления. 85% сотрудников имеют высшее образование и ученые степени в различных областях.

Huawei Technologies предлагает широкий выбор оборудования и сетевых решений. Это цифровые коммутационные системы C&C08, узко- и широкополосные сети оптического абонентского доступа с интеграцией услуг SONET, оптические системы SDH/DWDM Optix, оборудование мобильной связи GSM/GPRS, широкополосное оборудование для ATM/IP/MPLS сетей, оборудование передачи данных и доступа в Интернет серии Quidway, интеллектуальные сети Tellin, системы сигнализации и синхронизации, системы видеоконференцсвязи и интерактивного телевидения. Среди инновационных разработок - решение U-SYS для сети следующего поколения NGN.

Помимо штаб-квартиры, располагающейся в г. Шэньчжэнь, на территории страны функционируют 33 региональных представительства. Компании принадлежит контрольный пакет акций 10 совместных предприятий на территории Китая. В Гонконге находится филиал Huawei Technologies - инвестиционная компания "Huawei Hong Kong Investment Co." В таких крупнейших городах Китая как Пекин, Нанкин, Шанхай, Чунцин, Сиань и др. созданы научно-исследовательские центры, занимающиеся исследованиями и разработками. Также научно-исследовательские структуры созданы в России, Индии, США, Швеции. НИИ в Пекине и Нанкине получили сертификат СММ 4-го уровня, а центр в Бангалоре (Индия) - сертификат СММ 5-го уровня. Кроме того, в рамках компании сформировано 8 региональных отделений, нацеленных на работу на внешних рынках; за пределами КНР создано 32 представительства. На данный момент оборудование компании функционирует на сетях более 40 стран мира. Компания постоянно наращивает потенциал и темпы своих разработок, создавая совместные технические лаборатории с мировыми лидерами индустрии, такими как Intel, TI, SUN Microsystems, Microsoft и др.

На международном рынке компания Huawei Technologies заняла первые места по продажам оборудования для фиксированной связи (доля - 35%) и оборудования cdma-450, вторые места по продаже оборудования для сетей доступа, по решениям NGN (15%), по ADSL DSLAM (17%), по DWDM и по NG-SDH, а также четвертое место по продажам оборудования передачи данных.

Компанией Huawei было сделано более 1000 заявок на получение патентов, общее количество обращений на получение патента выросло до 3888 (из них 686 были утверждены) и было достигнуто 426 соглашений о патентной кооперации (PCT). К концу 2009 г. компании Huawei удалось зарегистрировать 607 торговых марок в более чем 90 странах и регионах. Все это значительно способствовало защите прав компании Huawei на свою интеллектуальную собственность.

Ещё одной немаловажной компанией по производству DWDM-оборудования является европейская компания Alcatel-Lucent, которая поставляет коммуникационные решения, позволяющие операторам связи, сервис-провайдерам и корпоративным пользователям поддерживать услуги, связанные с передачей голоса, данных и видео. Компания осуществляет свою деятельность более чем в 130 странах мира. Объем продаж в 2004 году составил 12,3 млрд. евро.

Деятельность Alcatel-Lucent на мировом рынке телекоммуникаций осуществляется сегодня в трех основных сегментах, через три бизнес-группы компании: Fixed Communications Group (группа подразделений фиксированных систем связи), Mobile Communication Group (группа подразделений мобильных систем связи) и Private Communication Group (группа подразделений корпоративных систем связи).

Alcatel-Lucent работает на российском рынке телекоммуникаций несколько десятилетий. В 1990 году компания открыла в Санкт-Петербурге первое совместное производственное предприятие в российской индустрии связи. За прошедшее время был пройден большой путь -- от поставок первых систем коммутации до сертификации систем качества и предложения широкого спектра интегрированных решений. Сегодня компания осуществляет всю свою деятельность в России через ЗАО «Алкатель».

В России Alcatel-Lucent предлагает целый спектр интегрированных решений в области современных средств связи, включая решения для транспортных сетей и сетей передачи данных, решения для высокоскоростного доступа в Интернет и сетей сотовой подвижной связи, сетевые приложения и мобильные телефоны стандарта GSM, а также полезную нагрузку для космических систем связи. Системы связи компании Alcatel-Lucent установлены более чем в половине регионов Российской Федерации.

Cisco Systems - мировой лидер в области сетевых технологий, меняющих способы человеческого общения, связи и совместной работы. Деятельность компании сосредоточена на пяти основных технологических направлениях: магистральная маршрутизация, коммутация и услуги; решения для совместной работы; виртуализация центров обработки данных и облачные вычисления; видеотехнологии; архитектуры для трансформации бизнеса. Чистый объем продаж компании в 2011 финансовом году составил 43,2 млрд долларов.

Компания Cisco была основана в декабре 1984г. группой сотрудников Стэнфордского университета. Свой первый продукт компания выпустила в 1986г. Штаб-квартиры Cisco расположены в городах Сан-Хосе (Калифорния), Амстердаме (Нидерланды) и Бангалоре (Индия). Компания имеет более 400 офисов, общая численность сотрудников составляет 63 465 человек. Российское представительство Cisco открыто в Москве в 1995 г. В апреле 2007г. компания Cisco зарегистрировала юридическое лицо ООО «Сиско Системс».

Решения Cisco используются в основных отраслях российской экономики: в машиностроении, металлургической и нефтегазовой промышленности, в строительстве и недвижимости, розничной торговле, банках, инвестиционных и страховых компаниях.

3.2 Выбор оборудования DWDM

На сегодняшний день на Российском рынке предоставлено множество вариантов решения организации магистральных сетей. Предоставляют такую возможность большое количество зарубежных компаний. Ранее мною уже были выбраны основные производители такого оборудования, теперь необходимо сделать сравнительный анализ непосредственно самих DWDM узлов и сделать выбор в пользу того оборудования, который отвечает всем требованиям для нашей сети.

Итак, на мой взгляд, сегодня на Российском рынке наиболее конкурентно способны три производителя DWDM оборудования. Рассмотрим общие характеристики параметров каждого из них и сделаем выбор в пользу наиболее подходящего.

OptiX OSN 8800 - один из самых мощных магистральных узлов компании HuaweiTechnologies. В основном, OptiX OSN 8800 применяется в национальных магистральных сетях (например, сети телевещания, сети компаний электроснабжения), региональных и областных магистральных сетях, центральных узлах городской сети. Дополнительно к большой ёмкости и возможности передавать WDM сигналы на большие расстояния, система включает в себя функции реконфигурируемого оптического мультиплексора ввода/вывода (ROADM), возможность электрической T-bit кросс-коммутации, полную кросс-коммутацию в диапазоне от 100M до 40G/100G, возможность передачи 40G/100G и множество функций защиты и управления. Имея такие возможности, OptiX OSN 8800 предоставляет пользователям комплексное решение OTN/WDM магистрали для реализации мультисервисной, высокопроизводительной и полностью прозрачной передачи. Оборудование OptiX OSN 8800 можно использовать не только вместе с OptiX OSN 6800/OptiX OSN 3800/OptiX OSN 1800 для построения комплексной сети на базе OTN, но и вместе с OptiX BWS 1600G для формирования сети WDM. Кроме того, чтобы обеспечить клиенту полное решение для транспортной сети, OptiX OSN 8800 может взаимодействовать с оборудованием NG SDH, PTN или оборудованием передачи данных. Внешний вид оборудования Huawei Technologies OptiX OSN 8800 представлен на рисунке 3.1.

Централизованный прием большого объема услуг, их быстрая конфигурация (одно шасси OptiX OSN 8800 имеет 64 слота).

OptiX OSN 8800 это оборудование высокой степени интеграции. Одно шасси может подключить 256 или 512 каналов 10G. Один стандартный шкаф ETSI вмещает два шасси OptiX OSN 8800. Система обеспечивает передачу большого объема IP услуг, осуществляет централизованную кросс-коммутацию и унифицированное управление.

Рисунок 3.1 - Внешний вид Huawei Technologies OptiX OSN 8800

Одно шасси OptiX OSN 8800 выполняет ту же работу, что и несколько шасси другого оборудования. По сравнению с другими WDM устройствами, OptiX OSN 8800 занимает на 80% меньше места, и в расчете на полосу пропускания, потребляет на 55% меньше энергии. Кроме того, подключение к OptiX OSN 8800 может осуществляться непосредственно, минуя ODF, что обеспечивает высокую надежность.

Электрическая кросс-коммутация 2.56/5.12T-bit и оптическая кросс-коммутация 28T-bit обеспечивают быстрое предоставление услуг OptiX OSN 8800 реализует электрическую кросс-коммутацию 2.56T/5.12T-bit без блокирования, поддерживает сложные сетевые топологии и централизованную кросс-коммутацию большого количества услуг. Поддерживает оптическую кросс-коммутацию в 2/4/9 направлениях с помощью мультиплексоров ROADM, обеспечивает кросс-коммутацию 3.2T (80x40G) в одном направлении, с максимальной емкостью кросс-коммутации 28T-bit (9x3.2T).

OptiX OSN 8800 поддерживает оптические и электрические кросс-соединения, что позволяет реализовать коммутацию на уровне оптических каналов и на уровне отдельных спектральных подканалов, позволяет быстро вводить услуги, снижая тем самым капитальные затраты (CAPEX). Имеется возможность сделать топологию сети более плоской, что облегчает планирование, ввод в эксплуатацию и расширение сети. Это сокращает сроки предоставления услуг.

OptiX OSN 8800 может выделять полосу пропускания по запросу, что тоже гарантирует высокую эффективность использования полосы пропускания. Архитектура с разделением трибутарной и линейной части увеличивает возврат инвестиций и уменьшает потребность в запасных частях

·Благодаря разделению трибутарной и линейной части оператору, в случае изменения типа предоставляемых услуг, достаточно лишь поменять трибутарные платы, оставляя линейные платы без изменения.

Технология 40G успешно использовалась в коммерческих сетях. Huawei имеет опыт работы в проектах 40G в США, Европе и Азиатско-Тихоокеанском регионе. Решение 40G широко применяется в сетях трех ведущих операторов Китая: China Mobile, China Telecom и China Unicom.

OptiX OSN 8800 обладает хорошей совместимостью систем передачи 100G и 10G/40G, и гарантирует плавный переход от 10G/40G к 100G.

Технология ASON на обоих уровнях, оптическом и электрическом, впервые в отрасли применяется модель синергии оптической и электрической передачи, обеспечивается надежность до 99.999%.

К данному моменту OptiX OSN 8800 успешно используется более чем в 30 коммерческих проектах в Европе и Азиатско-Тихоокеанском регионе, что составляет 70% мирового рынка.

Использованием технологии интегральной оптики достигается высокая степень интеграции оборудования. Десятки оптических компонентов помещаются на одном чипе и реализуют передачу 12x10G. Благодаря высокой степени интеграции OptiX OSN 8800 занимает на 80% меньше места, срок ввода в эксплуатацию сокращается на 50%, радикально упрощается процесс проектирования.

Платы OptiX OSN 8800 могут работать в разных режимах. Благодаря этому, можно гибко производить конфигурацию услуг, легко проектировать, расширять и обслуживать сеть. Значительно сокращается потребность в запасных частях.

OptiX OSN 8800 может конфигурироваться как 80-канальная или 40-канальная система, со скоростью передачи по отдельному спектральному каналу 2.5 Гбит/с, 10 Гбит/с или 40 Гбит/с.

Без применения регенераторных станций (REG), OptiX OSN 8800 может передавать сигналы 10 Гбит/с по отдельному спектральному каналу на расстояние 5000 км, сигналы 40 Гбит/с на расстояние 2000 км и сигналы 100 Гбит/с на расстояние на 2000 км.

Множество функций OAM упрощают администрирование и обслуживание сети и снижают операционные расходы. OptiX OSN 8800 является оборудованием сети OTN и для сервисного управления использует различные электрические и оптические служебные заголовки. Это делает сеть более прозрачной, позволяет быстро устранять неполадки и снизить стоимость обслуживания. Можно выполнить самотестирование OTU, определить параметры канала и устранить неполадки.

Lambda Xtreme Transport - оптическое сетевое решение DWDM следующего поколения компании Alcatel-Lucent, в котором на одной платформе реализована уникальная комбинация: сверхвысокая емкость до 2,56 Тбит/сек и сверхвысокая дальность действия -- до 4000 км без электрической регенерации сигнала. Внешний вид оборудования Lambda Xtreme Transport представлен на рисунке 3.2.

В разработанной для применения в региональных и высокоплотных магистральных сетях платформе Lambda Xtrem Transport используются общие усилители, блоки контроллеров и системы управления. Выбор нужной конфигурации -- дальнего действия (LH), сверхдальнего действия (ULH) или высокой емкости (UHC) -- осуществляется выбором соответствующих транспондеров, поддерживающих на клиентской стороне скорости 2,5Гбит/с, 10Гбит/с, 10GbE или40Гбит/с.

Рисунок 3.2 - Внешний вид оборудования Lambda Xtreme Transport.

Путем бесшовной интеграции различной аппаратуры -- высокоемкого оптического мультиплексора ввода-вывода, оптического маршрутизатора Lambda Router All Optical Switch и оптического коммутатора следующего поколения 10/40 Гбит/с Lucent Lambda Unite Multi Service Switch -- платформа Lambda Xtreme Transport дает полный набор решений, поддерживающих контроль и управление на уровне длины волны.

Lambda Xtreme Transport работает в диапазоне Ultra Band (только расширенный L-диапазон). Т.к. при этом, в отличие от многодиапазонных систем C+L, не используются сумматоры и разветвители, система характеризуется меньшими габаритами, простотой наращивания и управления, что в сумме дает уменьшение общесистемных затрат. Модульная и масштабируемая конструкция позволяет проводить модернизацию и наращивание без прерывания обслуживания.

При создании платформы Lambda Xtreme Transport использовались передовые технологии, разработанные в лабораториях Белла, включая комбинационные (рамановские) усилители, солитонные передающие системы, динамическую стабилизацию канала, упреждающую коррекцию ошибок (FEC), автоматическую стабилизацию мощности.

Управление системой осуществляется с помощью комплексов оптического сетевого управления Navis.

Высокоемкий оптический мультиплексор ввода-вывода HC-OADM поддерживает удаленную параметризацию, что упрощает проведение «горячей» модернизации и изменений в сетевой топологии.

Система осуществляет автоматическую балансировку мощности и контроль коэффициента усиления. Канал ОС-3 используется для функций системной эксплуатации и мониторинга.

Допускается совместное использование в одной системе транспондеров дальнего и сверхдальнего действия, что удешевляет конфигурации, в которых в системе сверхдальнего действия (до 4000км) производится ввод/вывод волн на промежуточных мультиплексорах HC-OADM.

Для недорогих конфигураций и приложений с сосредоточенными потерями (как в случае оптических кросс-коммутаторов) на клиентских интерфейсах поддерживается оптика близкого и промежуточного радиуса действия соответственно.

В различных конфигурациях Lambda Xtreme Transport может состоять из различного числа стоек - от 1 до 60. Предусмотрена автоматическая стабилизация мощности в канале с использованием динамических фильтров и программная настройка лазеров накачки и оптических усилителей при изменении количества каналов.

Широко известная и хорошо зарекомендовавшая себя компания Cisco также представила свой продукт - ONS 15454 MSTP. Платформа Cisco ONS 15454 MSTP базируется на базе хорошо зарекомендовавшей себя платформы

Компания Cisco представила первое решение для построения мультисервисных оптических сетей, обеспечивающих эффективное предоставление не только традиционных услуг на базе SONET/SDH на скоростях от 2 Мбит/с до 10 Гбит/с, но и новых сервисов, построенных на базе Ethernet, IP и SAN. Внешний вид данного оборудования представлен на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 - Внешний вид оборудования ONS 15454 MSTP.

Кроме обеспечения большой емкости и гибкости платформы, которая одновременно с этим занимает меньше места и потребляет меньше электроэнергии, Cisco MSPP доказала свою экономическую эффективность и соответствие новым требованиям рынка. Cisco ONS 15454 MSPP зарекомендовала себя в качестве одного из лидеров рынка, и в настоящее время более 1100 клиентов выбрали решения на базе платформы Cisco ONS 15454 MSPP.

Для удовлетворения постоянно меняющихся требований операторов связи и корпоративных заказчиков платформа предоставляет широкий набор уникальных функций и возможностей:

*настраиваемая скорость и тип клиентских интерфейсов. Например, транспондеры 10 Гбит/с позволяют клиентам программно выбирать скорость включения клиентского оборудования (STM-64, 10GE WAN, 10GE LAN PHY);

*поддержка широкого спектра клиентских интерфейсов - от 100 Мбит/с до 10 Гбит/c с возможностью перехода к каналам 40 Гбит/c;

*полная интеграция MSPP (услуги на базе TDM, L2 транспорт и транспорт для сетей хранения данных) и MSTP (предоставление прозрачных оптических каналов и интеллектуальный оптический транспорт) в одной платформе;

*полная прозрачность для оборудования SDH в случае использования мультиплексирующих транспондеров, что позволяет предоставлять услуги транспорта оптических каналов в сочетании с мультиплексированием;

*управление оптическими каналами посредством G.709 GCC, что позволяет операторам обеспечивать и контролировать SLA (Service Level Agreement) для каждой предоставляемой услуги;

*сертификация платформы производителями систем хранения данных (SAN). Это обязательное требование для использования оборудования в сетях SAN.

Оборудование Cisco ONS 15454 MSTP предоставляет возможность настройки длины волны (выбора оптического канала) на всех оптических транспондерах. Перенастраиваемые оптические мультиплексоры ввода/вывода (R-OADM) позволяют минимизировать список используемых устройств и модулей.

Платформа этого оборудования универсальна, отсюда - возможность установки любых модулей в любые. R-OADM позволяет использовать однотипные модули во всех узлах сети.

Транспондерные карты с интегрированным мультиплексированием данных и трафика TDM позволяют оптимизировать использование оптических каналов в системе.

Организованна возможность выделения любого оптического канала в любой точке: оператор может программно перенастраивать OADM для выделения от 1 до 80 каналов. Оборудование поддерживает произвольную топологию, начиная от линейных и заканчивая замкнутым оптическим кольцом DWDM. Все типы услуг могут предоставляться в рамках одной платформы.

Архитектура «plug and play» для модулей, позволяющая максимально гибко настраивать и модернизировать сетевые элементы: терминальные узлы, узлы оптического ввода/вывода, линейные усилители и узлы компенсации дисперсии в сетях с оптическим усилением или без него.

Возможность использования интерфейсных модулей SFP и XFP для подключения клиентского оборудования позволяет варьировать типы оптических интерфейсов в зависимости от приложения и расстояний и при этом использовать одни и те же транспортные карты.

Сквозное управление оптическими каналами и автоматическое обнаружение сетевых топологий делает возможным простое управление оптическим уровнем аналогично тому, как это производится в сетях SDH, и обеспечивает полностью управляемый (интеллектуальный) оптический уровень.

Контроль каждого оптического канала с использованием G. 709 GCC позволяет операторам предоставлять и контролировать SLA для каждой услуги. Сквозное управление и мониторинг оптических каналов.

Полностью автоматизирована установка узлов (простота в проектировании, внедрении и эксплуатации). Осуществляется контроль и измерение всех необходимых оптических характеристик в любой точке сети (непосредственное измерение оптической мощности в сети в отличие от принятых в индустрии стандартных непрямых измерений).

Автоматическая балансировка и контроль мощности для каждого оптического канала позволяют строить «самовосстанавливающиеся» сети.

Полностью автоматическое управление мощностью на всех оптических усилителях (надежность в сочетании с автоматическим контролем усиления для быстрой компенсации изменений, связанных с добавлением, удалением либо переключением каналов, а также изменениями характеристик оптического волокна, вызванными старением и изменениями окружающей среды).

Проведя подробный анализ свойств магистрального оборудования DWDM различных компаний, учитывая экономические, качественные показатели, авторитет, а также тот факт что даны тип оборудования уже используется компанией ОАО «Транстелеком» (т.е. есть возможность интегрирования в уже существующую сеть), мною был сделан выбор в пользу оборудования Cisco ONS 15454 MSPP. На этом оборудовании будет спроектирован участок сети Москва - Казань.

3.3 Выбор системы управления

Система управления является критически важной составляющей, необходимой для поддержания современных сетей связи в рабочем состоянии.

Для успеха в конкурентной среде необходимо быстро выделять ресурсы для услуг, чтобы предоставлять эти услуги по требованию. Кроме того, необходима профилактическая поддержка, позволяющая предотвращать отказы и добиваться доступности систем на уровне 99,99999%. Этих целей невозможно добиться без надежных средств управления сетью, которые могут отслеживать и регистрировать все действия, способные повлиять на сетевую производительность.

Для управления оптическими сетями ключевым продуктом является Cisco Transport Manager. Cisco Transport Manager (CTM) - это наиболее функциональная система управления оптическими транспортными сетями. СТМ предоставляет обслуживающему персоналу и сетевым администраторам простой и удобный доступ к богатейшему спектру возможностей серии продуктов Cisco Optical Networking System (ONS) 15000.

Цель каждого сетевого администратора - это получение максимального результата от имеющихся сетевых ресурсов. С ростом конкуренции операторы уделяют все больше внимания времени окупаемости, скорости оказания услуг, гибкости сервисных соглашений и постоянному снижению операционных расходов. В постоянной погоне за улучшением сервиса и оптимизацией обслуживания СТМ предлагает множество возможностей, которые и будут рассмотрены.

С встроенной поддержкой технологий SONET, SDH, DWDM, а также IP и Ethernet СТМ - это реально интегрированная система управления оптическими транспортными сетями, полностью ориентированная на мультисервисные оптические сети. Использование продуктов серии Cisco ONS 15000 и СТМ в качестве системы ведет к сокращению начальных и операционных расходов. На рисунке 3.4 представлен внешний вид карты сети.

СТМ проектировался для обеспечения высочайшей надежности. Поддержка и управление сетью - это постоянный процесс накопления информации, ее хранение и обработка. СТМ создан для бесперебойной работы и постоянного решения всех задач управления, полностью справляясь с максимальным количеством сетевых элементов (NE) и клиентских рабочих мест, даже в случаях мощных потоков алармов. Простои и потеря информации выливаются в расходы, и СТМ обеспечивает надежность именно там, где это необходимо.

Русунок 3.4 - CTM - карта сети.

СТМ базируется на стандартных в индустрии платформах, таких как SUN Solaris, Oracle 8 и Microsoft Windows, широко распространенных в современной интернет-индустрии. СТМ позволяет операторам поддерживать относительно низкую стоимость необходимых для его работы аппаратных и программных компонентов, а также использовать специалистов широкого профиля, знающих технологии, необходимые для его поддержки.

Система лицензирования СТМ организована по принципу «платишь по мере роста». Базовая система СТМ - это начальный уровень, включающий необходимые пользовательские лицензии и права (right-to-uselicense) на управление сетевыми элементами, позволяющий управлять сетью в начале ее строительства. С ростом сети могут приобретаться дополнительные лицензии на клиентские места и поддержку сетевых элементов. Установка их предельно проста, что позволяет очень быстро нарастить возможности системы управления. В противовес начальной оплате за то, чем вы можете никогда не воспользоваться, СТМ позволяет приобрести только необходимый минимум, обеспечив низкие начальные затраты, что важно для всех операторов.

Поддерживая до 1000 сетевых элементов и 100 клиентских сессий на одном сервере СТМ, позволяет избежать больших затрат на серверное аппаратное обеспечение. Добавление новых процессоров и дисков к уже используемому серверу позволяет в кратчайшие сроки наращивать мощность системы управления и развивать ее с ростом сети, избегая больших простоев, связанных с переходом на новый сервер. Прекрасная масштабируемость СТМ позволяет сократить количество серверов, необходимых для управления сетью.

Открытые интерфейсы к системам поддержки (OSS) - делают СТМ гибкой составной частью как классических, так и вновь создаваемых систем OSS. СТМ не только дотошно собирает и хранит всю необходимую информацию от сетевых элементов, но и делает эту информацию, а также свои функции управления доступными для компонентов OSS, используя для этого открытые протоколы. СТМ является ключевым компонентом приложений, позволяющих транспортной сети автоматически реагировать на запросы клиентов, поступающие через специализированный портал.

Все функции СТМ доступны через графический интерфейс на клиенте. Нет необходимости запоминать какие-то команды. Дружественный и интуитивно понятный графический интерфейс СТМ позволят подготовить операторов очень быстро и, тем самым, очень быстро внедрить его в инфраструктуру центров управления. СТМ удобно и эффективно предоставляет информацию и функции посредством детально проработанных окон и средств. СТМ минимизирует количество действий, необходимых для решения самых популярных задач.

СТМ обеспечивает широкие возможности в таких областях, как инвентаризация, конфигурирование, управление неполадками, мониторинг производительности и управление безопасностью. Однако развитие СТМ на этом не остановилось, и в него интегрируются и новые функции, и поддержка новых устройств.

Графический интерфейс клиента СТМ предоставляет операторам богатейший набор функций, без которых немыслимо управление оптической сетью. Такие компоненты, как Domain Explorer, Sub-Network Explorer и NE

Explorer, внешний вид интерфейса которого, мы можем увидеть на рисунке 3.5, обеспечивает легкую навигацию внутри домена управления.

Используя Domain Explorer, администратор может разделить домен управления на группы сетевых элементов.

Отдельные группы потом могут быть делегированы разным операторам. NE Explorer отображает в графическом виде сетевой элемент, стойку, полку или модуль, позволяя оператору углубиться в параметры, описывающие конфигурацию модуля или его интерфейса.

СТМ автоматически распознает шасси и модули, установленные в сетевых элементах. При этом он поддерживает их базу данных, постоянно сверяя ее с реальным состоянием устройства. Инвентарная информация размещается в базе данных СТМ и может быть отображена, отсортирована и экспортирована.

Рисунок 3.5 -Domain Explorer.

Карта домена отображает географическое расположение элементов, причем для каждой группы сетевых элементов могут устанавливаться свои фоновые карты. Записываемая информация может быть представлена в виде различных таблиц. В табличном виде представляются алармы, события, инвентарная информация, пользователи и т. п. В большинстве случаев эти данные могут быть отсортированы, отфильтрованы и экспортированы в форматы CSV, TSV или HTML. Внешний вид панели алармов представлен на рисунке 3.5

Рисунок 3.5 - Внешний вид панели алармов.

Постоянный сбор алармов, событий и состояний сетевых элементов - одна из основных функций СТМ. Состояние компонентов и важность событий как передаются через Explorer, так и отображаются на карте при помощи специальных иконок, комбинирующих закраску и цвет. Подсистемы просмотра алармов и событий позволяют не только посмотреть на их список, но и отсортировать и отфильтровать их, а также экспортировать в другие приложения.

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены