Проект реконструкции участка городской транспортной сети г. Новосибирска

 

 

Расчет потоков Е1 для  реконструируемого кольца

 

При использовании двухсторонних  пучков и централизованной системы  сигнализации (ОКС-7) , рассчитаем число  потоков Е1, передаваемых по сети SDH, по формуле:

                     

                             N_{ij икм} = E_n х[( V_сл-1)/30 + 1],                    (2.17)

 

где N_ijикм -  требуемое число цифровых потоков Е1(2,048 Кбит/с.) от i-ой станции к j-ой станции;

V_сл – число соединительных линий (каналов) между i-ой и j-ой станциями, используем результаты расчетов числа соединительных линий из таблицы 2.9            

 Е_n – знак целой части числа .

Подставив данные из таблицы 2.9 в формулу 2.17 рассчитаем количество потоков Е1 на сети, на примере новой АТС Y:

N_Е1,Y-K=[(78-1)/30+1] =4

N_Е1,Y-M,X =[(170-1)/30+1] =7

N_Е1,Y-N =[(100-1)/30+1] =5

N_Е1,Y-D=[(114-1)/30+1] =5

N_Е1,Y-C=[(108-1)/30+1] =5

N_Е1,Y-УСС =[(16-1)/30+1]=2

N_Е1,Y-ЗСЛ =[(58-1)/30+1] =3

N_Е1,Y-СЛМ =[(22-1)/30+1]=2

 

Расчет количества потоков  Е1 для  остальных АТС производятся аналогично. Результаты расчетов сведены в таблицу 2.10.

 

Таблица 2.10. Количество потоков Е1 между станциями Кировского кольца

№ АТС	АТС Y Эрл.	АТС K Эрл.	АТС M Эрл.	АТС X Эрл.	АТС N Эрл.	АТС D Эрл.	АТС C Эрл.
АТС Y Эрл.	-	4	7	7	5	5	5
АТС K Эрл.	4	-	7	7	5	5	5
АТС M Эрл.	7	7	-	5	5	6	6
АТС X Эрл.	7	7	5	-	5	6	6
АТС N Эрл.	5	5	5	5	-	6	6
АТС D Эрл.	5	5	6	6	6	-	7
АТС C Эрл.	5	5	6	6	6	7	-
УСС	2	2	2	2	2	2	2
ЗСЛ	3	3	4	4	4	4	4
СЛМ	2	2	2	2	2	2	2
К другим АТС сети	55	48	46	50	60	67	72

Подсчитаем  общее  количество потоков Е1, проходящих по кольцу между смежными АТС. Результаты расчётов сведём в таблицу 2.11.

 

Таблица 2.11. Общее количество потоков Е1 на участках реконструируемого кольца                                 

Потоки / №АТС	АТС Y Эрл.	АТС K Эрл.	АТС M Эрл.	АТС X Эрл.	АТС N Эрл.	АТС D Эрл.	АТС C Эрл.
Между АТС кольца	40	40	44	44	40	43	43
К  другим АТС сети	55	48	46	50	60	67	72
∑	95	88	90	94	100	110	115

 

С учетом защиты информации SNCP выберем уровень STM-16.

 

2.1.3. Технология защиты информации

Резервирование в сети предполагает резервирование трафика, сетевых трактов и каналов с помощью организации соответствующих архитектуры и топологии сети, а так же аппаратное резервирование сетевых элементов для обеспечения заданного уровня ее надежности. Все это достигается с помощью интегрированной системы управления сетью и соответствующей организацией топологии сети.

Мультиплексоры оснащены защитой с автоматическим переключением, управляемым блоком контроллера  оборудования.

Защита блоков (EPS).

Резервирование блоков оборудования транспортной сети используется во избежание прерываний связи при отказе компонентов.  При сбое в каком-либо блоке, цифровые потоки переключаются на резервный блок.  Наиболее ответственные блоки оборудования, например, кроссовые коммутаторы SDH (LPC, HPC) или блоки тактового синхронизма (CLK или SETS), резервируются по схеме 1+1. Возможно резервирование компонентных блоков, например, блоки интерфейсов SDH LOI и HOI могут резервироваться по схемам 1+1; 1:3; 1:4; 1:N. 
Признаками активизации защитного переключения могут быть следующие показатели (сигналы):

-  ухудшение сигнала  (SD), когда значение коэффициента  ошибок по битам (BER) находится в диапазоне 10^-3…10^-9;

-  потеря сигнала  (LOS);

-  потеря цикла (LOF);

-  избыточный коэффициент  ошибок по битам для секции мультиплексирования( ) 
 
     Учитывая, что передача может происходить по одной или двум параллельным схемам, возможны различные варианты переключений: синхронизированный и не синхронизированный. 

При двунаправленной  передаче переключение на резерв осуществляется в двустороннем режиме. Оба направления передачи контролируются непрерывно и при необходимости переключаются синхронно между собой.

При однонаправленной передаче переключение на резерв осуществляется в одностороннем режиме. Каждое направление передачи контролируется отдельно и при необходимости выполняется переключение. Это может привести к ситуации, когда по основной секции осуществляется передача только в одном направлении, а передача в другом направлении ведется по резервной секции. Защита секции мультиплексирования рассчитана на реализацию в обратимом и необратимом режиме.

Обратимый режим – возврат на основную секцию как только на этой секции восстанавливается соответствующее  качество передачи, и это состояние  сохраняется в течение определенного периода времени (ожидание перед восстановлением).

Необратимый режим – автоматический возврат на основную секцию не обеспечивается, однако возврат на основную секцию возможен, когда качество передачи по резервной секции становится ниже качества по основной секции.

Рассмотрим выбранный тип защиты информации.

Принцип резервирования соединения по сети или тракта (SNCP - Subnetwork Connection Protection)  основывается на дублировании передаваемых сигналов и выборе наилучшего сигнала из доступных на окончании соединения. Два сигнала одного источника пересылаются по двум соединениям подсети, одно из которых определено в качестве основного, а другое – в качестве резервного. Система переключается на резервное соединение только при отказе основного. 

Резервирование сети в кольце SNCP состоит в следующем. Составляющие сигналы направляются по кольцу по разным направлениям. На приеме сигналы сравниваются и выбирается сигнал с более высоким качеством. При разрыве линии передачи сигналы направляются по резервному тракту (рисунок 2.3).

Рисунок 2.3 - Защитное соединение SNCP

 

Для защиты трафика (каналов) при переключениях установлен норматив на время переключения. Согласно рекомендаций ITU-T G.841/842:

-  время переключения SNCP верхнего и нижнего порядка  не более 30 мс;

- время переключения MSP 1+1; 1:1; 1: N не более 50 мс;                                         -  время переключения MS- SPRing не более 50 мс.

 

Учитывая большое количество потоков при кольцевой архитектуре  и важность быстроты переключения в случае аварийных ситуаций, мы будем применять принцип резервирования тракта SNCP. Так же на выбор влияет тот фактор, что в реальной сети НГТС применяется именно принцип резервирования  SNCP.  Первоначально применялось резервирование секции мультиплексирования MS- SPRing , но этот способ не оправдал себя при увеличении ёмкости потоков сети НГТС, так как при аварийных ситуациях реальное время переключения составляло более 50 мс, что приводило к потере цикловой синхронизации.

 

2.1.4. Выбор и описание системы передачи

 

В современных условиях даже такое сложное и высокотехнологичное  оборудование, как высокоскоростные мультиплексоры ввода-вывода уровня STM-16, готовы предложить сразу несколько крупнейших компаний-производителей телекоммуникационного оборудования. В жёсткой конкурентной борьбе за клиента, они могут пойти даже на  предоставление оборудования на льготных условиях, в рассрочку, а порой по цене ниже себестоимости. Например,  для первых сегментов будущей крупной сети, что в значительной мере гарантирует длительное последующее сотрудничество, техническое обслуживание и приобретение их оборудования и в дальнейшем. Поскольку на рынке, вольно или невольно, сложилась такая ситуация. То производители сознательно ограничивают совместимость своего оборудования с аналогичным оборудованием других фирм. Функционирование транспортной сети в пределах стандартов, установленных международными рекомендациями в области связи, несомненно, осуществляется, однако дополнительные функции, как-то сквозное управление и мониторинг, дополнительные параметры связи (т.н. «know-how» этих фирм) работают лишь в пределах сегментов построенных на оборудовании той же самой фирмы.

Таким образом, для реконструкции  небольшого сегмента сети, при условии  высококачественного согласования существующей сети и реконструируемого её сегмента, объективно самым разумным выбором является максимально совместимое оборудование, соответственно, выпущенное тем же самым производителем аппаратуры связи, что и оборудование уже существующей транспортной сети. В нашем случае, на большей части существующей сети уже успешно работает оборудование фирмы «Alcatel» и разумно выбирать оборудование для нового участка этой сети именно из обширного перечня этого производителя, тем более, что существует их оборудование/ практически для любых вариантов построения сети. Плюсом такого выбора будет большая живучесть сети в результате однотипности оборудования, максимально оптимизированного для совместной работы, гарантийное обслуживание всей сети одним производителем, широкая возможность реконфигурирования и восстановления сети за счет унифицированной элементной базы и поблочной совместимости оборудования, отсутствие затрат на отдельную лицензию для управляющего ПО сетевого менеджмента. Кроме того, минимальная стоимость аналогичного решения на оборудовании, например, «NEC SpectralWave U-Node BBM»,  в среднем на 15% превышает стоимость  решения на аппаратуре «Alcatel OPTINEX».

В существующей сети НГТС используется оборудование фирмы «Alcatel».

Alcatel 1660 SM OPTINEX - оптический мультисервисный сетевой узел уровня STM-16. 

Основным  требованием, предъявляемым к большим городским  и зоновым сетям, является  использование  высокоскоростных кольцевых структур,  обеспечивающих высокую надежность, а также возможность гибкой адаптации к изменяющемуся содержанию информационных потоков.       

Alcatel OPTINEX™  1660SM является мультисервисным элементом  для  создания местных, городских и зоновых сетей.  Его  компактная конструкция  удобна  для размещения  в  офисных помещениях.

Скорость. В  данном  оборудовании предусмотрены  все интерфейсы PDH и SDH от 1,5 Мбит/с до 2,5 Гбит/с.

Надежность.  Alcatel OPTINEX™ 1660SM обеспечивает большой выбор  методов защиты сети: защита линейной мультиплексорной секции (MSP), защита трактов при 100% дублировании их в подсетях (SNC-P), защита мультиплексорных секций за счет использования общей резервной распределенной емкости в сети с кольцевой конфигурацией (MS-SPRing). По желанию заказчика все сменные блоки могут быть зарезервированы для обеспечения полной защиты узла. Защита в системе электропитания обеспечена за счет присущей ей распределенной структуры, при которой преобразование DC/DC осуществляется на каждой плате. Следует отметить что этим не исчерпываются все достоинства оборудования: при разработке Alcatel OPTINEX™ 1660SM был использован весь опыт, накопленный компанией Alcatel в области систем передачи SDH благодаря поставке десятков тысяч единиц оборудования по всему миру. Этим обстоятельством также подтверждается надежность данного оборудования.

Универсальность. Кроме небольшого количества общих блоков Alcatel OPTINEX™ 1660SM имеет 16 установочных мест, предназначенных для линейных и компонентных портов, что обеспечивает полную универсальность. Система может быть сконфигурирована, например, в виде устройства кроссового переключения 64 х 64 STM-1 или в качестве сетевого узла для кольца уровня STM-16 с возможностью ввода/вывода 756 х 2 Мбит/с на одной стойке при установке двух 1660SM. Несколько колец SNC-P (или два кольца MS-SPRing уровня STM-16) могут иметь окончания в одном и том же узле. При этом учтено, что сегодня под универсальностью (гибкостью) понимается также возможность эффективной обработки потока данных IP & ATM.

Нацеленность в будущее. В будущем в транспортных сетях  преимущественно будет передаваться поток данных. В Alcatel OPTINEX™ 1660SM интегрированы функции коммутации АТМ и маршрутизации IP данных, что способствует наиболее эффективному использованию пропускной способности системы, а также имеющихся возможностей и объема сети. Распределение этой функции среди узлов транспортной сети SDH позволяет оператору экономить  на  дополнительных  капиталовложениях,  предназначенных  для приобретения специализированного оборудования.