Проектирование системы управления и контроля сетевыми элементами транспортной сети связи
Общая характеристика основных факторов, определяющих необходимость развития и модернизации транспортной сети связи. Знакомство с особенностями и этапами проектирования системы управления, а также контроля сетевыми элементами транспортной сети связи.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.02.2019 |
| Размер файла | 6,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Проектирование системы управления и контроля сетевыми элементами транспортной сети связи
Введение
Сеть связи железнодорожного транспорта является частью единой автоматизированной сети связи ЕАСС РФ. Основой сети ОАО «РЖД» является транспортная сеть, планирование развитие которой должно быть долгосрочным (порядка 20 лет) и должно состоять из периодов проектирования, строительства, ввода в эксплуатацию, вывода на проектную мощность и начала окупаемости объектов Центральной станции связи (ЦСС) - филиала ОАО «РЖД». В современных условиях основными потребителями телекоммуникационных услуг и ресурсов стали информационные и автоматизированные системы, такие как единая корпоративная автоматизированная система управления финансами и ресурсами (ЕК АСУФР) или ЕАСД (единая автоматизированная система электронного грузооборота), или система дистанционного обучения ОАО «РЖД» (СПО) и многие другие, связанные с транспортной безопасностью, мониторингом и диагностикой объектов инфраструктуры и подвижного состава. В течение пяти лет суммарный прирост трафика услуг составляет около 23%.
В настоящее время протяжённость волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) на сети связи ОАО «РЖД» превышает 73 тыс. км. Эти линии оснащены оборудованием синхронной цифровой иерархии (SDH) и плезиохронной цифровой иерархии (PDH) различных производителей. Все ВОЛС с аппаратурой SDH (более 5 тыс. мультиплексоров) и PDH (1,6 тыс. мультиплексоров) охвачены Единой системой мониторинга и администрирования - ЕСМА.
Регламентирующими документами по связи в РФ являются федеральные законы, постановления правительства и приказы Роскомнадзора и Минкомсвязи России: Федеральный закон от 26.07.2006 № 149-ФЗ "Об информации, информационных технологиях и о защите информации";
а) Федеральный закон от 07.07.2003 № 126-ФЗ "О связи";
б) Федеральный закон от 27.12.2002 № 184-ФЗ "О техническом регулировании";
в) Постановление Правительства РФ от 22 декабря 2006 г. N 785 "Об утверждении Правил оказания услуг связи для целей телевизионного вещания и (или) радиовещания";
г) Приказ № 98 от 08.08.2005 г. "Об утверждении требований к порядку пропуска трафика в телефонной сети связи общего пользования";
д) Приказ № 97 от 08.08.2005 г. "Об утверждении требований к построению телефонной сети связи общего пользования".
Концепция развития транспортной сети связи определяет общие принципы технологического развития транспортной (первичной) сети связи ОАО «РЖД» на перспективу до 2015 года.
Основными факторами, определяющими необходимость развития и модернизации транспортной сети связи, являются:
а) внедрение новой системы корпоративного управления ОАО «РЖД»;
б) развитие корпоративной и региональной информатизации;
в) развитие автоматизации ряда технологических процессов железнодорожного транспорта;
г) развитие и существенное расширение участков скоростного движения (с продолжением этого развития в перспективе) развитие высокоскоростного движения;
е) усиление требований к безопасности движения (возрастание террористических угроз и др.)
Перечисленные факторы определяют основную стратегическую задачу развития, заключающуюся в резком увеличении пропускной способности сети связи и создания базы для её дальнейшего роста в перспективе. При этом должны обеспечиваться высокое качество и надёжность предоставляемых услуг.
Другой важной задачей является повышение эффективности работы сети, откуда следует необходимость применения перспективных телекоммуникационных технологий и вывода из эксплуатации морально и физически устаревшего оборудования.
Цель Концепции - определить основные принципы, направленные на выполнение этой задачи.
Технологическое развитие должно базироваться на следующих общих принципах:
а) развитие должно быть поэтапным;
б) реализация каждого последующего этапа должна производиться без нештатных перерывов действующих связей и не должна требовать замены работоспособного оборудования, установленного на предыдущих этапах;
в) развитие должно носить инновационный характер;
г) развитие должно учитывать мировые тенденции.
Под поэтапным развитием подразумевается, как разбиение процесса реализации решений на ряд последовательных технологических этапов, так и неодновременная реализация технологических этапов на разных участках сети.
Необходимость и целесообразность ориентации на поэтапный характер развития диктуется следующими соображениями:
а) зависимость масштабов внедрения от реальных инвестиций. Это означает, что решения, должны технически позволять осуществлять внедрение отдельными сетевыми фрагментами. Для выполнения этого требования должна быть обеспечена сетевая совместимость модернизированных и ещё не модернизированных участков;
б) возможность первоочередного проведения модернизации на наиболее важных или проблемных участках сети;
в) поэтапный характер внедрения позволяет учесть опыт внедрения и эксплуатации ранее модернизированных участков при модернизации последующих.
Решения, должны рассматриваться как типовые, пригодные для реализации в большинстве конкретных условий.
Для решения этой проблемы возможны несколько вариантов:
а) провести расстановку оборудования SDH более высокого уровня;
б) оставить существующее оборудование и задействовать дополнительное, используя свободные ёмкости проложенных волоконно-оптических кабелей;
в) воспользоваться возможностями оборудования, работающего по технологии спектрального уплотнения (WDM).
В настоящем курсовом проекте рассматривается последний вариант решения поставленной задачи.
Наиболее оптимальным предоставляется вариант совместного использования оборудования SDH и WDM. Системы DWDM могут использоваться для передачи больших потоков информации, которые не требуют выделения на промежуточных узлах. Системы SDH и CWDM будут использоваться для передачи низкоскоростных потоков информации.
В курсовом проекте было решено применять оборудование CWDM и DWDM, а так же каналообразующее оборудование SDH.
На основе построенной схемы транспортной сети построена модель управления TMN.
1. Характеристики оптоволоконной линии. Определение категорий промежуточных станций и сетевых узлов
связь транспортный сеть
Волоконно-оптическая связь -- способ передачи информации, использующий в качестве носителя информационного сигнала электромагнитное излучение оптического (ближнего инфракрасного) диапазона, а в качестве направляющих систем -- волоконно-оптические кабели,которые являются самыми дорогими элементами ВОЛС. Правильный выбор оптического кабеля уменьшает капитальные затраты и эксплуатационные расходы на проектируемую ВОЛС.
Общими требованиями, предъявляемыми к физико-механическим характеристикам волоконно-оптического кабеля (ВОК), являются высокая прочность на разрыв, влагонепроницаемость, достаточная буферная защита для уменьшения потерь, вызываемых механическими напряжениями, термостойкость в рабочем диапазоне температуры, гибкость и возможность прокладки по реальным трассам, простота монтажа и прокладки, надежность работы.
Главными требованиями к оптическим характеристикам ВОК являются минимальное затухание и широкая полоса пропускания. Полоса пропускания ВОК зависит от типа волокна и примерно составляет до 300 МГц-км - для многомодового волокна, 800 МГц-км - градиентного и 5 - 7 ГГц-км - для одномодового волокна. На выбор ВОК влияют параметры волоконно-оптических систем передачи: широкополосность или скорость передачи, длина волны оптического излучения, энергетический потенциал, допустимое значение дисперсионных искажений, а также место ВОЛС в общей системе связи страны.
Основные элементы оптического кабеля - оптические волокна (ОВ) - непрерывно совершенствуются: расширяется их диапазон; улучшаются отдельные конструктивные, оптические и механические параметры; разрабатываются и внедряются принципиально новые типы ОВ.
Выбираем ВОК производства ЗАО производства ЗАО «Трансвок» ОКСМ-А-4/2(2,4)Сп-12(2)/4(5) с волокнами Coming SMF-28 соответствующие рекомендации G.652, Coming LEAF соответствующего рекомендации G.655. Строительные длины не менее четырех километров. Условные обозначения в маркировке кабеля ЗАО «Трансвок» ОКСМ- А-4/2(2,4)Сп-12(2)/4(5):
– ОК - оптический кабель;
– МС - магистральный самонесущий;
– А - защитные покровы - обмотка из армированных нитей;
– 4/2 - число оптических/заполняющих модулей в кабеле;
– (2,4) - номинальный наружный диаметр модулей;
– Сп - центральный силовой элемент кабеля стеклопластиковый пруток;
– 12(2) - число волокон в кабеле согласно рекомендации G.652;
– 4(5) - число волокон в кабеле согласно рекомендации G.655;
Технические характеристики волокон приведены в таблице 1.1
Таблица 1.1. Параметры ВОК фирмы ОКСМ
Таблица 1.2 Характеристики ВОК фирмы Corning
По заданию дан участок железной дороги Ванино - Комсомоль на Амуре - Хабаровск - Биробиджан (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1- участок железной дороги Ванино - Комсомоль на Амуре - Хабаровск - Биробиджан
Участок расположен в зоне ответственности Дальневосточной железной дороги, это один из филиалов ОАО «РЖД». Железная дорога проходит по территории 6 субъектов федерации - Приморскому и Хабаровскому краям, Амурской, Сахалинской и Еврейской автономной областям, Республике Саха (Якутия). В зоне ее обслуживания находятся также Магаданская область, Камчатский край и Чукотcкий автономный округ - свыше 40% территории России.
Категория железнодорожной станции и ее административно-хозяйственное место на проектируемом участке зависят от занимаемого станцией уровня в иерархии управления и от интенсивности технологического процесса. Основу сети ОТС технологического сегмента составляют групповые каналы дорожного и отделенческого уровней, именно на этих уровнях производятся интенсивные погрузочно-разгрузочные и перевозочные процессы.
Для проектируемого участка число исполнительных станций для каждого типа группового канала удобно представить в виде таблицы. При составлении этой таблицы необходимо учитывать все технические подразделения, находящиеся на этих станциях (ПЧ, ЭЧ, ШЧ, РЦС, депо, дома связи, посты ЭЦ, мастерские и технические помещения различных подразделений железнодорожного транспорта). В зависимости от величины станции студент самостоятельно выбирает состав таких подразделений, а также определяет наличие квартир, где устанавливается телефон ОТС. На обгонных пунктах, разъездах и остановочных платформах могут быть билетные кассы и квартиры работников железнодорожного транспорта. На разъездах кроме перечисленных станций добавляются ДСП, пост ЭЦ. Тяговые подстанции располагаются через 30 - 60 км для электротяги переменного тока. В состав промежуточных станций может входить товарная контора для оформления грузовых перевозок.
Участковые и узловые станции, как правило, совпадают с крупными населенными пунктами, районными центрами. На таких станциях устанавливаются исполнительные станции ОТС дистанций пути, СЦБ, связи, энергоснабжения, сортировочных горок, локомотивных и вагонных депо и т. д.
Категории промежуточных станций и сетевых узлов указаны в таблице 1.2.
Таблица 1.2 - Категории станций и сетевых узлов
Итогом выполнения данного пунка является выбор ВОК и назначение категорий станциям проектируемого участка.
2. Выбор оборудования связи
2.1 Технология DWDM
связь транспортный сеть
Плотное спектральное уплотнение DWDM (dense wavelength-division multiplexing) - это современная технология передачи большого числа оптических каналов по одному волокну, которая лежит в основе нового поколения сетевых технологий. В настоящее время телекоммуникационная индустрия претерпевает беспрецедентные изменения, связанные с переходом от голосо-ориентированных систем к системам передачи данных, что является следствием бурного развития Internet технологий и разнообразных сетевых приложений. С крупномасштабным развертыванием сетей передачи данных происходит модификация самой архитектуры сетей. Именно поэтому требуются фундаментальные изменения в принципах проектирования, контроля и управления сетями. В основе нового поколения сетевых технологий лежат многоволновые оптические сети, базирующиеся на плотном волновом мультиплексировании DWDM (dense wavelength-division multiplexing).
Описание технологии:
Самым важным параметром в технологии плотного волнового мультиплексирования бесспорно является расстояние между соседними каналами. Стандартизация пространственного расположения каналов нужна, уже хотя бы потому, что на ее основе можно будет начинать проведение тестов на взаимную совместимость оборудования разных производителей. Сектор по стандартизации телекоммуникаций Международного союза по электросвязи ITU-T утвердил частотный план DWDM с расстоянием между соседними каналами 100 ГГц (нм),
Реализация той или иной сетки частотного плана во многом зависит от трех основных факторов:
– типа используемых оптических усилителей (кремниевого или фтор-цирконатного);
– скорости передачи на канал - 2,4 Гбит/с (STM-16) или 10 Гбит/с (STM-64);
– влияния нелинейных эффектов.
2.1.2 Выбор оптической платформы DWDM
Новая мультисервисная платформа для построения высокоскоростных DWDM-сетей поддерживает скорости до 400 Гбит/с.
Мультисервисная платформа для построения высокоскоростных DWDM-сетей поддерживает скорости до 400 Гбит/с на один слот. Шасси платформы «Волга» может использоваться в 19/21” телекоммуникационных стойках. «Волга» оптимизирована под высокоскоростные транспондеры 100G и 400G.
– 4 типа шасси: 10U на 13 слотов, 6U на 7 слотов, 3U на 3 слота и 1U системы
– Транспондеры и мукспондеры с линейными скоростями от 2,5 до 400 Гбит/с.
– Оптические усилители: EDFA, RAMAN и гибридные EDFA+RAMAN.
– ROADM: WSS 1Ч1, 1Ч2, 1Ч4, 1Ч9.
– 2 блока питания по 650, 850, 1200, и 1600 Вт.
– Глубина шасси -- 300 мм.
Минпромторг РФ присвоил DWDM-платформе статус оборудования российского происхождения. DWDM-платформа «Волга» прошла государственную экспертизу и внесена в реестр инновационной продукции, рекомендованной к закупкам по 94-ФЗ и 223-ФЗ.
Мощный транспорт: до 96 DWDM-каналов по 100Гбит/с, до 48 каналов по 400Гбит/с
Передача данных на скоростях 400, 100, 40, 10, 2,5 Гбит/с и менее с возможностью апгрейда без перерыва трафика. Высокое качество сигнала, Soft-FEC и компенсация дисперсии на транспондерах позволяет вводить каналы на существующих линиях, построенных ранее для организации низкоскоростных каналов. Благодаря высокому качеству 100G DWDM транспондеров становится доступна передача на сверхдлинные расстояния: более 4000 км без использования компенсаторов дисперсии в каскаде усилителей и регенерации; до 500 км точка-точка с использованием удаленной накачки (ROPA). Новейшее 400Гбит/с оборудование предназначено для организации транспортной инфраструктуры дата-центров и городских сетей. Благодаря эффективному SD-FEC возможна передача каналов до 500 км.
Эффективное использование пространства в стойке
Платформа «Волга» выполнена по модульному принципу, стандартные модули устанавливаются в 4 типа шасси: 10U шасси поддерживает до 13 блоков, шасси 6U рассчитано на 7 блоков, 3U на 3 блока. В компактном 1U варианте возможно исполнение любых блоков из линейки приемо-передающего оборудования платформы «Волга», включая 400 Гбит/с оборудование.
Гибкость и резервирование: 1+1 и add/drop, ROADM
· ROADM - гибкий вывод каналов для апгрейда сети и резервирования
· Резервирование 1+1 на скоростях 2.5, 10G - 2 линейных интерфейса.
· Агрегаторы 10x10G, 4x10G, 4Ч2,5G, 8x1GE
· Блоки BS - оптическое резервирование дорогих интерфейсов 40 и 100G/400G.
Блоки платформы поддерживают OTN x-connect с ёмкостью матрицы до 40 и 100 Гбит/с. Следующее поколение оборудования будет поддерживать матрицу кросс-коммутации ёмкостью до 1 Тбит/с. «Волга» организовывает до 96 каналов в С-диапазоне, с возможностью дополнительного расширения в L-диапазон с увеличением емкости до 27 Тбит/с. Все оборудование «Волга» полностью поддерживает технологию OTN. Элементы системы -- оптические транспондеры, усилители, агрегаторы, блоки управления или питания, -- могут быть заменены в «горячем» режиме, без выключения оборудования и потери трафика. Блоки оптической коммутации позволяют создавать сети с резервированием 1+1.
Ключевые особенности платформы «Волга»
Высокая ёмкость
Передача до 96 каналов DWDM до 100 Гбит/с на канал или 400Гбит/с до 48 каналов. Расширение до 270 каналов (C+L диапазон). Передача клиентских потоков SDH, OTN и Ethernet:
– 400 Гбит/с: 100GE
– 100 Гбит/с: 100GE
– 40 Гбит/с: STM-256, OTU3, 40G Ethernet
– 10 Гбит/с: 10GbE, STM-64, OTU2, 4/8/10GFC
– ?2,5 Гбит/с: GbE, STM-1/4/16, OTU1
2.1.3 Выбор оптического мультиплексора
Мультиплексорам DWDM (в отличии от более традиционных WDM) присущи две отличительные черты:использование только одного окна прозрачности 1550 нм, в пределах области С-band 1530-1560 нм и L-band 1570-1600 нм;малые расстояние между мультиплексными каналами, 0,8 или 0,4 нм.
Кроме этого, поскольку мультиплексоры DWDM рассчитаны на работу с большим числом каналов до 32 и более, то наряду с устройствами DWDM, в которых мультиплексируются (демультиплексируются) одновременно все каналы, допускаются также новые устройства, не имеющие аналогов в системах WDM и работающие в режиме добавления или вывода одного и более каналов в/из основного мультиплексного потока, представленного большим числом других каналов.
Так как выходные порты/полюса демультиплексора закреплены за определенными длинами волн, говорят, что такое устройство осуществляет пассивную маршрутизацию по длинам волн. Из-за малых расстояний между каналами и необходимости работы с большим числом каналов одновременно, изготовление мультиплексоров DWDM требует значительно большей прецизионности по сравнению c WDM мультиплексорами (использующими обычно окна прозрачности 1310 нм, 1550 нм или дополнительно область длин волн в окрестности 1650 нм). Также важно обеспечить высокие характеристики по ближним (коэффициент направленности) и дальним (изоляция) переходных помех на полюсах DWDM устройства. Все это приводит к более высокой стоимости DWDM устройств по сравнению WDM.
Выбираем мультиплексор ROADM-x/1 (x=2,4,9)
Перестраиваемые мультиплексоры ROADM-x/1 (x=2,4,9) предназначены для гибкого перенаправления оптических каналов на крупных сетевых узлах терминирования и кросс-коммутации. Мультиплексоры ROADM-x/1 (x=2,4,9) предназначены для выборочного объединения каналов из соответственно двух, четырех и девяти входных линейных DWDM-cигналов в один выходной DWDM-сигнал. Оптический эквалайзер (СА) имеет один DWDM-вход и один DWDM-выход. Все мультиплексоры осуществляют поканальную регулировку мощности сигнала встроенными оптическими аттенюаторами через сетевую систему управления. На всех блоках ROADM реализован механизм WSS-резервирования, который позволяет по сигналу системы управления, перестроить путь оптического канала по другому маршруту Данная технология позволяет выполнять резервирование высокоскоростных каналов 100G и 40G с минимальными затратами. Время перестройки маршрута составляет менее 40 секунд.
Рисунок 2.1- Схема подключения мультиплексора
Таблица 2.1 Основные технические характеристики мультиплексора
При выборе аппаратуры ВОСП необходимо определить оптические интерфейсы на основе ITU-T G.957 «Оптические интерфейсы для оборудования и систем, относящихся к синхронной цифровой иерархии», и G.958 «Цифровые линейные системы, базирующиеся на SDH и предназначенные для работы на оптико-волоконных кабелях».
Распределение длин волн:
л1=1560,61 - NG SDH (STM-16), скорость =2,5 Гбит/с ;
л2=1559,79 - резерв;
л3=1558,98 - СПД ОТН ЦСС (GE), скорость =2,5 Гбит/с ;
л4=1558,17 - резерв;
л5=1557,36 - СПД РЖД (4GE), скорость =5 Гбит/с ;
2.1.4 Выбор трансивера
Оптические DWDM трансиверы предназначены для формирования сигналов на длинах волн C-диапазона из сетки DWDM (с 1528,77 нм по 1565,50 нм с шагом 0,8 нм). DWDM-трансиверы используются «попарно» для образования дуплексных каналов передачи данных в системе.
DWDM-трансиверы производятся в различных форм-факторах: SFP, SFP+, X2, XFP, XENPAK, что позволяет реализовывать гибкие технические решения и обеспечивает скорость передачи от 155 Мбит/с до 10 Гбит/с.
DWDM-трансиверы поддерживают работу всех протоколов, используемых на различных скоростях передачи данных:
OC-3, STM-1, SDH, FE -- на скорости до 155 Мбит/с
OC-12 / STM-4 / SDH -- на скорости до 622 Мбит/с
GBE / FC -- на скорости до 1,25 Гбит/с
OC-48 / STM-16 / SDH / GBE / FC -- на скорости до 2,5 Гбит/с
GBE / FC -- на скорости до 4,25 Гбит/с
10GBE / 10FC / OC-192 / STM-64 -- на скорости 10 Гбит/с
Выбираем трансивер DWDM SFP 2,5Гбит/с 120км LC DDM
2.1.5 Выбор оптического усилителя
Развитие технологии оптического усиления на основе EDFA сильно изменило методологию конструирования волоконно-оптических систем связи. Традиционные волоконно-оптические системы используют повторители-регенераторы, повышающие мощность сигнала, (рис. 2,1а). Когда длина между удаленными узлами начинает превосходить по условиям затухания сигнала максимальную допустимую длину пролета между соседними узлами, в промежуточных точках устанавливаются дополнительные регенераторы, которые принимают слабый сигнал, усиливают его в процессе оптоэлектронного преобразования, восстанавливают скважность, фронты и временные характеристики следования импульсов, и после преобразования в оптическую форму передают дальше правильный усиленный сигнал, в том же виде, в каком он был на выходе предыдущего регенератора. Хотя такие системы регенерации работают хорошо, они являются весьма дорогими и, будучи установленными, не могут наращивать пропускную способность линии.
Рисунок 2.2- EDFA усилитель
На основе EDFA потери мощности в линии преодолеваются путем оптического усиления, (рис. 2.2б). В отличии от регенераторов, такое "прозрачное" усиление не привязано к битовой скорости сигнала, что позволяет передавать информацию на более высоких скоростях и наращивать пропускную способность до тех пор, пока не вступают в силу другие ограничивающие факторы, такие как хроматическая дисперсия и поляризационная модовая дисперсия. Также усилители EDFA способны усиливать многоканальный WDM сигнал, добавляя еще одно измерение в пропускную емкость.
Хотя оптический сигнал, генерируемый исходным лазерным передатчиком, имеет вполне определенную поляризацию все остальные узлы на пути следования оптического сигнала, включая оптический приемник, должны проявлять слабую зависимость своих параметров от направления поляризации. В этом смысле оптические усилители EDFA, характеризуясь слабой поляризационной зависимостью коэффициента усиления, имеет ощутимое преимущество перед полупроводниковыми усилителями.
В отличии от регенераторов оптические усилители вносят дополнительный шум, который необходимо учитывать. По этому наряду с коэффициентом усиления одним из важных параметров EDFA является коэффициент шума.
В качестве оптических усилителей будем использовать - SNR-EDFA-DL.
Таблица 2.2Основные технические характеристики:
2.1.6 Расчет длины усилительного участка
Согласно G.957 различают стандартизированные участки - оптические секции, которые кодируются с помощью обозначений кода применения: категория секции (символы I, S, L, V и U), для уровня STM-N (N=1,4,16,64) и цифрового символа, обозначающего длину волны источника и тип применяемого оптического волокна.
Для Дорожного уровня с применением DWDM определим код цветного интерфейса: 16U3-64,5
где - 16 - количество опт каналов;
U - длина линии передачи ( свыше 120км);
64 - уровень канального оборудования STM-64;
5 - стандарт G655
Параметры оптического интерфейса STM-64 приведены в таблице 2.2
Таблица 2.3 Параметры оптического интерфейса STM-64
Произведем расчет длины усилительного участка для дорожного уровня:
Расчет проведем для ВОК ОКСМ-А-4/2(2.4)СП-4(5)
По формуле 2.1 определяем длину усилительного участка:
|
(2.1) |
где А =35- Максимально допустимые потери на участок ( дБ);
- количество разъёмных соединений, дБ;
- Эксплуатационный запас;
- километрическое затухание на длине волны ;
- затухание неразъёмного соединения;
- строительная длина.
Определим величину полных потерь на участке Ванино-Хабаровск по формуле 2.2.
С учётом расчёта на участке длинною 992км установленно 19 усилителей. В таблицу 2.3 сведены расчёты потерь на каждом из усилительных участков.
Таблица 2.4 результаты расчётов
2.1.7 Выбор коммутатора
Мультисервисный коммутатор Nortel Multiservice Switch 15000 применяем в качестве коммутатора 3 уровня
В числе возможных применений этого решения:
Высокопроизводительная магистральная коммутация для существующих сетей
IP-маршрутизация с поддержкой классов обслуживания/управления качеством обслуживания (COS/QoS);
Услуги IP VPN в частных сетях для разделения трафика на уровне 3 (по подразделениям, министерствам, сетевым приложениям) при использовании общей инфраструктуры;
Услуги голосовой связи следующего поколения для опорной сети и/или приложений VoIP/VoATM шлюза пакетной передачи голоса (PVG), а также полная интеграция с модельным рядом VoIP-решений Nortel Communication Server, предлагающими услуги голосовой связи следующего поколения;
Беспроводные решения следующего поколения для агрегации доступа по нескольким протоколам, а также решения для пакетной опорной сети, обеспечивающие плавный переход с сетей GSM, TDMA и CDMA на сети 2.5G и 3G, т. е. GPRS, UMTS, CDMA2000;
Таблица 2.5 Интерфейсы коммутатора Nortel Multiservice Switch 15000
В качестве коммутатоа второго уровня выбираем: Cisco Catalyst WS-C2960C-8TC-S
Таблица 2.2 Характеристики коммутатор 2-ого уровня Cisco Catalyst Switch 2960C-8TC-S
2.1.8 Выбор мультиплексора ввода выдова
OADM модули -мультиплексоры ввода/вывода; позволяют выделить и добавить в волокно сигнал по определенным несущим.
Принципиально выделяются OADM модули одноканальные и двухканальные. Их отличие заключается в способности принимать и получать оптический сигнал от одного или двух мультиплексоров и физически обусловлено наличием одного или двух приемо-передающих блоков. Соответственно одноканальный OADM модуль имеет один приемо-передающий блок и способен работать только с одним мультиплексором в «одну сторону». Двухканальный OADM модуль имеет два приемо-передающих блока и способен работать «в две стороны» с двумя мультиплексорами / демультиплесорами.
Приемо-передающий блок одноканального OADM модуля имеет четыре интерфейса:
– Com порт - получает сигнал со стороны мультиплексора
– Express порт - пропускает сигнал на другие элементы системы
– Add порт - добавляет в линию канал на определенной длине волны,
Выбираем: SNR-DWDM-OADM1-1550.92/1531.90
Таблица 2.6 Характеристики OADM
2.2 Технология СWDM
Грубое спектральное мультиплексирование -- CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) -- является технологией спектрального уплотнения, базирующейся на использовании оптических каналов, лежащих в диапазоне от 1270 до 1610 нм и отстоящих друг от друга на расстоянии 20 нм, как специфицировано рекомендацией ITU с идентификатором ITU-T G-952 Поначалу использовался только диапазон волн 1470 - 1610 нм (8 длин волн), а область 1260 - 1360 не использовалась из-за увеличения затухания на длинах менее 1310 нм (увеличивается коэффициент рассеяния Рэлея).Для компенсации эффекта поглощения на длине волны 1383 нм стали применятьспециальные волокна с нулевым «водяным пиком» (ZWPF, LWPF). Если система использует весь диапазон волн 1270 - 1610 нм, то ее называют FS-CWDM-системой (Full-spectrum CWDM).
2.2.1 Выбор оптической платформы CWDM
Волоконно-оптическая платформа ZOS предназначена для организации высокоскоростных каналов передачи данных с использованием технологии CWDM. Скорость пользовательских интерфейсов от 34 Мбит/с до 10 Гбит/с.
В платформе ZOS реализованы транспондеры со сменными оптическими приемопередатчиками в виде SFP- или XFP-модулей. Это обеспечивает необходимую гибкость по типам пользовательских интерфейсов и дальности связи. При необходимости смены типа интерфейса не нужно менять весь транспондер, заменяется только соответствующий SFP- или XFP-модуль, что позволяет экономить значительные средства.
Функциональные возможности платформы ZOS зависят от используемых конструктивов и модулей.
Интерфейсы и скорость работы:
– от 34 Мбит/с до 10 Гбит/с;
– B3/STM-1/4/16/64;
– оптический 100M/1G/2,5/10G Ethernet;
– электрический 10/100/1000 Ethernet;
– Fiber Channel до 10 Гбит/с.
Управление и контроль работы:
- Telnet;
- Web;
- SNMP;
- Syslog;
- NTP;
- возможность обновления встроенного ПО;
- журнал системных и аварийных сообщений.
Диагностика:
– мониторинг параметров SFP- и XFP-модулей;
– мониторинг событий;
– возможность включения локальных и удалённых шлейфов;
– аварийная светодиодная индикация.
2.2.2 Выбор оптического мультиплексора
Мультиплексор: SNR-CWDM-MDM-4/M-10G
Пассивное устройство спектрального мультиплексирования-демультиплексирования для 4-х оптических каналов, работа по одному волокну.
Длины волн CWDM выбраны таким образом, чтобы можно было использовать бюджетные 10g CWDM SFP+:
-- TRx=1270/1290нм
-- TRx=1310/1330hm
-- TRx=1530/1550hm
-- TRx=1510/1570hm
Основные особенности:
-- Оптические интерфейсы поддерживают все протоколы в диапазоне от 1 до 10g;
-- Низкая стоимость по сравнению с DWDM технологией:
-- Оптические порты TRx типа LC/UPC. СОМ типа SC/UPC:
-- Полностью пассивная система.
Таблица 2.7 Основные технические характеристики
При выборе аппаратуры ВОСП необходимо определить оптические интерфейсы на основе ITU-T G.957 «Оптические интерфейсы для оборудования и систем, относящихся к синхронной цифровой иерархии», и G.958 «Цифровые линейные системы, базирующиеся на SDH и предназначенные для работы на оптико-волоконных кабелях».
Согласно G.957 различают стандартизированные участки - оптические секции, которые кодируются с помощью обозначений кода применения: категория секции (символы I, S, L, V и U), для уровня STM-N (N=1,4,16,64) и цифрового символа, обозначающего длину волны источника и тип применяемого оптического волокна.
Для Регионального уровня уровня с применением СWDM берем следующий код цветного интерфейса : С4V-1D2
где - C -принадлежность к CWDM;
4 - количество опт каналов;
V - длина линии передачи ( до 120км);
1 - класс линейного кода;
D - отсутсвие ОУ
2 - индекс волокна (g652)
Распределение длин волн:
л0=1311,61 - ОбТС (STM-4), скорость =622 Мбит/с ;
л1=1559,79 - резерв;
л3=1591 - ОТН ЦСС (STM-1), скорость =155 Мбит/с ;
л4=1557,36 - ОТН РЖД (1GE), скорость =1,25 Гбит/с ;
связь транспортный сеть
2.2.3 Выбор мультиплексора ввода вывода
Выбираем: SNR-CWDM-DRP1-10GR-1310/1390
Пассивное устройство предназначено для ввода-вывода канала в пассивных CWDM сетях
Оптические интерфейсы поддерживают все протоколы в диапазоне от 30 Мбит/с до 10 Гбит/с
Низкая стоимость по сравнению с DWDM технологией;
Исполнение в пластикового бокса, пригодного для установки в оптические муфты, с оптическими портами ADD/DROP типа LC/UPC, COM/EXPRESS типа SC/UPC.
Таблица 2.6 Характеристики OADM
2.2.4 Выбор коммутатора
Выбираем коммутатор: EX4300-32F
Коммутатор EX4300 представляет собой оптический L3-коммутатор операторского класса с поддержкой портов 10G SFP+/40G QSFP.
Поддерживает dual stack (IPv4/IPv6), QOS, Расширенные функции VLAN (Vulticast VLAN, VoiceVLAN, QinQ, и т.п.), bandwidth-control, агрегацию линков, интеллектуальный контроль безопасности, протоколы динамической маршрутизации (IS-IS, OSPF, BGP,MPLS) RSVP, LDP signaling.Областью применения коммутатора EX4300 является построение узлов агрегации в сетях операторов связи, использование в качестве ядра корпоративной сети, использование в качестве коммутатора агрегации в центрах обработки данных.
Таблица 2.7 Характеристики Коммутатора
2.3 Выбор каналообразующего оборудования
В качестве каналообразцющего оборудования рекомендуется использовать систем NG STM-4 для регионального уровня и NG STM-16 для дорожного уровня.
Мультиплексор FlexGain A2500 Extra выделения/добавления SDH, уровня STM-4/16 для передачи смешанного трафика TDM+Ethernet с возможностью выделения потоков E1, E3 и Ethernet-трафика.
Особенности:
а) Компактное конструктивное исполнение;
б) Низкое энергопотребление;
в) Аппаратное резервирование всех блоков мультиплексора;
г) Резервирование трафика MSP, SNC-P, MS-SPRing;
д) Матрица Cross-Connect 4032*4032 VC12 или 2016*2016 VC12;
е) Поддержка DWDM (спектральное уплотнение 4*STM16 в диапазоне 1547,72 - 1552,52 нм);
ж) Интерфейсы компонентных потоков E1, E3, STM-1o/e, STM-4, STM-16, Gigabit Ethernet (поддержка VLAN IEEE 801.2D/Q с QoS);
з) Интерфейс обслуживания станционного помещения;
и) Интерфейс канала служебной связи (EOW);
к) Интерфейс доступа к заголовку STM-N (AUX);
л) Интерфейс ввода/вывода синхросигнала 2,048 МГц;
м) Встроенный HTTP-сервер и SNMP-агент для локального сетевого управления;
н) Поддержка протокола GFP для передачи данных;
FlexGain A2500 Extra предназначен для построения транспортных сетей SDH уровней STM-1/4/16 кольцевых и линейных структур. Может применяться в качестве кроссового коммутатора, поддерживающего 32 направления STM-1 и 8 направлений STM-4.
Мультиплексор оптимизирован для строительства высокоскоростных волоконно-оптических сетей связи большой протяженности с конвергенцией TDM- и Ethernet-трафика.
Для централизованного управления сетью мультиплексоров серии FlexGain и другого оборудования производства НТЦ НАТЕКС используется система централизованного сетевого управления FlexGain View V2.0.
Таблица 2.8. Технические характеристики FlexGain A2500 Extra
Вывод по второму пункту: было выбрано оборудования оптических систем, каналообразующего оборудования, а так же оптических усилителей, которые будут распределены по всему проектируемому участку. Данное оборудование подходит для реализации сетей на базе CWDM и DWDM, имеет необходимые интерфейсы и технические характеристики. Спроектирована схема транспортной сети заданного участка представлена в приложении А.
3. Выбор топологии. Управление алгоритмами конфигурации сетевых топологий и схем защиты от сбоев и отказов
Защита транспортных сетей связи от отказов, сбоев и повреждений, прежде всего, предусматривает защиту сетевых ресурсов мультиплексных, регенерационных секций, усилительных участков, маршрутов - трактов высокого и низкого порядков, главного оптического тракта, оптических каналов, виртуальных каналов при пакетной передаче, оптического волокна и оборудования.
На практике с целью защиты секций и трактов применяются две основные схемы резервирования сетевых ресурсов:
а) «1 + 1» ? один рабочий тракт (секция) непрерывно дублируется вторым трактом (секцией). При аварии рабочий селектор на приеме подключает резервный тракт (секцию).
б) «1:1» ? одна рабочая секция (тракт) непрерывно дублируется второй секций (трактом), по которому в нормальном режиме функционирования сети транслируется дополнительный служебный трафик, который сбрасывается при аварии основной рабочей секции (тракта).
Кольцевая транспортная сеть имеет ряд вариантов организации защиты канального и пакетного трафиков: она может быть двух- или четырехволоконной, одно- или двунаправленной:
а) 2F-SNC-P - двухволоконное однонаправленное кольцо с закрепленным трактом, организовано по схеме «1 + 1»;
б) 2F-МS-SPRing - двухволоконное двунаправленное кольцо с переключением секций, организовано по схеме «1:1»;
в) 2F-RPR Ring - двухволоконное двунаправленное пакетное кольцо;
г) 2F- Ring WDM- двухволоконное волноводное кольцо;
д) 2F- Optical Ring (ROADM) - двухволоконное оптическое кольцо.
В курсовом проекте выбираем топологию типа двухволоконное оптическое кольцо 2F Optical Ring
Защита на уровне трактов, секций и каналов в кольцевых оптических сетях возможна только при наличии развитого сервисного управления.
В оптических сетях с коммутацией каналов динамическая защита является обязательным условием. Алгоритм Схема 2F Optical Ring представлена на рисунке. 3.1.
Защита на уровне трактов, секций и каналов в кольцевых оптических сетях возможна только при наличии развитого сервисного управления.
Рисунок 3.1 - Схема 2 F Optical Ring
Алгоритм переключения с рабочего на резервный тракт, с рабочих оптических каналов на резервные приведен на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 - Пример защищенного двунаправленного оптического соединения в кольцевой сети: а - рабочий режим; б - аварийный режим
Защита транспортных сетей связи от отказов, сбоев и повреждений, прежде всего, предусматривает защиту сетевых ресурсов мультиплексных, регенерационных секций, усилительных участков, маршрутов - трактов высокого и низкого порядков, главного оптического тракта, оптических каналов, виртуальных каналов при пакетной передаче, оптического волокна и оборудования.
На практике с целью защиты секций и трактов применяются две основные схемы резервирования сетевых ресурсов:
а) «1 + 1» ? один рабочий тракт (секция) непрерывно дублируется вторым трактом (секцией). При аварии рабочий селектор на приеме подключает резервный тракт (секцию).
б) «1:1» ? одна рабочая секция (тракт) непрерывно дублируется второй секций (трактом), по которому в нормальном режиме функционирования сети транслируется дополнительный служебный трафик, который сбрасывается при аварии основной рабочей секции (тракта).
Вывод: целью третьего пункта был выбор топологии сети, а именно «пространственное кольцо». Внедрение мультиплексоров ввода-вывода в кольцевые структуры транспортной сети уменьшает количество оборудования, увеличивает надежность и экономичность сети.
4. Установка конфигурации сетевых элементов транспортной сети
В первых трех пунктах курсового проекта было выбрано оборудование оптической платформы и КОО. Каждое оборудование имеет определенные интерфейсы.
Интерфейс Ethernet
Ethernet (от англ. ether “эфир”) - пакетная технология передачи данных преимущественно локальных компьютерных сетей. Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде -- на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 1990-х годов, вытеснив такие устаревшие технологии, как Arcnet, и Token ring. В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.
Преимущества использования витой пары по сравнению с коаксиальным кабелем:
а) возможность работы в дуплексном режиме;
б) низкая стоимость кабеля “витой пары”;
в) более высокая надёжность сетей при неисправности в кабеле (соединение точка-точка: обрыв кабеля лишает связи два узла. В коаксиале используется топология “шина”, обрыв кабеля лишает связи весь сегмент);
г) минимально допустимый радиус изгиба меньше;
д) большая помехозащищенность из-за использования дифференциального сигнала;
е) возможность питания по кабелю маломощных узлов, например IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, POE);
ж) гальваническая развязка трансформаторного типа. При использовании коаксиального кабеля в российских условиях, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто сопровождалось пробоем сетевых карт и иногда даже полным “выгоранием” системного блока.
Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.
В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптическому волокну и ещё через два года для передачи по витой паре.
Интерфейс E1
Е1 -- это цифровой поток передачи данных, соответствующий первичному уровню европейского стандарта иерархии PDH. В отличие от американской T1, E1 имеет 30 B-каналов каждый по 64 кбит/сек для голоса или данных и 2 канала для сигнализации (30B+D+H) -- один для синхронизации оконечного оборудования -- содержит кодовые синхрослова и биты сигнализации, другой для передачи данных об устанавливаемых соединениях. Общая пропускная способность E1 = 2,048 Мбит/с = 2048 кбит/c = 2048000 бит/с.
Технические характеристики интерфейса E1 соответствуют стандарту ITU-T G.703.
Основные рабочие характеристики интерфейса:
- Номинальная битовая скорость 2048 кбит/c;
- Схема кодирования HDB3 (двуполярная высокоплотная схема);
- Отдельные линии приема и передачи;
- По одному коаксиальному кабелю на прием и передачу (сопротивление = 75 Ом);
- По одной симметричной витой паре на прием и передачу (сопротивление = 120 Ом).
Линии E1 работают с номинальной скоростью 2048 кбит/с. Передаваемые по линии E1 данные организованы в кадры (frame). Каждый кадр E1 содержит 256 бит, разделенных на 32 временных интервала (тайм-слота) по восемь бит в каждом и содержащих передаваемые данные. Скорость передачи составляет 8 000 кадров в секунду и, следовательно, для каждого канала данных (тайм-слота) обеспечивается полоса 64 кбит/с. Число доступных пользователю тайм-слотов составляет от 0 до 31, в зависимости от сигнализации, чаще всего 30 (временной интервал 0 зарезервирован для служебной информации, временной интервал 16 рекомендован, но не обязателен для служебной информации). Соответственно для передачи данных, голоса, могут использоваться слоты с 1 по 31.
...Подобные документы
Разработка транспортной оптической сети: выбор трассы прокладки и топологии сети, описание конструкции оптического кабеля, расчет количества мультиплексоров и длины участка регенерации. Представление схем организации связи, синхронизации и управления.
курсовая работа [4,9 M], добавлен 23.11.2011Компьютеризация телекоммуникационного оборудования и переход на цифровой стандарт связи. Аспекты сотового планирования и способы организации транспортной сети. Основные параметры кабеля и диаграмма уровней передачи волоконно-оптические линии связи.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 30.08.2010Разработка схемы построения ГТС на основе коммутации каналов. Учет нагрузки от абонентов сотовой подвижной связи. Расчет числа соединительных линий на межстанционной сети связи. Проектирование распределенного транзитного коммутатора пакетной сети.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 08.01.2016Характеристика современных цифровых систем передачи. Знакомство с технологией синхронной цифровой иерархии для передачи информации по оптическим кабелям связи. Изучение универсальной широкополосной пакетной транспортной сети с распределенной коммутацией.
курсовая работа [961,6 K], добавлен 28.01.2014Анализ и сравнение технологий передачи данных на магистральных линиях связи. Применение систем волнового мультиплексирования. Организация управления и мониторинга сети DWDM. Расчет длины регенерационного участка, планируемого объема передачи данных.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 20.09.2013Особенности работы оборудования SDH и принципы организации транспортной сети. Функции хронирования и синхронизации. Построение волоконно-оптической линии связи АНК "Башнефть" способом подвески оптического кабеля на опорах высоковольтной линии передачи.
дипломная работа [972,4 K], добавлен 22.02.2014Преобразование информационных сигналов в стандартные уровни, распределение потоков по сети. Выбор гибких мультиплексоров и оборудования группообразования. Проектирование линейного тракта. Организация служебной связи, сигнализации, контроля и управления.
курсовая работа [4,8 M], добавлен 12.07.2012Изучение системы оперативной и документальной связи на железнодорожном транспорте. Архитектура построения транспортной сети. Описание линейного кода для выбранной аппаратуры; определение скорости передачи сигналов. Расчёт надёжности линейного тракта.
курсовая работа [453,6 K], добавлен 10.11.2014Характеристика существующей схемы организации связи. Обоснование выбора трассы прохождения магистрали. Безопасность и жизнедеятельность на предприятиях связи. Управление элементами сети. Расчет числа каналов связи. Доходы и экономический эффект.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 24.11.2010Исследование вопроса модернизации сельской телефонной сети Чадыр-Лунгского района на базе коммутационного оборудования ELTA200D. Анализ структуры организации связи в телефонной сети и способа связи проектируемых сельских станций со станциями другого типа.
дипломная работа [366,2 K], добавлен 09.05.2010Принципы построения системы или сети связи. Функциональная схема системы связи, назначение узлов. Типы преобразователей сообщения в электрический сигнал и типы обратных преобразователей. Особенности системы или сети связи. Вид применяемой модуляции.
курсовая работа [322,4 K], добавлен 11.12.2014Анализ оснащенности участка проектирования. Современные волоконно-оптические системы передачи. Системы удаленного мониторинга оптических волокон. Разработка схемы организации магистрального сегмента сети связи. Расчет показателей эффективности проекта.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 24.06.2011Последовательность реализации транспортной сети инфокоммуникаций между тремя офисами одной фирмы с использованием современных информационных технологий. Плюсы иерархической архитектуры. Проектирование и схема компьютерной сети центрального офиса.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 08.01.2015Принципы построения сельских сетей связи. Характеристика Пружанского района. Автоматизация процессов управления на проектируемой сети связи, базы данных сельских сетей связи. Экономический расчет эффективности сети, определение эксплуатационных затрат.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 06.01.2014Конструкция волоконно-оптической кабелей связи. Использование системы передачи ИКМ-30. Технические характеристики ОКЗ-С-8(3,0)Сп-48(2). Расчет длины регенерационного участка. Проектирование первичной сети связи на железной дороге с использованием ВОЛС.
курсовая работа [189,4 K], добавлен 22.10.2014Характеристика сети, типы модулей сети SDH. Построение мультиплексного плана, определение уровня STM. Расчет длины участка регенерации. Особенности сети SDH-NGN. Схема организации связи в кольце SDH. Модернизация сети SDH на базе технологии SDH-NGN.
курсовая работа [965,7 K], добавлен 11.12.2012Технология SDH, основные функциональные модули сети. Процессы загрузки (выгрузки) цифрового потока. Мультиплексоры Metropolis AMS фирмы Lucent Technologies. Расчет передаточных параметров оптического кабеля. Пример расчёта компонентов транспортной сети.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 18.07.2014Знакомство с предназначением цифровой сети оперативно-технологической связи. Общая характеристика мультисервисного мультиплексора СМК-30, особенности возможностей и функций. Рассмотрение видов деятельности ОАО "РЖД", анализ уровня обслуживания клиентов.
дипломная работа [8,6 M], добавлен 01.03.2015Первичная цифровая сеть связи железной дороги. Определение конечной емкости станций сети, числа абонентов по категориям. Организация сети с составлением схемы связи и разработка системы нумерации. Разработка схемы NGN/IMS. Расчет шлюза доступа.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 16.06.2016Расчёт участка сети сотовой связи стандарта GSM–900 некоторыми методами: прогноза зон покрытия на основе статистической модели напряжённостей поля; на основе детерминированной и аналитической моделей. Определение абонентской ёмкости сети сотовой связи.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.12.2010
