Размещено на http://www.allbest.ru/

ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙ

Навчально-науковий інститут заочного та дистанційного навчання

Навчально науково-виробничий центр

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з дисципліни “Телекомунікаційні та інформаційні мережі”

на тему: “Проектування інформаційної мережі доступу”

1. Характеристики та організація телекомунікаційної мережі міста

В курсовому проекті розглядається населенний пункт з чисельністю населення 700 тис. чоловік, нам слід показати організацію телекомунікаційної мережі для заданого населеного пункту . Задамося наступними параметрами та характеристиками проектуючого населеного пункту (нп)

Площа розташування нп Kм. Кв ? обласний центр.

Рівень підпорядкування нп - місто обалсний центр.

Вид інфраструктури нп ? промислове.

Відповідно до заданих характеристик розрахуємо кількість квартир та індивідуальних житлових помешкань .

Встановлюємо кількість сімей відповідно до середньостатистичних відомостей :

700 000/3 = 233 000 сімей

Задамося , що 20 % населення проживає в індивідуальному секторі , а

80 % комунальна.

Забудова комунального сектору в основному складається з 5-ти поверхових будинків та частково з 9-ти поверхових у відношенні 1:1.

Встановлюємо кількість будинків комунального сектора при умові , що 5-ти поверховий будинок встановлює - 75 квартир ( 5 під`їздів , 3 кв. на поверх) , а 9-ти поверховий - 144 квартир (4 пі`їздів , 4 квартири на поверх).

При заданому співвідношенні 6:1 встановлюємо наступний розподіл квартир 93 200 квартир розмістимо в 5-ти поверхових будинках , а 93 200 в

9-ти поверхових .

Знайдемо кількість будинків 5-ти поверхових забудов:

93 200/75 = 1242 будинків

Знайдемо кількість 9-ти поверхових забудов:

93 200/ 144 = 647 будинків

Та 46 600 тис. індивідуальних забулов

Реальна кількість абонентів , які мають доступ до існуючої телекомунікаційнох мережі міста приймаємо , як 30 % від загальної кількості квартир .

Nаб.кв = 233 000 * 30 % = 69 900 абонентів

Окрім квартирних абонентів встановлюємо кількість абонентів офісного та промислового сектору на рівні 10 % від квартирних абонентів .

Nаб.оф = N аб.кв * 10 % = 69 900 * 10 % = 6990 абонентів

Загальна кількість абонентів заданого населеного пункту встановлено на рівні 76 890 абонентів .

Визначимо загальну кількість абонентів , перейдемо до визначення області необхідних АТС буде складати 5000 номерів

Nатс = Nоб.заг/5000 = 76 890 /5000 = 15,3 АТС = 15 АТС

Враховуючи перспективу розвитку , кількість АТС мало б бути збільшена як мінімум на 10 % , тобто на 1 АТС . В такому разі загальна кількість АТС становить 15 .

У такому випадку кількість АТС в мережі перевищує 10 , відбувається групування АТС у вузлі (1 вузол = 10 АТС) . В нашому випадку буде утворено 2 вузол з ЦАТС та 13-ми кінцевих АТС . Задамося радіальною системою включення відповідно до якої потрібно вибрати сім систем передачі даних .

На сьогоднішній день у складі телекомунікаційної мережі перебувають АТС від координатного типу до електронного (цифрового) . Невідємним обладнанням телекомунікаційних мереж являється системи передачі даних , які представленні у широкому діапазоні , починаючи від (СП) ІКМ різної кількості каналів та сучасними системами передачі провідних виробників Watson , Cisco , Simens та інші .

Встановлюємо кількість абонентів по різному квартирноиу секторі.

В будівлях 5-ти поверхових забудов :

75 * 30 % = 22.5 *1242 = 27 945 абонентів

В будівлях 9-поверхових забудов :

144 * 30 % = 432 *647 = 27 950 абонентів

Індивідульний сектор :

69 900 - 27 945 - 27950 = 14005 абонентів

Резерв 15 АТС * 5 тис. номерів =76 890 - 75 000 = 1890 номерів (розвиток)

Звідси знаходимо загальну кількість розподільних шаф (РШ) , розрахуємо 1 шафу на 1000 номерів в нашому випадку необхідно 40 РШ .

Розподільні коробки розподіляються наступним чином при 5-ти поверхових забудовах необхідно

3 коробки(1*10 номерів),

3 * 1242 буд. = 3726 роз. коробок

для 9-ти поверхових забудов

5 коробок,

5 * 647 буд. = 3235 роз. Коробок

В результаті виконаних розрахунків телекомунікаційна мережа міста набуває наступного вигляду (Рис.1.1)

2. Огляд технології абонентського доступу

Технології абонентського доступу можна охопити чотирьма великими категоріями:

з використанням провідних кабелів типу "скручена пара;

з використанням оптоволоконних і коаксіальних кабелів;

з використанням безпровідних систем;

з використанням повністю оптоволоконних систем.

Як показано на рис. 1, окремі технології та впровадження містяться всередині цих широких категорій.

Телефонні лінії типу "скручена пара" є середовищем доступу, яке сьогодні застосовується абсолютною більшістю індивідуальних користувачів. За певний час будуть впроваджені інші технології, які забезпечать більшу швидкість пересилання даних через це середовище.

Коаксіальні та оптоволоконні системи початково були впроваджені для широкомовного відео. Оскільки цим системам притаманна широкосмуговість, то були опрацьовані техніки, які використовують цю перевагу для швидкісного передавання даних, особливо для доступу до інтернет в домашніх умовах.

Безпровідний доступ має два види:

сателітарні системи, створені для широкомовного відео, які мають здатність передавати дані з високою швидкістю;

коміркові/персональні комунікаційні послуги (Personal Communications Cervices - PCS) - системи, спроектовані для обслуговування мобільних користувачів.

Розв'язання для провідних кабелів типу "скручена пара"

Існують три головні категорії розв'язань для кабелів "скручена пара" при їх застосуванні для доступу до Internet (рис. 2):

модеми в смузі частот телефонії (голосу) (Voice band data - VBD);

цифрові абоновані лінії (Digital Subscriber Line - DSL) ISDN;

інші методи DSL (xDSL).

Модеми VBD добре відомі і використовуються індивідуальними користувачами та користувачами із сфери малого бізнесу. Вони оперують у діапазоні частот телефонії через кабелі "скручена пара", використовуючи фазову або квадратурну модуляцію для передавання даних. Більшість з них працює із швидкостями 14.4 і 28.8 кб/с; більш нові - до 33.6 кб/с. Впроваджується асиметричний варіант модемного зв'язку із швидкістю від сервера до 56 кб/с і швидкістю у зворотньому напрямку до 33.6 кб/с.

ISDN - це цифрова широкосмугова технологія, яка оперує з двосторонньою швидкістю 144 кб/с, використовуючи схему кодування 2B1Q, і містить два канали B по 64 кб/с і один канал D (16 кб/с). Канали B можна використати для двох телефонних викликів, двох каналів передавання даних, окремого передавання голосу і даних, або для поєднаного передавання даних при128 кб/с. Для стандартного кабеля довжина абонентської петлі обмежена до 6 км.

Технології xDSL

Розробники устаткування для передавання достатньо швидко знайшли оригінальні рішення, що привело до появи декількох нових технологій, що позначаються абревіатурою xDSL. Останні три букви (DSL) - скорочення від „Digital Subscriber Line” - цифрова абонентська лінія. Латинська буква „х” використовується як „змінна” в алгебрі. Найчастіше використовуються п'ять її значень (А, RA, H, S і V), що визначають такі технології передавання інформації по існуючих АЛ:

Основні характеристики технологій xDSL

Основні технічні характеристики сучасних технологій сімейства xDSL показані в таблиці 1. Існують новіші варіанти xDSL, наприклад, багатошвидкісна DSL (MDSL, multi-speed DSL), але вони пропонуються тільки одним виробником, і їх важко порівнювати з іншими членами сімейства. Таблиця упорядкована за часом створення технології.

Таблиця 2.1 - Параметри сімейства технологій xDSL

Назва	Пояснення	Швидкість передавання даних	Режим	Коментар
HDSL/ HDSL2	Швидкісна DSL	1,544 Мбіт/с 2,048 Мбіт/с	Симетрична Симетрична	Використовуються дві пари HDSL2 використовується одна пара
SDSL	Однолінійна DSL	768 кбіт/с	Симетрична	Використана одна пара
ADSL	Асиметрична DSL	від 1,5 Мбіт/с до 8 Мбіт/с від 16 кбіт/с до 640 кбіт/с	Вхідний потік Вихідний потік	Використана одна пара з максимальною довжиною 5,5 км
RADSL	DSL з адап-тацією швидкості	від 1,5 Мбіт/с до 8 Мбіт/с від 16 кбіт/с до 640 кбіт/с	Вхідний потік Вихідний потік	Використана одна пара, але може адаптуватись швидкість передавання даних до параметрів лінії
CDSL	Абонентська DSL	До 1 Мбіт/с від 16 до 128 кбіт/с	Вхідний потік Вихідний потік	Використана одна пара, але не потребує в будинку користувача віддаленого обладнання
IDSL	ISDN DSL	Аналогічна ISDN BRI	Симетрична	Використана одна пара, інколи називається „BRI без комутатора”
VDSL	Високошвид-кісна DSL	Від 13 до 52 Мбіт/с від 1,5 Мбіт/с до 6,0 Мбіт/с	Вхідний потік Вихідний потік	Великі швидкості обміну даними; максимальна довжина від 0,55 до 1,4 км, потрібен волоконно-оптичний абонентський кабель і АТМ

Характеристика технологій: хDSL.

HDSL і HDSL2 - швидкісні DSL. Технологія HDSL передбачає організацію симетричної лінії передачі даних, тобто швидкості передачі даних від користувача в мережу і з мережі до користувача рівні. Завдяки швидкості передачі (1,544 Мбіт/с по двох парах проводів і 2,048 Мбіт/с за трьома парами проводів) телекомунікаційні компанії використовують технологію HDSL в якості альтернативи лініях T1/E1. (Лінії Т1 використовуються в Північній Америці і забезпечують швидкість передачі даних 1,544 Мбіт/с, а лінії Е1 використовуються в Європі і забезпечують швидкість передачі даних 2,048 Мбіт/с.) Хоча відстань, на яке система HDSL передає дані (а це близько 3,5 - 4,5 км), Менше, ніж при використанні технології ADSL, для недорогого, але ефективного, збільшення довжини лінії HDSL телефонні компанії можуть встановити спеціальні повторювачі. Використання для організації лінії HDSL двох чи трьох кручених пар телефонних проводів робить цю систему ідеальним рішенням для з'єднання УАТС, серверів Інтернет, локальних мереж і т.п. Технологія HDSL2 є логічним результатом розвитку технології HDSL. Дана технологія забезпечує характеристики, аналогічні технології HDSL, але при цьому використовує тільки одну пару проводів.

SDSL

Також як і технологія HDSL, технологія SDSL забезпечує симетричну передачу даних зі швидкостями, відповідними швидкостям лінії Т1/Е1, але при цьому технологія SDSL має дві важливі відмінності. По-перше, використовується тільки одна кручена пара проводів, а по-друге, максимальна відстань передачі обмежена 3 км . У межах цієї відстані технологія SDSL забезпечує, наприклад, роботу системи організації відеоконференцій, коли потрібно підтримувати однакові потоки передачі даних в обидва напрямки. У певному сенсі технологія SDSL є попередником технології HDSL2.

SDSL "- це технологія, що використовує широкосмугову модуляцію. Технологія SDSL забезпечує симетричну передачу даних зі швидкістю до 2,3 Мбіт / с. Для організації доступу по SDSL технології, в залежності від марок застосовуваних модемів, необхідно виділення прямого проводу (фізичної двухпроводной лінії), що замовляється і організовується оператором зв'язку. Швидкість доступу при підключенні по SDSL визначається технічними характеристиками, протяжністю конкретної лінії зв'язку, що з'єднує користувача і провайдера, і конкретною маркою SDSL модему. SDSL дає можливість об'єднати розрізнені локальні мережі, вибудовуючи їх у єдину корпоративну мережу, що дозволяє значно економити кошти і час при обміні інформацією між філіями підприємства. Технологія SDSL дозволяє організувати відеоконференцію, коли потрібно підтримувати однакові потоки передачі даних в обидва напрямки.

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - асиметрична цифрова абонентська лінія) - технологія широкосмугового доступу, яка забезпечує передачу швидкісного цифрового сигналу звичайною аналоговою телефонною лінією, та дозволяє одночасно користуватися телефоном і Інтернетом.

ADSL призначена для високошвидкісного доступу до Інтернет. ADSL відноситься до класу широкосмугових (broadband) технологій. Вона забезпечує швидкість передачі даних в напрямку абонента - до 24 Мбіт/с, від абонента - до 3.5 Мбіт/с. Висока швидкість дозволяє комфортно працювати з Web-сайтами, швидко передавати великі файли і документи, працювати з мультимедіа, повноцінно використовувати інтерактивні засоби.

Головною відмінністю при використанні ADSL є можливість одночасно працювати в Інтернет і розмовляти телефоном. Телефон залишається вільним.

Передача даних за технологією ADSL реалізується через звичайну аналогову телефонну лінію за допомогою абонентського пристрою - модема ADSL та мультиплексора доступа (англ. DSL Access Multiplexer, DSLAM), який знаходиться на тій же АТС, до якої підключається телефонна лінія користувача, причому включається DSLAM до обладнання самої АТС. DSLAM мультиплексує множину абонентських ліній DSL в одну високошвидкісну магістральну мережу. Також вони звичайно підключаються до мережі ATM по каналах PVC (постійний віртуальний канал англ. Permanent Virtual Circuit) до провайдерів послуг Internet та інших мереж. Слід відзначити, що два ADSL-модеми не зможуть з'єднатися одне з одним, на відміну від модемів Dial-Up. Звичайно, через необхідність встановлення обладнання на кожній АТС затрати на побудову і утримання мережі були помітно вищі, ніж у випадку класичного комутованого доступу, коли всі модеми провайдера встановлювались на одній АТС, однак в порівнянні з вартістю інших способів надання високошвидкісного доступу до мережі Інтернет технологія DSL виявилась дуже дешевою.

Підключення ADSL-модему до телефонної лінії:

ADSL-сплітер розділяє частоти голосового сигналу (0,3 - 3,4 КГц) від частот, використовуваних ADSL-модемом (26 КГц - 1.4 МГц). Таким чином, виключається взаємний вплив модему та телефонного апарата. Зовні ADSL-сплітер являє собою невелику коробочку з трьома роз'ємами типу RJ-11 (телефонні «євророзетки»), які позначені як «Line», «Phone» і «Modem». Телефонна лінія від міської АТС підключається до роз'єма «Line» сплітера. Телефонний апарат підключається до роз'єма «Phone» сплітера. І, нарешті, роз'єм "ADSL"/"WAN" ADSL-модема підключається до роз'єму «Modem» сплітера.

Принцип роботи ADSL

В технології ADSL доступна смуга пропускання каналу розподілена між вихідним та вхідним трафіком несиметрично - для більшості користувачів вхідний трафік значно суттєвіший, ніж вихідний, тому використання для нього більшої частини смуги пропускання повністю виправдане (за виключенням пірінгових мереж та електронної пошти, де об'єм і швидкість вихідного трафіку є достатньо важливими). Звичайна телефонна лінія використовує для передачі голосу смугу 0,3…3,4 кГц. Щоб не заважати використанню телефонної мережі за її прямим призначенням, в ADSL нижня межа діапазону частот знаходиться на рівні 26 кГц. Верхня ж межа, виходячи з вимог до швидкості передачі даних і можливостей телефонного кабелю, становить 1,1 МГц. Ця смуга пропускання ділиться на дві частини - частоти від 26 кГц до 138 кГц відведені для вихідного потоку даних, а частоти від 138 кГц до 1,1 МГц - вхідного. Смугу частот від 26 кГц до 1,1 МГц було обрано не випадково. Починаючи з частоти 20кГц і вище, затухання має лінійну залежність від частоти.

Такий частотний розподіл дозволяє розмовляти по телефону, не перериваючи обмін даними тією ж лінією.

Для розділення низькочастотного аналогового сигналу та високочастотного цифрового використовується сплітер, який являє собою фільтр низької частоти. Також можливе використання мікрофільтру. В цьому випадку модем підключається до лінії напряму, а всі телефони, факси та ін. аналогові пристрої підключаються до лінії через мікрофільтри.

Червона область - діапазон частот, що використовується звичайним телефоном (голос), зелена та блакитна області використовуються для ADSL

R-ADSL

Технологія R-ADSL забезпечує таку ж швидкість передачі даних, що і технологія ADSL, але при цьому дозволяє адаптувати швидкість передачі до протяжності й стану використовуваної витої пари дротів. При використанні технології R-ADSL з'єднання на різних телефонних лініях буде мати різну швидкість передачі даних. Швидкість передачі даних може обиратися за синхронізації лінії, під час з'єднання або за сигналом, що надходить від станції. У принципі під RADSL розуміється будь-який xDSL-модем, який має функцію автоматичного підстроювання швидкості з'єднання. Такий модем може автоматично налаштовувати швидкість передачі відповідно до електричними параметрами лінії. Якщо модем підключається до протяжної лінії, він автоматично знижує швидкість передачі даних, забезпечуючи установку з'єднання з найвищою можливою швидкістю передачі даних. Завдяки своїй адаптивності технологія RADSL усуває велику кількість проблем, які можуть виникнути при використанні DSL. Основними перевагами RADSL є:

Зниження трудовитрат на перевірку абонентської лінії;

Мінімізація витрат на обслуговування завдань.

IDSL

Технологія IDSL забезпечує повністю дуплексний передачу даних на швидкості до 144 Кбіт/с. На відміну від ADSL можливості IDSL обмежуються лише передачею даних. Незважаючи на те, що IDSL, також як і ISDN, використовує модуляцію 2B1Q, між ними є ряд відмінностей. На відміну від ISDN лінія IDSL є некомутованої лінією, що не приводить до збільшення навантаження на комутаційне обладнання провайдера. Також лінія IDSL є «постійно включеної» (як і будь-яка лінія, організована з використанням технології DSL), в той час як ISDN вимагає установки з'єднання.

HDSL

Технологія HDSL передбачає організацію симетричної лінії передачі даних, тобто швидкості передачі даних від користувача в мережу і з мережі до користувача рівні. Завдяки швидкості передачі (1,544 Мбіт/с по двох парах проводів і 2,048 Мбіт/с за трьома парами проводів) телекомунікаційні компанії використовують технологію HDSL в якості альтернативи лініях T1/E1. (Лінії Т1 використовуються в Північній Америці і забезпечують швидкість передачі даних 1,544 Мбіт/с, а лінії Е1 використовуються в Європі і забезпечують швидкість передачі даних 2,048 Мбіт/с.) Хоча відстань, на яке система HDSL передає дані (а це близько 3,5 - 4,5 км), Менше, ніж при використанні технології ADSL, для недорогого, але ефективного, збільшення довжини лінії HDSL телефонні компанії можуть встановити спеціальні повторювачі. Використання для організації лінії HDSL двох чи трьох кручених пар телефонних проводів робить цю систему ідеальним рішенням для з'єднання УАТС, серверів Інтернет, локальних мереж і т.п. Технологія HDSL2 є логічним результатом розвитку технології HDSL. Дана технологія забезпечує характеристики, аналогічні технології HDSL, але при цьому використовує тільки одну пару проводів.

VDSL

Технологія VDSL є найбільш «швидкої» технологією xDSL. Вона забезпечує швидкість передачі даних «низхідного» потоку в межах від 13 до 52 Мбіт / с, а швидкість передачі даних «висхідного» потоку в межах від 1,5 до 2,3 Мбіт / с, причому по одній парі телефонних проводів. У симетричному режимі підтримуються швидкості до

26 Мбіт / с. Технологія VDSL може розглядатися як економічно ефективна альтернатива прокладанню волоконно-оптичного кабелю до кінцевого користувача. Однак, максимальна відстань передачі даних для цієї технології складає від300 метрів до 1300 метрів . Тобто, або довжина абонентської лінії не повинна перевищувати даного значення, або оптико-волоконний кабель повинен бути підведений ближче до користувача (наприклад, заведений у будівлю, в якій знаходиться багато потенційних користувачів).

Моделі й архітектура мережі доступу

Мережа доступу (МД) є складовою більш загальної телекомунікаційної мережі (ТКМ), тому є необхідність визначити її місце і функцію у взаємодії з іншими складовими ТКМ, необхідність розглянути її архітектуру. Загальні відомості щодо загальної архітектури і моделі МД розглянуті в Рекомендації ITU-T G.902 (11/95).

TMN (Telecommunications Management Network) -- мережа управління електрозв'язком; AN (Access Network) -- мережа доступу; SN (Service Node) -- вузол послуг; UNI (User-Network Interface) -- інтерфейс «користувач -- мережа» (точка присутності мережі доступу); SNI (Service Node Interface) -- інтерфейс вузла послуг; TN (Transport Network) -- транспортна мережа.

Протокольну модель мережі доступу подано на рис. 6.3.2. До моделі входять рівні: фізичний, трактів, каналів, підтримки доступу й управління і системи: управління і підтримки можливостей доступу.

Протокольна модель указує на можливості реалізації різних протокольних (алгоритмічних, технологічних) рішень терміналам користувачів у мережі зв'язку. При цьому фізичний рівень підтримує транспортування і захист трафіка по фізичному середовищу (мідному або оптичному кабелю, радіо- або оптичному каналу) у вигляді сигналів цифрових систем PDH, SDH, ATM, пакетів Ethernet, модемної передачі. Фізичний рівень може бути представлений секціями-ділянками мультиплексування і регенерації сигналів.

Рівень трактів забезпечує створення й обслуговування маршрутів передачі даних для користувачів з різними терміналами і запитами на послуги зв'язку.

Рівень каналів визначає види каналів мережі доступу (фізичні канали, віртуальні канали, канали певних послуг тощо).

Рівень підтримки доступу найчастіше асоціюється з сигнальними системами, наприклад, для доступу до телефонної мережі, до мережі N-ISDN, до мережі B-ISDN.

На рівень управління покладені задачі підтримки у функціональному стані всіх протокольних рівнів за рахунок реалізації постійного контролю функцій через операційні системи управління. Функції управління повномасштабно можуть бути реалізовані через спеціалізовані системи управління, які, як свідчить досвід, охоплюють мережі доступу оператора на великих територіях (у межах міст, областей).

Система підтримки можливостей доступу може включати такі функції, як: прогнозування послуг, розрахунок показників якості й економічних показників, довідково-інформаційні функції тощо.

Протокольна модель мережі доступу дозволяє точніше визначити функції мережі доступу: призначених для користувача інтерфейсів; транспортні функції; сервісних портів (інтерфейсів) комутації; вбудовані функції; функції системи управління.

Лінія передачі абонентів (Subscriber Transmission Line, STL) з'єднує вузол надання послуг з терміналом мережі і проходить мережу доступу. Вона може бути утворена фізичним з'єднанням, каналом (аналоговим або цифровим), складовим каналом, віртуальним каналом або групою каналів для однакових або різних послуг. Лінія передачі проходить крізь абонентну лінію (Subscriber Line, SL), інтерфейс UNI, мережний блок NU, розподільну мережу (Distribution Network, DN), вузол розподілу CDN, сполучну магістраль (Backbone Network, BN). Найпроблемнішими ділянками лінії передачі абонента є SL, що в літературі має назву «останньої милі», і розподільна мережа DN. Базова структура мережі доступу істотно відрізняється від структури абонентської лінії телефонної мережі, зокрема, на міській телефонній мережі (ГТС) (рисункок).



У порівнянні з мережею ГТС (рис. 6.3.4), МД -- це універсальна мережа, в якій можуть бути гарантовані будь-які телекомунікаційні послуги із смугою частот передаваних сигналів від тональних (0,3...3,4 кГц) до десятків і сотень мегагерц (для телевізійних сигналів аналогового і цифрового форматів). Для реалізації універсальних можливостей MД можуть бути використані оптичні лінії передачі, проводові та радіолінії.

Мережі ж телефонних ліній непридатні для надання широкосмугових послуг, проте вони можуть частково входити до мереж доступу на різних ділянках, наприклад, на ділянці розподілу (див. рис. 6.3.4), відповідній ділянці SL мережі доступу (див. рис. 6.3.3). Для реалізації послуг нетелефонного типу, наприклад N-ISDN, знадобиться заміна абонентської проводки (див. рис. 6.3.4), виконаної зазвичай кабелем ТРП або ПРППМ, на кабель з високочастотними крученими парами (категорії 5).

Для розв'язання завдань створення універсального доступу до телекомунікаційної мережі ITU-T запропонував у низці своїх рекомендацій типові структури мереж доступу із застосуванням проводових і оптичних ліній, радіоліній, відкритих оптичних ліній, приклади яких наведено на рисунок. телекомунікаційний мережа модем провідний

Серед різних архітектурних рішень для MД необхідно виділити пасивну оптичну мережу ПОМ (Passive Optical Network, PON), яка відзначається відносно низькими витратами на реалізацію і забезпечує інтерактивний трафік з широкосмуговими сигналами на одній або декількох оптичних частотах в одному скловолокні. Як ключові елементи розгалуження в PON можуть бути використані оптичні пристрої розділення потужності сигналу, які здатні розділяти й об'єднувати системи різних напрямів передачі оптичних частот. Приклад PON (подано на рисунку 2.10)

В особливо відповідальних випадках надійність такої мережі забезпечується дублюванням кабельної лінії. Розглянута архітектура може бути реалізована в MД з різними фізичними середовищами, у тому числі й у PON. Мережі доступу можна класифікувати за технологічними рішеннями і розбити на проводові і безпроводові. Приклад технологій проводового доступу подано на рис. 6.3.7. Основою для реалізації цих технологій служать мідні дроти і волоконні світловоди.

3. Схема доступу на базі заданої технології

ADSL є найбільш стандартизованою технологією в сенсі доступності документації, перевірки на практиці і наявності "відкритих" специфікацій. Поширене переконання, що багато технологій xDSL почнуться з ADSL і можуть навіть закінчитися в її рамках.

На рис. 5.1 показана базова архітектура системи ADSL. Архітектура встановлює ряд стандартних інтерфейсів між основними компонентами. Між інтерфейсами визначені функціональні групи, реалізовані в продуктах виробників устаткування, що втілюють необхідні функції разом з будь-якими варіантами або покращеннями від самого виробника. Внутрішні особливості окремих компонентів самостійно визначаються компанією-виробником.

ATU-C	- передавальний пристрій ADSL (ADSL Transmission Unit) у центральній станції;
ATU-R	- передавальний пристрій ADSL на віддаленій стороні;
В	- допоміжний вхід даних (наприклад, параболічна антена);
DSLAM	- мультиплексор доступу DSL (DSL Access Multiplexer);
POTS-C	- інтерфейс між PSTN і розподільником у центральній станції;
POTS-R	- інтерфейс між PSTN і розподільником на віддаленій стороні (remote);
T-SM	- Т-інтерфейс для модуля служби (Service Module);
Т	- Т-інтерфейс, який може бути внутрішнім для SM або ATU-R;
U-C	- U-інтерфейс у центральній станції;
U-C2	- U-інтерфейс у центральній станції від розподільника до ATU-C;
U-R	- U-інтерфейс на віддаленій стороні;
U-R2	- U-інтерфейс на віддаленій стороні від розподільника до ATU-R;
V	- V-інтерфейс на стороні вузла доступу від ATU-C до вузла доступу;
Vс	- інтерфейс на стороні центральної станції від вузла доступу до мережевої служби;

ADSL має ряд важливих особливостей. По-перше, передбачається підтримка аналогових телефонних служб (ТФМЗК). Спеціальний розподільник дозволяє передавати аналоговий канал 4 кГц від комутатора до абонента на цифровій смузі пропускання з'єднання ADSL.

По-друге, у системі ADSL реалізовано безліч служб, включаючи цифрове мовлення і широкосмуговий доступ (тобто послуги відео і доступу до Інтернету), а також мережеве керування. Усі ці служби доступні поза звичайним комутатором центральної або місцевої станції (LE), що знімає проблеми заторів у магістралях і комутаторах. Багато з'єднань АDSL обслуговуються єдиним вузлом доступу ADSL центральної або місцевої станції, що іноді називається DSLAM або модулем доступу DSL, хоча це і можна переплутати. DSLAM може надавати доступ до служб ліній ADSL, але повна архітектура DSLAM є більш загальною, ніж наведена на рис. 5.1.

Назви інтерфейсів говорять самі за себе. В-інтерфейс указує на необов'язковий вхід, наприклад, від кабелю антени, що надає супутникове мовлення. Інтерфейс T-SM (між ATU-R і модулем служби) у деяких випадках може бути аналогічний Т-інтерфейсу, особливо коли модуль служби інтегрований у ATU-R. Якщо дійсно є присутнім інтерфейс T-SM, то на кожен ATU-R може припадати кілька таких інтерфейсів, причому різних типів. Наприклад, ATU-R може мати роз'єм інтерфейсів 10Base-T Ethernet і V.35. Якщо термінальне устаткування інтегроване з ATU-R, T-інтерфейс між абонентською розподільною мережею і термінальним устаткуванням може бути відсутнім.

Різні U-інтерфейси можуть бути відсутні, якщо розподільник є частиною пристроїв ATU або якщо він взагалі не застосовується. На даний момент це було визначальною тенденцією серед виробників устаткування, але унеможливлювало підтримку на тій же лінії існуючих аналогових телефонів. V-інтерфейс може бути скоріше логічним, ніж фізичним, що особливо правильно для інтерфейсу VA, коли DSLAM або вузол доступу ADSL виконує деякі задачі з концентрації або комутації. Якщо інтерфейс Vc для мережі, що обслуговується, є фізичним, він може набувати безлічі форм, що відповідають конкретним мережам (TCP/IP, ATM і т. д.). Розглянемо різні форми реалізації ADSL в абонента. Відповідно до архітектури формується абонентська розподільна мережа. Вона може бути пристроєм як окрема пара проводів до пристроїв (телевізійних приставок або персональних комп'ютерів) або настільки ж складною, як дійсна локальна мережа (LAN), подібна домашній Ethernet. Потенційним недоліком може стати необхідність прокладання нових кабелів для під'єднання в абонентів пристроїв ADSL. Більш нові стандарти використовують для цього абонентську електричну проводку (наприклад, CEBus), що набагато краще.

Мережа ADSL

ADSL є частиною цілої мережевої архітектури, потенційно призначеної для забезпечення домашніх користувачів і домашніх офісів усіма типами нових широкосмугових служб. У цьому контексті широкосмугові служби означають послуги, що потребують більш швидких з'єднань, ніж з'єднання зі швидкістю 1 або 2 Мбіт/с.

Рисунок показує, як буде виглядати широкосмугова мережа на основі ADSL. У найпростішій версії цієї архітектури абоненти бачили б тільки новий модем ADSL. Цей пристрій є роз'ємом RJ-11, що підтримує існуючі аналогові телефони у домашньому/малому офісі (SOHO). Інші порти, можливо 10BASE-T Ethernet, з'єднували б персональний комп'ютер або телевізійні приставки з набором служб, подібних до високошвидкісного доступу до Інтернету або відео за вимогою. Розподільник служить для виділення POTS з цифрових служб. У багатьох випадках може знадобитися додаткова проводка в будинку абонента, але це перебуває за межами мережі ADSL, оскільки внутрішня проводка належить власникові приміщення, це характерно для США і багатьох інших країн.

На центральній або місцевій станції за допомогою іншого розподільника аналогова телефонна служба передається телефонному комутатору. Локальні лінії ADSL тепер закінчуються на вузлі доступу ADSL, а не йдуть безпосередньо до комутатора центральної станції. Вузол доступу (який є типом мультиплексора доступу DSL або DSLAM), поєднує безліч ліній ADSL. На зворотній до мережевого вузла стороні може підтримуватися з'єднання з маршрутизатором TCP/IP або комутатором ATM.

Ці пристрої надають користувачеві доступ до обраних служб. Служби можуть розташовуватися в центральній станції і забезпечуватися компанією місцевого доступу (LEC) або конкуруючою організацією відповідно до договору про співробітництво. У багатьох випадках служби можуть знаходитися поза будинком центральної станції і з'єднуватися з нею коротким кабелем.

До служб відносять доступ до Інтернету, сервер роботи вдома (або корпоративний сервер інтранет), відео за вимогою і навіть сервери інформації й оголошень (фінансові новини і т. д.). Доступ до цих служб може виконуватися за протоколом TCP/IP або ATM - ADSL допускає використання кожного з них.

Технологія ADSL формує єдину мережеву архітектуру. ADSL - не просто спосіб перегляду Web, а засіб доставки домашнім користувачам і домашнім офісам усіх типів нових широкосмугових служб на конкурентній основі і від різних джерел (від освітніх і до фінансових).

На рис. 5.3 більш докладно зображена структура віддаленого термінального пристрою ADSL (ADSL ATU-R), який застосовується для підтримки доступу до абонентів. Фізичним пристроєм може бути телевізійна приставка або персональний комп'ютер. Не виключаються і нестандартні пристрої. Проводка від ATU-R до кінцевого пристрою може бути простою (локальна мережа 10BASE-T), складною (приватна мережа ATM) або виконуватися по споживчій шині електронного устаткування (CEBus), що використовує електричну проводку для передавання інформації.

У кожному з варіантів широкосмугового доступу не потрібні зміни в проводці до існуючих аналогових телефонів, оскільки сигнали до них виділяються спеціальним пристроєм (розподільником). З'єднання ADSL дає можливість під'єднуватись до пристрою цифрових перемичок DACS, до входу в магістральну мережу провайдера.

Якщо провайдер забезпечує з'єднання ADSL, то цілком можливо, що всі служби будуть розміщатися безпосередньо на центральній станції. Однак більш ймовірне забезпечення показаних на рисунку служб двома іншими способами.

По-перше, з'єднання ADSL можуть об'єднуватися мультиплексором і вводитися в устаткування DACS. DACS забезпечує зв'язок з магістральною системою, можливо з не розділеним на канали Т-3, що працює на швидкості 45 Мбіт/с, і далі з провайдером Інтернету. У провайдера всі з'єднання закінчуються на маршрутизаторі IP, а пакети направляються з/в Інтернет. Корпоративна мережа інтранет може бути під'єднана аналогічним чином. Це найпростіший метод, при якому сумарна смуга пропускання всіх з'єднань ADSL не зможе перевищувати 45 Мбіт/с у кожному з напрямків.

По-друге, вузол доступу може бути з'єднаний безпосередньо з маршрутизатором IP або комутатором ATM, розташованим у декількох метрах (можливо, кімнатою нижче) від вузла доступу. Трафік об'єднується, оскільки існує тільки одне фізичне з'єднання від вузла доступу до комутатора/маршрутизатора. Однак як тільки пакети потрапляють у маршрутизатор IТ або комутовану мережу ATM, напрямок трафіку в точку призначення стає аналогічним першому випадку. Такий сценарій має сенс, коли провайдер ADSL одночасно є провайдером Інтернету. Можливе надання ADSL незалежними провайдерами, навіть у тому випадку, коли місцева телефонна компанія не пропонує і не підтримує ADSL (див. нижче). Це не тільки характерна риса ADSL, але й одна з основних причин підвищеного інтересу до даної технології.

При роботі над стандартом ADSL основна увага приділяється вузлу доступу. Зараз більшість вузлів доступу виконує тільки просте об'єднання трафіку (тобто всі біти і пакети в/з вузлів доступу переносяться до служб по простих колах). Якщо 10 абонентів ADSL будуть приймати вхідний потік 2 Мбіт/с і вихідний потік 64 кбіт/с (що типово), то з'єднання між вузлом доступу і мережею служб (наприклад, Інтернет) повинно забезпечувати 20 Мбіт/с (10Ч2 Мбіт/с) в обох напрямках, щоб уникнути заторів і відкидання пакетів. Така ж швидкість повинна забезпечуватися для вихідного потоку навіть при об'єднаному трафіку в 640 кбіт/с (10Ч64 кбіт/с). Це пояснюється дуплексною природою з'єднань з Т-несучою - єдиного поки способу переносу такого трафіку.

Поліпшенням систем ADSL було б виконання статистичного мультиплексування в самих вузлах доступу ADSL або безпосередня реалізація можливостей комутації в мультиплексорі ADSL. У випадку статистичного мультиплексування, заснованого на обліку пульсуючої природи пакетів, можливі менші швидкості з'єднань, оскільки більшість користувачів не будуть працювати одночасно.

ADSL має ряд важливих особливостей. По-перше, передбачається підтримка аналогових телефонних служб (ТФМЗК). Спеціальний розподільник дозволяє передавати аналоговий канал 4 кГц від комутатора до абонента на цифровій смузі пропускання з'єднання ADSL.

По-друге, у системі ADSL реалізовано безліч служб, включаючи цифрове мовлення і широкосмуговий доступ (тобто послуги відео і доступу до Інтернету), а також мережеве керування. Усі ці служби доступні поза звичайним комутатором центральної або місцевої станції (LE), що знімає проблеми заторів у магістралях і комутаторах. Багато з'єднань АDSL обслуговуються єдиним вузлом доступу ADSL центральної або місцевої станції, що іноді називається DSLAM або модулем доступу DSL, хоча це і можна переплутати. DSLAM може надавати доступ до служб ліній ADSL, але повна архітектура DSLAM є більш загальною

Мережі технології ADSL сьогодні активно випроваджують не лише у традиційній сфері стільникового зв'язку , ай у частотному діапазоні РСБ,виділеному для роботи як телефонів, так і іншого обладнання персонального зв'язку. Вони перевищують інші технології за якістю передавання та кількості населення. Наприклад, для ADSL потрібно на 39-40% менше базових станцій, ніж для аналогічної мережі GSM та у два-три рази менше станцій, ніж для мереж AMPS.

Водночас вартість обладнання ADSL внаслідок його складності вища, ніж аналогічного обладнання інших мереж.

4. Розрахунок кількості користувачів

Оскільки кількість мешканців дорівнює 700 тисяч, то розраховуємо кількість квартирних і офісних користувачів послуг наступним чином:

Кількість квартир у місті (кількість мешканців у квартирі 3):

Nкв=3

Nкв= 233000 абоненти

Кількість офісів (середня кількість працівників в офісі 20):

Nоф=700000/3*2*20=5800

Nоф=5800 абонентів

Оскільки згідно з вихідних даними курсового проекту задано населення міського типу, то вважатимемо, що житловий мікрорайон міста збудований з 5-ти поверховий будинок встановлює - 75 квартир ( 5 під`їздів , 3 кв. на поверх), 9-ти поверховий - 144 квартир (4 пі`їздів , 4 квартири на поверх) .

Нагадуємо, що:

Nm - кількість населення в місті за завданням (700000)

Nкв - кількість квартир у місті (233000)

Nоф - кількість офісів (5800)

N5-ти поверхових забудов - 1242 будинків

N9-ти поверхових забудов - 647 будинків

46 600 тис. індивідуальних забулов

Знайдемо кількість офісних центрів (1 центр містить 20 офісів):

Nоф.центр= Nоф/20

Нараховуємо початкову кількість абонентів у місті:

Nтел.поч.= ( Nкв+ Nоф)*0,8

Nтел.поч.= (233000+5800)*0,8=191040 абонентів

Знайдемо проектну кількість абонентів у місті:

Nтел.= Nкв+ Nоф *0,8

Nтел.= 233000+5800 * 0,8= 191040 абонентів

Розрахуємо кількість опорних станцій (1 опорно-транзитна станція на районі зі 1000000 мешканців):

Nоб.пр./50 000

Nоб.пр = 191040/50 000 = 3,8=4 станцій.

Знайдемо кількість абонентів у кожному районі:

Nтел.район = Nтел / Nрайон

Nтел.район = 191040/4= 47 760 абонентів

Знайдемо кількість постачальників послуг (1 постачальник на 20000 мешканців міста):

NПОСТ.= Nm/ 20000

NПОСТ.= 700000 / 200000 = 35 постачальників послуг

Розрахуємо кількість абонентів, що припадає на один будинок:

Nтел. буд. = Nкв.тел / Nбуд

Nтел. буд. = 233000 /1889=123 абонентів

Розрахуємо кількість будинків на одну центральну станцію:

Nбуд.ЦАТС = Nтел.район / NЦАТС

Nбуд.ЦАТС 3 будинки

Розрахуємо кількість офісних центрів та одну центральну станцію:

Nоф.рай =3600 / Nрайон

Nоф.рай = 3600 /7 = 514 офісних центрів

N оф.ЦАТС = Nоф.центр / NЦАТС

N оф.ЦАТС = 350 / 5 =70 офісних центрів

Знайдемо кількість будинків на одну розподільчу шафу при розрахунку, що на 1 центральну станцію припадає 5 розподільчих шаф:

Nбуд. РШ = Nбуд.ЦАТС / 5

Nбуд. РШ = 74/ 5=15

Знайдемо кількість офісних центрів на одну розподільчу шафу (на 1 центральну станцію - 5 розподільчих шаф):

Nоф.РШ = N оф.ЦАТС / 5

Nоф.РШ = 70 / 5 = 14 офісних центрів

Розрахуємо загальну кількість розподільчих шаф, до яких підключається квартирні абоненти:

NРШ.кв. = NЦАТС* NЦАТС РШ

NРШ.кв. = 7*5 = 35 розподільчих шаф

Знайдемо кількість розподільчих коробок, при розрахунку на 1 будинок припадає 10 розподільчих коробок:

NРК.кв = 10* Nбуд

NРК.кв = 10*1889=18 890 розподільчих коробок

NРК.оф = NРК.кв + Nоф

NРК.оф = 18890 + 5800 =24 690 розподільчих коробок

Ємність розподільчої коробки - 10 номерів

5. Інформаційно-потоковий розрахунок

Головний метою даного етапу є розробка схеми є інформаційних потоків мережі і визначення величини потоків у кожному її елементі. Це схема є ідеалізацією структурної схеми, зображуючи ідеальні вузли та ідеальні зв'язки між ними пов'язані до реального її розташування на місцевості з урахування технологічних областей МД. Схема потоків необхідна для наступних розрахунків кількості обладнання та експлуатаційного персоналу мережі.

З огляду на складність проектованого об'єкту, схема потоків МД розробляють на декількох ієрархічних рівнях. В загальному випадку, як правило, розрізняють такі ієрархічні рівні МД:

1. Загальноміська транспортна мережа;

2. Мікрорайонні мережі;

3. Будинкові мережі;

4. Мережі приміщень користувачів.

Розрахуємо інформаційні потоки мережі диспуту,застосовуючи спрощуючи припущення: рівномірний розподіл користувачів кожної категорії, однакові профілі споживання послуг у межах категорії, однакові довжини однотипних ліній зв'язку, однакові пропускні здатності однотипних вузлів зв'язку та рівномірне тяготіння.

Максимальний набір послуг:

Квартирний користувач:

Vc ел.поч.= 128*0,01/3 = 0,43 (Кбіт/с)

Vер.файлу = 512*0,01/3 = 1,71 (Кбіт/с)

Vweb. сеанс = 512*0,2*2/10 = 20,48 (Кбіт/с)

Vc.тел. = 32*0,1*2/1 = 6,4 (Кбіт/с)

Vвід..тел. = 2048*0,05/1 = 102,4 (Кбіт/с)

Vc ауді пр.. = 512*0,2*2/1 = 204,8 (Кбіт/с)

Vc ел.поч.= 512*0,1/3 = 17,07 (Кбіт/с)

V пер.файлу = 2048*0,213 = 136,53 (Кбіт/с)

Vc.тел. = 3,2*0,1*2/1 = 6,4 (Кбіт/с)

Розрахунок пропускних здатностей елементів мережі доступу (МД)

Пропускна здатність елементів мережі частотно залежить як від середньої швидкості інформаційного потоку, так і від кількості послугових складових інформаційного потоку. Величина пропускної здатності (продуктивності) елемента мережі передачі до них повинна бути більшої середньої швидкості інформаційного потоку у елементі, але меншої суми максимальних швидкостей усіх послугових складових інформаційного потоку:

Vкв.мах. = 0,43+1,71*20,48+6,1+3,072+204,8=229,03 Кбіт/с

Vоф.мах. = 17,07+136,53+64+1024+204,8 =165,12 Кбіт/с

Висновок

В курсовому проекті розглянуто побудову мережі доступу з застосуванням технології мережі ADSL для населеного пункту 700000 тис. чоловік. Для цього населеного пункту було розглянуто характеристику та організацією телекомунікаційної мережі, здійснено опис роботи технології, проведено розрахунок кількості користувачів, здійснено інформаційно-потоковий розрахунок мережі.

Технологія ADSL зараз розвивається гігантськими темпами. Впровадження ADSL відбувається повсюди у всьому розвиненому світі. Це обумовлено великою кількістю плюсів цієї технології, хоча вона має і ряд мінусів. У цій роботі торкнувся як позитивні, так і негативні сторони цієї технології. Також розказано про успіхи ADSL, оскільки ця технологія несе в собі не лише засіб зв'язку, що полегшує роботу, але і що приносить значний фінансовий достаток. Отже, а що ж у кінці кінців представляє з себе ADSL.

Користувачі з цією технологією завжди і скрізь можуть працювати набагато більш продуктивно і ефективно, чим їх колеги, прив'язані до дротяних телефонних і комп'ютерних мереж.

Перелік посилань

1. Є. Буров «Комп'ютерні мережі» - Оновлення і доповнене видання 2, Львів - 2003р.;

2. Т.М. Валецька «Комп'ютерні мережі. Апаратні засоби », Київ - 2004р.;

3. В.К. Стеклов, Л.Н. Берклеон «Телекомунікаційні мережі», Київ - 2003р.;

4. Столхингс В. «Комп'ютерні системи передачі даних»,видавництво 6 - е, м. Київ - 2002 р.

Размещено на Allbest.ru

...