Международный институт компьютерных

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНСТИТУТ КОМПЬЮТЕРНЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ

 

Факультет информационных систем

Кафедра информационной безопасности и систем связи

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Сети связи»

тема «Разработка схемы организации связи»

Вариант 6

 

Расчетно-пояснительная записка

Выполнил студент группы			ИТСо–151
			(индекс группы)
Кучеренко Александр Олегович
(фамилия, имя, отчество)				(подпись, дата)
Руководитель						Окрачков А.А.
		(подпись, дата)				(фамилия, инициалы)
Защищено				Оценка
	(дата)

 

 

Воронеж

2019

Замечания руководителя

 

Задание на курсовую работу

1. Разработать схему организации сети. Рассчитать количество компонентных потоков между узлами. Обосновать выбор скоростей передачи агрегатных потоков. Выбрать типы мультиплексоров, кросс-коннектов и линейного оборудования в узлах. (В соответствии с последними 4-мя цифрами зачетной книжки: 3032).

2. Привести схему тракта одного компонентного потока и схему тандемного соединения между любыми двумя несмежными узлами сети с использованием элементов архитектуры сети SDH.

3. Рассмотреть организацию эксплуатации сети (включая организацию речевой связи между узлами, подключение аппаратуры сети управления и т.д.). Привести назначение и структуру байтов трактовых и секционных заголовков с выполняемыми процедурами для одного компонентного сигнала и сигнала тандемного соединения.

4. Выбрать схемы защиты в сети и обосновать их.

5. Разработать схему синхронизации.

6. Рассчитать временную зависимость фазовых дрожаний, вносимых синхронной аппаратурой, из-за цифровой коррекции со вставками при асинхронном размещении (mapping) сигналов в виртуальных контейнерах (VC-n) для заданного компонентного сигнала.

7. Рассчитать временную зависимость фазовых дрожаний, вносимых синхронной аппаратурой, из-за цифровой коррекции по прямой линии (aligning) в процессах обработки указателей при формировании TU-n и AU-n для заданного компонентного сигнала.

8. Оценить использование процедуры внутреннего контроля в тракте передачи компонентного сигнала (пункт 2 задания) и тандемного соединения (BIP-N) в отношении определения показателей качества (блоки с ошибками, секунды с ошибками, секунды со значительными ошибками, фоновыми блочными ошибками и т.д.).

9. Выбрать оборудование SDH для реализации проектируемой сети, используя продукцию любой фирмы-изготовителя.

Исходные данные

Согласно порядку выполнения курсового проекта исходные данные для заданного варианта приведены в таблице 1 – 5.

Таблица 1 – Топология сети (рисунок 1)

Расстояния между узлами в километрах

№ варианта

AА-B

BВ-C

CС-D

DD-E

BB-E

EE-F

СC-G

GG-H

DD-H

FF-L

FF-K

LL-K

2

12

9

63

44

9

100

 

Таблица 2 – Ориентировочные функции оборудования в узлах

Узел	Оконечныймультиплексор Terminal Multiplexer (TM)	Мультиплексорввода-вывода Add/Drop Multiplexer (ADM)	Кросс-коннект Digital Cross-Connect (DXC)
Локальный узел A	да		Да
Транзитный узел B	да	да
Локальный узел C		да	Да
Локальный узел D		да
Локальный узел E	да	да
Локальный узел F	да	да	да

С

В

А

В

 

F

E

D

 

 

Рисунок 1 – Схема телекоммуникационной транспортной сети

Таблица 3 – Цифровые сигналы в интерфейсах узлов и сигналы         тандемных соединений

№варианта	Компонентные сигналы в интерфейсах локальных узлов	Минимальное количество компонентных сигналов для связи каждого локального узла в сети с каждым локальным узлом	Сигналы тандемных соединений
3	E12	7	63 VC-12

 

Таблица 4 – Характеристики скоростей компонентных сигналов (a, ppm) и размеры эластичной памяти (ElasticStore – ES) в битах при формировании виртуальных контейнеров (знак погрешности скорости цифрового сигнала следует брать с минусом и плюсом)

 

Сигналы Е12

№ варианта	(a, ppm)	ES
0	41	25

 

Таблица 5 – Характеристики скоростей сигналов виртуальных контейнеров (appm) и размеры эластичной памяти (ES) в байтах при записи сигналов виртуальных контейнеров в TU или AU, начальное значение указателя (Pointer PTR) (знак погрешности скорости сигнала следует брать с минусом и плюсом)

Формирование TU11, TU12, TU2

№ варианта	а,ppm	ES	PTR
3	0,008	2	6

 

Формирование TU3

№ варианта	а,ppm	ES	PTR
3	0,005	6	6

 

Формирование AU-4

№ варианта	а,ppm	ES	PTR
3	0,006	13	7

 

 

Содержание

 

1. Выбор структуры сети. 9

1.1 Трасса кабельной линии передачи. 9

1.2 Выбор топологии сети. 10

1.3 Проектирование архитектуры транспортной сети. 11

2. Структуры мультиплексирования SDH.. 12

3. Функции секционных и трактовых заголовков. 14

3.1 Назначение и структура байтов секционных заголовков. 14

3.2 Функции контроля тандемного соединения ТС.. 15

4. Организация защиты.. 17

5. Построение сети синхронизации. 20

6. Фазовые дрожания компонентных сигналов в трактах SDH, вызываемые асинхронным отображением. 22

7. Контроль качества передачи в сетевых слоях синхронной цифровой иерархии 25

7.1 Процедуры внутреннего контроля. 25

7.2 Параметры характеристик ошибок. 25

7.3 Оценка состояния трактов. 26

8. Выбор синхронного оборудования для разработанной сети. 28

Заключение. 29

Список литературы.. 30

 

 

   Введение

В современных условиях рыночной экономики появилась необходимость коренных изменений в структуре и практике эксплуатации сетей связи. Использование существующей ассинхронной системы группообразования цифровых потоков для получения высокоскоростных сигналов приводит к громоздким и малонадежным техническим решениям. Затруднён доступ к составляющим (компонентным) цифровым потокам для ответвления и транзита (для чего нужно многоступенное расформирование группового сигнала). При нарушениях синхронизации группового сигнала сравнительно большое время тратится на многоступенное восстановление синхронизации компонентных потоков. Современные цифровые первичные сети (ЦПС) должны иметь гибкую, легко управляемую структуру. Они должны обеспечивать передачу и переключение потоков информации разной мощности, ввод и выделение этих потоков в произвольных пунктах, глубокий контроль качества и тарификацию в соответствии с действительным временем пользования связью и её качеством. Эти сети должны быть базой для служб, использующих как синхронный (SynchronousTransferMode, STM), так и асинхронный (AsynchronousTransferMode, ADM) способы переноса информации.

Перечисленные выше требования практически не выполнимы в рамках плезиохронной цифровой иерархии (ПДИ), но их можно выполнить при синхронной системе группообразования. В 1998г. МККТТ принял SDH, разработанную с учётом мирового опыта создания цифровых сетей. Идейной основой для SDH послужила синхронная оптическая сеть SONET США. В рамках SDH разработана не только новая иерархия скоростей передачи и система преобразований цифровых трактов, но и перспективная концепция построения и развития сетей связи, поддерживаемая системой международных стандартов.

 

Выбор структуры сети

Выбор топологии сети

Из значений числа каналов (таблица 3) составим матрицу исходящих и входящих каналов.

Таблица 6 – Матрица исходящих и входящих каналов.

	A	B	C	D	E	F
A	-	8	8	8	8	8
B	8	-	8	8	8	8
C	8	8	-	8	8	8
D	8	8	8	-	8	8
E	8	8	8	8	-	8
F	8	8	8	8	8	-
Итого	40	40	40	40	40	40

 

Суммируя все значения матрицы, получим общее число каналов

 n = 240 (канала), необходимых для организации связи по данной схеме соединения.

Кольцевая топология. Объединение всех шести цифровых АТС в кольцо требует применения мультиплексоров уровня STM-1 с результирующим цифровым потоком 1 х 63 = 63 первичных цифровых канала со скоростью передачи E12-2048 кбит/с, так как общий цифровой поток по кольцу, определяемый максимальным потоком на одном из его участков, равен 40 первичных цифровых потоков. Преимуществом такого решения может быть только стопроцентное резервирование всех цифровых каналов.

Представленная структура приводит к минимальному количеству требуемых мультиплексоров и с этой точки зрения она оптимальна.

Организация защиты

 

Под защитой в сетях SDH понимается не только резервирование, но и обеспечение таких вариантов работы оборудования сети в целом, которые в конечном итоге приводят к бесперебойному функционированию.

Для защиты используются специально заложенные свободные “емкости” (свободные трейлы и соединения, их дублирование, а также дополнительное оборудование) между узлами.

В сети SDH можно осуществлять защиту секции мультиплексирования (оконечного оборудования секции мультиплексирования - MultiplexSectionTermination, MST), путём использования блока защиты секции мультиплексирования (MultiplexSectionProtection, MSP).

Чтобы скоординировать процедуру обмена между двумя противоположными блоками MSP, используются байты, представленные в секционном заголовке MSOH аббревиатурами К1 и К2 рисунок 6.

Рисунок 6 - Позиция байтов К1 и К2 в матрице STM-1

 

Архитектура защиты: (1+1), где первая цифра означает защитную “емкость”, а вторая – рабочую приведена на рисунке 7.

 

Рисунок 7 – Архитектура переключения защиты мультиплексной секции 1+1

 

При переключении на защиту используется канал автоматического защитного переключения (AutomaticProtectionSwitching - APS).

К характеристикам переключения на защиту относится время переключения. Например, для мультиплексных секций это время составляет

50 мс.

В каждом мультиплексоре типа ввода/вывода (ADM), включенном в “кольцо”, передача осуществляется в двух направлениях - на восток и на запад. Прием же - только с одного направления, где качество сигнала выше. При повреждении оптических волокон или оборудования на одном интервале между любыми мультиплексорами прием будет осуществляться с других направлений. Архитектура защиты 1+1 функции матрицы соединений представлена на рисунке 8.

 

 

Рисунок 8 – Функции матрицы соединений

 

 

В конфигурации 1+1 сигнал STM-N при передаче посылается и по тестируемому тракту, и по резервному тракту.

При приеме функция MSP выбирает наилучший сигнал на основе информации, исходящей от байтов К1 и К2 заголовка MSOH или по командам, полученным системой управления.

Информация, относящаяся к режимам и приоритетам переключений содержится в двух байтах К1 и К2, двоичное кодирование которых показано на рисунке 27.

Из-за постоянной передачи сигнала по резервному тракту, архитектура 1+1 не позволяет увеличивать трафик за счёт организации дополнительного канала.

Оценка состояния трактов

Для оценки состояний трактов введены понятия аномалий и дефектов. Условия аномалий в обслуживании используются, чтобы определить характеристики ошибок тракта SDH, когда тракт не находится в состоянии дефекта. Например, блок с ошибками EB, определенный с использованием кода детектирования ошибок EDC, - это аномалия. Условия дефекта в обслуживании используются для определения изменения характеристик тракта. Если обнаружен дефект, то отмечается секунда со значительными ошибками (табл. 8).

 

Таблица 8 - Секунды со значительными ошибками из-за дефектов ближнего конца

Дефекты ближнего конца	Вид тракта
LP UNEQ	Применимы к трактам низкого порядка
LP TIM
TU LOP
TU AIS
HP LOM (Примечание 1)
HP PLM
HP UNEQ	Применимы к трактам высокого порядка
HP TIM
AU LOP
AU AIS

 

Заключение

SDH позволяет организовать универсальную транспортную систему, охватывающую все участки сети и выполняющую функции как передачи информации, так и контроля, и управления. Она рассчитана на транспортирование сигналов PDH, а также всех действующих и перспективных служб, в том числе широкополосной цифровой сети с интеграцией услуг (В-ISDN), использующей асинхронный способ переноса (АТМ).

ЦСП SDH, работающие по оптическому кабелю значительно повышают скорость передачи цифровой информации, при достаточно большой длине регенерационного участка. SDH обеспечивает огромное число дополнительных информационных каналов, при этом технология SDH является неотъемлемой частью сети управления TMN. В SDH применяется синхронная передача и мультиплексирование, обусловленные синхронизмом от одного стабильного тактового генератора. Осуществляется прямое мультиплексирование потоков PDH таким образом, что их можно выделить на любом уровне иерархии.

Технология SDH обладает высоким уровнем стандартизации, что позволяет легко устанавливать международные подключения и осуществлять гибкое мультиплексирование различной информации. В ЦСП SDH обеспечивается надежная защита трафика путем резервирования линейных трактов и основных блоков.

Фактически, при помощи, имеющихся средств SDH, строится сразу три сети:

- информационная, несущая полезную нагрузку;

- управляющая, в соответствии с принципами TMN;

- синхронизирующая, передающая сигналы синхронизации

Список литературы

1. CCITT Recommendation G.703 (1991). Physical/electrical haracteristics of hierarchical digital interfasces.

2. ITU-T Recommendation G.707 (03/96). Network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH).

3. ITU-T Recommendation G.782 (01/94). Types and general characteristics of synchronous digital hierarchy (SDH) equipment.

4. ITU-T Recommendation G.783 (01/94). Characteristics of synchronous digital hierarchy (SDH) equipment functional blocks.

5. ITU-T Recommendation G.803 (06/97). Architecture of transport networks based on the synchronous digital hierarchy (SDH).

6. ITU-T Recommendation G.805 (11/95). Generic functional architecture of transport networks.

7. ITU-T Recommendation G.810 (08/96). Definitions and terminology for synchronization networks.

8. ITU-T Recommendation G.811 (1993). Timing requirements at the outputs of primary reference clocks suitable for plesiochronous operation of international digital links.

9. ITU-T Recommendation G.812 (1993). Timing requirements at the outputs of slave clocks suitable for plesiochronous operation of international digital links.

10. ITU-T Recommendation G.813 (08/96). Timing characteristics of SDH equipment slave clocks (SEC).

11. ITU-T Recommendation G.826 (08/96). Error performance parameters and objectives for international, constant bit rate digital paths at or above the primary rate.

12. Сети связи – Методические рекомендации по выполнению курсового проекта по дисциплине для студентов специальности 210406 «Сети связи и системы коммутации»

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНСТИТУТ КОМПЬЮТЕРНЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ

 

Факультет информационных систем

Кафедра информационной безопасности и систем связи

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Сети связи»

тема «Разработка схемы организации связи»

Вариант 6