Дипломный проект - Модернизация транспортной сети ГТС г. Тараз - файл n1.doc

Дипломный проект - Модернизация транспортной сети ГТС г. Тараз
скачать (95.4 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc559kb.21.01.2000 09:07скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7
ВВЕДЕНИЕ.

В хозяйственной, технической, научной, политической и культурной жизни общества возрастают потоки различных видов информации, которые необходимо передавать на большие расстояния с большой достоверностью. Важную роль в решении этих вопросов играет электрическая связь.

Любая система электросвязи состоит из источника и приёмника информации (в качестве которых могут выступать люди, ЭВМ и другие устройства), устройств преобразования информации в сигнал и обратно (телефонный, телеграфный аппараты и др.) и канала связи (т.е. совокупности физических устройств и направляющей среды для передачи сигналов из одного пункта связи в другой). Для обеспечения надёжной работы направляющие системы оснащают дополнительными элементами и устройствами (системы передачи и др.), которые в совокупности называются линейными сооружениями.

Кроме этих составных частей система электросвязи включает также станционные здания и сооружения (АТС) и устройства электропитания. Совокупность линейных и станционных сооружений составляют единую систему - сеть электросвязи.

Развитие сетей электросвязи обусловлено постоянным ростом требований абонентов к качеству связи в целом и отдельных устройств, обеспечивающих её осуществление, а также необходимостью снижения экономических затрат на организацию связи. Именно поэтому коммутационная техника (станционные сооружения) прошла путь от ручных коммутаторов до цифровых коммутационных систем, способных обрабатывать практически любой вид информации и предоставлять абонентам множество различных дополнительных услуг. Линейные сооружения под влиянием предъявляемых к ним требований развивались от простейших симметричных пар для передачи телеграфных сигналов до волоконно-оптических кабелей, спутниковых систем связи и цифровых систем передачи, способных передавать любой вид информации с высокой скоростью и надёжностью при высокой достоверности.

Интенсивное развитие и внедрение цифровых систем передачи ЦСП объясняется их существенными преимуществами перед аналоговыми системами передачи /1/.

- Высокая помехоустойчивость. Представление информации в цифровой форме, т.е. в виде последовательности символов с малым числом разрешённых значений и детерминированной частотой следования, позволяет осуществлять регенерацию этих символов при передаче их по линиям связи, что резко снижает влияние помех и искажений на качество передачи информации.

- Независимость качества передачи от длины линии связи. Благодаря регенерации передаваемых сигналов искажения в пределах регенерационного участка ничтожны. Поэтому качество передачи практически не зависит от длины линии связи. Длина регенерационного участка и оборудование регенератора при передаче информации на большие расстояния остаются фактически такими же, как в случае передачи на малые расстояния. Так, при увеличении длины линии в 100 раз длина участка уменьшится лишь на 2...3% (при неизменной верности передачи информации).

- Стабильность параметров каналов ЦСП. Стабильность параметров каналов (остаточного затухания, частотной характеристики, нелинейных искажений) определяется в основном устройствами обработки сигналов в аналоговой форме. Поскольку такие устройства составляют незначительную часть аппаратурного комплекса ЦСП, стабильность параметров каналов в таких системах значительно выше, чем в аналоговых. Этому способствует также отсутствие в цифровых системах с временным разделением каналов влияния загрузки системе передачи в целом на параметры отдельного канала. Кроме того, при ВРК обеспечивается идентичность параметров всех каналов, что также способствует стабильности характеристик каналов сети связи, тогда как в системах с ЧРК параметры последних зависят от их размещения в линейном спектре системы передачи.

- Эффективность использования пропускной способности каналов для передачи дискретных сигналов. Это обеспечивается при вводе дискретных сигналов непосредственно в групповой тракт. При этом скорость передачи дискретных сигналов может приближаться к скорости передачи группового сигнала.

- Более простая математическая обработка передаваемых сигналов. Цифровая форма представления информации позволяет производить математическую обработку сигналов, направленную как на устранение избыточности в исходных сигналах, так и на перекодирование передаваемых сигналов.

- Высокие технико-экономические показатели. Большой удельный вес цифрового оборудования в аппаратурном комплексе ЦСП определяет особенности изготовления, настройки и эксплуатации таких систем. Высокая стабильность параметров каналов ЦСП устраняет необходимость регулировки узлов аппаратуры. Высокая степень унификации узлов упрощает эксплуатацию систем и повышает надёжность оборудования. Применение интегральных схем уменьшает трудоёмкость изготовления оборудования и позволяет значительно снизить его стоимость и габаритные размеры.

- Возможность построения цифровой сети связи. ЦСП в сочетании с оборудованием коммутации цифровых сигналов являются основой цифровой сети связи, в которой передача, транзит и коммутация сигналов осуществляется в цифровой форме. Отношение сигнал-шум, обеспечиваемое в оборудовании транзита и коммутации, является достаточно высоким. Следовательно, параметры каналов практически не зависят от структуры сети, что обеспечивает возможность построения гибкой сети связи, обладающей высокой надёжностью.

Наиболее современной технологией, используемой в настоящее время для построения сетей связи, является синхронная цифровая иерархия СЦИ (SDH), которая является не просто основой для создания новых систем передачи, а несёт принципиальные изменения в сетевой архитектуре и организации управления сетями /2/.

Настоящий дипломный проект посвящён проблеме внедрения аппаратуры систем передачи на основе технологии SDH на ГТС города.


  1. Обоснование внедрения аппаратуры систем передач на базе СЦИ на ГТС города


Достоинства ЦСП по сравнению с аналоговыми системами передачи в наибольшей степени проявляются при их совместной работе с системами электронной коммутации, т.е. в условиях цифровой сети связи. Такая сеть содержит только цифровые тракты, которые соединяются на сетевых узлах и заканчиваются цифровыми стыками с цифровыми абонентскими установками. Цифровые сети наиболее полно отвечают современным требованиям к качеству и надёжности связи, набору услуг связи, и имеют гораздо более высокие технико-экономические показатели по сравнению с аналоговыми сетями. Однако, построение цифровой сети в настоящее время в масштабах города является весьма сложной задачей, решение которой требует длительного времени и больших капиталовложений. Поэтому модернизация сети ведётся постепенно – вначале, заменяются морально и физически устаревшие станции декадно-шаговой системы, затем – станции координатной системы. При этом вновь устанавливаемые станции изначально являются цифровыми. Таким образом, для модернизации сети применяются широкораспространённый метод цифровых островков.

Для реализации этого метода на рассматриваемой ГТС благоприятным условием является наличие на сети цифровых коммутационных станций и цифровых систем передач иерархии ИКМ (ИКМ-30, 120 и т.д.). Однако в последнее время на всех сетях наблюдается возрастание неречевой нагрузки – по телефонным каналам передаются данные для обработки на ЭВМ, факсимильные сообщения, сообщения электронной почты и т.д., Используемая в настоящее время на сети цифровые системы передачи иерархии ИКМ обладают рядом серьёзных недостатков, о которых будет сказано ниже, вследствие чего их применение на полностью цифровых телефонных сетях и сетях ШЦСИС будет затруднительно. Это делает целесообразным внедрение на ГТС более совершенных систем передачи на основе технологии СЦИ, специально разработанной для использования на цифровых сетях любого назначения. Кроме этого, аппаратура на основе которая отличается большим разбросом характеристик (скорость передачи, требования по достоверности и современности передачи и др.). Кроме того, перспективными являются цифровые сети с интеграцией служб ЦСИС (ISDN) и широкополосный вариант этих сетей ШЦСИС (B-ISDN), специально предназначенные для обслуживания подобной нагрузки.

СЦИ обладает рядом преимуществ, эффективность которых может проявляться на любой сети, в том числе на смешанной (возможность построения сети с высоконадёжной архитектурой, интегрированные средства контроля и управления сетью и др.).


2 Описание существующей сети

2.1 Анализ существующей сети.

На 1 января 2000 года общая монтированная ёмкость ГТС г. Тараз составила 48315 номеров. На ГТС принята пятизначная система нумерации абонентских линий. Сеть ГТС построена по принципу " каждая с каждой ".

Существующая сеть города целиком аналоговая. Исключение составляют лишь немногие системы передачи (ИКМ-30 и АМТС (5ESS)). Коммутационные станции координатные типа АТСКУ и декадно-шаговые типа АТСДШ-54.

Параметры (тип станций, ёмкость и нумерация) АТС, действующих на существующей ГТС на момент проектирования приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Индекс станции

Год ввода в эксплуатацию

Абонентская ёмкость, NN

Тип оборудования

АТС-2

1980

5020

АТСКУ

АТС-3

1971

4140

АТС-54А

ПСК-36

1982

1000

АТСК-100/2000

ПСК-37

1980

1000

ПСК-1000

ПСК-39

1981

1000

ПСК-1000

АТС-4

1970

10045

АТС-54А

АТС-5

1974

6070

АТС-54А

ПСК-54

1980

1000

ПСК-1000

ПСК-57

1979

1000

ПСК-1000

АТС-6

1985

6020

АТСКУ

ПСК-67

1986

1000

ПСК-1000

ПСК-68

1986

1000

ПСК-1000

АТС-7

1988

10020

АТСКУ

АМТС

1998

3000

5 ESS

Действующая АМТС является цифровой АТС (5ESS) и обеспечивает автоматическую связь с телефонными сетями других городов, входящих в Общегосударственную автоматически коммутируемую сеть страны.

А действующая на ГТС УСС является декадно-шаговой станцией и обеспечивает связь со всеми спецслужбами.

На межстанционной сети используются кабели типа Т и ТПП различной ёмкости, проложенные на опорах и в земле. Линейные сооружения выполнены по шкафной системе с элементами прямого питания.

2.2 Необходимость модернизации.

Для включения в мировые системы телекоммуникаций национальная сеть связи должна соответствовать мировым стандартам. Появление таких глобальных информационных сетей как INTERNET, подразумевает передачу больших потоков информации, а это возможно только при соответствующей достоверности и скорости передачи данных. Оборудование, которое работает в настоящие время, не может удовлетворить эти требования, в силу своей физической и моральной изношенности (на сети до сих пор работают декадно-шаговые АТС).

С другой стороны в настоящее время появляется всё большее число операторов предоставляющих услуги связи (сети мобильной связи GSM, DAMPS, пейджинговые компании, провайдеры INTERNET, транкинговые сети). Оборудование, на базе которого предоставляются все эти услуги, являются современными цифровыми средствами связи.

По этому, для того, чтобы в недалёком будущем успешно конкурировать на рынке услуг связи, национальному оператору необходимо производить замену устаревшего оборудования наиболее современными системами.

Ещё одной немаловажной деталью является увеличение стоимости эксплуатации устаревшего оборудования. Происходит это в связи с тем, что предприятия переходят на выпуск цифрового оборудования для отрасли связи и находить элементную базу для ремонта аналоговых средств связи становится всё сложней.

Кабельные линии, по которым работают системы передачи приходят в негодность, благодаря времени и предприимчивым людям, вырезающим кабель ради меди. К тому же системы передачи, работающие в настоящие время, не могут удовлетворять растущую потребность в каналах связи. Не отвечают они и требованиям надёжности, возросшим в последнее время.

Построение сети по принципу "каждая с каждой" и отсутствие обходных путей уменьшает надёжность и в случае аварийной ситуации в каком либо направлении исключает возможность установления соединения.

Так же сложилась ситуация, когда абоненты требуют предоставления дополнительных (высокооплачиваемых) видов услуг, таких как:

- сокращённый набор номера, возможность дополнительного набора;

- уведомление о поступлении нового вызова;

- временный запрет входящей (исходящей) связи;

- переадресация вызова;

- определение номера вызывающего абонента;

- конференц-связь.

2.3 Исходные данные

2.3.1 Система цифровой коммутации DMS 100/200 (цифровая АТС)

Система DMS 100/200 - многоцелевое коммутационное цифровое изделие для сетей телекоммуникаций общего пользования. Она имеет возможность обработки в реальном масштабе времени и может управлять большими объёмами информации.

Система DMS 100/200 была основана на модели в которой управление всеми функциональными возможностями (коммутация, абонентский и сетевой доступ, эксплуатация и техническое обслуживание, управление трафиком, управление тарификацией) осуществлялось в каждом узле сети.

Главные применения:

- PSTN (Телефонная коммутационная сеть общего пользования)

- ISDN (Объединённая цифровая сеть)

- PLMN (Наземные сети мобильной связи общего пользования)

- BG (Бизнес-связь)

Например, система DMS 100/200 может быть развёрнута как:

- местные коммутаторы, управляющие PSTN и ISDN;

- транзитные / международные коммутаторы для PSTN и ISDN;

- узлы коммутации в PLMN;

- коммутаторы оператора;

- обеспечение узлов бизнес связи;

2.3.2 Характеристики системы DMS 100/200.

Модульность. Ключ к успеху системы DMS 100/200 - уникальная гибкость и модульность. Модульность позволяет DMS 100/200 легко приспособиться к изменяющимся требованиям сети и конечных пользователей. Модульность в системе DMS 100/200 осуществлена по ряду направлений:

- функциональная модульность,

- модульность программного обеспечения,

- модульность аппаратных средств,

- технологическая модульность.

1. Функциональная модульность. Система DMS 100/200 разработана таким образом, что из общего комплекта системы могут быть генерированы узлы с различными функциями. Это достигается благодаря модульности аппаратных средств и программного обеспечения.

2. Модульность программного обеспечения. Система DMS 100/200 создана как комплект независимых блоков построения (известных как функциональные блоки), каждый из которых выполняет определённую функцию и связан с другими посредством определённых сигналов и интерфейсов. Модульность программного обеспечения означает, что функциональные блоки могут быть добавлены, уничтожены или изменены без того, чтобы требовать изменения или пере комплектации других частей системы.

3. Модульность аппаратных средств. Блочность системы DMS 100/200 определяет высокую степень её гибкости. Блочность системы способствуют облегчению системы управления в процессе проектирования, производства, монтажа, эксплуатации и обслуживания. Основные элементы компоновки блоков пакетной системы - печатные платы и контейнеры для печатных плат, кассеты. Печатные платы могут заменяться и удаляться без нарушения другого оборудования.

4. Технологическая модульность. DMS 100/200 - открытая платформа коммутации. Это позволяет добавлять новые технологии и функции, что в свою очередь, позволяет DMS 100/200 непрерывно развиваться.

2.3.3 Эксплуатация и техническое обслуживание.

Эксплуатация и техническое обслуживание системы DMS 100/200 может выполняться как на месте, так и дистанционно в централизованных пунктах эксплуатации и технического обслуживания. Функциональные изменения - модернизация системы или её адаптация могут быть осуществлены без нарушения работы коммутатора.

Внутри самой DMS 100/200 заложены функции, ответственные за непрерывное наблюдение за коммутацией, трафиком через коммутатор, связью с абонентами и другими коммутаторами. Централизованное функционирование и техническое обслуживание даёт возможность работы периферийных коммутаторов сети в автоматическом режиме.

2.3.4 Синхронные цифровые сети на основе SDH

Цифровые сети, разработанные и внедренные до появления синхронных сетевых технологий SONET/SDH, были, по сути, асинхронными системами, так как не использовали внешнюю синхронизацию от центрального опорного источника. В них потеря бит ( или невозможность их точной локализации ) приводили не только к потере информации, но и к нарушению синхронизации. На принимающем конце сети было проще выбросить неверно полученные фреймы, чем инициализировать восстановление синхронизации с повторной передачей потерянного фрагмента, как это делается, например, в локальных сетях. Это значит, что указанная информация будет потеряна безвозвратно. Практика показывает, что местные таймеры могут давать значительное отклонение от точной скорости передачи. Например, указывается, что для сигналов DS3 ( 44,736 Мбит/с ) такое отклонение от различных источников может достигать 1789 бит/с.

Синхронные сети имеют ряд преимуществ перед используемыми асинхронными, основные из них следующие:

- упрощение сети, вызванное тем, что в синхронной сети один мультиплексор ввода-вывода, который заменяет целую 'гирлянду' мультиплексоров PDH, давая экономию не только в оборудовании ( его цене и номенклатуре ), но и в требуемом месте для размещения, питании и обслуживании;

- надёжность и само восстанавливаемость сети, обусловленные тем, что, во-первых, сеть использует волоконно-оптические кабели (ВОК) передача по которым практически не подвержена действию электромагнитных помех, во-вторых, архитектура и гибкое управление сетями позволяет использовать защищённый режим работы, допускающий два альтернативных пути распространения сигнала, с почти мгновенным переключением в случае повреждения одного из них, а также обход поврежденного узла сети, что делает эти сети самовосстанавливающимися;

- гибкость управления сетью, обусловленная наличием большого числа широкополосных каналов управления и компьютерной иерархической системой управления с уровнями сетевого элементного менеджмента, а также возможностью автоматического дистанционного управления сетью из одного центра, включая динамическую реконфигурацию каналов и сбор статистики о функционировании сети;

- выделение полосы пропускания по требованию - сервис, который раньше мог быть осуществлен только по заранее (например, за несколько дней) спланированной договоренности (например, вывод требуемого канала при проведении видеоконференции), теперь может быть предоставлен в считанные секунды путем переключения на другой (широкополосный) канал;

- прозрачность для передачи любого трафика - факт, обусловленный использованием виртуальных контейнеров для передачи трафика, сформированного другими технологиями, включая самые современные технологии Frame Relay, ISDN и ATM;

- универсальность применения - технология может быть использована как для создания глобальных сетей или глобальной магистрали, передающей из точки в точку тысячи каналов со скоростью до 40 Гбит/с, так и для компактной кольцевой корпоративной сети, объединяющей десятки локальных сетей;

- простота наращивания мощности - при наличии универсальной стойки для размещения аппаратуры переход на следующую более высокую скорость иерархии можно осуществить просто вынув одну группу функциональных блоков и вставив новую (рассчитанную на большую скорость) группу блоков.
3. СИХРОННЫЕ ЦИФРОВЫЕ СЕТИ НА ОСНОВЕ

ТЕХНОЛОГИИ SDH

3.1 Синхронные цифровые сети

Цифровые сети, разработанные и внедренные до появления синхронных сетевых технологий SONET/SDH, были асинхронными системами, так как не использовали внешнюю синхронизацию от центрального опорного источника. В них потери бит приводили не только к потере информации, но и к нарушению синхронизации. На принимаемом конце сети было проще выбросить неверно полученные фреймы, чем инициализировать восстановление синхронизации с повторной передачей потерянного фрагмента. Это значит, что указанная информация будет потеряна безвозвратно.

Синхронные сети имеют ряд преимуществ перед используемыми асин-хронными:

- упрощение сети, вызванное тем, что в синхронной сети один мультиплексор ввода/вывода, позволяя непосредственно вывести (или ввести), например, сигнал Е1(2Мбит/с) из фрейма (или в фрейм) STM-1 (155Мбит/с), заменяет целую "гирлянду" мультиплексоров PDH, давая экономию не только в оборудовании (его цене и номенклатуре), но и в требуемом месте для размещения, питания и обслуживании;

- надёжность и самовосстанавляемость сети, обусловленные тем, что, во-первых, сеть использует волоконно-оптические кабели (ВОК), передача по которым практически не подвержена действию электромагнитных помех, во-вторых, архитектура и гибкое управление сетями позволяет использовать защищенный режим работы, допускающий два альтернативных пути распространения сигнала с почти мгновенным переключением в случае повреждения одного из них, а также обход повреждённого узла сети, что делает эти сети самовосстанавливающимися;

- гибкость управления сетью, обусловленная наличием большого числа достаточно широкополосных каналов управления и компьютерной иерар-хической системой управления с уровнями сетевого и элементного менеджмента, а также возможностью автоматического дистанционного управления сетью из одного центра, включая динамическую реконфигурацию каналов и сбор статистики о функционировании сети;

- выделение полосы пропускания по требованию - сервис, который раньше мог быть осуществлен только по заранее (например, за несколько дней) спланированной договоренности (например, вывод требуемого канала при проведении видеоконференции), теперь может быть предоставлен в считанные секунды путем переключения на другой (широкополосный) канал;

- прозрачность для передачи любого трафика - факт, обусловленный использованием виртуальных контейнеров для передачи трафика, сформированного другими технологиями, включая самые современные технологии Frame Relay, ISDH и ATM;

- универсальность применения - технология может быть использована как для создания глобальных сетей или глобальной магистрали, передающей из точки в точку тысячи каналов со скоростью до 40 Гбит/с, так и для компактной кольцевой корпоративной сети, объединяющей десятки локальных сетей;

- простота наращивания мощности - при наличии универсальной стойки для размещения аппаратуры переход на следующую более высокую скорость иерархии можно осуществить просто вынув одну группу функциональных блоков и вставив новую (рассчитанную на большую скорость)

группу блоков.

3.2 Общие особенности построения синхронной иерархии

При разработке SDH обеспечивалась преемственность европейской иерархии PDH. В том, что терминальные мультиплексоры и мультиплексоры ввода/вывода сетей SONET/SDH, через которые осуществляется доступ в сеть были рассчитаны на поддержку только тех входных каналов, или каналов доступа, скорость передачи которых соответствовала объединённому стандартному ряду американской и европейской иерархии PDH, а именно: 1.5, 2, 6, 8, 34, 45, 140 Мбит/с. Цифровые сигналы каналов доступа, скорость передачи которых соответствует указанному ряду, будем называть трибами PDH (или в терминологии связистов компонентными сигналами), а сигналы, скорость передачи которых соответствует стандартному ряду скоростей SDH -трибами SDH.

Первая особенность - поддержка в качестве входных сигналов каналов доступа только трибов PDH и SDH.

Другая особенность - процедура формирования структуры фрейма.

Для реализации этого метода было предложено использовать понятие контейнер, в который и упаковываются трибы. По типоразмеру контейнеры делятся на 4 уровня, соответствующие уровням PDH. На контейнер наклеивается ярлык, содержащий управляющею информацию для сбора статистики прохождения контейнера. Контейнер с таким ярлыком используется для переноса информации, т.е. является логическим, а не физическим объектом, поэтому его называют виртуальным контейнером.

Вторая особенность иерархии SDH - трибы должны быть упакованы в стандартные помеченные контейнеры, размеры которых определяются уровнем триба в иерархии PDH.

Третья особенность иерархии SDH - положение виртуального контейнера может определятся с помощью указателей, позволяющих устранить противоречие между фактом синхронности обработки и возможным изменением положения контейнера в нутри поля полезной нагрузки.

Четвёртая особенность иерархии SDH - несколько контейнеров одного уровня могут быть сцеплены вместе и рассматриваться как один непрерывный контейнер, используемый для размещения нестандартной полезной нагрузки.

Пятая особенность иерархии SDH состоит в том, что в ней предусмотрено формирование отдельного (нормального для технологий пакетной обработки в локальных сетях) поля заголовка размером 9*9=81 байт.

Самой важной особенностью сети SDH является ее деление на три функциональных слоя, которые подразделяются на подслои (таблица 2.3). Каждый слой обслуживает вышележащий слой и имеет определенные точки доступа. Слои имеют собственные средства контроля и управления, что упрощает операции по ликвидации последствий отказов и снижает их влияние на вышележащие слои. Независимость слоев позволяет внедрять, модернизировать или заменять их, не затрагивая другие слои.
Таблица 2.3 - Деление SDH на функциональные слои.

Слои

Подслои

Каналы





Тракты

низшего порядка

высшего порядка

Среда передачи

Секции

Мультиплексные регенерационные




Физическая Среда: ВОЛС, РРЛ
  1   2   3   4   5   6   7


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации