Синхронна оптична мережа східного територіально вузла на основі обладнання SL16 v.1, SL16 v.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсова робота

з дисципліни: „Оптичні та радіоканали телекомунікацій”

на тему:

 «Синхронна оптична мережа східного територіально вузла на основі обладнання SL16 v.1, SL16 v.2»

 

Зміст

1. Основні особливості  побудови SDH мереж______________________________________4

2. Функціональні модулі SDH мереж_____________________________________________10

3. Топології оптичних транспортних мереж_______________________________________15

4. Управління оптичними транспортними мережами________________________________18

5. Характеристика обладнання SL16 v.1, SL16 v.2__________________________________25

6. Проект мережі східного територіального вузла на основі обладнання SL16___________30

7. Розрахунок радіорелейної системи передачі інформації для траси: Дніпропетровськ – Харків – Луганськ на основі обладнання SRT1S____________________________________33

8. Висновок__________________________________________________________________41

9. Література_________________________________________________________________42

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

   На сьогоднішній  день не можна уявити свого  життя без щоденного користування  телефонним апаратом, телевізором,  інтернетом і іншими подібними  речами. Але ще порівняно у  недавньому минулому такими речами  могли користуватися дуже обмежене коло людей, і то не всіма з них. Новітні технології з використанням волоконно-оптичних систем передачі значно розширюють можливості користування сучасними телекомунікаційними послугами.

   Волоконно-оптичні  системи передачі – це сукупність апаратури, оптичних пристроїв і оптичних кабелів, що використовуються на волоконно-оптичних лініях передач, на основі і з допомогою яких створюються, передаються і оброблюються оптичні сигнали. Найбільш цікавою транспортною технологією, що набула широкого застосування – є синхронна цифрова ієрархія SDH. Ця технологія прийшла на зміну імпульсно-кодовій модуляції РСМ і плезіохронній цифровій ієрархії PDH і стала інтенсивно запроваджуватися у результаті масового встановлення сучасних цифрових АТС, що дозволяє оперувати потоками 2 Мбіт/с і утворення у регіонах локальних кілець SDH.

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основні особливості побудови SDH мереж

 

   Будь-яка транспортна  мережа (і мережа SDH не являється  виключенням) являє собою складний  багатокомпонентний комплекс, що виконує дві основні задачі: організацію транспортного потоку даних і управління потоком даних (трафіком).

   Лінійні сигнали синхронної цифрової ієрархії організовані в синхронні транспортні модулі SТМ (табл. 1), перший з яких відповідає швидкості 155 Мбіт/с, а кожний наступний має швидкість у 4 рази вищу від попереднього й утворюється байтовим синхронним мультиплексуванням.

Таблиця 1 – Ієрархія швидкостей SDH

Рівень ієрархії	SDH	Швидкість
1	STM-1	155.520 Мбіт/с
4	STM-4	622.080 Мбіт/с
16	STM-16	2.488 Гбіт/с
64	STM-64	9.953 Гбіт/с
256	STM-256	39.81 Гбіт/с

 

   Як уже зазначалося, основним середовищем передавання сигналів для SDH є ВОЛЗ, хоча можливе використання й радіоліній. Якщо пропускна спроможність радіоліній недостатня для STM-1 застосовується субпервинний транспортний модуль STM-RR (STM-0) зі швидкістю передавання 51,8 Мбіт/с (що втричі менше, ніж у STM-1). Проте STM-RR не є рівнем синхронної цифрової ієрархії і не може використовуватись на інтерфейсах мережних вузлів.

   У мережі синхронної цифрової ієрархії використовується принцип контейнерних перевезень. Сигнали, що підлягають транспортуванню, попередньо розміщуються в стандартних контейнерах. Всі операції з контейнерами відбуваються незалежно від їхнього вмісту. Завдяки цьому досягається прозорість мережі синхронної цифрової ієрархії, тобто можливість транспортування сигналів плезіохронної цифрової ієрархії, потоків АТМ або будь-яких нових сигналів.

      Розглянемо загальні особливості побудови синхронної цифрової ієрархії SDH.

   Мережі SDH, не дивлячись на їх переваги перед мережами PDH, не мали б такого успіху, якщо б не сприйняття та підтримка стандартів PDH. При розробці технології SONET забезпечувалось прийняття американської, а при розробці SDH – європейської ієрархії PDH. В кінцевому варіанті стандарти SONET/SDH підтримували дві попередні ієрархії. Це виразилось в тому, що термінальні мультиплексори та мультиплексори вводу / виводу мереж

 

SONET/SDH, через які створювався  доступ в мережі, були розраховані на підтримку лише тих вхідних каналів, або каналів доступу, швидкість передачі яких відповідала об’єднаному стандартному ряду американської і європейської ієрархії PDH (1.5, 2, 6, 8, 34, 45, 140 Мбіт/с). Цифрові сигнали каналів доступу, швидкість яких відповідала вказаному ряду, будемо називати трибами PDH, а сигнали, швидкість передачі яких відповідає стандартному ряду швидкостей SDH – трибами SDH.

   Отже, перша особливістю  ієрархії SDH – підтримка вхідних сигналів каналів доступу лише трибів PDH і SDH.

   Другою особливістю є процедура формування структури фрейма.

   При присутності ієрархії структур, структура верхнього рівня будується із структур нижнього рівня, декілька структур цього рівня можуть бути об’єднані в більш загальну структуру.

   Інші правила відтворюють специфіку технології. Наприклад, на вході мультиплексора доступу маємо триби PDH, які повинні бути упаковані в оболонку фрейму так, щоб їх можна було б легко ввести і вивести в потрібному місці за допомогою мультиплексора вводу / виводу. Для цього сам фрейм достатньо представити у вигляді контейнера стандартного розміру (в силу синхронності мережі його розміри не повинні мінятись), маючи супроводжуючу документацію, роль якої відіграє заголовок, де зібрані всі необхідні для управління та маршрутизації контейнера поля-параметри.

   Внутрішня ємність контейнера  повинна бути узгоджена з розміром  і типом поміщеного в нього  корисного навантаження, даючи можливість  розмістити в ньому однотипні  контейнери меншого розміру (нижній  рівень), які також повинні мати деякий заголовок і корисне навантаження і т. д. по методу послідовних вкладень або інкапсуляції.

   Для реалізації цього методу було запропоновано використання поняття контейнер, в який запаковувались триби. По типу і розміру контейнери ділились на чотири рівні, відповідно рівням PDH. На контейнер повинен наклеюватись ярлик, який має управляючу інформацію для збору статистики проходження контейнера. Контейнер з таким ярликом використовується для переносу інформації (являється логічним, а не фізичним об’єктом, тому його називають віртуальним контейнером).

   Наступна особливість ієрархії  SDH – триби повинні бути запаковані в стандартно розташовані контейнери, розміри яких визначаються рівнем трибу в ієрархії PDH.

   Віртуальні контейнери можуть об’єднуватись в групи двома різними способами. Контейнери нижніх рівнів можуть, наприклад, мультиплексуватись (складатись разом) і використовуватись в якості корисного навантаження контейнерів верхнього рівня (більшого розміру), які, в свою чергу, служать корисним навантаженням найвищого рівня (найбільшого розміру) – фрейма STM-1.

   Таке групування, що приводить до формування фрейма SDH – STM-1, може відтворюватись за жорсткою синхронною схемою, при якій місце окремого контейнера в полі для розміщення навантаження строго фіксоване. З іншої сторони, з декількох фреймів можуть бути створені нові (більш великі) утворення мультифреймів.

   В результаті можливих відмінностей в типі утворюючих фрейм контейнерів і часовим затримкам в процесі завантаження фрейму положення контейнерів в середині мультифрейму може бути, строго кажучи, не фіксоване, що може привести до помилки при вводі/виводі контейнера, враховуючи загальну нестабільність тактів синхронізації в мережі. Для усунення цього факту, на кожен віртуальний контейнер повинен заводитися вказівник, що містить фактичний адрес початку віртуального контейнера на карті поля, відведеного для корисного навантаження. Вказівник дає контейнеру деяку степінь волі (можливість «плавати» під дією непередбачених часових флуктуацій), але при цьому дає гарантію, що не буде загубленим.

   Третья особливістю ієрархії  SDH – положення віртуального контейнера може визначатися з допомогою вказівників, які дозволяють усунути протиріччя між фактом синхронності обробки і можливості зміни положення контейнера в середині поля корисного навантаження.

   Хоча розміри контейнерів  різні і ємність контейнерів  верхніх рівнів достатньо велика, може з’ясуватись, що або вона  все-таки недостатня, або під навантаження  краще виділити декілька  контейнерів  меншого розміру. Для цього в SDH технології передбачена можливість зчеплення чи конкатенації контейнерів (складання декількох контейнерів разом в одну структуру). Складаний контейнер відрізняється відповідним індексом від основного і розглядається (з точки зору розміщення навантаження) як один великий контейнер. Вказана можливість дозволяє з однієї сторони оптимізувати використання даної номенклатури контейнерів, з іншої сторони дозволяє легко пристосувати технологію з новими типами навантаженнь, не відомих на момент її розробки.

   Четверта особливість ієрархії SDH – декілька контейнерів одного рівня можуть бути зчеплені разом і розглядатись як один неперервний контейнер, використовуваний для розміщення нестандартного корисного навантаження.

   П’ята особливість ієрархії SDH полягає в тому, що в ній передбачено формування окремого (нормального для технології пакетної обробки в локальних мережах) поля заголовків розміром 9×9=81 байт. Хоча загальний заголовок і невеликий, він достатньо великий, щоб розмістити всю необхідну керуючу і контрольну інформацію і відвести частину байта для організації необхідних службових каналів передачі даних.

   Враховуючи, що наявність кожного байта в структурі фрейму еквівалентна потоку даних зі швидкістю 64 кбіт/с, передача вказаного заголовку відповідає організації потоку службової інформації еквівалентного 5.184 Мбіт/с.

   Звичайно, що при побудові  будь-якої ієрархії повинен бути  визначений або ряд стандартних  швидкостей цієї ієрархії, або  правило його формування і  певний (породжуючий) член ряду. Якщо для PDH значення DS0 (64 кбіт/с) визначалось достатньо просто, то для SDH значення першого члена можна було дістати лише після визначення структури фрейму і його розміру. Схема логічних міркувань достатньо проста. По-перше, поле його корисного навантаження повинно було вміщати максимальний по розміру віртуальний контейнер VC-4, сформований при інкапсуляції трибу 140 Мбіт/с в контейнер C-4. По-друге, його розмір: 9×261=2349 байт і визначає розмір поля корисного навантаження STM-1, а додане до нього поле заголовків визначило розмір синхронно транспортного модуля STM-1: 9×261+9×9=2430 байт, або 2430×8=19440 біт, що при частоті повторення 8000 Гц дозволяє визначити і породжуючий член ряду для ієрархії SDH: 19440×8000=155.52 Мбіт/с.

   Загальнена схема мультиплексування PDH трибів у технології SDH.

Стандартна схема інкапсуляції PDH трибів в контейнери і їх послідовного мультипликсування при формуванні модуля STM-1 представлена на рисунку 2.

Рис. 2. Схема мультиплексування PDH трибів в SDH

   В даній схемі  мультиплексування використовуються  наступні скорочення: C-n – контейнери  рівня n (n= 1,2,3,4); VC-n – віртуальні  контейнери рівня n (n= 1,2,3,4); TU-n –  трибні блоки рівня n (n=1,2,3); TUG-n – групові трибні блоки рівня  n (n=2,3); AU-n – адміністративні блоки рівня n (n=3,4); AUG-n – групові адміністративні блоки, STM-N – синхронний транспортний модуль.

   Контейнери C-n призначені для  інкапсуляції (розміщення з ціллю  послідуючої передачі) відповідних  сигналів каналів доступу, або  трибів, які живлять їхні входи. Слово «інкапсуляція» більше підкреслює фізичний сенс процесу, тоді коли логічно проходить відображення структури фрейма відповідного трибу на поле корисного навантаження інкапсулюючого його контейнера. Рівні контейнера n відповідають рівням PDH ієрархії (n=1,2,3,4), а кількість типорозмірів контейнерів N повинно бути рівним кількості членів об’єднаного стандартного ряду. Ці числа узгоджені, так як четвертий рівень PDH за стандартом мають лише в ЕС ієрархії. C-4 інкапсулює Е4, а контейнери C – 1,2,3 повинні бути розбиті кожен на два підрівні, для інкапсуляції відповідних трибів АС і ЕС ієрархій.

   T-n, E-n – стандартні канали доступу, або триби рівня n (в термінології зв’язківців – «компонентні сигнали») – вихідні потоки (або входи) SDH мультиплексора, відповідні об’єднаному стандартному ряду АС і ЕС ієрархій SDH.