Техническая эксплуатация информационно-коммуникационных сетей связи предприятия ОАО "Ростелеком"

Задача была поставлена перед двумя комитетами ANSI: T1X1, занимающимся цифровой иерархией и синхронизацией, и T1M1, решающим вопросы сетевого администрирования и эксплуатации. В результате проделанной этими комитетами работы родился черновой вариант стандарта под названием SYNTRAN, основывающийся на скорости передачи 45 Mбит/с. Однако время шло, и производители создали новые системы. Компания АТ&T, применив самые новейшие технологии, произвела на свет систему METROBUS, скорость передачи которой составляла уже 150 Мбит/с. В 1985 г. комитет T1X1 по предложению компании Bellcore принял решение сформулировать стандарт, базирующийся на концепции синхронной сети как единого целого (SONET, Synchronous Optical NETwork), который будет определять наряду с оптическим интерфейсом формат сигнала и скорость его передачи.

На этом этапе стандартизации европейские институты не проявляли большого интереса к SONET. Исторически сложилось так, что иерархии скоростей передачи в США и Европе основывались на различных базовых скоростях сигналов - Т1 (1,544 Мбит/с) и Е1 (2,048 Мбит/с) соответственно. Чтобы избежать углубления этой пропасти, требовалось участие Европы в развитии стандартов синхронной передачи. Однако заинтересовать Европу можно было лишь возможностью поддержки стандартом SONET 2-мегабитной иерархии.

Летом 1986 г. МККТТ(в настоящее время комитет T в МСЭ, или ITU-T) наконец решил навести порядок, создав единый стандарт, который удовлетворил бы обе стороны, т. е. поддерживал бы как европейскую, так и американскую иерархии. В июле 1986 г. рабочая группа XVII МККТТ начала работу над новым стандартом синхронной цифровой иерархии (SDH). Полтора года ушло на согласование рекомендаций. В феврале 1988 г. комитет T1X1 принял предложения МККТТ по изменению стандарта SONET. Рабочая группа XVIII утвердила три рекомендации, относящиеся к SDH, которые были опубликованы в "Синей книге":

1) G.707. - базовые скорости SDH;

2) G.708. - сетевой интерфейс узла SDH;

3) G.709. - структура синхронного мультиплексирования.

Именно эти рекомендации положили начало процессу стандартизации систем SDH на более детальном уровне, который продолжается и по сей день.

Таким образом, переход от PDH к SDH решал ряд немаловажных проблем, а именно:

- упрощение схемы построения и развития сети. Упрощение структурной схемы сети и сокращение числа требуемого оборудования стали возможными благодаря тому, что SDH-мультиплексор заменил собой по функциональным возможностям стойку мультиплексоров PDH. Плезиохронный мультиплексор демультиплексировал поток для выведения нескольких компонентных сигналов, а затем мультиплексировал весь набор компонентных сигналов снова. SDH-мультиплексор выделяет требуемые компонентные сигналы, не разбирая весь поток. Оборудования нужно меньше, требования к питанию снижаются, площади освобождаются, затраты на эксплуатацию уменьшаются;

- высокая надежность сети. Централизованное управление сетью обеспечивает полный мониторинг состояния каналов и узлов (мультиплексоров). Использование кольцевых топологий предоставляет возможность автоматической перемаршрутизации каналов при любых аварийных ситуациях на резервный путь;

- полный программный контроль. Управление конфигурацией сети, отслеживание и регистрация аварийных ситуаций осуществляются программными средствами с единой консоли управления. В функции центральной управляющей системы входят также средства поддержки тестирования каналов и контроля за качеством работы основных блоков мультиплексоров;

- предоставление услуг по требованию. Создание новых или перемаршрутизация старых каналов пользователя - вопрос одного часа;

- "высокий уровень" стандартизации SDH-технологии позволяет использовать оборудование разных фирм-производителей в одной сети.

Благодаря перечисленным преимуществам SDH стала технологией N 1 для создания транспортной сети.

7.2 Сети SDH

SDH может использоваться во всех традиционных областях применения сетей. Только инфраструктура сети SDH обеспечивает эффективное прямое взаимодействие между тремя главными видами сетей:

- локальная сеть;

- сеть кольцевой структуры;

- магистральная сеть.

Самый низки уровень сигнала назван «Синхронный Транспортный Модуль» первого уровня или STM-1, имеющий скорость 155 Мб/с. Сигналы более высокого уровня получаются мультиплексированием с «чередованием байтов» сигналов низшего уровня. Линейная скорость более высокого уровня STM-N сигнала равна произведению N на 155.52 Мбит/с, т.е. линейную скорость сигнала самого низкого уровня.

Цикл SDH сигнал транспортируется, как синхронная структура, которая включает набор байтов (по 8 бит), организованных как двухмерный массив - синхронный транспортный цикл.

Цикл SDH состоит из 2-х частей:

1) секционный заголовок (SOH=RSOH+MSOH) - область сигнала, которая обеспечивается в каждом цикле SDH для выполнения функций, поддерживающих и обслуживающих транспортировку «виртуальных контейнеров» между смежными узлами сети;

2) виртуальный контейнер(VC+POH) - включает “контейнерную” область, которая несет трафик клиента - полезную нагрузку, и трактовый заголовок РОН.

Байты в цикле передаются слева-> направо, сверху ->вниз, т.е цикл передается как последовательность 9 строк.

7.3 Структура цикла

Цикл SDH можно представить как двухмерный массив из N-строк и M-столбцов ячеек, каждая из которых - отдельный байт синхронного сигнала. Идентичность каждого байта известна, и сохраняется относительно байтов цикловой синнхронизации, известных как А1 и А2, расположенных в самом начале массива и обеспечивающих точку отсчета, от которой определяются все остальные байты.

Для сигнала STM-1: N=9 M=270.

Расчет базовой скорости SDH производится следующим образом:

V=N (строк)*M(столбцов)*8 бит (размер ячейки)* 8000циклов/с^* =155,52 Мюит/с -согласно теории Найквиста (удвоенная самая высокая частота канала ТЧ 4кГц)

7.4 Мультиплексирование

Более высокие скорости SDH формируются процессом мультиплексирования сигналов более низкого уровня, таким образом, четыре параллельных и синхронных сигнала STM-1, могут быть объединены вместе методом «чередования байт», чтобы сформировать сигнал STM-4 со скоростью 4* STM-1.

STM-4 сигнал имеет 9 рядов, но уже 1800 колонок, следовательно,

SDН скорость=9 рядов*1800 колонок*8бит*8000циклов/с= =622,08Мбит/с.

Двухмерное представление сигнала STM-4 составляется из индивидуальных колонок от каждой из четырех STM-1 сигнальных структур и чередованием их в повторяющейся последовательности.

Полная структура STM-4 составляется следующим образом:

- первые 36 колонок цикла STM-4 образуют заголовок секции;

- остальные 1044 колонки представляют 4 области полезной нагрузки, связанные с четырьмя STM-1.

7.5 Анализ заголовка

Для управления и обслуживания, сеть SDH может быть представлена в виде трех отдельных участков:

Рисунок 2.3-Мультиплексорная секции

Заголовок внутри SDH сигнала поддерживает обслуживание сети на уровнях тракта и секции. Заголовок секции (SOH) содержит заголовки регенерационной (RSOH) и мультиплексорной (MSOH) секций. Трактовый заголовок расположен в виртуальном контейнере (VC-4) в пределах STM-1.

7.6 Трактовый заголовок

Функции:

1) сообщение трассы тракта;

2) контроль четности;

3) структура виртуального контейнера;

4) тревожная сигнализации и информация о характеристиках;

5) пользовательский канал;

6) индикация сверхцикла для TU (компонентных блоков);

7) защитное переключение трактов.

Рисунок 2.4-Байты трактового заголовка

J1 - 16-ти или 64х байтное сообщение о маршруте тракта поддерживает непрерывную проверку между любой точкой тракта и точкой начала тракта

В3 - (побитовый контроль четности) - выполняет функцию контроля трактовых ошибок.

С2 - указывает структуру виртуального контейнера, посредством метки, выбранной из 256 возможных значений. Эта информационная структура указывает, какие полезные нагрузки размещены в пределах виртуального контейнера.

G1 - сообщение о состоянии наблюдаемых характеристик от приемного оборудования тракта к передающему.

F2 - байт оператора тракта

Н4 - индикация фазы сверхцикла TU полезных нагрузок

F3 - байт канала пользователя

К3 - обеспечение защиты на уровне тракта, переключение на индивидуальные тракты VC-4

N1 - сквозной контроль характеристики транзитной связи.

7.7 Мультиплексорный заголовок

Функции:

1) контроль четности;

2) указатели полезной нагрузки;

3) тревожная сигнализация;

4) автоматическое защитное переключение;

5) канал передачи данных;

6) служебная связь.

Рисунок 2.5-Байты заголовка мультиплексорной секции

Н1, 2, 3 (9 байт)- байты указателя административного блока (AU) (определяют положение начала VC-4 в пределах цикла STM-1)

В2 (3 байта) - контроль ошибок мультиплексорной секции

К1, 2 (2 байта) - защитное переключение мультиплексора

D4-D12 - для передачи управляющей и эксплуатационной информации (только для STM-1)

S1 - сообщение о состоянии синхронизации, указывает тип источника синхронизации.

Z1,2 - резерв для стандартизации

М1 - для передачи информации о характеристики ошибки от приемного оборудования мультиплексорной секции к передающему

Е1 - служебная связь

7.8 Заголовок регенерационной секции

Функции:

1) контроль четности;

2) цикловая синхронизация;

3) идентификация STM-1;

4) канал пользователя;

5) канал передачи данных;

6) служебная связь.

Рисунок 2.6-Байты заголовка регенерационной секции

А1, А2 - байты цикловой синхронизации

J0 - используется для периодической передачи 16-ти байтового сообщения о трассе регенерационной секции

В1 - контроль четности

Е1 - служебная связь

F1 - для нужд оператора

D1,2,3 - управление и обслуживание сети между регенерационной секцией и оконечным оборудованием.

7.9 Анализ полезной нагрузки

Трактовый заголовок всегда находится в первой колонке VC-4 (добавление его завершает формирование виртуального контейнера). Остающаяся емкость (контейнер С-4) может быть загружен 63 TU-12 или 3-мя TU-3

VC-4 может нести смесь компонентных каналов, поэтому в одном и том же VC-4 можно передавать вместе с нашими компонентами и североамериканские DS-1.

VC-4 предназначен для передачи полезной нагрузки со скоростью 149 Мбит/с

Цикл STM-1 имеет 270 колонок и 9 рядов, причем 9 колонок используются как заголовок секции, а 1 колонка для трактового заголовка, таким образом, фактическая емкость полезной нагрузки С-4:

260*9*8*800=149,76 Мбит/с

Указатели полезной нагрузки VC-4 может начинается с любой позиции в пределах области полезной нагрузки. Наиболее часто он начинается в одном цикле, а заканчивается в другом. Эта способность VC-4 перемещаться относительно цикла STM известна как «плавание».

Байты Н1, Н2 используются для того, чтобы идентифицировать первый байт плавающего VC-4. С помощью 3-х байт Н3 каждое регулирование перемещает VC-4 на 3 байта (т.е 3 байта относительно цикла STM).

Дело в том, что для борьбы с расхождением генераторов VC-4 может смещаться в положительную, либо отрицательную сторону на 3 байта. Это достигается изменением значения указателя полезной нагрузки в приемном элементе сети. Процесс также компенсирует любое другое фазовое рассогласование между принятым SDН сигналом и опорным генератором SDН узла.

Несмотря на положительные стороны, указатели несут в себе и отрицательные моменты, в частности, когда полезная нагрузка плавает на 3 байта, это вызывает скачок на 24 бита. При извлечении полезной нагрузки из SDН, скачок на 24 бита вызывает джиттер, который в свою очередь создает проблемы для РDН сетей.

7.10 Компонентные блоки

Рисунок 2.7-Структурная схема мультиплексирования сигнала SDH

На самом низком уровне мы имеем контейнер С-n, где n варьируется от 1 до 4. Этот базовый элемент сигнала STM (Synchronous Transport Module) представляет собой группу байтов, выделенных для переноса сигналов со скоростями по рекомендации G.702. Другими словами, это то, что мы имеем на входе в SDH-мультиплексор.

Данные сигналы преобразуются в так называемые виртуальные контейнеры (VC-n), где n варьируется от 1 до 4. Виртуальные контейнеры низкого порядка формируются из контейнера С-1 или С-2 и дополнительной емкости для трактового заголовка (POH - Раth Overhead). В виртуальные контейнеры высокого порядка (n=3 или n=4) вместо С-n может входить также сборка компонентных блоков (TUG). POH включает в себя информацию для контроля характеристик VC, сигналы для техобслуживания и признаки тревожных ситуаций. В случае VC высокого порядка в POH входят еще и признаки структуры мультиплексирования.

Компонентный блок (TU-n), где n варьируется от 1 до 3, состоит из VC и указателя компонентного блока и обеспечивает сопряжение уровней высокого и низкого порядка. Значение указателя определяет согласование фазы VC с добавленным к нему POH компонентного блока. Группа компонентных блоков (TUG-n), где n=2 или n=3, - это группа идентичных TU или TUG, позволяющая осуществлять смешение полезной нагрузки.

Преимущества TU:

1) разработан для того, чтобы четко соответствовать VC-4;

2) допускает прямой доступ к компонентам более низкого уровня;

3) обеспечивает транспортировку, добавление-выделение и коммутацию с минимальной задержкой;

4) коммутаторы и устройства добавления-выделения не должны демультиплексировать сигналы более высоких уровней, чтобы получить доступ к компонентам более низкого уровня.

Административный блок (AU-n), где n=3 или n=4, состоит из VC-3 или VC-4 и указателя AU. Он обеспечивает сопряжение путей более высокого порядка и уровня секции с мультиплексированием. Значение указателя определяется согласованием фазы VC-n с кадром STM-1. Группа административных блоков (AUG) - группа AU c чередующимися байтами - занимает фиксированное положение в нагрузке STM-1. Синхронный транспортный модуль (STM-N) содержит n групп AUG c информацией SOH(Section Overhead), касающейся кадрирования, обслуживания и работы. N групп AUG чередуются через один байт и находятся в фиксированном положении по отношению к STM-N.

7.11 Управление сетью

Одним из главным преимуществ SDН является наличие средств обслуживания для управления сетью. Контролируя трафик в элементах сети можно обнаружить и точно указать дефекты и ошибки в сигналах и сетях.

Характеристика ошибок SDН сети проверяется, используя побитовый контроль четности (BIP). Ошибки передачи, обнаруженные BIP, передаются обратным входящим потоком в исходную точку посредством сигнала индикации ошибки на дальнем конце (REI), или ошибка блока на дальнем конце FEBE. BIP и связанный с ними REI обеспечиваются на уровне мультиплексных секций, в трактах высокого уровня VC-4 и трактах низкого уровня TU.

В случае серьезной ошибки (дефекта), а именно, потери сигнала, цикла или указателя, на передающий конец посылается сообщение RDI (Remote Defect Indication - индикация удаленного дефекта, либо отказ приемника FERF- Faf End Recieve Fail). Исходящий поток элементов сети также приводится в готовность по сигналу индикации аварии AIS, посылаемому с исходящим потоком.

SDH сети спроектированы таким образом, что имеют возможность боротся с отказами, используя защитное переключение. Это достигается дублированием линий передачи между элементами сети. В случае глобального отказа, а именно, обрыва линии, элемент сети переключит передачу на дублирующую линию - защита мультиплексорной секции Multiplexer Section Protection (MSP).

Заключение

В соответствии с учебным планом в период с 9.05.2014г. по 21.05.2014г. прошёл производственную практику ПМ.03 «Техническая эксплуатация телекоммуникационных систем».

На предприятии ОАО «РОСТЕЛЕКОМ» за время прохождения производственной практики мною были освоены и приобретены необходимые умения и опыт практической работы по профессиональным компетенциям ПМ.03 «Техническая эксплуатация телекоммуникационных систем».

ПК 3.1. Выполнять монтаж оборудования телекоммуникационных систем

ПК 3.2. Проводить мониторинг и диагностику телекоммуникационных систем

ПК 3.3. Управлять данными телекоммуникационных систем

ПК 3.4. Устранять аварии и повреждения оборудования телекоммуникационных систем, выбирать методы восстановления его работоспособности

ПК 3.5. Выполнять монтаж и обеспечивать работу линий абонентского доступа и оконечных устройств

ПК 3.6. Решать технические задачи в области эксплуатации многоканальных телекоммуникационных систем

Практика началась с вводного инструктажа, изучения требований к организации определённого рабочего места, ознакомления с санитарно-гигиеническими нормами и безопасностью работы. Далее осуществлялось знакомство с направлением деятельности предприятия ОАО «РОСТЕЛЕКОМ», изучение её нормативно-правовой базы.

В результате прохождения производственной практики мною была освоена работа на предприятии связи и приобретение некоторых практических навыков в технической эксплуатации информационно-коммуникационных сетей связи.

Для составления отчета использовалась информация, предоставленная руководителем предприятия, а также сведения, полученные из технической документации, руководящих документов, инструкций из Интернета.

Список Используемых Источников

1. Алиев Т.И. Сети ЭВМ и телекоммуникации Санкт-Петербург 2011год. 400с

2. Брейман А.Д. Сети ЭВМ и телекоммуникации. Глобальные сети Москва 2006год. 117с

3. Будылдина Н.В. Технологии глобальных компьютерных сетей Екатеринбург 2006год.

4. Беспроводные технологии журнал №04 2011 138с

5. Вишневский В., Портной С., Шахнович И. Энциклопедия WiMAX путь к 4g Москва 2009год. 470с

6. Витаминюк А.И. - Создание, обслуживание и администрирование сетей на 100% - 2010год. Санкт-Петербург 232с

7. Виснадул Б.Д., Лупин С.А., Сидоров С.В., Чумаченко П.Ю. - Основы компьютерных сетей. 2007год. 272с

8. Гепко И.А., Олейник В.Ф., Чайка Ю.Д., Бондаренко А.В. Современные беспроводные сети: состояние и перспективы развития. 2009год. 672с

9. Гольдштейн Б.С, Соколов Н.А, Яновский Г.Г - Сети Связи БХВ-Петербург. 2010год. 403с

10. Дибров М.В. Маршрутизаторы Красноярск 2008год. 389с

11. Заика А.З. Компьютерные сети 2006год. 436с

12. Иванова Т.И. Корпоративные сети связи. 2008год. 363с

12. Кузин А.В. Компьютерные сети 3-е изд. 2011год. 192 с.

13. Крэйг Х. - TCP/IP. Сетевое администрирование Санкт-Петербург-Москва. 2008год. 814с

Размещено на Allbest.ru

...