2.1 Техническое задание.
2.2 Исходные данные.
2.3 Порядок выполнения КП.

На огромной территории РФ организовано колоссальное число сетей связи различного назначения, которые, как правило, взаимодействуют друг с другом и с всемирной сетью связи. Принято всю сеть связи РФ подразделять на сеть общего пользования и ведомственную сеть. Сеть общего пользования, в свою очередь подразделяется на первичную и вторичную сети. Первичная сеть - совокупность типовых физических цепей, типовых каналов передачи, сетевых трактов, соединяющих между собой сетевые узлы и сетевые станции. Эта сеть включает в себя первичные магистральную, внутризоновую, местную сети. Местная сеть может быть либо внутригородской, либо сельской.

Вторичная сеть образуется на базе первичной сети и представляет собой совокупность физических линий и каналов, соединяющих между собой станции, узлы коммутации, узлы переключений. Границей этой сети являются ее стыки с абонентскими устройствами.

Ведомственные сети - сети электросвязи, принадлежащие министерствам, ведомствам, предприятиям, фирмам и т.д. Они создаются для удовлетворения производственных и специальных нужд и имеют выход на сеть связи общего пользования.

Все перечисленные сети объединяет ВСС, которая технологически сопрягает их и обеспечивает общим централизованным управлением.

Транспортные сети являются частью первичных или вторичных сетей, а сети доступа, как правило, охватывают часть вторичных сетей и стыки с абонентскими устройствами.

Синхронная цифровая иерархия (СЦИ) (Synchronous digital hierarchy, SDH) - иерархические серии цифровых скоростей передачи и транспортных структур, стандартизированных рекомендациями МСЭ-Т.

Синхронные транспортные модули (STM-N) - временные циклы, длительностью Т= 125 мкс, скорости передачи которых соответствуют SDH. Скорости передачи и соответствующие им STM-N приведены в таблице 1.

Таблица 1

Сеть SDH - совокупность среды передачи, трактов и каналов, объединенных едиными системами синхронизации, контроля, управления и обслуживания.

Структура сети SDH приведена в таблице 2.

Таблица 2

Как видно из таблицы 2 сеть SDH строится по функциональным слоям. Самый верхний слой - слой пользователей. Его обслуживает слой каналов, которые, в свою очередь, обслуживает слой трактов, и т.д.

Характеристика функций сетевых слоев.

Слой каналов образует сеть, обслуживающую пользователей. Оконечное оборудование (терминалы) пользователей подключены к комплектам аппаратуры PDH или SDH соединительными линиями (СЛ). Сеть каналов соединяет различные терминалы аппаратуры SDH через коммутационные станции, например ЭАТС.

Слой трактов также образует сеть, но обслуживающую каналы. Группы каналов объединяются в групповые тракты низшего порядка, а тракты низшего порядка объединяются в тракты высшего порядка, при этом, в каждом слое может осуществляться коммутация (переключение) трактов.

Слой физической среды содержит линейные тракты, построение которых зависит от среды передачи, в качестве которой в сетях SDH могут использоваться либо оптическое волокно, либо слои атмосферы. Линейные тракты образуются из групповых трактов и содержат два вида секций. Верхний слой - мультиплексорная секция, выполняет часть функций аппаратуры группообразования: ввод и ответвление цифровых потоков, ввод частот синхронизации и т.д. Нижний слой - регенерационная секция содержит регенераторы, восстанавливающие форму линейного сигнала и осуществляющие, при необходимости, ввод и вывод цифровых потоков.

ВОСП-SDH - совокупность технических средств, образующих синхронный транспортный модуль N-го уровня и служащих для передачи информации между двумя любыми терминалами сети SDH с использованием оптического волокна.

Структурная схема ВОСП-SDH представлена на рисунке 1. Здесь:

- LT -линейный терминал, преобразующий электрический сигнал в оптический - в тракте передачи, и оптический в электрический - в тракте приема. Между LT образуется мультиплексорная секция, а между LT и линейным регенератором REG - регенерационная секция;

-MUX - мультиплексор, уровень которого определяется уровнем STM-N. Между MUX противоположных пунктов образуется тракт соответствующего уровня.

1.2.2.1 Назначение и типы некоторых интерфейсов

Поясним назначение интерфейсов, показанных на рисунке 1. Смысл термина "интерфейс" указан в [1]: "...интерфейс - граница между двумя взаимодействующими системами (устройствами), определяемая общими функциональными и конструктивными характеристиками, требованиями к протоколам обмена и т.д.".

SPI - физический интерфейс STM-N, точка подключения оптического волокна.

PI - физический интерфейс компонентных потоков в PDH, либо SDH, сюда же можно включать и неоктетные (октет- восемь) цифровые потоки, например, каналы цифрового ТВ, сети ATM и т.д. Этот интерфейс может быть как электрическим, так и оптическим.

Т - интерфейс, предназначенный для передачи и приема сигналов синхронизации.

Q - интерфейс сети управления, точка подключения соединительных линий для двухсторонней передачи информации от узлов управления.

F - интерфейс контроля. В эту точку подключается персональный компьютер (ПК), программное обеспечение которого позволяет контролировать состояние не только своей станции, но и станции своей сети.

В интерфейс Т включен сетевой элемент (СЭ), которым могут управлять или сигнал от первичного эталонного генератора (ПЭГ); или от ведомого задающего генератора (ВЗГ), или сигнал компонентного потока (КП), или линейный сигнал (ЛС). Кроме того, сигналы синхронизации могут быть поданы на сетевые элементы других систем. С выходов СЭ управляющие сигналы поступают в тракты передачи (Вых. 2) и приема (Вых. 1). Более подробно вопросы синхронизации рассмотрены в п.4, в [2] и [16].

1.2.3 Алгоритм формирования синхронного транспортного модуля STM-1

Блоки MUX и LT (рисунок 1) конструктивно образуют единый модуль, основой которого является мультиплексор (МТ) - устройство, объединяющее различные цифровые потоки PDH и сети ATM в единый цифровой поток, скорость которого соответствует одному из уровней STM-N (таблица 1). Основой блока MUX является мультиплексор первого уровня, реализующий синхронный транспортный модуль STM-1, длительность цикла которого T = 125 мкс. Структура цикла STM-1 представлена на рисунке 2. STM-1 состоит из байтов и для удобства представлен в виде таблицы, содержащей 9 строк и 270 столбцов. Клеточки, образованные пересечением строк и столбцов и есть байты. В каждом байте 8 бит, поэтому скорость передачи байта:

B= 8*= 64 Кбит/с

Рисунок 1 – структура трактов и секций

Передача байтов производится слева направо и сверху вниз. Всего цикл содержит 270*9 = 2430 байтов, а скорость передачи STM-1:

В = 2430 * 64 Кбит/с = 155520 Кбит/с

Рисунок 2 - Структура синхронного транспортного модуля STM-1

Первые 9 столбцов (рисунок 2) предназначены для размещения сервисных сигналов. Соответствующие байты называют "заголовками" ("over head"). Первые три строки (СТР) содержат заголовки регенерационной секции (RSOH), строки с №5 по №9 - заголовки мультиплексорной секции (MSOH). Строка №4 содержит 9 байтов, часть из которых предназначена для выравнивания скоростей нагрузки и STM-1. Эти байты называются указателем (pointer) административного блока (AU). Назначение действие каждого заголовка указаны в приложении 3 и на рисунке 5.

Девять строк и 261 столбец образуют поле байтов нагрузки (pay load). В этом поле размещается передаваемая информация в виде цифровых потоков.

Алгоритм формирования STM-1 согласно редакции Европейского института стандартов (ETSI) представлен на рисунке 3. Цифровые потоки PDH (2М, 34М, 140М) размещаются в контейнерах С12, СЗ, С4, соответственно. Заметим, что все части алгоритма рисунка 3 (С, VC, TU, TUG, AU, AUG) являются временными циклами длительностью 125 мкс. Поэтому под термином "размещение" понимают размещение цифровых потоков PDH

Рисунок 3 – Алгоритм формирования STM-1

Рисунок 4 – Технологии организации STM-16

Рисунок 5 – Структурная схема ВОСП – SDH

Рисунок 6 – Пример транспортной сети SDH

(нагрузок STM-1) на временных позициях контейнеров. Затем к этим потокам добавляют заголовки трактов (РОН) и образуются, таким образом, виртуальные контейнеры (VC). Так как скорости одноименных VC несколько отличаются друг от друга, их необходимо синхронизировать, что делается с помощью указателей (PTR), которые добавляются к потокам VC в транспортных блоках TU. Эта операция называется корректированием скоростей. Теперь синхронные потоки можно мультиплексировать. Эта операция выполняется в групповых транспортных блоках TUG-2 и TUG-3. Полученный цифровой поток со скоростью порядка 140 Мбит/с размешается в виртуальном контейнере VC-4, где вводится заголовок тракта высокого порядка (РОН). Чтобы согласовать скорость VC-4 со скоростью STM-1, используются указатели административного блока AU-4 (см. рисунок 2). В групповой административный блок вводятся импульсы цикловой синхронизации, и на его выходе образуется сигнал STM-1.

Остальные уровни STM-N образуются либо мультиплексированием STM-1, либо STM-4. Так, STM-4 организуется путем побайтного мультиплексирования четырех STM-1. На рисунке 4 показаны две технологии организации STM-16. По одной из них STM-16 получают путем побайтного мультиплексирования STM-1 (байты А1, В1, С1 ... Р1, А ...).

По другой технологии вначале организуют четыре STM-4 побайтным мультиплексированием STM-1 (байты A1...D1, Е1...Н1, 2...L1, М1...Р1), а затем из четырех STM-4 образуют STM-16, путем мультиплексирования четырехбайтных последовательностей от каждого STM-4 (A1D1, Е1Н1...).

Возвращаясь к рисунку 1, заметим, что, как правило, в блоке LT, размещается мультиплексор высшего для данной ВОСП SDH уровня, и преобразователи электрических сигналов в оптические - в тракте передачи, и оптических в электрические - в тракте приема. В блоке MUX размещаются мультиплексоры более низких уровней. Например, ВОСП SL-4 блок MUX содержит четыре мультиплексора STM-1, а блок LT - мультиплексор STM-4, оптические преобразователи, и т.д. Часто термином "мультиплексор" называют конструкцию, в которой объединены оба блока "MUX" и "LT".

На рисунке 5 представлена структурная схема ВОСП-SDH, на которой указаны как блоки алгоритма STM-N (рисунок 3), так и области воздействия функций заголовков регенерационной (RSOH), мультиплексорной (MSOH) секции, а также заголовков трактов (РОН) высшего и низшего порядков.

Пример транспортной сети SDH, организованной на основе STM-1, показан на рисунке 6, Здесь в качестве нагрузки виртуальных контейнеров VC могут использоваться плезиохронные цифровые потоки со скоростью 2,048 Мбит/с, 34 Мбит/с, 140 Мбит/с, а также цифровые потоки сетей ATM и другие. Транспортировка этих потоков может осуществляться по путям ABDN, ABBCEF. Видно, что линейные и групповые тракты имеют надежную защиту (резервирование). Так, при повреждении в мультиплексорной или регенерационной секции (ВД) защиту можно организовать по пути ВСД, и т.д.

1.2.4 Защита (резервирование)

Мультиплексоры оснащены защитой с автоматическим переключением, управляемым блоком контроллера оборудования. (см. лекции тему 8.)

1.2.4.1 Защита блоков (EPS)

При сбое в каком-либо блоке, цифровые потоки переключаются на резервный блок. Так на 3 блока (карты) предусматривается 1 резервный блок. При этом используется защита 3:1 для блоков 21* 2 Мбит/с (21- количество потоков на одной карте), 1* 34 Мбит/с и защита 1:1 для блока 140 Мбит/с, кроме того, блоки могут защищаться по приоритетным признакам (защита 1 + 1 для блоков синхрогенератора и питания).

1.2.4.2 Защита секции мультиплексирования (APS)

Этот вид защиты срабатывает при сбое в секции мультиплексирования. Обычно защита реализуется по принципу 1 + 1, в некоторых случаях по принципу N+1 (см. раздел 8.3 лекционного материала) [3].

1.2.4.3 Защита трактов (PPS)

Этот вид защиты используется, в основном, при кольцевых соединениях в секциях мультиплексирования и срабатывает при сбоях в трактах (п.3.2.2).

1.3 Транспортная сеть

Транспортная сеть (transport network) - часть сети связи, охватывающая магистральные узлы, междугородные станции, а также соединяющие их каналы и узлы (национальные, междугородные) [1]. В таблице 3.1 показаны три модели транспортных сетей. Первая модель, является сетью SDH [2, 3, 4, 5, 6]. Вторая модель соответствует сети ATM на базе SDH [19]. Третья модель является оптической сетью, созданной на основе сети SDH; составной частью этой модели являются волоконно-оптические системы передачи со спектральным уплотнением (WDM). Эта сеть фактически является фотонной, верхние уровни которой могут содержать электрические тракты и каналы.

Узел сетевой (network node) - комплекс технических средств, обеспечивающий соединение сетевых станций первичной сети, образование и перераспределение сетевых трактов, типовых каналов передачи и типовых физических цепей, а также предоставление их вторичным сетям и спецпотребителям.

Станция сетевая (network station) - комплекс технических средств, обеспечивающий образование и предоставление вторичным сетям типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов, а также их транзит.

Тракт сетевой (network link) - типовой групповой тракт или несколько последовательно соединенных типовых групповых трактов с включенной на входе аппаратурой образования тракта.

Тракт системы передачи линейный - комплекс технических средств, обеспечивающий передачу сигналов электросвязи в полосе частот или со скоростью, соответствующей данной системе передачи.

Примечание: В зависимости от среды распространения линейный тракт называют кабельным, радиорелейным, спутниковым или комбинированным, а по типу системы передачи - аналоговым или цифровым.

Транзит (transit) - соединение одноименных каналов передачи или трактов, обеспечивающее прохождение сигналов электросвязи без изменения полосы частот или скорости передачи.

Таблица 3.1 Модели транспортных сетей

Тракт групповой (group link) - комплекс технических средств, предназначенный для передачи сигналов электросвязи нормализованного числа каналов тональной частоты или основных цифровых каналов в полосе частот или со скоростью передачи, соответствующей данному групповому тракту.

Примечание: В зависимости от нормализованного числа каналов групповой тракт называют первичным, вторичным, третичным, четверичным или N-ым групповым трактом.

1.3.1 Устройства транспортной сети

Терминальный (оконечный) мультиплексор - (terminal multiplexer - ТМ)

Оконечное устройство сети с некоторым числом каналов доступа (электрических и оптических). Терминальные мультиплексоры имеют один или два оптических входа/выхода, называемых агрегатными. Два входа/выхода используются для повышения надежности, которая обеспечивается схемой резервирования на 100% линии и групповой части аппаратуры. Это схема резервирования 1 + 1. Кроме того, возможно резервирование частичное и стопроцентное отдельных групповых трактов, предоставляемых для каналов доступа. Условное обозначение терминального мультиплексора приведено на рис. 7.

Рисунок 7 - Терминальный мультиплексор

Мультиплексор ввода-вывода

(Add/Drop Multiplexer - ADM)

Отличается от ТМ наличием 2-х или 4-х оптических агрегатных входов/выходов при том же числе каналов доступа, что и в ТМ. При этом у ADM различают западный и восточный агрегатные порты (интерфейсы). Мультиплексор ADM может выполнять функции кроссового коммутатора для цифровых потоков определенных ступеней мультиплексирования (VC12, VC3, VC4). Коммутация может осуществляться путем проключения цифровых трактов или перестановками временных позиций.

Условное обозначение мультиплексора ввода/вывода приведено на рисунке 8. Следует различать мультиплексоры для линейных и кольцевых топологий сети (подробнее в разделах 3.2.).

Рисунок 8 - Мультиплексор ввода/вывода

Регенератор - мультиплексор, в котором применяются два или четыре агрегатных входа/выхода и специальные каналы доступа, которые предназначены для обслуживания. Регенератор применяется для увеличения расстояния между узлами сети.

Условные обозначения мультиплексора в режиме регенератора приведено на рисунке 9.

Рисунок 9 – Регенератор

Кроссовый коммутатор -

(Digital Cross Connects - DXC)

устройство, позволяющее связывать различные каналы, закрепленные за пользователями, путем организации постоянных или временных (полупостоянных) перекрестных соединений между ними. Кроссовые коммутаторы применяются в узлах большой пропускной способности, где необходимо гибкое управление нагрузкой различных направлений. Условное обозначение DXC приведено на рисунке 10.

В некоторых случаях мультиплексоры могут использоваться для объединения однотипных потоков нескольких удаленных узлов сети в одном распределительном узле, связанном с главной транспортной магистралью. Такое устройство называют концентратором. Он дает возможность удаленным узлам обмениваться информацией между собой, не загружая основной тракт транспортной сети.

Рисунок 10 - Кроссовый коммутатор

1.3.2 Топологии транспортных сетей

Точка-точка - это соединение двух узлов с помощью терминальных мультиплексоров (рисунок 11). "Точка-точка" пример наиболее простой организации сети, однако он может быть предложен для участков магистральной сети с большой протяженностью и напряженной нагрузкой (уровни STM-16, STM-64) при 100% резервировании линии и группового оборудования аппаратуры (мультиплексоров и регенераторов).

Рисунок 11 - Соединение ''Точка-точка "

Необходимо отметить, что для уменьшения числа регенераторов на протяженных участках сети и более гибкого их размещения, например в узлах связи населенных пунктов, в конфигурации "точка-точка" могут применяться оптические усилителя в качестве усилителей мощности для передающих оптических устройств и в качестве предусилителей для приемных оптических устройств на всех уровнях синхронной цифровой иерархии кроме STM-1. В конфигурации "точка-точка" может быть применена передача на нескольких оптических несущих частотах в одном окне прозрачности оптического волокна. Устройство для передачи сигналов со спектральным разделением стандартизированы и выпускаются ведущими фирмами (Alcatel, Siemens, NEC и другими). При этом возможна организация 4, 8, 16, 32 и более спектральных каналов на коротких и протяженных участках сети.

Линейная цепь - эта конфигурация применяется, если интенсивность нагрузки в сети невелика, и в ряде точек линии необходимо сделать ответвления для ввода и вывода каналов доступа. Она реализуется использованием как терминальных (ТМ), так и мультиплексоров ввода-вывода (ADM). Эта топология напоминает линейную цепь, состоящую из отдельных звеньев мультиплексоров ввода/вывода. Для нее возможно соединение без резервирования (рисунок 12) и с резервированием (рисунок 13) типа 1 + 1.

Рисунок 12 - Соединение "Линейная цепь "

Звезда - это архитектурное решение применяется для подключения удаленных узлов сети к главной транспортной магистрали. При этом один из мультиплексоров выполняет функции концентратора, у которого часть трафика выведена, например, к терминалам пользователей, а оставшиеся каналы доступа распределены по другим удаленным узлам. В этом случае мультиплексор должен обладать свойствами мультиплексора ввода-вывода с развитыми возможностями кроссового коммутатора. Пример топологии "звезда" изображен на рисунке 14.

Рисунок 13 - Соединение "Линейная цепь с резервом"

Рисунок 14 - Соединение "Звезда"

Кольцо - эта топология широко используется для построения транспортных сетей местного и регионального масштаба. В синхронной цифровой иерархии это распространенный вид сети для уровней STM-1, STM-4, STM-16 и при построении фотонных сетей с оптическими каналами вывода/ввода (доступа). Главное преимущество кольцевой архитектуры - простота организации защиты типа 1 + 1 благодаря наличию в мультиплексоре двух отдельных (запад и восток) оптических агрегатных входов/выходов. При этом может быть организована защита трафика путем дублирования передачи информационных потоков по встречным направлениям в разных кольцах или организована защита отдельных секций передачи путем переключения всего трафика на резервное кольцо.

Переключения в кольце позволяют локализовать поврежденные участки линии или мультиплексоры. Кольцевая топология может быть реализована в двух вариантах: двух волоконное кольцо (рис.15) и четырех волоконное кольцо (рис.16). Второй вариант может быть рекомендован для организации связи на уровне STM-16. Он оправдан защитой больших информационных потоков от сбоев и простоев.

Рисунок 15 - Соединение "Кольцо" двух волоконное

Рисунок 16 - Соединение "Кольцо" четырех волоконное

1.3.3 Архитектура транспортной сети

Архитектура транспортной сети может быть выполнена на основе описанных выше топологий, которые могут быть сегментами (участками) всей сети. Чаще всего для разработки архитектуры сети используют радиально-кольцевые, кольцевые, ячеистые и линейные топологии. Все разновидности архитектур отображены на рисунках 17,18 и 19. Выбор архитектуры должен производиться на основе соображений, изложенных в п.1.3.1.

1.4 Разработка схемы синхронизации транспортной сети

Синхронизация в транспортной сети необходима для устранения потерь информации из-за проскальзываний, которые возникают из-за колебаний тактовых частот генераторов цифрового оборудования (узлы электронной коммутации, цифровые системы передачи).

Синхронизация транспортных сетей производится от первичного

эталонного генератора со стабильностью частоты не хуже 10.

Для устранения накопления фазовых дрожаний в транспортных сетях применяют вторичные задающие генераторы со стабильностью частот для транзитного не хуже 10 в сутки, для линейного не хуже 2*10 в сутки.

В качестве синхронизирующих сигналов оборудования сетевых элементов возможно использование следующих источников тактовой синхронизации:

• компонентные сигналы 2048 кбит/с,

• любой из агрегатных сигналов STM-N,

• любой из компонентных входов STM-N,

• внешний источник синхросигнала 2048 кГц,

• внешний генератор с относительной стабильностью частоты не хуже 4,6* 10.

Указанные синхросигналы, кроме последнего, работающего в режиме автоколебания, должны быть синхронизированы от первичного или вторичного источников эталонных сигналов.

Выбор источника синхросигнала в аппаратуре программируется и осуществляется автоматически. При этом возможен автоматический выбор наилучшего по качеству источника синхронизации среди нескольких (как правило, не менее трех). Если источники синхронизации имеют одинаковое качество, то должен быть запрограммирован приоритет использования. Информация о качестве синхросигнала, как правило, передается в структуре цикла информационного сигнала, например, в STM-N, и ее изменение обусловлено состоянием сети синхронизации.

Рисунок 17 - Радиально-колъцевая сеть

Рисунок 18 - Кольцевая сеть

Рисунок 19 - Ячеистая сеть

1.4.1 Рекомендации по проектированию сети синхронизации

1.4.1.1 Для синхронизации всего оборудования узла или станции должен использоваться один источник сигналов синхронизации. Схема соединения должна иметь вид "Звезды" с расходящимися лучами.

1.4.1.2 Схема синхронизации сети должна предусматривать возможность автоматического самовосстановления и исключать при этом появление петель синхронизации.

1.4.1.3 Сообщения о статусе синхронизации отмечается в заголовке цикла передачи (агрегатного сигнала), передаваемого по линии. В таблице 4 приведено обозначение уровня качества и соответствие его источникам синхронизации.

Таблица 4 - Уровни качества синхронизации

1.4.1.4 Приоритеты назначаются в каждом узле и в процессе ручной или автоматической реконфигурации сети синхронизации остаются неизменными. Число возможных приоритетов может быть от 1 до 15.

1.5 Разработка схемы управления транспортной сетью

Общие принципы построения сети управления.

Одним из немаловажных факторов обеспечения надежности сетей связи является эффективное управление их ресурсами. Для этого должны организовываться сети управления электросвязью (TMN, Telecommunications Management Network).

Сеть управления состоит из:

• "агентов управления" - контроллеров, помещаемых в сетевые элементы,

• каналов передачи данных,

• систем управления с их операционными системами и рабочими станциями.

Современная аппаратура транспортных сетей и сетей доступа всех типов контролируется и управляется встроенными микропроцессорами со специализированным программным обеспечением. Они имеют стандартные интерфейсы к системе сетевого контроля и управления, местному терминал; управления (компьютеру), к станционной сигнализации, к служебной связи и каналам пользователя.

Местный терминал подключается к аппаратуре через F-интерфейс протокол V.24 (RS232) и обеспечивает конфигурирование и контроль аппаратуры. С его помощью осуществляется загрузка программного обеспечения во встроенные микропроцессорные устройства аппаратуры, конфигурирование аппаратуры соответственно конкретным условиям ее использования, контроль состояния, регистрация повреждений и т.д.

Система сетевого управления и контроля, размещается в выделенном узле, обеспечивает контроль и управление транспортной сетью и каждым оборудованием сетевых элементов (мультиплексором, оборудованием каналообразования, источниками электропитания, пожарной безопасностью и другими).

Управляющее устройство системы управления подключается к одному из узлов транспортной сети, называемому шлюзовым, и с остальными узлами связывается, как правило, по встроенным каналам передачи данных. Например, в SDH это каналы DCC и DCC.

В шлюзовом узле управления используется для подключения интерфейс Q3.

Для подключения к сети управления оборудования (аппаратуры), не оборудованной интерфейсом Q3, применяется специальный интерфейс Q2. Он соединяет, например, внешнее плезиохронное оборудование с сетью управления для сбора аварийных сигналов этого оборудования.

Применение системы сетевого управления и контроля должно рассматриваться в обязательном порядке, если сеть имеет сложную или протяженную архитектуру, и число сетевых элементов составляет несколько десятков или сотни.

В транспортных сетях простой конфигурации (точка- точка, кольцо) с числом элементов не превышающим десяти можно обойтись обслуживанием с местного терминала.

Несмотря на то, что во всех современных транспортных системах (технологий PDH, SDH, ATM) подсистема технического обслуживания организуется на единой принципиальной основе (рекомендациях МСЭ-Т серии М.3000), конкретные реализации управляющих устройств и программ существенно различаются между собой, вследствие чего в настоящее время невозможно организовать управление аппаратурой разных производителей из одной управляющей станции. Это объясняется недостаточной стандартизацией интерфейсов.

Для стыковки различных сетей управления разрабатываются специализированные интерфейсы X.

Пример схемы сети управления приведен на рисунке 20.

Рисунок 20 - Структурная схема сети управления

1.6 Выбор типа кабелей

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.

При выборе ОК следует, разумеется, учитывать его стоимость, так как примерно 80% всех капитальных затрат на организацию сети связи необходимы для приобретения кабеля и строительство кабельных магистралей. Тем не менее, чем дороже кабель, тем он надежнее при прокладке и эксплуатации. Многие фирмы (например, "Siemens"[7], "Alcatel" и др.) выпускают кабели, согласованные с изготавливаемой этими фирмами аппаратурой ВОСП-SDH, что позволяет, в частности, минимизировать потери при вводе излучения лазера в ОВ.

Рассматривая таблицу П1 Приложения 1 замечаем, что фирмы изготавливают ОК с градациями по потерям. Например, ОМЗКГ имеет потери не более 0,35 дБ, или 0,4 дБ, или 0,5 дБ ( = 1,3 мкм). Чем больше потери, тем дешевле кабель. Поэтому при организации не очень длинных магистралей, возможно, имеет смысл выбирать недорогой кабель с повышенными потерями. Разумеется, в каждом случае такой выбор должен быть подтвержден расчетом длины регенерационного участка [9].

1.7 Выбор типа аппаратуры

В дальнейшем изложении аппаратура SDH обозначается общепринятым термином "мультиплексор". Последние классифицируются на терминальные (оконечные) мультиплексоры (ОМ) и мультиплексоры ввода-вывода (МВВ).

1.7.1 Конфигурация узлов мультиплексоров

Мультиплексор в полной комплектации даже первого уровня SDH -весьма сложное и дорогое устройство, состоящее из нескольких составляющих его узлов. Однако, в ряде случаев полной комплектации мультиплексора не требуется, что уменьшает капитальные затраты на его приобретение, установку и эксплуатацию.

Термин "конфигурация узлов мультиплексора" означает, что проектировщик подбирает только те узлы, установка которых необходима с точки зрения данного технического задания. Мультиплексор содержит:

• основные узлы, которые устанавливаются обязательно;
• сменные узлы, установка которых зависит от функций, выполняемых мультиплексором.

Число сменных узлов и их типов может быть различным для аппаратуры разных фирм. К основным узлам можно отнести блоки источников питания, опорного синхрогенератора, контроллера оборудования, управляемой матрицы, ввода-вывода заголовков, линейных сигналов (агрегатные блоки), и т.д. К сменным можно отнести компонентные блоки (21*2 М, 34 М, 140 М), блоки управления, кросс-коннекторов, и т.д. [5]

Основой выбора тех или иных узлов мультиплексора являются следующие данные:

- рассчитанное число вводимых/выводимых компонентных потоков,

- расстояние между соседними узлами транспортной сети,

- выбранная топология сети (точка-точка, кольцевая, и т.д.),

- выбранные системы защиты мультиплексорной секции, компонентных блоков, блоков опорного генератора, питания, и т.д.

1.7.2 Определение количества однотипных блоков

Число компонентных блоков определяется данными технического задания. Например, если по заданию необходимо между п. А и п. Б организовать 50 двухмегабитных потоков, то для этого потребуется 3 компонентных блока, так как на карте каждого блока размещаются 21 цифровой поток (блоки типа 21*2 М). Варианты включения цифровых потоков в зависимости от уровня мультиплексора приведены в таблице 5.

Число резервных блоков зависит от типа блока. Например, для блоков 21*2М предусматривается защита 1:3, для блоков 1 *34 М - 1:3, и т.д.

Число агрегатных блоков:

• в ОМ - 1, с защитой 1:1-2,

• в МВВ - 2, с защитой 1:1-4.

Таблица 5 - Варианты включения компонентных цифровых потоков в оконечные мультиплексоры. (Изменение №1 в ГОСТ27.406-88)

Примечание: Потоки 155 М и 622 М могут поступать с электрического выхода STM-1 и STM-4. В мультиплексоре ввода-вывода максимальное число потоков удваивается.

Типы агрегатных блоков рекомендуется выбирать в зависимости от расстояний между сетевыми узлами. Агрегатные блоки кодируют. При этом символом S обозначаются блоки, работающие на короткие расстояния, символом L - на средние и большие, символом IE - содержащие лазер повышенной мощности и (или) оптические усилители в трактах передачи и приема. Параметры блоков соответствуют рекомендациям МСЭ-Т G.707, G.708, G.709, G.957, G.958 и приводятся в технических данных мультиплексоров, поставляемых фирмами. Кроме того, некоторые данные приведены в [3] и [15].

Заметим, что правильный выбор типа агрегатного блока, соответствующего расстояниям между сетевыми узлами, заметно удешевляет стоимость оборудования.

При необходимости, могут быть использованы оптические интерфейсы некоторых цифровых потоков, представленных в таблице 5. Так, фирма "Alcatel" предусматривает оптический интерфейс в МВВ STM-1 для потока 155 Мбит/с, фирма "EZAN" оптические интерфейсы в МВВ STM-16 для цифровых потоков 155 Мбит/с, 622 Мбит/с, и т.д.

Для примера на рисунке 21.а приведена структурная схема выпускаемого фирмой "Siemens" мультиплексора STM-150A, на рисунке 21.б - его конфигурация. Оптические сигналы передаются и принимаются как с Запада (West), так и с Востока (East) четырьмя агрегатными блоками STM-1 (по два блока с каждой стороны, схема защиты 1+1). После преобразований в агрегатных блоках, электрические сигналы группируются в три групповых транспортных блока TUG-3 (рисунок 3) и с выхода STM-1 (рисунок 21.а) поступают на кросс-коннектор ADX1. Здесь происходит преобразование TUG-3 в VC-12 и (или) в VC-3 и коммутация на уровне контейнеров. Здесь же VC-12 и VC-3 преобразуются в контейнеры С-12 (см. рисунок 3), и организуются физические интерфейсы цифровых потоков 2 М и 34 М. На рисунке 21.а показаны три карты потоков 21*2 М и (или) три карты потоков 34 М, с соответствующими резервными картами (2 М.Р и 34 М.Р). Блоки SW(T) и SW(R) осуществляют коммутацию на резерв 2 М или 34 М цифровых потоков. Кроме того, на рисунке 21.а указаны блоки:

PWR - два блока питания, работающие по принципу приоритета параметров,

SW(T), SW(R) - коммутаторы в трактах передачи и приема,

OIW - блок служебной связи, куда подключаются сервисные сигналы (заголовки), данные, служебная связь,

АСМ - блок аварий и управления, где осуществляется подключение и вывод сигналов STM ALM (станционная авария), НКА (внешняя авария), НКС (управление внешними объектами), в интерфейс LCT включается

персональный компьютер,

MCI - интерфейс передачи сообщений, предусматривающий подключение локальной сети (LAN),

CLK - блоки тактовой синхронизации, работающие по принципу приоритета параметров.

Показанная на рисунке 21.б конфигурация блоков мультиплексора, включает перечисленные выше блоки, расположенные в стандартном конструктиве - полке, прикрепленной к стандартной же стойке ETS1. Следует обратить внимание на то, что агрегатные блоки STM-1 могут быть либо оптическими (STM-1SO), либо электрическими (STM-1SE).

Рисунок 21 - Работа мультиплексора SMS-150A в режиме ввода-вывода

1.7.3 Использование блоков кроссовых коммутаторов (кросс-коммутаторов)

Кроссовые коммутаторы используются в следующих случаях:

Кроссовые коммутаторы осуществляют коммутацию цифровых потоков на уровнях VC-12 и VC-4.