Дипломный проект - Модернизация телефонной сети г. Тараз (1-этап) - файл n2.doc

Дипломный проект - Модернизация телефонной сети г. Тараз (1-этап)
скачать (816.9 kb.)
Доступные файлы (13):
n1.doc434kb.31.05.2003 15:39скачать
n2.doc732kb.18.06.2003 21:12скачать
n3.doc1149kb.19.06.2003 17:27скачать
n4.doc21kb.20.11.2009 21:59скачать
n5.doc381kb.18.06.2003 23:17скачать
n6.doc36kb.06.06.2003 02:04скачать
n7.doc98kb.05.06.2003 21:35скачать
n8.doc91kb.06.02.2007 04:12скачать
n9.doc119kb.06.02.2007 04:11скачать
n10.doc234kb.03.06.2003 15:04скачать
n11.doc239kb.06.02.2007 04:13скачать
n12.doc226kb.06.02.2007 04:08скачать
n13.doc84kb.06.02.2007 04:00скачать

n2.doc

2 Характеристика системы передачи и оптического кабеля
2.1 Характеристика системы передачи
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 внутри 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 9х9=81 байт.

Самой важной особенностью сети SDH является ее деление на три функциональных слоя, которые подразделяются на подслои (таблица 2.1). 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 2.1 - Деление SDH на функциональные слои.

Слои

Подслои

Каналы





Тракты

низшего порядка

высшего порядка

Среда передачи

Секции

Мультиплексные, регенерационные




Физическая среда: ВОЛС, РРЛ


Важнейшими для последующего изложения являются сетевые слои: каналов, трактов и секций. Сеть каналов - слой, обслуживающий собственное пользователей. Их терминалы подключаются к комплектам оконечной аппаратуры SDH соединительными линиями. Сеть каналов соединяет различные комплекты оконечной аппаратуры SDH через коммутационные станции.

Группы каналов объединяются в групповые тракты различных порядков, образуя сеть трактов. Имеются два сетевых слоя трактов (сверху вниз по иерархии SDH) низшего и высшего порядков. В слое трактов осуществляется программный и дистанционный контроль и управление соединениями. Все тракты оканчиваются в аппаратуре оперативного переключения, входящей в мультиплексоры SDH.

Групповые тракты организуются в линейные, построение которых зависит от среды передачи (оптическое волокно, радиорелейные линии). Это сетевой слой передачи. Он подразделяется на две части: слой секций (верхний) и слой физической среды. Сетевой слой секций разделяется на два. Верхним является слой мультиплексных секций (МС). МС обеспечивает передачу информации между пунктами, где оканчиваются или переключаются тракты. Нижний слой регенерационных секций (РС) - обеспечивает передачу информации между регенераторами или регенераторами и пунктами окончания или переключения трактов.

Сеть SDH строиться из отдельных функциональных модулей ограниченного набора: мультиплексоров, коммутаторов, концентраторов, регенераторов и терминального оборудования. Этот набор определяется основными функциональными задачами, решаемыми сетью:

- сбор входных потоков через каналы доступа в агрегатный блок, пригодный для транспортировки сети SDH - задача мультиплексирования, решаемая терминальными мультиплексорами - ТМ сети доступа;

- транспортировка агрегатных блоков по сети с возможностью ввода/вывода входных/выходных потоков - задача транспортирования, решаемая мультиплексорами ввода/вывода - ADM, логически управляющими информационным потоком сети, а физически - потоком в физической среде, формирующей в этой сети транспортный канал;

- перегрузка виртуальных контейнеров в соответствии со схемой маршрутизации из одного сегмента сети в другой, осуществляемая в выделенных узлах сети, - задача коммутации, или кросс-коммутации, решаемая с помощью цифровых коммутаторов или кросс-коммутаторов - DXC;

- объединение нескольких однотипных потоков в распределительный узел - концентратор (или хаб) - задача концентрации, решаемая концентраторами;

- восстановление (регенерация) формы и амплитуды сигнала, передаваемого на большие расстояния, для компенсации его затухания - задача регенерации, решаемая с помощью регенераторов - устройств, аналогичных повторителям в LAN;

- сопряжение сети пользователя с сетью SDH - задача сопряжения, решаемая с помощью оконечного оборудования - различных согласующих устройств, например, конвертеров, интерфейсов, конвертеров скоростей, конвертеров импедансов и т.д..

Основным функциональным модулем сетей SDH является мультиплексор. Мультиплексоры SDH в отличие от обычных мультиплексоров, используемых, например, в сетях PDH, выполняют как функции собственно мультиплексора, так и функции устройств терминального доступа, позволяя подключать низкоскоростные каналы PDH иерархии непосредственно к своим входным портам. Они являются более универсальными и гибкими устройствами, позволяющими решать практически все перечисленные выше задачи, т.е. кроме задачи мультиплексирования выполнять еще и задачи коммутации, концентрации и регенерации. Это оказывается возможным в силу модульной конструкции SDH мультиплексора - SMUX, при которой выполняемые функции определяются лишь возможностями системы управления и составом модулей, включенных в спецификацию мультиплексора. Принято выделять два основных типа SDH мультиплексора: терминальный мультиплексор и мультиплексор ввода/вывода.

Терминальный мультиплексор ТМ является мультиплексором и оконечным устройством SDH сети с каналами доступа, соответствующими трибам PDH и SDH иерархий (рис.2.1). Терминальный мультиплексор может или вводить каналы, т.е. коммутировать их со входа трибного интерфейса на линейный выход, или выводить каналы, т.е. коммутировать их с линейного входа на выход трибного интерфейса. Он может также осуществлять локальную коммутацию входа одного трибного интерфейса на выход другого трибного инерфейса. Как правило эта коммутация ограничена трибами 1.5 и 2 Мбит/с.




Рисунок 2.1- Синхронный мультиплексор (SMUX): терминальный мультиплексор (TM) или мультиплексор ввода/вывода(ADM)

Для мультиплексора максимального на данный момент действующего уровня SDH иерархии (STM- 64), имеющего скорость выходного потока 10 Гбит/с, максимально полный набор каналов доступа может включать PDH трибы 1.5, 2, 6, 34, 45, 140 Мбит/с и SDH трибы 155, 622 и 2500 Мбит/с, соответствующие STM-1, 4, 16. Если PDH трибы являются "электрическими", т.е. использующими электрический сигнал для передачи данных, то SDH трибы могут быть как электрическими ( STM-1) так и оптическими ( STM-1, 4, 16). Для мультиплексоров SDH уровня STM-16 из этого набора исключается триб 2500 Мбит/с, для уровня STM-4 исключается триб 622 Мбит/с, а для уровня STM-1 исключается триб 155 Мбит/с. Конкретный мультиплексор может и не иметь полного набора трибов для использования в качестве каналов доступа. Это определяется не только пожеланиями заказчика, но и возможностями фирмы-изготовителя.

Другой важной особенностью SDH мультиплексора является наличие двух оптических линейных входов (каналов приёма/передачи), называемых агрегатными выходами и используемых для создания режима стопроцентного резервирования, или защиты по схеме 1+1 с целью повышения надёжности. Эти выходы (в зависимости от топологии сети) могут называться основными и резервными (линейная топология) или восточными и западными (кольцевая топология). Если резервирование не используется (так называемый незащищённый режим), достаточно только одного выхода (одного канала приёма/передачи). Резервирование 1+1 в сетях SDH является их внутренней особенностью и не имеет ничего общего с так называемым внешним резервированием, когда используется альтернативный (резервный) путь от одного узла сети к другому, как это делается в так называемой ячеистой сети SDH, работающей в незащищённом режиме.

Мультиплексор ввода/вывода ADM может иметь на входе тот же набор трибов, что и терминальный мультиплексор. Он позволяет вводить/выводить соответствующий им каналы. Дополнительно к возможностям коммутации, обеспечиваемым TM, ADM позволяет осуществлять сквозную коммутацию выходных потоков в обоих направлениях, а также осуществлять смыкание канала приёма на канал передачи на обоих сторонах ("восточной" и "западной") в случае выхода из строя одного из направлений. Он позволяет (в случае аварийного выхода из строя мультиплексора) пропускать основной оптический поток мимо него в обходном режиме. Всё это даёт возможность использовать ADM в топологиях типа кольцо.

SMA-1 (синхронный мультиплексор, ввод - вывод) представляет собой комбинацию мультиплексора, переключателя и оптической линейной системы 155 Мбит/с для передачи широкополосного трафика, объединенных в едином субблоке.

Он рассчитан на использование в сетях со стандартом мультиплексирования SDH (синхронная цифровая иерархия), но может быть использован в существующих сетях, базирующихся на PDH (плезиохронная цифровая иерархия). SMA соответствует всем рекомендациям МККТТ.

Устройство может быть скомпановано для различных приложений путем выбора комбинаций плат и программного управления.

Основное назначение состоит в переключении широкополосных сигналов в сетях кольцевой, цепочечной топологии, а также в режиме точка-точка. Устройство может комплектоваться портами 2 Мбит/с (G.703) для компонентных (трибутарных) потоков и портами STM-1 155 Мбит/с (G.709) как для линейных, так и для трибутарных потоков. Возможны варианты оптических или электрических портов.

Предусмотрены интерфейсы для операторного контроля и управления либо с помощью местного терминала (типа PC), либо с помощью удаленного терминала управления элементами сети - ЕМ (терминал типа "рабочая станция").

Местный терминал может быть подключен через интерфейс RS-232 к любому SMA-1 сети.

Соединение производится по принципу "когда требуется", т.е. терминал не является постоянной частью любого конкретного SMA-1. Терминал используется для управления и контроля (например, при пуско-наладочных работах и диагностике неисправностей) SM.A-1, к которому он подключен в данный момент.

ЕМ подключается через порт Q (по МККТТ) к элементу сети SMA-1, выполняющему функции сетевого шлюза. С другими элементами сети он связан с помощью каналов, выделенных в STM-1, что обеспечивает возможности управления всей сетью.

SMA-1 представляет собой субблок с задней панелью, куда вставляются блок синхронизации, блок сетевого фильтра, блок вспомогательных интерфейсов, блок панельного дисплея субблока и линейный оконечный блок аварийных сигналов. В субблок вставляются ряд базовых врубных блоков (плат) и дополнительные блоки, определяемые требованиями пользователя. Термин "дополнительные блоки" включает дублирующие блоки, а также базовые блоки, используемые при резервировании.

Любой SMA-1 может быть сконфигурирован для использования в различных сетевых вариантах, определяемых нуждами пользователя. Существуют две основные конфигурации мультиплексора: мультиплексор ввода-вывода и оконечный мультиплексор.

2.2 Характеристика оптического кабеля
В настоящее время разработана и продолжает разрабатываться широкая номенклатура волоконных световодов и оптических кабелей для ВОЛС различных предназначений и структур. Для широкополосных систем дальней связи, в частности магистральных, изготавливаются кабели с одномодовыми волокнами, т. е. волокнами, в которых распространяется лишь основной тип колебаний. Здесь одновременно предъявляются наиболее высокие требования по снижению затухания и дисперсионных искажений.

В зависимости от скорости передачи информации в различных ВОСП используются различные типы волокон. Волоконный световод (ВС) характеризуется двумя важными параметрами: затуханием и дисперсией.

Затухание предопределяет длину регенерационных участков. Дисперсия приводит к ограничению полосы пропускания по световоду и уменьшению длины регенерационного участка из-за дисперсионных искажений сигнала.

В системах с высокими скоростями передачи и особенно в системах дальней связи целесообразно использование излучения с длинами волн 1,3 и 1,55 мкм. Здесь удается снизить затухание в кабеле до 0,2 - 0,5 дБ/км и увеличить длину регенерационного участка в магистрали до 100 км и выше. Это позволяет исключить потребность в дистанционном электропитании линейных регенераторов и соответственно упростить конструкцию кабеля (не нужны медные жилы для высокого напряжения).

Нужно сказать, что реализация предельных дальностей и скоростей передачи требует использования ОК с одномодовыми волокнами. Вместе с малым затуханием они обладают и весьма малыми дисперсионными искажениями. При скорости передачи выше 1 Мбит/с используют одномодовое волокно.

В дополнение укажем на необходимость малых габаритных размеров и массы ОК. При этом отпадает необходимость использования тяжелой машинной техники, необходимой для земляных и строительных работ при подготовке трасс, для транспортировки и укладки тяжелых кабелей. Появляется новое качество - возможность оперативного развертывания кабельных линий с большой пропускной способностью, в том числе в труднодоступной местности, с преодолением водных и иных преград.

Оптические характеристики одного из типов оптического кабеля приведены в таблице 2.2, технические характеристики кабеля приведены в таблице 2.3. Конструкция кабеля показана на рисунке 2.2.

Таблица 2.2 - Технические характеристики кабеля

Название характеристики

Значение


Число волокон

12

Диаметр приблизительно, мм

11,3

Вес, приблизительно, кг/км

85

Минимальный радиус изгиба, мм

Во время монтажа

В установленном виде


300

200

Прочность на растяжение, Н/см

Короткий срок (во время монтажа)

Длительный срок (смонтированный)


2700

1300

Напряжение при сжатии/при раздавливающем напряжении (полностью реверсивное увеличение затухания), Н/10см


2000

Сопротивление удару (полностью реверсивное увеличение затухания), Н/м

30

Диапазон рабочей температуры, 0С

-30...70

Диапазон температуры при монтаже, 0С

-5...50


Таблица 2.3 - Оптические характеристики кабеля

Название характеристики

Значение

Диаметр пятна модового поля (1310 нм), мкм

9,3±0,8

Диаметр пятна модового поля (1550 нм), мкм

10,5±1,5

Диаметр волокна с покрытием, мкм

125±2

Погрешность концентричности пятна модового поля, мкм

 1

Некруглость покрытия, %

 2,5

Профиль коэффициента преломления

N1 шаговой

Показатель преломления сердцевины для (1310 нм)

1,4675

Показатель преломления сердцевины для (1550 нм)

1,4681

Числовая апертура

0,13

Критическая длина волны волоконного кабеля, нм

 1250

Затухание при 1310 нм, дБ/км

 0,38

Затухание при 1550 нм, дБ/км

 0,22

Удельная дисперсия в диапазоне длин волн 1285-1330 нм, пс/(нмкм)

 3,5

Удельная лисперсия при длине волны 1550 нм, пс/(нмкм)

 18




Рисунок 2.2 – Конструкция оптического кабеля A-DF-2Y 3х4 E 9/125

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