Курсовая работа по дисциплине: «Основы построения телекоммуникационных систем и сетей»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ Бурятский филиал Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики» ФАКУЛЬТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ КУРСОВАЯ РАБОТА По дисциплине: «Основы построения телекоммуникационных систем и сетей» На тему: «Проектирование телекоммуникационной сети SDH» Руководитель: Ванданова Н.Д. Выполнил студент: Группа Вариант 1 Г. Улан-Удэ 2011 Содержание Введение……………………………………………………………………… Техническое задание……………………………………………………….. Исходные данные…………………………………………………………… Разработка схемы организации сети……………………………… Эквивалентное число первичных потоков……………………….. Выбор оптического кабеля…………………………………………. Уровень синхронных транспортных модулей (STM) в каждом из узлов……………………………………………………. Выбор защиты линейных трактов………………………………… Определение длины регенерационного участка………………… Разработка схемы организации связи…………………………….. Схема организации системы синхронизации…………………….. Заключение………………………………………………………………….. Список литературы………………………………………………………… Введение Потребности существенного увеличения объема, надежности и экономичности передачи цифровой информации предопределили необходимости разработки синхронной цифровой иерархии (СЦИ) (Synchronous Digital Hierarchy, SDH). SDH была определена в 1988 году комитетом по стандартизации ITU-T (International Telecommunications Union – Telecommunication Standardization Sector – сектор телекоммуникаций международного союза электросвязи) и представляет собой качественно новый этап развития связи. SDH имеет множество особенностей по сравнению с предшествующей ей плезиохронной цифровой иерархии (ПЦИ). В рамках рекомендаций по SDH разработаны как новая иерархия скоростей передачи и система группообразования цифровых потоков, так и новые модели построения сетей и сетевого управления. Первой синхронной сетью была созданная ANSI – SONET со скоростью цифрового потока 51,84 Мбит/с. Однако иерархия SONET была не приспособлена для передачи плезиохронных потоков европейской иерархии. В 1988 году ITU-T был определен основной иерархический уровень систем SDH равный 155,520 Мбит/с, который удовлетворяет для передачи сигналов всех существующих плезиохронных иерархий. Согласно определению рекомендации G.707, SDH – это цифровая транспортная структура, стандартизированная для переноса через физические сети адаптированной нагрузки (трафика) в виде синхронных транспортных блоков (модулей) STM (Synchronous Transport Module) а также интерфейсы узлов сети. SDH обеспечивает мультиплексирование низкоскоростных цифровых сигналов в высокоскоростные и передачу информации с высокой эффективностью. Системы SDH могут транспортировать сигналы PDH, а также всех действующих и перспективных служб, в том числе широкополосной цифровой сети с интеграцией услуг (B-ISDN), использующей асинхронный способ переноса (АТМ). Внедрение SDH является произвело далеко идущие последствия и для сетевых операторов, и для пользователей, и для производителей оборудования. SDH позволяет организовать универсальную транспортную систему, охватывающую все участки сети и выполняющую функции как передачи информации, так и контроля и управления. Она рассчитана на транспортирование сигналов PDH, а также всех действующих и перспективных служб, в том числе широкополосной цифровой сети и интеграцией услуг (B-ISDN), использующей асинхронный способ переноса (АТМ). ЦСП SDH, работающие по оптическому кабелю значительно повышают скорость передачи цифровой информации, при достаточно большой длине регенерационного участка. SDH обеспечивает огромное число дополнительных информационных каналов, при этом технология SDH является неотъемлемой частью сети управления TMN. В ЦСП SDH обеспечивается надежная защита трафика путем резервирования линейных трактов и основных блоков. Важной особенностью сети SDH является ее деление на функциональные слои (уровни), которые в свою очередь подразделяются на подслои. Каждый слой обслуживает вышележащий слой и имеет определенные точки доступа. Слои имеют собственные средства контроля и управления, что минимизирует операции при авариях и снижает влияние аварий на другие слои. Каждый слой может создаваться и развиваться независимо. Послойное построение сети SDH облегчает создание и эксплуатацию сети и позволяет достичь наиболее высоких технико-экономических показателей. Техническое задание Разработать схему организации сети. Рассчитать количество компонентных потоков между узлами. Обосновать выбор скоростей передачи агрегатных потоков. Выбрать типы мультиплексоров, кросс-коннеков и линейного оборудования в узлах. Выбрать оптический кабель. Выбрать схемы защиты в сети и обосновать их. Разработать схему сети синхронизации. Выбрать оборудование SDH для реализации проектируемой сети, используя продукцию любой фирмы-изготовителя. Привести комплектацию оборудования. Рассчитать длину регенерационного участка с учетом данных аппаратуры и кабеля. Исходные данные Таблица 1. Расстояние между узлами в километрах № варианта А-Б Б-Д Д-Е А-Е 1 45 11 62 12 Таблица 2. Ориентировочные функции оборудования в узлах Узел Оконечный мультиплексор (ТМ) Мультиплексор ввода-вывода (ADM) Кросс-коннект (DXC) А - Да - Б - Да - Д - Да - Е - Да - Рис.1. Схема телекоммуникационной транспортной сети Таблица 3. Необходимое число цифровых потоков проектируемой сети. Направление передачи Цифровые потоки А-Б А-Д А-Е Б-Е Д-Е Е1 16 8 10 20 12 Е3 3 3 1 Е4 1 STM 1 1 ПЭГ установлен в пунктах: А. Структурная схема связи Изобразим структурную схему сети, в соответствии с рисунком 1 и таблицей 1. Рисунок 2. Структурная схема сети. 2.Расчет эквивалентного числа первичных цифровых потоков Рассчитываем, в соответствии с техническим заданием (таб. 3), эквивалентное число первичных цифровых потоков, результат заносим в форму № 1. Эквивалентное число первичных 2 М потоков (Е1) определяется из соотношений: цифровой поток со скоростью 8 Мбит/с (Е2) эквивалентен четырем потокам со скоростью 2 Мбит/с (4x2 М); цифровой поток со скоростью 34 Мбит/с (Е3) эквивалентен 16-ти потокам со скоростью 2 Мбит; цифровой поток со скоростью 140 Мбит/с (Е4) эквивалентен 64-м потокам со скоростью 2 Мбит. STM-1 эквивалентен 63-м потокам со скоростью 2 Мбит. В результате расчетов эквивалентного числа первичных потоков по направлениям передачи были получены следующие данные: АБ=(16 Е1 + 8Е1) + (3Е3 + 10Е1 +1Е4)=146 Е1; БД=(8 Е1 + 3 Е3) + (10 Е1 + 1 Е4) + (20 Е1 + 3 Е3)= 198 Е1; ДЕ=(10 Е1+1 Е4) + (20 Е1 + 3 Е3) + (12 Е1 + 1 Е3 +1 STM1)=265 Е1. АЕ=10 Е1+1 Е4=10 Е1 +(1*64) Е1=54 Е1; Форма 1. Результаты расчетов числа 2 М потоков по направлениям Локальные узлы А Б Д Е А - 146 54 Б 146 198 Д 198 265 Е 54 265 ∑ 200 344 463 319 Изобразим топологию сети на чертеже и рассчитаем число 2 Мбит потоков на каждом участке сети, тем самым определим емкости линейных трактов между сетевыми узлами проектируемой транспортной сети. Результаты расчетов заносим в форму №2. Рисунок 3. Топология рассчитываемой сети. Направления ↓ Участок сети А-Б Б-Д Д-Е А-Е Количество 2М потоков Количество 2М потоков Количество 2М потоков Количество 2М потоков А-Б 16 А-Д 56 56 А-Е 54 54 54 54 Б-Е 68 68 Д-Е 91 ∑ 126 178 213 54 Выбор оптического кабеля. Как правило, для соединения узлов транспортной сети используются одномодовые волоконно-оптические кабели (ВОК). Многомодовые ВОК используются реже, в основном, для организации связи на короткие расстояния при уровне мультиплексора STM-1. Число волокон в кабеле должно быть не менее 4х. Общее число волокон определяется исходя из емкости цифровых линейных трактов, необходимости их резервирования, а также иными соображениями, (ответвления для зоновой и местной связи, аренда, технические нужды, и т.д.). Тип кабеля определяется заданной длиной волны, допустимыми потерями и дисперсией, а также условиями прокладки (категориями грунта, наличием переходов через водные преграды и т.д.). Учитывая, что оптическое волокно чувствительно к сильным э/м полям, рекомендуется ОК прокладывать в некотором отдалении от ЛЭП, Если условия позволяют, желательно выбирать кабель, не содержащий металлических элементов (медных проводов для дистанционного питания, центрального силового элемента, выполненного из стали, брони из стальных проволок и. т.д.). Выбор типа кабеля можно произвести, исходя из расстояний между узлами. Так, при организации местной связи (например, в пределах города), расстояние между узлами не превышает 40 км. Поэтому, можно выбрать одномодовый ОК, работающий на длине волны = 1,3 мкм. Достоинством такого выбора являются малые дисперсионные искажения (3 пс/нм.км) импульсов в линейном тракте. В других случаях (внутризоновая и магистральная связь) следует выбирать рабочую длину волны = 1,55 мкм; потери в оптическом волокне при этом малы (0,22 дБ/км), что позволяет организовать связь на значительные расстояния (порядка 100 км). Применяя оптические усилители, можно увеличить дальность связи до 150 км и более; однако, при этом уже сказывается (особенно при скоростях передачи 2,5 Гбит/с и более) дисперсионные искажения. Последние особенно нежелательны при спектральном уплотнении оптического волокна. В перечисленных случаях все чаще применяют оптический кабель со смещенной дисперсией. Оптическое волокно этого кабеля характеризуется потерями (0,220,3) дБ/км и дисперсией порядка (13) пс/нм.км при = 1,55 мкм. Соображения, изложенные выше, справедливы и при выборе подвесного ОК. Следует лишь иметь в виду, что потери в ОВ этих кабелях на длине волны 1,55 мкм несколько выше, чем у обычных ОК. Исходя из предложенных рекомендаций, на участках БД и АЕ выбираем кабель с оптическим волокном (ОВ), работающим на длине волны λ =1,3 мкм, а на участках АБ и ДЕ λ =1,55 мкм. Уровень синхронных транспортных модулей (STM) в каждом из узлов. Для изображенной на рисунке 3, исходя из полученной емкости линейных трактов, в пунктах Б,Д, Е может быть выбран уровень мультиплексоров STM-16,а в пункте А STM-4. При этом во всех пунктах должны быть установлены мультиплексоры ввода-вывода (ADM). В пункте А должна быть организована передача 34 потоков Е1, 3 потоков Е3 и 1 потока Е4. Используем вариант включения STM-4. Установление дополнительных мультиплексоров не требуется. В пункте Б для организации 20 потоков Е1 и 3 потоков Е3 используем вариант включения STM-16. Установление дополнительных мультиплексоров не требуется. В пункте Д для организации 12 потоков Е1, 1 потока Е3 и 1 потока STM-1 используем вариант включения STM-4. Установление дополнительных мультиплексоров не требуется. Выбор способа защиты линейных трактов Защита сети передачи обеспечивается наличием избыточности оборудования аппаратуры и применением коммутационной логики, которая, в случае повреждения или снижения качества производит замену аварийного блока (слота) на резервный. Резервирование этих блоков осуществляется по схеме 1:n, означающее, что на n-работающих блоков приходится один резервный. В сети SDH можно осуществлять защиту секции мультиплексирования (оконечного оборудования секции мультиплексирования – Multiplex Section Termination, MST), путем использования блока защиты секции мультиплексирования (Multiplex Section Protection,MSP). Для заданной в проекте топологии применяем способ защиты 1+1 с использованием блока защиты секции мультиплексирования. То есть в нормальном режиме работы сети используется только рабочий тракт, а при его отказе происходит переключение на резерв. Рис.4 Организация защиты на сети. Определение длины регенерационного участка Длина регенерационного участка (РУ) определяется двумя основными параметрами передачи: затуханием и дисперсией информационных сигналов. Lру ≤ [PS – PR – PD – Me – (N-1)*lS – Nc*lc] / αc + αm Где PS – уровень мощности сигнала передатчика в точке стыка S(дБм), PR – уровень мощности сигнала на входе приемника в точке стыка R(дБм), определенный для заданного Кош; PD – мощности дисперсионных потерь (дБм); Me - энергетический запас на старение оборудования (дБ); N – число строительных длин кабеля; lS – потери энергии на стыках строительных длин кабеля (дБ); Nc - разъемных соединений между точками S и R; lc - потери энергии на разъемном соединении (дБ); αc - коэффициент затухания кабеля (километрические потери энергии в кабеле) (дБ/км); αm - запас на повреждения кабеля (дБ/км). В общем случае длину регенерационного участка принимаем равной Lру=60 км. Отсюда длина регенерационного участка «перекрывает» расстояния между мультиплексорами, следовательно, установка линейных регенераторов не требуется. 7. Разработка схемы организации связи На схеме организации связи указываются оконечные и промежуточные пункты, все мультиплексоры, установленные в этих пунктах, а также соединения между ними. Необходимо указать также длину и тип кабеля, соединяющего пункты между собой, и число 2М потоков на данном участке сети. В оконечных и промежуточных пунктах следует отдельно нумеровать 2М, 34М, 140М, сохраняя эти номера во всех пунктах магистрали. Общее число потоков в оконечных пунктах, где установлены терминальные мультиплексоры, не должно превышать емкости мультиплексора данного уровня, а в промежуточных пунктах, где установлены МВВ, общее число потоков не должно превышать двойной емкости мультиплексора: N∑ = NB + NBB + NTP, Где NTP, NBB,NB – числа вводимых, выводимых, транзитных потоков, соответственно; N∑ - сумма всех 2М цифровых потоков. На рисунке 5 показана разработка схемы организации связи. Рис.5. Схема организации связи. . Схема организации системы синхронизации Все операции по обработке сигналов в цифровых системах передачи (будь то передающая или приемная аппаратура) и системах коммутации должны выполняться в строгой последовательности во времени и синхронно. Во всех системах передачи с временным разделением каналов (и в том числе работающих по принципу ИКМ) приемное оборудование всегда должно работать синхронно с передающим. Только в этом случае переданные сигналы попадут на приемной стороне на отведенные им временные позиции и в свои каналы. На каждой цифровой коммутационной станции скорость обработки сигналов задается одним станционным генератором. Все эти функции выполняются с помощью устройств внутри аппаратной синхронизации, входящих в состав устройств передачи и коммутации. Для разработки схемы синхронизации сначала необходимо выбрать режим синхронизации в проектируемой транспортной сети. Затем разработать схему распределения синхронизации между узлами и внутри узлов. При этом следует обратить внимание на то, что в узле все мультиплексоры и кросс-коннекты должны иметь внутренние генераторы. Схема синхронизации должна содержать минимальное количество синхронизируемых от одного источника генераторов и не содержать петлю синхронизации. Для всех источников синхронизации в каждом узле сети должны быть присвоены уровни качества и приоритеты. Схема синхронизации представлена на рисунке 6. Заключение Информационная сеть SDH представлена сетевой моделью, которая состоит из трех функциональных слоев: уровень каналов, уровень трактов, уровень среды передачи. Данные слои создаются и развиваются независимо. Послойное построение сети SDH облегчает создание и эксплуатацию сети и позволяет достичь наиболее высоких технико-экономических показателей. Кроме перечисленных слоев для повышения эффективности в сетевую модель SDH могут быть введены слой тандемных соединений и слои деления линейных трактов по длинам волн. Технической основой построения транспортных сетей являются телекоммуникационные системы передачи синхронной цифровой иерархии (SDH). Их внедрение на сетях связи началось в 80-е годы XX в. Принципиально отличием системы SDH от ранее существовавших цифровых систем передачи считается то, что они являются «производителями» информации, а предназначены только для высокоэффективной передачи и распределения цифровых потоков, формируемых как в традиционных структурах стандартной презиохронной цифровой иерархии (РDH), так и в новых телекоммуникационных технологиях – АТМ, В –ISDN и т.д. все оказанные выше цифровые потоки «транспортируются» в системах SDH в виде информационных структур, названных виртуальными контейнерами (VC). В структурах VC по транспортной сети переносится исходная цифровая информация, дополненная определенным количеством служебных информационных каналов, названных трактовым заголовком (POH). В общем случае дополнительные каналы предназначены для эффективного управления транспортной сетью и выполняют функции передачи оперативной, административной и обслуживающей информации (ОАМ). Это обеспечивает высокие функциональные возможности и высокую надежность сети связи. Список литературы Синхронная цифровая иерархия. Учебное пособие.– Новосибирск, СибГУТИ, 1998. Слепов Н.Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи (АТМ, PDH, SDH, SONET и WDM). – М.: Радио и связь, 2000. Попов Г.Н., Кулеша О.П. Расчет некоторых качественных показателей транспортной сети SDH. Методические указания – Новосибирск, СибГУТИ, 2001. Фокин В.Г. Оптические системы передачи. Учебное пособие. Часть 1. – Новосибирск, СибГУТИ, 2002. Ким Л.Т. Синхронная, асинхронные и плезиохронные системы передачи // Электросвязь, 1998, №1, – с. 17-20 Попов Г.Н., Кулеша О.П. Расчет и измерение качественных показателей транспортной сети. Учебное пособие. – Новосибирск, СибГУТИ, 2002. Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие. Том 1 // Б.И. Крук, В.Н. Попантонопуло, В.П. Шувалов, Под.ред В.П. Шувалова. – Изд. 3-е испр. и доп. – М.: Горячая линия – Телеком, 2003 Методическая разработка по выполнению курсового проекта по дисциплине: « Основы построения телекоммуникационных систем и сетей ».

Похожие:

	Курсовая работа по дисциплине: «Основы построения телекоммуникационных систем и сетей» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирский государственный университет телекоммуникаций...		Основы построения телекоммуникационных систем и сетей методическое письмо 7 семестр Когновицкий О. С., Дементьев А. И основы построения телекомму-никационных сетей : метод письмо (спец. 200900) / спбгут спб, 1999
	Рабочая программа дисциплины основы построения современных телекоммуникационных сетей Изучение теоретических принципов построения и функционирования современных телекоммуникационных сетей		Системы коммутации Для изучения дисциплины требуется знание математических основ построения телекоммуникационных систем и общей теории связи, изучаемых...
	Тематический план повышения квалификации на 2012 год Основы построения мультисервисных телекоммуникационных сетей (принципы построения и функционирования сетей ngn)		Е. Л. Харьковский «17» августа 2012 г Основы построения телекоммуникационных систем и сетей (сем./прз) Панычев С. Н., д т н., профессор ауд. 2311
	Е. Л. Харьковский «17» августа 2012 г Основы построения телекоммуникационных систем и сетей (сем./прз) Панычев С. Н., д т н., профессор ауд. 2311/2513		Основы построения телекоммуникационных систем и сетей Техническое черчение: учебник для уч-ся нач проф образования / И. С. Вышнепольский. Изд. 7-е, испр. М.: Высш шк., 2005. 219с.: рис....
	Рабочая программа По дисциплине Основы технической эксплуатации защищенных телекоммуникационных систем Для специальности 090106 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем»		Методические указания к контрольной работе В. Н. Жемчугов Основы построения телекоммуникационных систем и сетей. Методические указания к контрольным работам (спец. 210405),...