Технология SDH

Синхронная цифровая иерархия (SDH -- Synchronous Digital Hierarchy, SONET) -- это система передачи данных, основанная на синхронизации по времени передающего и принимающего устройства. Стандарты СЦИ определяют характеристики цифровых сигналов, включая структуру фреймов (циклов), метод мультиплексирования, иерархию цифровых скоростей и кодовые шаблоны интерфейсов и т. д.

Стандартизация интерфейсов определяет возможность соединения различного оборудования разных производителей. Система SDH обеспечивает универсальные стандарты для сетевых узловых интерфейсов, включая стандарты на уровне цифровых скоростей, структуру фрейма, метод мультиплексирования, линейные интерфейсы, мониторинг и управление. Поэтому SDH оборудование разных производителей может легко соединяться и устанавливаться в одной линии, что наилучшим образом демонстрирует системную совместимость.

Система SDH обеспечивает стандартные уровни информационных структур, то есть набор стандартных скоростей. Базовый уровень скорости -- STM-1 155,52 Mбит/с. Цифровые скорости более высоких уровней определяются умножением скорости потока STM-1, соответственно, на 4, 16, 64 и т. д.: 622 Мбит/с (STM-4), 2,5 Гбит/с (STM-16), 10 Гбит/с (STM-64) и 40 Гбит/с (STM-256).

Таблица 4.1 - Синхронная цифровая иерархия

SDH имеет высокую совместимость. Это означает, что сеть передачи SDH и существующая сеть PDH могут работать совместно, пока идет установление сети передачи SDH. Сеть SDH может быть использована для передачи услуг PDH, а также сигналов других иерархий, таких как ATM, Ethernet и FDDI.

Технологии WDM, DWDM, CWDM

В силу ограничений, накладываемых физическими свойствами оптического волокна, оправданным является создание систем связи со скоростью передачи не более 10 Гбит/с.

Технология мультиплексирования оптических каналов по длинам волн (Wavelength Division Multiplexing, WDM) позволяет решить эту проблему и увеличить суммарную пропускную способности волоконно-оптических линий связи путем использования в каждом из волокон нескольких параллельно передаваемых оптических несущих. В последнее время эта технология стала широко использоваться в транспортных системах передачи информации для значительного повышения их информационной пропускной способности.

Когда заходит речь об этой технологии, в настоящее время чаще используют термин DWDM (Dense WDM), подразумевающий мультиплексирование большого числа длин волн (стандартизовано до 51), хотя в семействе WDM существует еще одна перспективная технология - CWDM (Coarse WDM), имеющая свои неоспоримые преимущества.

Оборудованию DWDM (в отличии от более традиционных WDM) присущи две отличительные черты: использование только одного окна прозрачности 1550 нм и малые расстояние между мультиплексными каналами (3.2, 1.6, 0.8 или 0,4 нм).

Мультиплексоры DWDM рассчитаны на работу со значительным числом каналов, однако наряду с устройствами DWDM, в которых мультиплексируются 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. Из-за малых расстояний между мультиплексными каналами и необходимости работы с большим числом каналов одновременно, изготовление мультиплексоров DWDM требует значительно большей прецизионности технологий изготовления и использования прецизионных лазеров с охлаждением и настройкой по температуре. Все это приводит к высокой стоимости DWDM устройств и ограничению области его применения в ядре транспортной сети.

Технология DWDM, использованная в большом количестве проектов по построению и развитию магистральных оптических сетей, представлена оборудованием следующих производителей: Nortel Networks, Lucent Technologies, Alcatel, NEC, Optical Access, Huawei Technologies и др.

Ключевое технологическое отличие CWDM-устройств от оборудования DWDM заключается в положении информационных каналов в спектре рабочих длин волн волоконно-оптической системы связи. В DWDM-системах спектры соседних информационных каналов расположены очень близко. Согласно рекомендациям Международного телекоммуникационного союза G.692, расстояние между соседними DWDM-каналами равно 100 ГГц, что соответствует расстоянию 0,8 нм. В CWDM-системах спектры соседних информационных каналов расположены на гораздо большем расстоянии, обычно равном 20 нм (2500 ГГц) для третьего окна прозрачности.

Неплотное расположение спектрально разделенных каналов (обычно 8) в CWDM-системах позволяет использовать более дешевые лазеры без охлаждения чем обеспечивается очень значительное снижение стоимости оборудования по сравнению со стоимостью систем DWDM. Поскольку в текущих экономических условиях операторы связи выбирают наиболее экономичные решения для удовлетворения своих текущих потребностей в увеличении пропускной способности транспортных сетей, то можно предугадать широкое использование оборудования CWDM в сетях доступа и городских информационных сетях.

Вывод: целью четвертого пункта был выбор интерфейсов, которые поддерживает ранее выбранное оборудование. Рассмотрены их основные параметры. Данные интерфейсы и технологии позволяют организовывать сеть на новейшем оборудовании, что снижает затраты и увеличивает надежность.



5. Функциональная архитектура TMN

Транспортная сеть связи не может нормально функционировать без эффективного управления ее ресурсами. Эксплуатация транспортной сети ОАО «РЖД» ? это автоматизированное управление, эксплуатационный контроль и тестирование сетевого оборудования связи, при появлении сбоев и отказов автоматическое переключение на резервные тракты. Согласно рекомендации ITU-T М.3010 TMN является самостоятельной сетью, отдельно существующей от информационной сети связи.

При проектировании, определении размеров и границ сети TMN используются внешние опорные точки типа m, g, x, а также внутренние f, q, которые служат для определения границ между функциональными блоками внутри сети TMN. Опорные точки определяют уровень требований к интерфейсам TMN и отображают суть взаимодействия между функциональными модулями. Функциональная архитектура TMN представляет собой функциональные модули:

- операционная система - OSF;

- элемент сети связи - NEF;

- рабочая станция - WSF;

- адаптер - AF;

- медиатор - MF (необязательно).

Функция адаптера обеспечивает информационный обмен между элементами, поддерживающими и не поддерживающими стандарт TMN. Такой модуль называется Q-адаптер, который подключается к интерфейсу Q3 модуля операционной системы. Выделяют также Х-адаптеры, которые позволяют организовать информационный обмен между операционными системами смежных TMN и системами, несовместимыми с TMN.

Функция медиатора обеспечивает информационный обмен или преобразование форматов данных между операционной системой и сетевыми элементами внутри TMN или вне TMN, между операционной системой и подсистемами, не принадлежащими TMN. Медиаторы такого типа называются Q-медиатор и Х-медиатор, соответственно. Взаимосвязь опорных точек и соответствующих им интерфейсов выглядит следующим образом: q Q; x X; f F.

Существует три стандартных интерфейса:

а) TMN - интерфейс Q, указывает, какая часть информации об объекте управления совместно используется;

б) OSF - NEF или OSF - OSF; интерфейс F позволяет подсоединять рабочую станцию к операционным системам WSF - OSF через сеть передачи данных - DCN - TMN;

в) Х обеспечивает взаимодействие между смежными TMN и другими системами и сетями, не поддерживающими TMN.

Рисунок 5.1 - Функциональная архитектура TMN



6. Информационная модель взаимодействия между сетевыми элементами

Модель построена по принципу открытой системы. Ключевыми элементами информационной архитектуры являются управляющие и управляемые объекты при объектно-ориентированном подходе и концепции менеджер - агент - управляемый объект М - А - МО. Менеджер и агент могут быть представлены в виде отдельных модулей или в виде специальной программы. Менеджер формирует для агента директивы типа «создать, удалить, выполнить, получить, установить».

Получив запрос, агент выполняет необходимую команду, как правило, названия команд совпадают. После исполнения команд агент посылает в сторону менеджера уведомление об исполнении. Агент - это посредник между менеджером и оборудованием связи. Сведения информационной модели, которую поддерживают менеджер и агент хранятся в информационной базе - MIB того или другого. Все операции управления, находящиеся в рамках взаимодействия менеджер - агент, могут быть представлены в виде примитивов, например, примитив запроса, примитив индикации, примитив ответа, примитив подтверждения. В информационном обмене могут находиться один менеджер, один или несколько агентов или наоборот.

В информационной модели используются специальные протоколы взаимодействия. CMIP - общий протокол взаимодействия, стандарт управления сетью OSI. CMIP оперирует управляющей информацией в виде управляемых объектов. Управляемые объекты описываются на основе стандарта описания управляемых объектов. В силу своей сложности данный протокол имеет гораздо меньшее распространение и привлекает меньший интерес, но иногда его использование необходимо. CMIS - общий протокол управления сервисом. предлагаемый ведущими производителями пакет стандартов, состоящий из набора веб-сервисов для совместного использования информации, хранимой в несвязанных между собой хранилищах контент. Данный набор стандартов предназначен для обеспечения стандартизованных возможностей взаимодействия пользователей и приложений, совместно использующих различные хранилища контента. CMIS -- это набор технических спецификаций модели предметной области для взаимодействия с репозиториями ECM-систем посредством веб-служб. CMIS содержит предметно-ориентированную модель данных управления контентом, набор базовых сервисов, работающих с моделью данных и поддержку протоколов взаимодействия этих сервисов, включая: SOAP и REST / Atom.

Рисунок 6.1 - Информационная модель взаимодействия между сетевыми элементами



7. Расчет оперативных норм на показатели ошибок каналов, трактов, секций

Рассчитываются эталонные нормы для мультиплексной секции, виртуального и компонентного трактов. Применяются оперативные нормы, период измерений составляет 24 часа

7.1 Расчет виртуального тракта типа VC-4

Для начала рассчитаем приведенные нормы на показатели ошибок. Длина тракта 992 км, вид тракта: VC - 4, T=86400

Определение приведенных норм на показатели ошибок (по рекомендации М.2100.1).

Эксплуатационные нормы на показатели ошибок ESR и SESR равны:

2) Норма на показатели при вводе в эксплуатацию.

где k - эксплуатационный коэфицент (для трактов k=0.5, для секции k=0.1)



3) Пороговые значения.

При проведении дополнительных испытаний (7 суток):

Вывод: В результате расчета по ES и SES можно сделать вывод, что тракт принимается в эксплуатацию условно.

7.1.1 Порядок проведения ТО трактов и секций SDH/WDM по рекомендации М.2101.1. Тракт VC - 4

Длина тракта 992 км, вид тракта: VC - 4,

Мультиплексор SDH/WDM, оборудованы встроенными средствами показателей контроля, контроля показателей ошибок в реальном времени. Запрос на тестирование регулируется, начиная с секунд в течении 2, 24 часов или 15 минут. Ответы на тестирование обрабатываются в автоматическом режиме и предоставляются оператору связи в удобном виде. Стандартом М.2101.1 предусматриваются показатели ТО трактов и секций при вводе в эксплуатацию после пуско-наладочных работ.

1) Определим предельные значения показателей ТО («пониженное качество»).



Вывод: количество ES и SES, полученные в результате мониторинга в течении 24 часов не должны превышать значения 155 и 2 соответственно, полученных в результате расчета. Если больше нормы, то оператором регистрируется показатель «пониженное качество» тракта, что соответствует предотказному состоянию и отложенному ТО, которое проводится либо по графику, либо вне его.

2) Определим предельное значение показателя ТО(«неприемлимое качество»).

Берутся из таблицы: Предельные значения ES и SES неприемлемого качества - UPL при проведении технического обслуживания

Вывод: количество ES и SES не должны превышать значения 180 и 15 соответственно, полученных в результате расчета. Если больше нормы, то оператор регистрирует показатель «неприемлимое качество», что соответствует отказу и немедленному обслуживанию: переключению на резервные линии или выезду эксплуатационной бригады на место отказа.

3) Определим нормы при нормальном функционировании трактов и секций, показатель «нормальное функционирование».

Вывод: количество ES и SES, полученные в результате мониторинга, не должны превышать значения 207 и 3 соответственно. ТО отсутствует, оператор сети видит на мониторе нормальное функционирование сети.

4) Рассчитаем показатель для проведения ТО после ремонтных работ.

Вывод: В результате расчета по ES и SES можно сделать вывод, что тракт принимается в эксплуатацию условно

7.2 Расчет секции типа STM - 64

Для начала рассчитаем приведенные нормы на показатели ошибок. Длина секции 322 км, участок Ванино-Гурское.

1) Определение приведенных норм на показатели ошибок (по рекомендации М.2100.1).

- нормы не применяются

3) Пороговые значения:

При проведении дополнительных испытаний (7суток):



2) Норма на показатели при вводе в эксплуатацию.

Вывод: В результате расчета по SES можно сделать вывод, что тракт принимается в эксплуатацию условно.

7.2.1 Порядок проведения ТО трактов и секций SDH/WDM по рекомендации М.2101.1. секции типа STM - 64

Мультиплексор SDH/WDM, оборудованы встроенными средствами показателей контроля, контроля показателей ошибок в реальном времени. Запрос на тестирование регулируется, начиная с секунд в течении 2, 24 часов или 15 минут. Ответы на тестирование обрабатываются в автоматическом режиме и предоставляются оператору связи в удобном виде.

Стандартом М.2101.1 предусматриваются показатели ТО трактов и секций при вводе в эксплуатацию после пуско - наладочных работ.

Проведем расчет для секции типа STM - 64, длиной 322 км, участок Ванино-Гурское .

1) Определим предельные значения показателей ТО («пониженное качество»).

Вывод: количество SES, не должно превышать значения 1, полученного в результате расчета. Если больше нормы, то оператором регистрируется показатель «пониженное качество» тракта, что соответствует предотказному состоянию и отложенному ТО, которое проводится либо по графику, либо вне его.

2) Определим предельное значение показателя ТО(«неприемлимое качество», берется из таблицы).



Вывод: количество ES и SES, не должны превышать 10 соответственно, полученных в результате расчета. Если больше нормы, то оператор регистрирует показатель «неприемлимое качество», что соответствует отказу и немедленному обслуживанию: переключению на резервные линии или выезду эксплуатационной бригады на место отказа.

3) Определим нормы при нормальном функционировании трактов и секций, показатель «нормальное функционирование».

Вывод: количество SES, полученное в результате мониторинга, не должно превышать значения 2. ТО отсутствует, оператор сети видит на мониторе нормальное функционирование сети.

4) Рассчитаем показатель для проведения ТО после ремонтных работ.

7.3 Расчет компонентного тракта STM-16

Для начала рассчитаем приведенные нормы на показатели ошибок. Длина тракта 322 км, участок Ванино-Гурское.

1) Определение приведенных норм на показатели ошибок (по рекомендации М.2100.1).

- нормы не применяются

2) Норма на показатели при вводе в эксплуатацию.



3) Пороговые значения.

При проведении дополнительных испытаний (7 суток):

.

Вывод: По SES - секция принимается в эксплуатацию условно.

7.3.1 Порядок проведения ТО трактов и секций SDH/WDM по рекомендации М.2101.1. Расчет компонентного тракта STM-16

Мультиплексор SDH/WDM, оборудованы встроенными средствами показателей контроля, контроля показателей ошибок в реальном времени. Запрос на тестирование регулируется, начиная с секунд в течении 2, 24 часов или 15 минут. Ответы на тестирование обрабатываются в автоматическом режиме и предоставляются оператору связи в удобном виде. Стандартом М.2101.1 предусматриваются показатели ТО трактов и секций при вводе в эксплуатацию после пуско-наладочных работ.

Проведем расчет для секции типа STM - 16, длиной 322 км, участок Ванино-Гурское.

1) Определим предельные значения показателей ТО («пониженное качество»). Определяются по мониторингу в течение 24 часов.



Вывод: количество SES, полученное в результате мониторинга в течении 24 часов не должно превышать значения 2, полученного в результате расчета. Если больше нормы, то оператором регистрируется показатель «пониженное качество» тракта, что соответствует предотказному состоянию и отложенному ТО, которое проводится либо по графику, либо вне его.

2) Определим предельное значение показателя ТО(«неприемлимое качество»). Определяется по данным мониторинга в течение 15 минут.

Вывод: количество SES, полученные в результате 15 минутного мониторинга не должны превышать значения 10 соответственно, полученных в результате расчета. Если больше нормы, то оператор регистрирует показатель «неприемлимое качество», что соответствует отказу и немедленному обслуживанию: переключению на резервные линии или выезду эксплуатационной бригады на место отказа.

3) Определим нормы при нормальном функционировании трактов и секций, показатель «нормальное функционирование».

Вывод: количество SES, полученное в результате мониторинга, не должно превышать значения 2. ТО отсутствует, оператор сети видит на мониторе нормальное функционирование сети.

4) Рассчитаем показатель для проведения ТО после ремонтных работ.

PAR



Вывод: если количество SES, больше расчетного предельного значения, то тракт или секция в эксплуатацию не принимаются, необходимо продолжить локализацию аномалий и дефектов.

При выполнении данного раздела был произведен расчет норм на показатели ошибок при организации мониторинга оптических трактов и секций, определение приведенных норм на показатели ошибок (по рекомендации М.2100.1), порядок проведения ТО трактов и секций SDH/WDM по рекомендации М.2101.1. На основании расчетных и измеренных данных делается вывод состоянии трактов и секций, и принятии решений о дальнейшей эксплуатации или проведении ТО.



8. Разработка схемы управления, администрирования и мониторинга сетевыми элементами транспортной сети связи

На основе ранее рассмотренных функциональной и информационной моделей транспортной сети, а так же опираясь на построенную схему транспортной сети, разработаем схему управления и мониторинга сетевыми элементами TMN.

Каждому сетевому элементу (NE) DCN - TMN присваивается два адреса:

а) адрес Ethernet - это физический шестибайтовый адрес сетевого элемента. Адрес Ethernet используется только в локальных сетях и не участвует в маршрутизации данных в DCN - TMN, т. к. не содержит информацию о географическом месте нахождения NE;

б) адрес NSAP - пункт доступа к обслуживанию в сети, используется сетевым протоколом в целях маршрутизации данных.

Адрес NSAP однозначно идентифицирует NE в DCN - TMN, т. к. несет информацию о его месте нахождения. Формат и адрес NSAP могут быть фиксированной длины, например формат OSI - DCC составляет 20 байт, формат адреса NSAP Local - Lucent - 10 байт и переменной длины - от 8 до 20 байт. В нашем случае для адресации в DCN - TMN будем использовать NSAP Local - Lucent, который имеет следующую структуру:

а) идентификатор формата адреса - 49 Н - 1 байт;

б) идентификатор области указывает на логическое место NE в сети DCN - TMN, устанавливать не обязательно - 2 байта;

в) идентификатор системы - адрес NE в DCN - TMN - 6 байт;

г) селектор - указатель объекта TMN или система управления - 10Н или объекта управления - 01Н.

Данные адреса NSAP представляются в шестнадцатеричной системе счисления.

Основные функции:

1) OSF - функция операционной системы;

2) MF - медиаторная или функция сопряжения и обработки (установка не обязательна);

3) NEF - функция сетевого элемента или объекта управления;

4) GNEF - функция шлюзового элемента;

5) ЕМ - элемент Менеджер управления сетевыми элементами - ЦТО;

6) NM - оператор сети - ЦТУ, ЦСС;

7) MCF - функция передачи данных - обмен передаваемой информацией используется во всех функциональных блоках;

8) MAF = MF + AF - функция управления данными, может играть роль Менеджера или Агента, используется в функциональных блоках MF, NEF, OSF, QАF;

9) DCF - функция передачи данных между функциональными модулями, наделенными управляющими функциями т. е. OSF и МF;

10) WSF - функция рабочей станции, интерпретирует информацию оператора сети;

11) QAF - функция адаптера, сопряжения с сетевыми элементами, не входящими в TMN;

12) МО - управляющий объект;

13) AF - функция Агент;

14) MF - функция Менеджер;

15) MIB - архив данных об объекте, применяется во всех модулях кроме WSF;

16) ISF - функция преобразования информации используется для трансляции информации с интерфейса на интерфейс, применяется в OS, M, QA;

17) PF - функция предоставления информации в удобном виде для пользователя, через графический интерфейс в модуле WSF;

18) HMA - человекомашинная адаптация, преобразует данные MAF в удобный для отображения вид через графический интерфейс в модулях OSF и MF.

Схема сети управления телекоммуникациями приведена в приложении Б.

Данные о присвоении адресов всем сетевым элементам проектируемой DCN - TMN представлены в табл. 8.1.

Таблица 8.1 - Параметры расширенного удаленного доступа



Базовые топологии информационной транспортной сети и DCN - TMN полностью совпадают.

С целью взаимодействия сетевых элементов DCN - TMN в границах одного сетевого уровня данные передаются по встроенным каналам управления - DCC. Встроенный канал управления DCC служит для удаленного мониторинга и управления. DCC позволяет упростить структуру сети, улучшить бюджет оптической мощности системы, увеличить надежность, снизить затраты.

Для соединения сетевых уровней между собой используются локальные сети и интерфейсы Q-LAN Ethernet, типы и основные характеристики которых сведены в таблицу 8.2.

Таблица 8.2 - Интерфейсы Ethernet

Для подключения рабочей станции операторов и администраторов (ПК-сервер) к сети элементов DCN - TMN используется интерфейс взаимодействия F тира RS-232.

Выберем необходимое оборудование для системы управления от производителя.

Для централизованного управления сетью мультиплексоров серии FlexGain и другого оборудования производства НТЦ НАТЕКС используется система централизованного сетевого управления FlexGain View V2.0.



Таблица 8.3 Технические характеристики системы управления FlexGain View V2.0

В приложении Б изображена спроектированная схема управления TMN, обозначены функции сетевых элементов, основные интерфейсы взаимодействия и назначенные адреса NSAP.

Вывод: в девятом пункте осуществлен выбор системы управления от производителя, типа местного терминала - ЕМ, типа сетевого терминала - NM, интерфейсов управления, взаимодействия, локальных интерфейсов - LAN - Ethernet, встроенных каналов управления. Размещены рабочие станции операторов связи, присвоены адреса, идентификаторы и пароли сетевым элементам. Спроектирована схема управления, администрирования и мониторинга сетевыми элементами транспортной сети TMN.



9. Разработка схемы подсистемы TMN - сети ТСС

Архитектура ТСС представляет собой и построена по иерархическому принципу. Верхний уровень занимает первичный эталонный генератор, от которого получают сигнал ТСС все ведомые задающие генераторы путем передачи синхросигналов от одного к другому. Таким образом иерархия представляет собой первичный эталонный генератор с наивысшими параметрами и ведомые задающие генераторы с параметрами пониженной требовательности.

Нижний уровень занимают собственные задающие генераторы сетевых элементов. Все сетевые элементы функционируют с помощью хранирующего сигнала, источником которого является первичный эталонный генератор.

При снижении качества синхросигнала его параметры корректируются за счет высоких характеристик транзитных или локальных вторичных задающих генераторов и петель ресинхронизации.

Все сетевые элементы укомплектованы собственными задающими генераторами для работы которых используется синхросигнал «выделить» из линейного сигнала SDH и WDM. В случае потери синхросигнала, собственные задающие генераторы переходят в режим удержания частоты, а через 2,5 часа в режим свободной генерации. Это означает, что данный сегмент сети перешел в предахронный режим работы, то есть в аварийный режим.

При проектировании ТСС необходимо выполнить:

- рационально разместить ВЗГ;

- представить основные и резервные синхротрассы;

- избегать замкнутых петель синхронизации.

Для выбора источника синхронизации из всех доступных применяются следующие правила:

а) выбирается источник с одинаковым качеством синхросигнала;

б) для источников с одинаковым качеством задаются приоритеты;

в) для синхросигналов, передаваемых по резервным синхросигналам, определен уровень качества;

г) для синхросигналов, передаваемых по неисправной линии, присваивается уровень 15.

Схема спроектированной сети ТСС представлена в приложении В.

Для МЦСС ОАО «РЖД» применяется подсистема управления ТСС Time Pictra фирмы Симметриком, которая обеспечивает контроль за функционированием генераторного оборудования ТСС. Система управления состоит из рабочих станций - WS, на корпоративном и дорожном уровнях, центрального сервера для хранения базы данных ТСС, СПД - ТMN основа подсистемы TСС (рисунок 10.1).

К прикладным функциям подсистемы управления ТСС относятся:

а) Управление рабочими характеристиками или контроль качества синхронизации;

б) Управление сбоями и отказами;

в) Управление конфигурацией или переключение на резервные тракты и источники синхронизации;

г) Управление безопасностью или кодирование - декодирование данных;

д) Управление расчетами.



Рисунок 9.1 Структура подсистемы TMN - управления ТСС

В заголовке мультиплексной секции (SOH) определен специальный байт статуса синхронизации - байт S1, содержащий информацию о качестве синхросигнала, транслируемую в виде сообщения SSM между сетевым оборудованием транспортной сети. Для передачи сигналов SSM используются 4 бита в составе байта S1 (5 - 8 бит). Сигналом SSM согласно рекомендации ITU-T G.707 и ANSI-T1X1.3(TR#33) относятся:

DUS - линейный сигнал не использовать для синхронизации и может эффективно применяться для определения оперативного автоматического устранения петель в системе синхронизации;

RES - резервная синхротрасса или передается о источнике синхронизации промежуточного уровня;

QU - качество источника не определено или подсистема TMN - сеть ТСС не поддерживает стандарт TMN;

ST1 - PRC (первичный эталонный источник);

ST2 - CRC - Т (вторичный эталонный источник, транзитный);

ST3 - CRC - L (вторичный эталонный источник, локальный);

SMC - SEC (собственный задающий генератор);

При регистрации сбоев и отказов в сети ТСС фиксируются сообщения LOS ? потеря линейного сигнала, LOSYNCH - потеря тактовой синхронизации, AIS - общая авария ТСС.

Сообщения DUS, RES, QU играют определенную роль в системе синхронизации поскольку позволяют управлять топологией сети ТСС и избегать замкнутых петель синхронизации.

Современная подсистема TMN - ЕМЦСС ОАО «РЖД» позволяет контролировать сообщения SSM в режиме реального времени и устанавливать те или иные параметры SSM для каждого синхротракта. В результате система ТСС транспортных сетей на основе SDH WDM оказывается контролируемой в полной мере и обеспечивает высокую стабильность работы сети ТСС даже при сложных топологиях.

Схема ТСС приведена в Приложении В Подключение проектируемой сети ТСС к ПЭГ через мультиплексор DWDМ - сеть 3-го класса, структура которой состоит из последовательного соединения до 6 ВЗГ и до 20 СЗГ.

Итогом выполнения десятого пункта была спроектирована схема сети ТСС. Класс разработанной сети TCC - третий, так как ПЭГ подключается через мультиплексор DWDM в разработанную схему. Сеть является иерархической, централизованной, с элементами децентрализации в зонах синхронизации.



10. Расчет коэффициента простоя телекоммуникаций на проектируемом участке

Для оперативной регистрации и локализации данных о состоянии уровня работоспособности транспортной сети все сегменты сети оборудуются системой мониторинга. С этой целью транспортная сеть делится на оптические секции. Основным источником оценки состояния секции при мониторинге является «качество передаваемых сигналов» в точках окончания секций, в реальном масштабе времени. При формировании сообщений для операторов сети о состоянии секции формируются: номер контролируемой секции; дата и время приема информации о состоянии секции; текущее состояние контролируемой секции.

Методика определения времени простоя транспортной сети связи по запросу оператора ЦТО, ЦТУ заключается в следующем:

при существующей при эксплуатации стратегии восстановления, начинающегося с момента обнаружения отказа - «авария», коэффициент готовности для секции рассчитывается по формуле:

К_Гсек = Р_ВОК

где Р_ВОК - вероятность повреждения ВОК;

вероятность отказа мультиплексора, оптического усилителя;

N - число мультиплексоров и оптических усилителей в пределах секции.

Вероятность повреждения ВОК в течение года рассчитывается по формуле:



где Т_э = 8760 ч. - эксплуатационный период;

Т_вВОК = t_рег + t_рВОК + t_п время восстановления повреждения ВОК;

t_рВОК 6,5 ч. - среднее время ремонта ВОК, t_п 3,5 ч. - среднее время подъезда РВБ, t_рег = (5 - 15) с. - среднее время регистрации повреждения;

_ВОК = 0,3371 - нормированная плотность повреждения ВОК на 100 км в течение года.

Плотность повреждения ВОК действующей секции определяется по формуле:

где L_сек длина проектируемой секции.

Вероятность отказа мультиплексора и оптического усилителя рассчитывается по уравнению:

где Т_вМ,ОУ = t_рег + t_рМ,ОУ + t_п - время восстановления отказа мультиплексора либо оптического усилителя;

t_рМ,ОУ 0,5 ч. среднее время ремонта мультиплексора или оптического усилителя, t_п = 2 ч. - среднее время подъезда РВБ, t_рег = 5 - 15 с. - среднее время регистрации отказа; _М,_ОУ = 1/Т_0М, Т_0М время наработки до первого отказа, Т_0М 15 лет. Коэффициент готовности сетевого уровня для двухволоконного «пространственного кольца» определяется по выражению:



где К_Гсек расчетное значение К_Г для оптической секции.

В случае иерархической двух- или многоуровневой транспортной сети для расчета К_Г необходимо составлять расчетную модель, т.к. такие сети представляют собой сложное соединение сетевых элементов и имеют различные алгоритмы реконфигурации.

Общесетевой коэффициент готовности рассчитывается по формуле:

,

где К_Гjур расчетные значения коэффициента готовности уровней для линейных и кольцевых топологий.

Коэффициент простоя и время простоя проектируемой транспортной сети рассчитывается по формуле:

К_п = (1 - К_Гсеть);

Т_п = К_пТ_э, ч.

Проведем расчет по выше представленной методике для дорожного и регионального уровней.

1) Расчет дорожного уровня.

Рассчитаем нормированный коэффициент готовности:

Далее рассчитаем вероятность повреждения ВОК в течение года:



Рассчитаем вероятность отказа мультиплексора:

Определим коэффициент готовности секции:

Определим коэффициент готовности уровня:

Аналогично произведем расчет для других секций и занесем значения в таблицу 10.1

2) Расчет регионального уровня.

Региональный уровень имеет 13 оптических секции разных. Расчет проводится по аналогичной методике. Результаты расчетов сведем в таблицу 10.1.



Таблица 10.1. Результаты расчета коэффициента готовности регионального уровня

Имея значения коэффициентов готовности уровней, рассчитаем значения коэффициента готовности всей сети:

Полученный коэффициент готовности сети больше нормированного, а значит не требуется проведения дополнительных мер по увеличению надежности.

Рассчитаем коэффициент простоя и время простоя:

Вывод: при выполнении данного раздела были рассчитаны коэффициенты готовности дорожного и регионального уровней, определено время простоя и коэффициент простоя. Из всех показателей надежности только коэффициент готовности имеет нормы международного союза электросвязи и государственного комитета электросвязи. На практике показатели надежности сети связи региональных центров фиксируются и предоставляются в виде отчетов ежесуточно.



Заключение

В ходе выполнения курсового проекта была разработана транспортная сеть связи на участке Ванино - Комсомольск - Хабаровск - Биробиджан.

Было выбрано оборудование связи:

а) мультиплексор ввода-вывода ROADM фирмы Т8 ;

б) мультиплексор ввода-вывода OADM SNR-CWDM-DRP1-10GR-1310/1390

в) для КОО с цветными интерфейсами мультиплексор FlexGain A2500 Extra;

При проектировании был выбран кабель ВОК производства ЗАО «Трансвок» ОКСМ-А-4/2(2,4) СП-12(2)/4(5) с волокном Сorning SMF-28 соответствующее рекомендации G.652, Corning LEAF соответствующего рекомендации G.655; произведена разработка схемы первичной цифровой сети связи с размещение оборудования CWDM/DWDM; выбрано сетевое оборудование.

В данном проекте были получены навыки расчета сетевого трафика, с последующим выбором по расчётам уровня систем передачи. Для дорожного уровня выбран уровень передачи STM-64, а для регионального STM-16. Каждый уровень передачи построен по топологии двойное кольцо.

Изучены различные виды топологий и архитектур сетей, параметры передающих и принимающих оптических модулей, по которым в дальнейшем рассчитывались длины оптических секций. На основе схемы архитектуры сети связи построена схема транспортной сети. В ней уже приведены конкретные модификации выбранного мультиплексора, определены трибные порты, указано число рассчитанных ОУ.

Ознакомилась с цифровыми системами передачи многоканальной связи, провела теоретические исследования параметров линейных трактов. Рассчитала надежность сети и полученные расчетным путем значения превышают нормативные значения коэффициентов готовности, что означает, что система находится в удовлетворительном состоянии, и необходимости в реконфигурации сети нет.

Так же была спроектирована простейшая сеть управления телекоммуникациями (TMN), осуществлена синхронизация сети связи, которая играет важную роль в построении сети связи ВОСП DWDM. Отсутствие устойчивой системы синхронизации по циклам приводит к тому, что теряются целые циклы информации. Отсутствие устойчивой синхронизации по тактам вызывает рост количества ошибок при регенерации. Отсутствие устойчивой синхронизации по цифровому выравниванию приводит к появлению проскальзываний в цифровых потоках, что приводит к росту количества ошибок в линейных трактах. Класс разработанной сети TCC - третий, так как ПЭГ подключается через мультиплексор DWDM в разработанную схему. Сеть является иерархической, централизованной, с элементами децентрализации в зонах синхронизации.

Произведены расчеты норм на показатели ошибок каналов доступа КОО

Произвели расчет коэффициента простоя телекоммуникаций на проектируемом участки и коэффициент готовности сети составил 0,9999, а Коэффициент простоя и время простоя проектируемой транспортной сети составили соответственно 0,00001 и 0,0876 ч.

В нашей стране DWDM только начинает подниматься на ноги, и то только в качестве магистральной составляющей. Причина - крайне высокий порог вхождения как по финансовым, так и по техническим причинам. Вложив средства в DWDM, можно получить удобную расширяемую одно- или двухволоконную платформу. DWDM можно использовать как на одном волокне (городская сеть, средне протяжённые магистральные трассы, дальнобойные трассы с использованием усилителей, компенсаторов и фильтров), так и на двух (максимально дальнобойные магистральные трассы), так же она является одной из самых мощных систем уплотнения на сегодняшний день, имеет великое множество каналов и подканалов; является одной из самых дальнобойных систем уплотнения за счет возможности использования EDFA усилителей. DWDM система очень требовательна к цифрам, поэтому для её качественной работы требуется проводить серьёзные расчеты и иметь высококвалифицированный обслуживающий персонал, и ее можно строить как с использованием всех возможных типов усилителей и компенсаторов дисперсии, так и с использованием только необходимого типа (или вообще без усилителей/компенсаторов).



Библиографический список

1. Крухмалев В.В. Синхронные телекоммуникационные системы и транспортные сети / В.В. Крухмалев . М. : ФГБОУ. УМЦ по образованию на ж.-д. транспорте. 2012. 288 с.

2. Фокин В.Г. Оптические системы передачи и транспортные сети / В.Г. Фокин Учебное пособие. М.: Эко-Трендз, 2008. 267 с.

3. Гребешков А.Ю. Управление сетями электросвязи по стандарту TMN / А.Ю. Гребешков. Учебное пособие. М.: Радио и связь, 2004. 155 с.

4. Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH / Н.Н. Слепов . М.: Эко-Трендз, 2003.

5 Бакланов И.Г. Технологии измерений первичной сети. Ч. 2. Системы синхронизации / И.Г. Баклавнов. М.: Эко-Трендз, 2000. 149 с.

6. Нормы технологического проектирования цифровых телекоммуникационных сетей на федеральном ж.-д. транспорте. М.НТП ЦТКС-ФЖТ-2002.

7. РД 45.174-2001. Построение систем управления сетями связи операторов ВСС РФ. Руководящий документ. М.: Минсвязи России, 2001.

связь транспортный сеть

Приложения

Приложение А

Схема транспортной сети

Рисунок А.1 Схема транспортной сети



Приложение А

Рисунок А.2 Схема транспортной сети



Приложение Б

Рисунок Б.1 Схема сети управления телекоммуникациями



Приложение В

Рисунок Б.2 - Схема сети управления телекоммуникациями



Приложение Г

Рисунок Б.3 Схема сети управления телекоммуникациями



Приложение Д

Рисунок В.1 Схема ТСС



Приложение Ж

Рисунок В.2 Схема ТСС

Размещено на Allbest.ru

...