Проект реконструкции участка городской транспортной сети г. Новосибирска

Для реализации этого  метода было предложено использовать понятие контейнер, в который и упаковывается триб. По типоразмеру контейнеры делятся на 4 уровня, соответствующие уровням PDH. На контейнер должен наклеиваться ярлык, содержащий управляющую 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.

Виртуальные контейнеры могут объединяться в группы двумя  различными способами. Контейнеры нижних уровней могут, например, мультиплексироваться (т. е. составляться вместе) и использоваться в качестве полезной нагрузки контейнеров верхних уровней (т.е. большего размера), которые, в свою очередь, служат полезной нагрузкой контейнера самого верхнего уровня (самого большого размера) – фрейма STM-1.

Такое группирование  может осуществляться по жесткой  синхронной схеме, при которой место  отдельного контейнера в поле для  размещения нагрузки строго фиксировано. С другой стороны, из нескольких фреймов могут быть составлены новые (более крупные) образования – мультифрейма.

В результате возможных  различий в типе составляющих контейнеров  и временных флуктуаций в процессе загрузки фрейма положение контейнеров внутри мультифрейма может быть, строго говоря, меняться, что может привести к ошибке при вводе/выводе контейнера. Для устранения этого факта на каждый виртуальный контейнер заводится указатель, содержащий фактический адрес начала виртуального контейнера на карте поля, отведенного под полезную нагрузку. Указатель дает контейнеру некоторую степень свободы, т.е. возможность “плавать” под действием непредвиденных временных задержек, но при этом гарантирует, что он не будет потерян.

Третья особенность  иерархии SDH – положение виртуального контейнера может определяться с  помощью указателей, позволяющих устранить противоречие между фактом синхронности обработки и возможным изменением положения контейнера внутри поля полезной нагрузки.

Хотя размеры контейнеров  различны, а емкость контейнеров  верхних уровней достаточно велика, может оказаться так, что либо она все равно недостаточна, либо под нагрузку лучше выделить несколько (в том числе и с дробной частью) контейнеров меньшего размера. Для этого в SDH технологии предусмотрена возможность сцепления или стыковки контейнеров (составление нескольких контейнеров вместе в одну структуру, называемую составным контейнером или сцепкой). Составной контейнер отличается от основного наличием индекса С и рассматривается (с точки зрения размещения нагрузки) как один большой контейнер. Указанная возможность позволяет, с одной стороны, оптимизировать использование имеющейся номенклатуры контейнеров для размещения нестандартной полезной нагрузки, с другой – позволяет легко приспособить технологию к передаче новых типов нагрузок, не известных на момент ее разработки.

Четвертая особенность  иерархии SDH – несколько контейнеров одного уровня могут быть составлены вместе и рассматриваться как один непрерывный контейнер.

Пятая особенность иерархии SDH состоит в том, что в ней  предусмотрено формирование отдельного поля заголовков размером 9х9=81 байт. Хотя перегруженность общим заголовком невелика и составляет всего 3,33%, он достаточно большой, чтобы разместить необходимую управляющую информацию и отвести часть байт для организации необходимых внутренних (служебных) каналов передачи данных. Учитывая, что передача каждого байта в структуре фрейма эквивалентна потоку данных со скоростью 64 кбит/с, передача указанного заголовка соответствует организации потока служебной информации, эквивалентного 5,184 Мбит/с.

 

1.3. Постановка задачи

 

Произвести реконструкцию  участка ГТС г. Новосибирска для  опорных станций D и С, с вводом в эксплуатацию станций ЦАТС-X ёмкостью 16000 и ЦАТС-Y ёмкостью 14000 номеров.

Количество потоков  на сети от АТС проектируемого кольца к АТС опорного и других периферийных колец:

№ АТС	Y	K	M	X	N	D	C
Е1	55	48	46	50	60	67	72

Расстояния на проектируемых  участках:

АТС N – АТС X – 8 км; АТС X – АТС Y – 5 км; АТС Y – АТС K – 7 км;

Уровень синхронной иерархии опорного кольца DCBAGFE – STM 16

На станциях N, M, K установлены мультиплексоры  Alcatel 1651SM.

 

2. Расчётный  раздел

 

2.1. Разработка  схемы организации связи

2.1.1. Анализ существующей сети

 

ОАО «Сибирьтелеком» - оператор телефонной связи; согласно Федеральному закону «О связи» осуществляет свою деятельность на территории города «Новосибирска», рабочих посёлков Кольцово  и  Краснообск  на основании лицензии Министерства связи Российской Федерации № 3033.

ОАО «Сибирьтелеком»  обеспечивает своим абонентам предоставление основных телекоммуникационных услуг местной связи, услуг справочно-информационного характера, целого ряда дополнительных услуг. Принадлежащая Обществу телефонная сеть Новосибирска сегодня третья по величине после Москвы и Санкт-Петербурга.

В настоящее время  НГТС предоставляет услуги сети передачи данных ИНФОТЕЛ, городской сети передачи данных Frame Relay, внедряет технологию ISDN и строит мультисервисную сеть на оборудовании HUAWEI. Внедрение оптико-волоконного кольца SDH было обусловлено увеличением роли цифрового оборудования.

Аналоговые АТС постепенно заменяют современными цифровыми АТС, которые могут свободно оперировать потоками 2 Мбит/с. Увеличивается номерная ёмкость станций, и постепенно расширяются сети доступа, подключая новых абонентов.

Эти и многие другие причины приводят к тому, что сетям НГТС приходится обрабатывать и передавать всё большее количество информации.

Прогнозировать будущее  любой развивающейся структуры, можно анализируя историю развития этой структуры. Проследим становление и развитие транспортной сети.

Первая очередь сети SDH построенная  в 1997 году, была представлена двумя    кольцами уровня STM-4 и 3-х колец в зачаточном состоянии по схеме линейная цепь. Поставщиком оборудования была выбрана фирма ALCATEL на конкурсной основе.

По причине отсутствия в оборудовании возможности вставки выделения  потоков 8448 кбит\сек., а также отсутствия у оператора необходимости в передаче потоков со скоростями выше чем 8448 кбит\сек., вся сеть рассчитывалась на предоставление пользователям потоков Е1. Тем ни менее при необходимости всегда имеется возможность организовать потоки до STM-1 включительно. Промежуточный этап развития сети SDH представлен на рисунке 2.1.

 

Рисунок 2.1 - Промежуточный этап развитие сети

 
Рисунок 2.2. Схема транспортной сети на настоящий момент.

 

На следующем  этапе развития сети увеличивалась загрузка  кольца и росло количество мультиплексоров в этом кольце, что крайне неэффективно при защите типа SNCP, так как не все порты Е1 обеспечены емкостью в кольце. Дальнейшее развитие сети привело к делению существующих колец и образованию новых. При этом опорное кольцо ABCDEFG (рисунок 2.2) было переведено на уровень STM-16. На уровень STM-16 также было переведено кольцо APQB. В обоих кольцах была реализована защита 2F-MS SPRING, которая при данной топологии в опорном кольце, позволила увеличить трафик приблизительно до 2000 потоков. Основными недостатками данного типа защиты было большое время переключения, что вызывало полную потерю   трафика на несколько миллисекунд, это приводило к продолжительному и не всегда успешному процессу ресинхронизации  электронных  станций.

К настоящему времени  глобальные изменения претерпело опорное  кольцо, которое  представляет  двойное  кольцо уровня  STM-16, на оборудовании   нового   поколения   Optinex. Практически  это малогабаритный кроссовый коммутатор с полнодоступной матрицей, который может иметь  до четырех портов  уровня  STM-16  и   до  девяти универсальных портов низкого и высокого уровня. Эти позиции могут заполняться как трибутарными платами (до шести плат по 63х2мбит\сек. потока), так и другими платами вставки выделения потоков до уровня STM-4 включительно.

Каждая    опорная    станция    главного кольца    имеет    по    два мультиплексора   нового   поколения   OPTINEX,   включённых   в кольца X и У. Между собой мультиплексоры соединены перемычкой STM-4 и могут иметь до 4 перемычек STM-1. Кроме того все мультиплексоры имеют минимально по 315, максимально по 378 портов Е1 в зависимости от комплектации.

Таким образом все  опорные станции могут иметь 630 - 756 потока Е1. Все   кольца   имеют защиту  типа   SNCP,   как наиболее  надёжную, обеспечивающую возможность масштабирования в будущем и к тому же только в этом случае обеспечивается наименьшее время переключения в случае аварии, как на оптике, так и на оборудовании.

Большие изменения претерпевают периферийные кольца, они состоят  из оптимального числа мультиплексоров, не более 7 в каждом кольце, кроме  бывшего опорного кольца. Постепенно эти кольца переходят на уровень STM-16. Схема существующей сети SDH представлена на рисунке 2.2.

 

 

 

 

2.1.2. Расчёт нагрузки в реконструируемом кольце с учётом вновь вводимых станций X и Y

 

Расчет местной  исходящей нагрузки.  

  

Таблица 2.1.Распределение телефонной емкости на сети проектируемого кольца  

АТС	Емкость	Категория абонентов
		Кварт. 70%	Н/х 29,5%	Картофон 0,5%	КПП
ЦАТС-D	20000	14000	5900	100	20
ЦАТС-C	22000	15400	6490	110	22
ЦАТС-M	16000	11200	4720	80	16
ЦАТС-K	14000	9800	4130	70	14
ЦАТС-N	18000	12600	5310	90	18
ЦАТС-X	16000	11200	4720	80	16
ЦАТС-Y	14000	9800	4130	70	14

 

Исходящая местная нагрузка в Эрл, рассчитывается по формуле:

                             2    k

             Аисх.м.=(å · å ·a_i · P_p · C_i ·t_i^j ·N_i^j)/ 3600,(Эрл)             (2.1)

                            J=1    i=1

                    

Где: j – признак, характеризующий тип номеронабирателя, используемый абонентом для передачи адресной информации на АТС;

j=1 – телефонный аппарат с тастатурным номеронабирателем. Среднее время передачи одного знака номера при использовании ТА данного типа составляет 0,8 с независимо от способа передачи адресной информации- декадным кодом, шлейфным способом или кодом 2 из 6 тональным способом;

j=2 - телефонный аппарат с дисковым  номеронабирателем. Среднее время  передачи одного знака номера при этом составляет 1,5 с;

1. это категория абонентов.

Условимся, что i =1 – абоненты, которые относятся квартирному  сектору;                         i =2 – к народнохозяйственному сектору;  i =3 – таксофоны местной сети.

Отметим, что таксофоны, как правило, имеют тастатурные номеронабиратели.

a_i – коэффициент, характеризующий долю вызовов, которые не окончились разговором. Коэффициент a_i является функцией от длительности разговоров T_i и P_p.

P_p- 0,5¸ 0,6, коэффициент, определяющий долю вызовов, окончившихся разговором;

N_i^j- число абонентов i-ой категории j-ого признака;

C_i – интенсивность поступления вызовов от абонентов i-ой категории в ЧНН;

C_it_i^jN_i^j- средняя нагрузка, поступающая от абонентов i-ой категории в час наибольшей нагрузки;

t_i^j- среднее время занятия телефонного тракта для абонента i-ой категории в секундах, имеющего телефонный аппарат  j-го типа при состоявшемся разговоре, t_i^j находим по формуле:

                t_i^j= t_pc+ t_co+  t^j_нз· n+ t_уст +t_пв/кпв +T_i +t_осв, c          (2.2)

 

где t_pc=0,1 с – время реакции системы коммутации, определенное как промежуток времени от момента посылки абонентом сигнала “занятия”  на станцию до момента получения сигнала “ответ станции”;

t_cо= 3с – среднее время слушания сигнала “ответ станции”;

t_нз- среднее время передачи одного знака номера при использовании ТА j-го типа;