Реферат: Оптические, цифровые телекоммуникационные системы
Федеральное агентство по образованию РоссийскойФедерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессиональногообразования
ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (ЧитГУ)
ИНСТИТУТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ(ИТиТС)
Кафедра физики и техники связи (ФиТС)
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ SDH
Курсовой проект по дисциплине
«Оптические, цифровыетелекоммуникационные системы»
Студентгр. ТК 04-2
_________ А.А. Андреев
31.03.2008
Руководитель
Старшийпреподаватель кафедры ФиТС
_________ _________ К.Ф. Сахибгореев
_________
2008
Содержание
Введение……………………………………………...…………………………
1.Синхронные цифровые сети на основе технологии SDH……….…………
2.Техническое задание на проектирование сети SDH…………………...…...
3.Выбор топологии………………………………………………...…………
4.Выбор оборудования и схемы функциональной связи узлов……..………
4.1Выбор требуемого оборудования………………………………….….
4.2Номенклатура сменных модулей SDH«НТЦ НАТЕКС»……….…....
4.3Расчет количества модулей………..…………………………………..
5.Формирование сети управления и синхронизации………………………....
5.1Определение адресов NSAP для узловсети………………………….
5.2Формирование сети синхронизации…………………………………..
5.3Соединение и конфигурирование узлов и маршрутизация потоков.
Заключение…………………………………………………………………….…
Списокиспользованной литературы………………………………………...…
Введение
Развитиетехнологий скоростных телекоммуникаций на основе PDHпривело к появлению двух наиболее значительных новых цифровых технологий:синхронной оптической сети SONET(COC) и синхронной цифровой иерархии SDH(СЦИ), иногда рассматриваемых как единая технология SONET/SDH, расширившая диапазон используемыхскоростей передачи до 40 Гбит/с [1].
Первыесети SDH в России началисоздаваться с 1992г., а эксплуатироваться с 1993г. Первые сети проектировались,как правило, специалистами тех компаний, которые поставляли оборудование SDH.В связи с широким распространением сетей SDHв нашей стране в последнее время проектированием таких сетей стали занимаетсяи отечественные специалисты.
Массовоеразвертывание сетей SDH связанно нетолько со строительством новых, но и с модернизацией старых телефонных сетей, втом числе и тех, которые использовали достаточно новые для России сети PDHна основе многомодового ВОК. Если новые сети SDHстроились первоначально по классической схеме кольца SDH,то в последствии, при модернизации телефонных узлов в ряде случаев, такие«островки SDH» связывались друг сдругом в пределах одного района — в так называемое технологическое кольцо,которое только топологически было замкнутым кольцом, но логически не составлялоединого кольца, так как в разных его сегментах существовали разные потоки и неподдерживалась логика кольцевого взаимодействия и защиты.
Этобыло оправданно, если потоки на различных участках такого кольца значительноотличались друг от друга, и использование классических кольцевых SDHтопологий не было оправданно, так как приводило к завышению необходимого числаканалов, циркулирующих по кольцу и, как следствие, к необходимости использоватьмультиплексоры SDH более высокогоуровня. В этих случаях оказывалось, что дешевле использовать сети с ячеистойтопологией, используя сформировавшуюся структуру потоков старых телефонныхсетей, основанных на топологиях «точка-точка» и «звезда», тем более чтомультиплексоры SDH могли бытьиспользованы как кросс-коммутаторы при небольшом числе лучей в центральном узле[2].
2Преимущества строительства сетей SDH
Цифровые сети, разработанныеи внедренные до появления синхронных сетевых технологий SONET/SDH, были асинхроннымисистемами, так как не использовали внешнюю синхронизацию от центральногоэталонного источника. В них потери бит приводили не только к потереинформации, но и к нарушению синхронизации. На принимающем конце сети можнобыло только выбросить полученные с ошибками кадры, и ждать восстановлениясинхронизации, а не инициировать повторную передачу потерянного фрагмента, какэто делается, например, при использовании технологии Х.25 в локальных сетях.Это означало, что указанная информация будет потеряна безвозвратно.
В синхронных сетях средняячастота всех местных таймеров или одинакова (синхронна) или близка к синхронной(плезиохронна), благодаря использованию центрального таймера (источника)класса PRS (что дает для DS3 возможное отклонение скорости порядка 0,045 бит/с). В этойситуации необходимость выравнивания фреймов или мультифреймов стоит не такостро, а диапазон выравнивания значительно уже.
Синхронные сети имеют рядпреимуществ перед асинхронными, основные из них следующие:
· упрощениесети;
· надежностьи самовосстанавливаемость сети;
· гибкостьуправления сетью;
· выделениеполосы пропускания по требованию;
· прозрачностьдля передачи любого трафика;
· универсальностьприменения;
· простотанаращивания мощности.
3ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ SDH
Техническоезадание:
· Построить сеть SDH;
· Ввести в действие6 цифровых АТС;
· Связать станции вединую сеть, используя технологию SDH;
· Сеть SDH предполагается построить в два этапа:1 этап осуществляется в текущем году, а 2 этап – в следующем;
· Существующий ипредполагаемый на следующий год сетевой трафик, пересчитанный на число каналов2 Мбит/с, представлен в таблице 1.1.
· Часть каналовдолжны иметь резервирование 1+1.
Таблица 1.1 – Сетевой межстанционный трафик
1 этап
2 этап
1 этап
2 этап
1 этап
2 этап
1 этап
2 этап
1 этап
2 этап
1 этап
2 этап
А
A
25/5 40/6 40/2 75/35 50/4 15/1 30/3 25/3 15/2 20/4B
25/5 40/6B
20/2 30/5 15/3 40/10 15/3 50/1 6/2 15/3C
40/2 75/35 20/2 30/5C
20/2 42/8 32/4 45/6 24/2 ---D
50/4 15/1 15/3 40/10 20/2 42/8D
10/2 20/4 10/1 ---E
30/3 25/3 15/3 50/1 32/4 40/6 10/2 20/4E
6/1 10/2F
15/2 20/4 6/2 15/3 24/2 --- 10/1 --- 6/1 10/2F
Сумма
160/16 175/49 81/15 185/24 136/12 187/24 105/12 117/23 93/13 150/16 61/8 45/9Схема решениявключает следующие основные этапы:
· выбор топологии;
· выбор требуемого уровня и числа мультиплексоров;
· выбор поставщика оборудования и изучение номенклатуры сменныхблоков;
· конфигурация мультиплексорных узлов и составление спецификацииоборудования.
3.1 Выбор топологии сети
Для того чтобыспроектировать сеть в целом нужно пройти несколько этапов, на каждом из которыхрешается та или иная функциональная задача, поставленная в техническом заданиина стадии проектирования. Первой из них является задача выбора топологии сети.Эта задача может быть решена достаточно легко, если знать возможный наборбазовых стандартных топологий, из которых может быть составлена топология сетив целом. Ниже рассмотрены такие базовые топологии и их особенности.
Топология«точка-точка». Сегмент сети, связывающий два узла А и В, или топология«точка-точка», является наиболее простым примером базовой топологии SDH сети. Она может бытьреализована с помощью терминальных мультиплексоров ТМ, как по схеме безрезервирования канала приема/передачи, так и по схеме со 100% резервированиемтипа 1+1, использующей основной и резервный электрический или оптический агрегатныевыходы(каналы приема/передачи). При выходе из строя основного каналасеть в считанные десятки миллисекунд может автоматически перейти на резервный.
Несмотря на свою простоту,именно эта базовая топология наиболее широко используется при передаче большихпотоков данных по высокоскоростным магистральным каналам, например, потрансокеанским подводным кабелям, обслуживающим магистральный цифровойтелефонный трафик. Она же используется как составная часть радиально-кольцевойтопологии (используется в качестве радиусов кольцевой сети) и является основойдля топологии типа «последовательная линейная цепь».
Топология«последовательная линейная цепь».Эта базовая топологияиспользуется тогда, когда интенсивность трафика в сети не так велика исуществует необходимость ответвлений в ряде точек на линии, где могут вводитсяи выводиться каналы доступа.
Она реализуется сиспользованием как терминальных мультиплексоров на обоих концах цепи, так имультиплексоров ввода/вывода в точках ответвлений. Эта топология напоминает последовательнуюлинейную цепь, где каждый мультиплексор ввода/вывода является отдельнымее звеном. Она может быть представлена либо в виде простой последовательнойлинейной цепи без резервирования, либо более сложной цепью с резервированиемтипа 1+1. Последний вариант топологии часто называют уплощенным кольцом.
Топология«звезда».В этой топологии один из удаленных узлов сети, связанный с центромкоммутации (например, цифровой АТС) или узлом сети SDH на центральном кольце,играет роль концентратора, где часть трафика может быть выведена на терминалыпользователей, тогда как оставшаяся его часть может быть распределена по другимудаленным узлам.
Топология “кольцо”.Эта топология, широко используется для построения сетей SDH первых трех уровней SDH иерархии: 155, 622 и 2500Мбит/с. Основное преимущество этой топологии — легкость организации защиты типа1+1, благодаря наличию в мультиплексорах SMUX двух пар (основной ирезервный) оптических агрегатных выходов (каналов приема/передачи): восток — запад, дающих возможность формирования двойного кольцасовстречными потоками.
Радиально-кольцеваяархитектура. В этой сетивместо последовательной линейной цепи в радиальной части может бытьиспользована и более простая топология «точка-точка». Числорадиальных ветвей ограничивается только из соображений допустимой нагрузки(общего числа каналов доступа) на мультиплексор доступа (ввода/вывода),установленный на кольце.
Топология «ячеистаясеть».Рассмотренные выше базовые топологии, как более характерные длямагистральных транспортных сетей, широко используются при построении новыхсетей SDH. Традиционные телефонные сети, основанные на использовании узловкоммутации, построены в большинстве своем на основе топологии смешанной сети, вкоторой, однако можно выделить базовую топологию ячеистой сети— сети,составленной из замкнутых ячеек или контуров, или технологических колец.
В них используется разнаяформа ячеек сети, например, треугольная (3 узла), четырехугольная (4 узла),пятиугольная (5 узлов), шестиугольная (6 узлов). Существенное отличие ячеистойтопологии, например от кольцевой, в том, что потоки в звеньях, соединяющихузлы, могут быть разными, зависящими от требуемой пропускной способностиконкретного звена. При этом замкнутый контур ячейки формирует так называемое технологическоекольцо, потоки которого в разных сечениях — разные. Однако ячейка, если нужно,может играть и роль полноценного, а не только технологического кольца.
Характерная особенностьячеистой топологии — возможность расширения сети путем наращивания(мультиплицирования) однотипных ячеек без потери топологической однородностисети. Таким свойством обладают все сети, использующие перечисленные выше ячейки[2].
Исходя из вышесказанного иучитывая то, что ячеистая сеть более дешевая по сравнению с кольцевойтопологией из-за меньших расходов на линейно-кабельные сооружения, расчет сети будемпроизводить на основании ячеистой топологии сети. Недостатком данной топологииявляется организация защиты выделенных каналов. Этот вопрос решается путемнаправления выделенного канала по двум маршрутам с совпадающими конечнымиточками.
Такая схема защиты «поразнесенным маршрутам» (1:1) иногда более предпочтительна, чем схема защиты 1+1в кольце SDH. Однако она требует более тщательного расчета числа потоков,проходящих по отдельным ветвям сети, для того, чтобы убедиться, что оно непревышает возможности кросс-коммутатора узлового мультиплексора.
Проведем этот расчет,основываясь на таблице 1.1. В результате получим таблицу 3.1, дающую своднуюинформацию о потоках, проходящих по ВОК между узловыми мультиплексорами настанциях. Число каналов дано по этапам 1/2.
В качестве основных ирезервных каналов были выбраны следующие маршруты:
- основной А→В, резервный А→С→D→B;
- основной А→С, резервный А→В→D→С;
- основной В→D, резервный В→А→С→D;
- основной C→D, резервный C→А→B→D;
- основной C→E, резервный C→D→F→E;
- основной D→F, резервный D→C→E→F;
- основной E→F, резервный E→C→D→F.
Таблица 3.1 – Основные ирезервные потоки по сегментам ячеистой сети
А→В А→С В→D C→D C→Е D→F E→F A-B 25/40 A-B(p) 5/6 A-B(p) 5/6 A-B(p) 5/6 А-Е 30/25 A-E(p) 3/3 A-E(p) 3/3 A-C(p) 2/35 A-C 40/75 A-C(p) 2/35 A-C(p) 2/35 A-F 15/20 A-F(p) 2/4 A-F 15/20 A-D 50/15 A-D(p) 4/1 A-D 50/15 A-D(p) 4/1 B-E(p) 3/1 B-E 15/50 B-E 15/50 A-E(p) 3/3 A-E 30/25 A-E(p) 3/3 B-C 20/30 B-F(p) 2/3 B-F 6/15 B-F(p) 2/3 A-F(p) 2/4 A-F 15/20 A-F(p) 2/4 B-D(p) 3/10 C-E 32/40 D-E 10/20 D-F(p) 1/0 B-C(p) 2/5 B-C(p) 2/5 B-C 20/30 C-D 20/42 D-F(p) 1/0 D-F 10/0 D-E 10/20 B-D(p) 3/10 B-D(p) 3/10 B-D 15/40 D-F(p) 1/0 D-E(p) 2/4 C-F(p) 2/0 E-F 6/10 B-E(p) 3/1 B-E(p) 3/1 B-E 15/50 D-E(p) 2/4 C-F 24/0 C-E(p) 4/6 B-F(p) 2/3 B-F(p) 2/3 B-F 6/15 C-E(p) 4/6 C-F 24/0 C-D(p) 2/8 C-D(p) 2/8 C-D(p) 2/8 D-E(p) 2/4 Сумма 124 Сумма 154 Сумма 210 Сумма 134 Сумма 93 Сумма 92 Сумма 1124 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ И СХЕМЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СВЯЗИ УЗЛОВ
4.1 Выбор требуемого оборудования
Сеть SDH, как и любая транспортная сеть, строится из отдельныхфункциональных модулей ограниченного набора: мультиплексоров, коммутаторов,концентраторов, усилителей, регенераторов и терминального оборудования.
Основным функциональным модулем сетей SDH является мультиплексор.Мультиплексоры SDH в отличии от обычных мультиплексоров, используемых,например, в сетях PDH, выполняют как функции собственно мультиплексирования,так и функции устройств терминального доступа, позволяя подключать стандартныеканалы PDH иерархии (трибы) непосредственно к своим входным портам. Ониявляются более универсальными и гибкими устройствами, позволяющими решатьпрактически все перечисленные выше задачи, т.е. кроме задачи мультиплексированиявыполнять еще и задачи коммутации, концентрации и регенерации. Это оказываетсявозможным в силу модульной конструкции SDH мультиплексора — SMUX, при которойвыполняемые функции определяются лишь возможностями системы управления исоставом функциональных модулей (карт), включенных в спецификациюмультиплексора.
Полученнаятаблица говорит о том, что во всех узлах сети необходимо использоватьмультиплексоры уровня STM-4. В результате обзора топологий можно выбрать для использованияячеистую сеть с топологией на рис. 4.1 как наиболее оптимальную, т.к. она приминимальном числе мультиплексоров (6 — уровня STM-4) удовлетворяетпоставленным условиям по резервированию указанных каналов.
/>
Рисунок 4.1 – Схема простой ячеистой сети SDH
Для конфигурации узлов,составления спецификации сменных модулей и прорисовки блок-схемы соединенийсменных блоков всех узлов, кроме топологии сети и той информации, котораясодержится в таблицах 1.1 и 3.1, нужно знать номенклатуру функциональныхсменных блоков.
Для этого необходимо выбратьоборудование конкретного производителя. Для данного примера проектирования сетибыло выбрано оборудование компании ЗАО «НТЦ НАТЕКС». Учитывая два этапаразвития сети, следует указать, какие блоки будут установлены на первом и какиена втором этапах.
4.2 Номенклатура сменных блоков SDHЗАО «НТЦ НАТЕКС»
Компания ЗАО «НЦТ НАТЕКС»производит мультиплексоры SDH уровня STM-1, 4, 16. ОборудованиеFlexGain A2500 Extra предназначено для использования в различных сетевыхконфигурациях: как оконечный мультиплексор, мультиплексор выделения/добавления,регенератор или кроссовый коммутатор. Может применяться вкачестве кроссового коммутатора, поддерживающего 32 направления STM-1 и 8направлений STM-4. В шасси мультиплексора предусмотрено восемь мест для установкиплат компонентных потоков. Ниже представлена номенклатура сменных блоковмультиплексора FlexGain A2500 Extra [3]:
Общие модули:
- Модуль электропитания имеет два входа батарейного питания –48/-60В1;
- Блок вентиляторов;
- Модуль кроссовой коммутации (SWITCH) выполняет функции, неблокируемой полнодоступной матрицы на уровне 64х64 VC4 или 4032х4032 VC12/VC3/VC4;
- Интерфейсный модуль (CCU) представляет собой интерфейсный блок для синхронизации,подключения питания и отображения ошибок.
Агрегатные интерфейсы:
- L-16.1 — модуль оптического приемопередатчика с интерфейсом STM-16 (работает на длине волны1300 нм);
- L-16.2 — модуль оптического приемопередатчика с интерфейсом STM-16 (работает на длине волны1550 нм);
- L-16.2+ — модуль оптического приемопередатчика с интерфейсом STM-16 (работает на длине волны1550 нм);
- STM-16 — оптический приемопередатчик с интерфейсом STM-16 (работает на длине волны1550 нм);
- MUX10000- четырехканальный мультиплексор/демультиплексор, способныйпередавать трафик со скоростью 10 Гбит/с от четырех мультиплексоров FlexGain A2500 Extra;
- MUX 10000T — одноканальный мультиплексор/демультиплексор;
- MUX 10000А — двухканальный мультиплексор/демультиплексор.
Компонентные интерфейсы:
- 4 STM-1 — модуль электрических приемопередатчиков организует четыреэлектрических интерфейса STM-1, связанных с модулем кроссовой коммутации;
- 4 STM-1 S1.1 — модуль оптических приемопередатчиков организует четыреоптических интерфейса STM-1 S1.1, связанных с модулем кроссовой коммутации, работает на длиневолны 1300 нм;
- 4 STM-1 L-1.1 — модуль оптических приемопередатчиков организует четыреоптических интерфейса STM-1 L-1.1, связанных с модулем кроссовой коммутации, работает на длиневолны 1300 нм;
- 4 STM-1 L-1.2 — модуль оптических приемопередатчиков организует четыреоптических интерфейса STM-1 L-1.2, связанных с модулем кроссовой коммутации, работает на длиневолны 1550 нм;
- STM-4 S-4.1 — модуль оптического приемопередатчика организует одиноптический интерфейс STM-4 (или STM-4c), связанный с модулем кроссовой коммутации, работает на длиневолны 1300 нм;
- STM-4 L-4.1 — модуль оптического приемопередатчика организует одиноптический интерфейс STM-4 (или STM-4c), связанный с модулем кроссовой коммутации, работает на длиневолны 1300 нм;
- STM-4 L-4.2 — модуль оптического приемопередатчика организует одиноптический интерфейс STM-4 (или STM-4c), связанный с модулем кроссовой коммутации, работает на длиневолны 1550 нм;
- STM-16 — модуль оптического компонентного интерфейса;
- Gigabit Ethernet — модуль позволяет организовать передачуданных в формате Gigabit Ethernet с сетевой топологией «точка-точка»;
- 63 Е1 — плата компонентного интерфейса позволяет подключать 63интерфейса Е1 с волновым сопротивлением 120 Ом или 75 Ом;
- 3ХЕ3/DS3 — плата компонентного интерфейса позволяет подключать 3интерфейса Е3 или DS3 с волновым сопротивлением 75 Ом;
- GFP150-Extra — модуль позволяет организовать передачуданных в формате Ethernet 10/100 с сетевой топологией «точка-точка» или «точка-многоточка».
4.3 Конфигурациямультиплексорных узлов и составление спецификации оборудования
Дляработы всех мультиплексоров уровня STM-4при минимальной конфигурации требуется следующий набор блоков: шасси, мультиплексор ввода/вывода MUX 10000, интерфейсныймодуль (CCU), модуль кроссовой коммутации (SWITCH), STM-4 L-4.1, модуль управления,модуль питания, блок вентиляторов, с различным количеством карт 63Е1.
Длямультиплексоров узлов В и Е будет достаточно иметь на первомэтапе 2карты 63Е1 и три карты на 2 этапе.
Длямультиплексора узла Fнаобоих этапах нужна всего одна карта 63Е1.
Длямультиплексоров узлов С и Dнужнопредусмотреть две карты 63Е1(для узла D) и 3 карты 63Е1 (для узла С) и 2 шасси для двух этапов.
Для мультиплексора узла А,работающего в режиме мультиплексора ввода/вывода в технологическом кольце А→В→D→С, обслуживающего на первом этапе160 каналов и 175 каналов на втором, требуется 3 карты 63Е1 на обоих этапах.
/>
Рисунок4.2 — Схема конфигурации и функциональной связи узлов 1 этапа
/>
Рисунок4.2 — Схема конфигурации и функциональной связи узлов 2 этапа
5ФОРИМРОВАНИЕ СЕТИ УПРАВЛЕНИЯ И СИНХРОНИЗАЦИИ
Организуем схемууправления узлами (мультиплексорами) используя встроенные каналы связи DCC,которые обеспечиваются самим оборудованием SDH.Соединения между полками мультиплексоров на узлах С и Dтакже осуществляются с помощью каналов DCC. Элемент-менеджер (ПК) подключен к мультиплексору узла А через локальную сеть поинтерфейсу Q3.
/>
Рисунок5.1 – Схема управления ячеистой сетью SDH
5.1Определение адресов NSAPдля узлов сети
Каждый узел сети управлениядолжен иметь свой адрес точки доступа сетевого сервисаNSAP. Этот адрес присваиваетсяузлу при инсталляции. Он уникален и служит для идентификации узла при егоподключении к элемент-менеджеру.
При управлении конкретнойсетью важным параметром является максимальное число узлов (мультиплексоров),управление которыми возможно. Если число узлов в результате роста сетипревысило допустимое количество, то сеть управления должна быть разбита наобласти с меньшим числом управляемых узлов. Если такое разбиение нужно, то онодолжно быть проведено с учетом целого ряда ограничений, обычно указываемых вруководствах по маршрутизации. Некоторые вещи полезно знать для того, чтобыосуществить такое разбиение:
¾ наиболее удобной топологией для сети управления, имеющей несколькообластей, является топология звезды,
¾ области управления могут не иметь ничего общего с топологиейтранспортной сети SDH (хотя это и рекомендуется),
¾ используя портативный компьютер в качестве элемент-менеджера; припереходе из области в область надо менять адрес NSAP у портативного компьютера.
На практике адреса NSAP должны контролироваться(распределяться) некоей сетевой администрацией страны, гдеразвертывается такая сеть, и схема нумерации должна быть локальной для даннойстраны. Если сама сеть управления локальна и не соединяется ни с какой другойсетью управления, то схема нумерации (отражаемая полем IDI) может быть выбрана произвольно.
Код страны в сетях передачитакже должен регламентироваться определенным стандартом. Им является стандарт ISO 3166, который содержитсписок трехзначных десятичных (двухзначных шестнадцатеричных) кодов,выделенных для каждой страны и используемых для заполнения поля AFI.
В этой связи в данной задачеиспользуется произвольный адрес страны: IDI = 001F, а также произвольный идентификатор AFI = 39. Адрес собственнообласти — 1, адрес домена — 1, т.е. поле адреса области АА = 00000000000000010001.Поле NSEL = 0. Эти адресные поля остаются постоянными для всех узлов сети SDH.
Системный идентификатор SID должен быть уникальным вданной области и должен отражать структуру используемой сети SDH. В данном примереиспользуется следующая структура SID:
§ поле с номером станции (Station — 3 байта),
§ поле с номером отсека (места установки), где установленооборудование (Room — 1 байт),
§ поле с номером полки (Subrack — 2 байта) [2].
С учетом этого в таблице 5.1помещены значения системных идентификаторов для различных узлов сети.
Таблица 5.1 – Значениесистемных идентификаторов для узлов сети
Узел A В С C1 D D1 SID 01010001 02010001 03010001 03020001 04010001 04020001 Узел E F SID 05010001 060100015.2Формирование сети синхронизации
Проблема синхронизации сетейSDH, с однойстороны, является частью общей проблемы синхронизации цифровых сетей (ИКМ и PDH). С другой стороны, SDH привносит своидополнительные проблемы, вызванные использованием указателей и наличиемплавающего режима размещения контейнеров в поле полезной нагрузки, что приводитфактически к определенной асинхронности его транспортировки. Последняя делаетневозможным использование выделенного при демультиплексировании STM-N 2 Мбит/с потока для целейсинхронизации. Однако технология SDH предлагает и свои специфические методы решения проблемсинхронизации.
Если цифровая сеть локальна,то для нее проблемы синхронизации отсутствуют и в разумных пределах фактическине зависят от точности общего источника синхронизации. Проблема синхронизациивозникает при объединении таких сетей в одну сложную сеть. Для ее синхронизациинужно предусмотреть, чтобы источники тактовой синхронизации отдельных сетейбыли одинаковыми и высокостабильными или была построена сеть синхронизации сединым высокостабильным источником тактовой синхронизации.
Синхронизация сетей PDH и SDH отличается своейспецификой. Целостность синхронизации сети PDH основана на использованиитой же схемы иерархической принудительной синхронизации (по схеме«ведущий-ведомый»). В ней прохождение сигналов таймеров через узлы сетипрозрачно, так как фазы сигналов Е1, используемых для синхронизации, жесткопривязаны к фрейму PDH.
В сети SDH, восстанавливающей в каждомузле сигнал таймера из линейного сигнала STM-N, такая прозрачность теряется, а сигналЕ1, восстановленный из сигнала STM-N, для целей синхронизации не используется. В этой ситуациицелостность синхронизации сети SDH лучше поддерживается при использовании распределенных первичныхэталонных источников PRS, что позволяет устранить эффекты «каскадирования сигналовтаймеров».
Внедрение сетей SDH, использующих наряду спривычной топологией точка-точка, кольцевую и ячеистую топологии, привнеслодополнительную сложность в решение проблем синхронизации, так как для двухпоследних топологий маршруты сигналов могут меняться в процессефункционирования сетей.
Сети SDH имеют несколько дублирующихисточников синхронизации, которые можно разделить на два класса: внешние ивнутренние.
Внешняя синхронизация:
- сигнал внешнего сетевого таймера, или первичный эталонный таймер PRC, определяемый врекомендации ITU-T G.811, т.е. сигнал с частотой 2048 кГц;
- сигнал с трибногоинтерфейса канала доступа, определяемый в рекомендации ITU-T G.812, сигнал с частотой 2048 кГц,выделяемый из первичного потока 2048 кбит/с;
— линейный сигнал STM-N, или линейный таймер, сигнал2048 кГц, выделяемый из линейного сигнала 155,52 Мбит/с или 4n x 155,52 Мбит/с.
Внутренняя синхронизация:
- сигнал внутреннего таймера (рассматриваемый как таймер ведомоголокального узла LNC), определяемый в рекомендации ITU-T G.813, сигнал 2048 кГц;
Что касается точностисигналов внешней синхронизации, то она соответствует стандартам G.811, G.812. Точность сигналов внутреннейсинхронизации регламентируется производителями и для мультиплексоров SDH составляет обычно4,6-10".
Учитывая, что трибы 2Мбит/с, пришедшие из сетей SDH, отображаются в VC-12 и могут плавать в рамках структуры вложенных контейнеров,использующих указатели, их сигналы должны быть исключены из схемы синхронизациисети SDH. Реализуемая точность внутреннего таймера мала и, учитываявозможность накапливания ошибки в процессе так называемого «каскадированиясигналов таймеров», когда узел сети восстанавливает сигнал таймера попринятому сигналу и передает его следующему узлу, может быть использованатолько локально. В этом смысле наиболее надежными источниками синхронизацииявляются сигнал внешнего сетевого таймера и линейный сигнал STM-N.
Предусмотрено четыре режимаработы хронирующих источников узлов синхронизации: первый — PRC, используется в мастер-узлах,второй — SRC, используется в транзитных и/или местных узлах, третий ичетвертый также используются в транзитных и/или местных узлах.
Учитывая наличие несколькихрежимов, а также факт трансляции (распространения) сигнала синхронизации,системы управления должны иметь возможность с одной стороны переключать этирежимы, а с другой — иметь показатель, на основе которого можно было бы принятьрешение о необходимости такого переключения.
Организации ITU-T и ETSI предложили использовать вкачестве такого показателя понятие уровень качества хронирующего источника. Этотуровень может быть передан в виде сообщения о статусе синхронизацииSSM. Для систем PDH это реализуетсяпоследовательностью резервных бит в мультифрейме Е1, для систем SDH это реализуется череззаголовок фрейма STM-N, в котором резервируются под эти цели биты 5-8 байтасинхронизации S1. В обоих случаях при сбое в сети, узел сети, ответственный зараспространение SSM, имеет возможность послать сообщение системе управления онеобходимости использования альтернативного сигнала синхронизации.
Основным требованием приформировании сети синхронизации является наличие основных и резервных путейраспространения сигнала синхронизации. Однако и в том, и в другом случае должнастрого выдерживаться топология иерархического дерева и отсутствовать замкнутыепетли синхронизации.
Другим требованием являетсяналичие альтернативных хронирующих источников. Идеальной является ситуация,когда альтернативные источники проранжированы в соответствии с их приоритетом истатусом.
При аккуратном формированиисетевой синхронизации можно избежать возникновения замкнутых петельсинхронизации, как в кольцевых, так и в ячеистых сетях. Использование сообщенийо статусе синхронизации позволяет в свою очередь повысить надежностьфункционирования сетей синхронизации [2].
Схема синхронизацииприведена на рисунке 5.2. Она содержит один первичный источник синхронизации PRC (узел А) и один вторичныйисточник в транзитном узле В (G.812). Система управления переключается между этими источникамисинхронизации, основываясь на качестве хронирующего источника. Сообщения остатусе синхронизации SSM для систем SDH реализуется через заголовок фрейма STM-N, в котором резервируются под эти целибиты 5-8 байта синхронизации S1. При сбое в сети, узел сети, ответственный за распространение SSM, имеет возможность послатьсообщение системе управления о необходимости использования альтернативногосигнала синхронизации.
Сплошными линиями показаныцепи первичной синхронизации, штриховыми – цепи вторичной синхронизации.
Списки источниковсинхронизации, выбираемых по номеру приоритета для каждого узла, приведены втаблице 5.2.
Таблица 5.2 — Приоритетныеисточники синхронизации
А В С С1 D D1 1. Внешний источник синхронизации PRC1. Слот 7
STM-4
1. Слот 7
STM-4
1. Слот 5
4STM-1
1. Слот 7
STM-4
1. Слот 5 от 4STM-12. Слот 7
STM-4
2. Внешний
G.812
2. Слот 6
STM-4
2. Слот 6
STM-4
2. Слот 6 STM-42. Слот 6
STM-4
3. Внутренний 3. Внутренний 3. Внутренний 3. Внутренний 3. Внутренний 3. Внутренний E F
1. Слот 6
STM-4
1. Слот 6 от
STM-4
2. Слот 7
STM-4
2. Слот 7
STM-4
3. Внутренний 3. Внутренний
/>
Рисунок5.2 – Схема первичной и вторичной синхронизации
5.3Соединение и конфигурирование узлов
Окончательный этапформирования сети управления состоит в механической установке оборудованияузлов, их соединении с помощью кабелей и интерфейсных разъемов и инициализацииузла: установки программного обеспечения, тестирования правильности соединения,конфигурирования узлов и блоков и прокладки маршрутов потоков данных.
Процедура инициализации узлавключает следующие этапы:
1. подключение интерфейса F очередного узла (например, А) к NM и запустить NM;
2. введение данных о типе узла, типе полки, имени узла и именистанции, места его расположения;
3. установку требуемого программного обеспечения блоков узла;
4. введение адреса NSAP;
5. перезагрузку системы и выход по введенному адресу NSAP;
6. редактирование приоритетов в списке источников синхронизации;
7. конфигурирование каналов управления DCC;
8. конфигурирование используемых блоков STM-N, обеспечение каждого проложенного маршрутаданных контейнера VC-4 идентификатором трассировки маршрута данныхTTI.
5.4 Маршрутизация потоков
Управление маршрутизациейпотоков данных в сети позволяет:
§ формировать в автоматическом режиме маршруты потоков данных (trail routes), используя схему топологиисети, типы мультиплексоров, адреса терминальных точек клиентов, требуемыеемкости каналов данных и другую информацию;
§ корректировать или заново формировать потоки данных(trails) вручную, используясведения о ресурсах сети SDH и ограничениях, существующих на отдельных ее участках;
§ осуществлять мониторинг потоков данных на основе задания точекмониторинга РОН VC нижнего уровня(точек LPOM);
§ формировать следующие типы защиты потоков данных: без защиты,полная (двунаправленная), частичная (путем дублирования контейнеров), типа SNCP, дублирование на уровне ОВ,защита на уровне серверного потока данных (использующего блоки верхнего уровня,например, AU-4, для защиты инкапсулированных в нем потоков нижнего уровня);
§ реконфигурацию трафика и восстановление потока данных;
§ просмотр списка потоков данных по клиентам/пользователям;
§ визуальное представление неиспользованных ресурсов по потокамданных на определенном сегменте сети на карте сети.
Для маршрутизации потоковкаждый проложенный маршрут данных контейнера VC-4 снабжаютидентификаторомтрассировки маршрута данныхTTI. Длина TTI не должна превышать 15 символов, если придерживаться при егоформировании правил, предложенных ETSI и основанных на рекомендации ITU-T E.164. Он должен содержать как минимумимена исходного узла и узла назначения, символьный код виртуального контейнера,номер тайм-слота терминального кросс-коммутатора, осуществляющего выводзаданного виртуального контейнера. Идентификаторы TTI позволяют контролироватькорректность установки таблицы кросс-коммутации у кросс-коммутаторов на всемпути следования виртуального контейнера [2].
В таблице 5.3 приведеныидентификаторы TTI для каждого маршрута передачи данных от одной станции к другой [4].
Таблица 5.3 — ИдентификаторыTTI
№ Маршрут Идентификатор TTI станция А 1 AB A-B_VC4-1_0289 2 AC A-C_VC4-3_0995 3 AE A-E_VC4-5_0501 4 AF A-F_VC4-6_1174 станция В 5 BA B-A_VC4-1_0289 6 BD B-D_VC4-2_0402 7 BF B-F_VC4-3_0547 8 BE B-E_VC4-4_0564 9 BC B-C_VC4-6_0438 станция С 10 CA C-A_VC4-1_0289 11 CB C-B_VC4-2_0802 12 CD C-D_VC4-3_1188 13 CE C-E_VC4-3_0835 станция D 14 DB D-B_VC4-2_1202 15 DC D-C_VC4-3_1027 16 DE D-E_VC4-3_0707 17 DF D-F_VC4-4_0756 станция Е 18 EA E-A_VC4-1_0289 19 EB E-B_VC4-2_0962 20 EC E-C_VC4-3_1203 21 ED E-D_VC4-3_0883 22 EF E-F_VC4-4_0932 станция F 23 FA F-A_VC4-1_0289 24 FB F-B_VC4-1_0609 25 FD F-D_VC4-4_0436 26 FE F-E_VC4-5_0325
Заключение
Данный расчетячеистой сети SDH недостаточно подробен,но он дает возможность изучить основные этапы расчета сетей SDH,такие как составление технического задания, выбор топологии сети,конфигурирование узлов и составление спецификации оборудования.
Данную сетьможно расширить путем наращивания однотипных ячеек, а также увеличить пропускнуюспособность до уровня STM-16,так как мультиплексор FlexGain A2500 Extra позволяетодновременно устанавливать четыре шасси в стойку и пассивный оптическиймультиплексор, представляющий собой мультиплексор/демультиплексор 4-хоптических каналов. Это позволит подключить большее количество пользователей ксети, что в свою очередь увеличит экономическую эффективность сети.
Списокиспользуемых источников
1. СлеповН.Н. «Синхронные цифровые сети SDH» -М.: Эко-трендз, 1997г.- 150с.
2. СлеповН.Н. «Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи» -М.: Радио исвязь, 2000г. – 468с.
3. Краткоетехническое описание системы «FlexGain A2500 Extra» -М.: ЗАО «НТЦ НАТЕКС»2006г. – 33с.
4. http://www.nateks.ru/