Проект участка первичной сети ВСС с использованием телекоммуникационных систем SDH

Аппаратура SDH является программно управляемой и интегрирует в себе средства преобразования, передачи, оперативного переключения, контроля, управления. SDH – это не только новые мощные системы передачи, но и принципиальные изменения в сетевой архитектуре, организации управления. Внедрение SDH произвело далеко идущие последствия и для сетевых операторов и для пользователей, и для производителей оборудования.

Развитие SDH неразрывно связано с научно-техническим прогрессом. Все передовые научные достижения – высококачественные оптические волокна, эффективные приемники и передатчики оптического излучения (полупроводниковые лазеры и высокочувствительные фотодиоды), пленочные интегральные микросхемы, новейшие программы для работы чипов, оптические безинерционные коммутаторы используются в синхронных сетях SDH.

В системах SDH организовано огромное число дополнительных информационных каналов, которые используют глубокую автоматизацию функций контроля, управления и обслуживания сети, что повышает надежность и достоверность передачи информации по сети с одновременным снижением эксплуатационных затрат.

 

1. Выбор систем передачи и типа оптического кабеля.

Основанием для выбора систем передачи и оптического кабеля являются исходные данные к курсовому проекту. Для  выбора систем передачи PDH участков первичной сети производим расчет емкостей существующих сетевых трактов, а для выбора систем передачи SDH сетевых трактов транспортной сети – расчет емкости данных сетевых трактов.

1.1. Расчет емкости  сетевых трактов, организованных  оборудованием SDH.

Расчет данной емкости ведем по направлениям, согласно заданной конфигурации сети, по исходным данным (табл. 2) и с учетом емкости проектируемых мультиплексоров (табл. 4). Емкость определяем в потоках Е1, первоначально по направлениям, а затем для сетевых трактов. Результат расчета сводим в таблицу 3.

Расчетные данные емкостей.

Таблица 5

Направление	Емкость, Е1	Сетевой тракт	Емкость, Е1
БГ	148	СТ-1	162
АГ	10	СТ-2	158
АД	152	СТ-3	235
ГЕ	77	СТ-4	236
БЕ	84	СТ-5	106
ДВ	29	СТ-6	113

 

Типовые емкости мультиплексоров

Таблица 6

Тип мультиплексора	Количество потоков со скоростью:
	2 мБит/с	34 мБит/с
STM-1	63	-
STM-1	-	3
STM-1	42	1
STM-1	21	2

 

На основании рассчитанных емкостей, учитывая заданные потоки Е3, выбираем оборудование синхронных транспортных модулей STM-N для каждого сетевого тракта и режим работ (терминальный, ввода-вывода) выбранного оборудования по сетевым узлам и сетевым станциям. Результаты оформляем в таблицу 5.

 

Результаты выбора оборудования синхронных транспортных модулей

Таблица 7

Сетевая станция, узел	Направление	Количество потоков по направлениям	Оборудование	Режим работы
А	А - Г А - Д	10Е1; 0Е3 8Е1; 9Е3	1 STM-4	Терминальный
Б	Б - Г Б - Е А - Г А - Д	4Е1; 9Е3 4Е1; 5Е3 10Е1; 0Е3 8Е1; 9Е3	1 STM-1 1 STM-4 1 STM-4	Терминальный Ввод-вывод Терминальный
Г	Г - А Г - Е Г - Б	10Е1; 0Е3 13Е1; 4Е3 4Е1; 9Е3	1 STM-1 1 STM-4	Терминальный Терминальный
В	Г - Е Г - Б Г - А В - Д	13Е1; 4Е3 4Е1; 9Е3 10Е1; 0Е3 13Е1; 1Е3	1 STM-1 1 STM-1 1 STM-4	Терминальный Терминальный Ввод-вывод
Д	Д - В Д - А Б - Е	13Е1; 1Е3 8Е1; 9Е3 4Е1; 5Е3	1 STM-1 2 STM-4	Терминальный Терминальный
Е	Е - Б Е - Г В - Д	4Е1; 5Е3 13Е1; 4Е3 13Е1; 1Е3	2 STM-4	Терминальный

1.2. Расчет и выбор каналообразующего оборудования по сетевым станциям и узлам проектируемого участка сети.

Для выбора каналообразующего оборудования и определения необходимого его количества, рассчитываем число оконечных каналов, учитывая при этом каналы тональной частоты (КТЧ) и основные цифровые каналы (ОЦК). Данные расчета сводим в таблицу 6.

Таблица 8

Сетевая станция, узел	Количество каналов	Каналообразующее оборудование
		Марка, шифр	Количество
А	58 КТЧ; 184 ОЦК	OGM-30E	3
Б	105 КТЧ; 60 ОЦК	OGM-30E	2
В	91 КТЧ; 19 ОЦК	OGM-30E	1
Г	118 КТЧ; 190 ОЦК	OGM-30E	3
Д	100 КТЧ; 109 ОЦК	OGM-30E	2
Е	144 КТЧ; 54 ОЦК	OGM-30E	2

Примечание: Заданные потоки Е1 на всех сетевых станциях и узлах учитываем как компонентные потоки STM-N.

1.3 Краткая характеристика выбранного оборудования

Синхронные мультиплексоры разрабатываются  различными зарубежными компаниями, имеют определенные различия характеристик и возможностей, однако в силу стандартизации технологии SDH они в значительной степени унифицированы по основным параметрам.

На рынке продукции  SDH можно выделить группу из 12 наиболее крупных поставщиков оборудования, а именно: Siemens; GPT; Alcatel; AT&T; LME (Ericsson); PKI (Philips Communication Industry); NEC; Nortel; ECI; Nokia; Marconi; Fujitsu. Практически все они за исключением, быть может, двух последних, представлены на Российском рынке. Этот рынок в последнее время становится все более насыщенным оборудованием SDH разного класса.

На основании вышеперечисленных  требований и рассчитанного количества каналов в качестве основного оборудования выбираем аппаратуру синхронной цифровой иерархии STM-1 – Wave Star АM 1, STM-4 – Wave Star ADM 4/1 PHASE, предлагаемой компанией Lucent Technologies.

Wave Star ADM 4/1 PHASE – это мультиплексор ввода-вывода уровня STM-4 для сетей доступа со связностью на уровне VC-12. Используются стандартные блоки и полки серии PHASE.

Рисунок 3 Структурная схема Wave Star ADM 4/1 PHASE

Блоки компонентных потоков выполняют  функции PPI, LPA, LPT, LPC и HPA. Затем сигнал (подсигнал STM-1) поступает на шину ADD. Сигналы агрегатных портов так же поступают на шину ADD. Шина ADD выполняет функцию HPC. PPU разбирает подсигналы с шины ADD на составляющие единицы путём анализа TU и AU, формирует VC-4, а затем подсигналы STM-1 на шине SYNC. Так же осуществляется контроль чётности и битовых ошибок. Шина SYNC осуществляет функцию HPC, передавая контейнеры VC-4 в блок матрицы соединений CMU согласно схеме, определённой основным контроллером. Блок CMU осуществляет функцию LPC на уровнях до VC-12 (включительно). Далее сигнал в виде контейнеров VC-4 в подсигнале STM-1 передаётся на шину DROP. Шина DROP выполняет функцию HPC, передавая VC-4 в компонентные и агрегатные блоки. Агрегатные блоки выполняют функции HPT(HCS), MSA, MSP, MST, RST, SPI.

Выбираем оконечный мультиплексор  для сетей доступа STM-4 – Wave Star TM 4/1 PHASE, и для сетей доступа STM-1 – Wave Star TM 1.

Выбранная система передачи будет работать на длине волны λ=1,550 мкм.

 

В качестве каналообразующего оборудования, преобразующего сигналы ОЦК и  КТЧ в компонентные потоки Е1 выбираем мультиплексор OGM-30E производства фирмы «Морион» (Россия).

Назначение:

Многофункциональная каналообразующая аппаратура с возможностью гибкого  конфигурирования OGM-30E предназначена  для формирования первичных цифровых сигналов электросвязи со скоростью  передачи 2048 Кбит/с. Первичные цифровые сигналы формируются из:

• аналоговых речевых сигналов от абонентского телефона;
• аналоговых речевых сигналов и сигналов взаимодействия с Е&М сигнализацией от аналоговых АТС;
• аналоговых речевых сигналов и сигналов взаимодействия с одночастотной сигнализацией в частотном диапазоне телефонного канала от аналоговых АТС;
• сигналов, соответствующих рекомендациям МСЭ V.24, V.35, V.36, Х.21.

Аппаратура может применяться  на сельских, городских, ведомственных, внутризоновых, магистральных сетях  связи в качестве:

• оконечного мультиплексора;
• мультиплексора ввода/вывода;
• мультиплексора ввода/вывода с конференц-связью;
• кроссировочного мультиплексора.

Возможные применения:

• Оконечный мультиплексор;
• Мультиплексор ввода/вывода с конференц-связью;
• Мультиплексор ввода/вывода;
• Кроссировочный мультиплексор.

Основные характеристики:

• 19" евростандарт конструкции;
• лёгкий доступ к подводимым кабелям с лицевой стороны;
• большое количество различных интерфейсных плат;
• соответствие интерфейсов аналоговых речевых сигналов рекомендации G.712 МСЭ-Т;
• возможность организации до 4-х первичных сигналов 2048 Кбит/с, соответствующих рекомендациям G.703, G.704 МСЭ-Т;
• программная переконфигурация и установка параметров;
• преобразование различных видов линейной сигнализации: R2, Е&М, Rl,5 и частотной сигнализации 1VF, 2VF
• применение процедуры CRC-4;
• диагностика с использованием компьютера или портативного пульта управления;
• интерфейсы, обеспечивающие управление с ПК или через систему управления сетью (TMN).

 

1.4 Выбор типа оптического  кабеля. Электрические характеристики.

На сетях связи используется большое разнообразие оптических кабелей  разных заводов–производителей. Выбор кабеля производим, исходя из технических характеристик выбранного синхронного транспортного модуля, ориентируясь на использование ОК с одномодовым оптическим волокном (ОВ), в которых предельная длина РУ по скорости передачи зависит не только от параметров среды, но и от параметров аппаратуры, ширины спектра оптического излучения. Таким образом, на том же типе оптического кабеля при той же длине РУ, скорость сигнала в ОВ может быть увеличена заменой аппаратуры. Такие ВОЛП имеют более долгосрочную перспективу.

Общее число волокон определяется исходя из емкости цифровых линейных трактов, необходимости их резервирования, а так же иными соображениями (ответвления для местной связи, аренда, технические нужды и так далее). Целесообразность прокладки кабеля с резервированием ОВ имеет несколько аспектов. Во-первых, это запас по пропускной способности ВОСП на перспективу развития, а во-вторых, это эффективное использование резервных ОВ для увеличения надежности функционирования ВОСП. При 100% процентном резервировании линейных трактов выберем число волокон равным 8.

Тип кабеля определяется заданной длиной волны, допустимыми потерями и дисперсией, а так же условиями прокладки (категориями грунта, наличием переходов через водные преграды и так далее). Учитывая, что оптическое волокно чувствительно к сильным электромагнитным полям, рекомендуется ОК прокладывать в некотором отдалении от ЛЭП. Желательно выбирать кабель, не содержащий металлических элементов (медных проводов для дистанционного питания, центрального силового элемента, выполненного из стали,  брони из стальных проволок  и так далее). Выбор типа кабеля можно произвести исходя из расстояний между узлами.

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. Это особенно нежелательно при спектральном уплотнении оптического волокна. В этих случаях все чаще применяют оптический кабель со смещенной дисперсией. Оптическое волокно этого кабеля характеризуется потерями 0,22 – 0,3 дБ/км и дисперсией порядка 1-3 пс/(нм·км) при мкм.

С учетом расчетов и всего вышесказанного выбираем кабель типа ДПС. Конструкция кабеля приведена на рис. 3.

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4. Конструкция кабеля ДПС

 

1. Центральный силовой элемент – стеклопластиковый пруток производства фирмы Cousin (Франция).
2. Оптическое волокно высшей категории качества SM.10/125.04.UV или NZDSM.9/125UV производства фирмы Fujikura (Япония).
3. Оптические модули изготовлены на основе полибутелентерефталата (ПБТ) производства фирмы BASF (Германия).
4. По желанию заказчика в конструкцию может быть добавлена алюминиевая лента с полимерным покрытием.
5. Промежуточная и внешняя ободочки изготавливаются из полиэтилена производства фирмы Borealis (Финляндия).
6. В кабеле используются гидрофобные заполнители Naptel 851 и Naptel OP308 производства фирмы British Petroleum (Франция).
7. Заполняющий кордель.
8. Кабель армирован сплошной обмоткой из оцинкованной стальной проволоки производства Череповецкого сталепрокатного завода (Россия).