Проект участка первичной сети ВСС с использованием телекоммуникационных систем SDH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

По  дисциплине: "Телекоммуникационные системы синхронной и плезиохронной цифровых иерархий".

Тема: "Проект участка первичной сети ВСС с использованием телекоммуникационных систем SDH".

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:
Группа:
Шифр:
№ паспорта:
Проверил:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                               

 

 

 

Содержание.

 

 

Задание на курсовой проект

по теме: «Проект участка  первичной сети ВСС с использованием телекоммуникационных систем с SDH».

Студенту группы   М-10(2)  (Ф.И.О) Филипповой Юлии Станиславовны

 

1. Исходные данные: № паспорта         154909         .
0. Структура реконструируемого участка  сети (рис.1).

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.  Б,В,Д,Е- сетевые узлы; А,Г – сетевые станции

Расстояния между пунктами указаны в таблице 1.

Таблица 1

Участок	АБ	БД	ДЕ	ВЕ	ГВ	БВ
L, км	15	154	54	49	90	9

 

Первичный эталонный генератор установлен в пункте   Б   .

 

Вторичный эталонный генератор устанавливается в пункте   Е   .

 

Повреждение кабеля на участке   ВЕ   .

 

2. Количество организуемых каналов и потоков.

Таблица 2

№	Тип кан. Направл.	КТЧ	ОЦК	Цифровые потоки
				Е1	Е3
1	БГ	15	51	1	9
2	АГ	49	94	5	0
3	АД	9	90	4	9
4	ГЕ	54	45	9	4
5	БЕ	90	9	0	5
6	ДВ	91	19	9	1

 

 

Введение

Потребности людей в общении, в  обмене различного рода информацией  очень индивидуальны. Изучение информационных потоков позволяет выяснить, сколько  требуется для общения людей  каналов связи. Для различных  населенных пунктов это число разное. Например, в таком крупном городе, как Москва, междугородная телефонная станция вынуждена предоставлять своим абонентам несколько десятков тысяч только телефонных каналов с разными городами, а кроме того, есть запросы на междугородные каналы для телеграфа, видеотелефона, ЭВМ и т.п. В то же время в небольшом районном центре оказалось достаточным иметь десятка два-три телефонных каналов, да с десяток телеграфных.

Цифровые потоки – это последовательности 0 и 1, передаваемых по линии связи. Нули и единицы могут нести информацию о речи, тексте, изображении и т.д. При этом скорости потоков будут отличаться: для текста – 50... 100 бит/с, для компьютерных данных – 200 бит/с и выше, для речи – 64 кбит/с, для подвижной "картинки" – более 100 Мбит/с.

Цифровые системы передачи создают  во всем мире; коммуникации связи не знают государственных границ. Каждая страна должна выпускать аппаратуру, согласовывая ее со стандартами, принятыми  в других странах. Узлы различных  систем передачи должны быть однотипными или, иначе, унифицированными. Государства должны договориться, на каких принципах строить аппаратуру. С этой целью создан межгосударственный орган - Международный союз электросвязи (МСЭ), который рекомендует строить цифровые системы передачи по иерархическому принципу.

Иерархия, рекомендованная для  цифровых систем передачи, чем-то похожа на иерархию календаря. Прежде всего  необходимо было выбрать некоторую  единицу измерения - "элементарную" скорость цифрового потока, единую для всех стран и предприятий, выпускающих аппаратуру систем передачи, и позволяющую измерять скорость суммарных цифровых потоков. Такой "единичной" скоростью во всем мире является скорость передачи цифровой речи, равная 64 кБит/с.

Канал, в котором информация передается со скоростью 64 кБит/с, получил название основного цифрового канала. Возможности любой цифровой системы передачи оцениваются числом организованных с ее помощью именно таких стандартных каналов.

Чем выше ступень иерархии, тем  больше организуется каналов и тем  мощнее цифровой поток, или, другими словами, тем выше его скорость. К системам передачи, стоящим в самом низу иерархической лестницы, относится аппаратура ИКМ-30. У подобных систем передачи сравнительно невысокая скорость цифрового потока (около 2 Мбит/с), что делает их пригодными для организации связи между АТС по обычным городским и сельским кабелям связи, образующим довольно обширную сеть подземных магистралей. Объединение цифровых потоков в этих системах осуществляется, как мы видели, по принципу чередования кодовых комбинаций. Введение в них синхросигнала и различных служебных символов потребовало дополнительных каналов и привело к тому, что скорость объединённого цифрового потока стала больше суммы скоростей объединяемых потоков.

Скорость передачи по междугородным симметричным кабелям связи может быть увеличена до 8 Мбит/с. По каждой паре кабелей связи могут работать четыре системы ИКМ-30 или пять систем ИКМ-24. Чтобы обеспечить одновременную работу этих систем, нужно объединять их выходные потоки. Аппаратура, осуществляющая это объединение, называется по числу образованных каналов - ИКМ-120. Скорость потока на выходе этой аппаратуры - 8,448 Мбит/с.

Более мощные потоки цифровой информации можно "гнать" по парам коаксиальных кабелей, волокнам оптических кабелей, стволам спутниковых и радиорелейных линий связи. Для образования высокоскоростных потоков объединяют цифровые потоки четырех систем ИКМ-120. В результате скорость передачи в линии возрастает до 34,368 Мбит/с. Число каналов в новой системе равно 480, поэтому она получила название ИКМ-480.

Поступая далее аналогичным  образом, получаем при слиянии четырех  потоков систем передачи ИКМ-480 суммарный  цифровой поток со скоростью 139,264 Мбит/с. Это уже аппаратура ИКМ-1920.

Рисунок 2 Иерархия плезиохронных цифровых систем передачи.

 

Принципы синхронизации остаются неизменными для систем передачи всех ступеней иерархии, сколько бы их не было: точно так же выделяются из цифрового потока тактовые импульсы и точно так же для обеспечения синхронной (а, если точнее, синфазной) работы мультиплексоров и демультиплексоров посылаются в линию комбинации импульсов цикловой синхронизации. Правда, некоторые отличия все же есть.

В системах передачи, начиная со второй ступени иерархии (это аппаратура ИКМ-120, 480, 1920 и т.д.), объединение потоков  выполняется по принципу чередования  битов. Таких потоков - четыре, и скорость каждого из них 2,048 МБит. Уровень 2 имеет скорость передачи данных 8,448 МБит/с. Однако, мы видим, что  
4 · 2,048 = 8,192 Мбит/с, тогда как 8,448 : 4 = 2,112 Мбит/с. Разница составляет 
2, 112 – 2, 048 = 64 кБит/c. Причиной этой «небольшой разницы» в 64 кБит/с частично является то, что так называемые четыре компонентных сигнала, объединенных общим высоким уровнем могут, в принципе, прийти от различных передающих станций, которые «почти» синхронизированы друг с другом. Для компенсации этой «плезиосинхронизации» на каждом более высоком уровне к каждому компонентному сигналу добавляется ряд битов в зависимости от скорости «плезиосинхронизации» (в частности отклонения от точной скорости передачи блока битов данных) компонентного сигнала. Уровни двух компонентных потоков синхронизированы на скорости 8,448 / 4 = 2,112 МБит/с. Таким образом, при наличии компонентных сигналов и скорости передачи 2,040 МБит/c вместо, скажем 2,048 Мбит/с мы имеем 2,112 -2,040 = 72 кБит/c, добавленную к полной скорости передачи данных, тогда как компонентный сигнал от другой станции со скоростью передачи в битах порядка 2,050 МБит/c, вместо, скажем 2,048 МБит/с, дает  
2, 112 – 2,050 = 62 кБит/с, добавленную к скорости передачи этой станции. Скорость передачи в битах порядка 2,112 МБит/c считается достаточно высокой для обслуживания максимально ожидаемой величины скорости плезиохронных компонентных сигналов.

Рассмотрим более подробно историю  построения и отличия плезиохронной  и синхронной цифровых иерархий. Схемы PDH были разработаны в начале 80-х годов прошлого века. Всего их было три:

1) принята в США и Канаде, в  качестве скорости сигнала первичного  цифрового канала ПЦК (DS1) была  выбрана скорость 1544 кбит/с и давала  последовательность DS1–DS2–DS3–DS4 или  последовательность вида: 1544–6312–44736–274176 кБит/с. Это позволяло передавать соответственно 24, 96, 672 и 4032 канала DS0 (ОЦК 64 кБит/с);

2) принята в Японии, использовалась  та же скорость для DS1; давала  последовательность DS1–DS2–DSJ3–DSJ4 или  последовательность 1544–6312–32064–97728 кБит/с, что позволяло передавать 24, 96, 480 или 1440 каналов DS0;

3) принята в Европе и Южной  Америке, в качестве первичной  была выбрана скорость 2048 кбит/с  и давала последовательность E1–E2–E3–E4–E5 или 2048–8448–34368–139264–564992 кБит/с.  Указанная иерархия позволяла передавать 30, 120, 480, 1920 или 7680 каналов DS0.

Комитетом по стандартизации ITU–T был  разработан стандарт, согласно которому:

• во-первых, были стандартизированы три первых уровня первой иерархии, четыре уровня второй и четыре уровня третьей иерархии в качестве основных, а также схемы кросс-мультиплексирования иерархий;
• во-вторых,последние уровни первой и третьей иерархий не были рекомендованы в качестве стандартных.

Указанные иерархии, известные под  общим названием плезиохронная  цифровая иерархия PDH, или ПЦИ, сведены в таблицу 3.

Три схемы PDH: АС-американская; ЯС-японская; ЕС-европейская.

Таблица 3

Уровень цифровой иерархии	Скорости передач, соответствующие  различным схемам цифровой иерархии
	AC: 1544 кБит/с	ЯС: 1544 кБит/с	EC: 2048 кБит/с
0	64	64	64
1	1544	1544	2048
2	6312	6312	8448
3	44736	32064	34368
4	–	97728	139264

 

На системы передачи плезиохронной цифровой иерархии PDH возлагались большие надежды. Однако, она оказалась очень негибкой: чтобы вводить в цифровой поток "несущийся" с высокой скоростью или выводить из него низкоскоростные потоки, необходимо полностью "расшивать", а затем снова "сшивать" высокоскоростной поток. Это требует установки большого числа мультиплексоров и демультиплексоров. Ясно, что делать эту операцию часто весьма дорого.

Недостатком систем передачи плезиохронной  цифровой иерархии является также то, что при нарушении синхронизации  группового сигнала восстановление синхронизации первичных цифровых потоков происходит многоступенчатым путем, а это занимает довольно много времени.

Также можно считать недостатком  наличие трёх различных иерархий, что усложняет построение глобальных сетей.

Но самое главное, что заставило  уже в середине 80-х годов  прошлого века искать новые подходы к построению цифровых иерархий систем передачи, это почти полное отсутствие возможностей автоматически контролировать состояние сети связи и управлять ею. А без этого создать надежную сеть связи с высоким качеством обслуживания практически невозможно.

Указанные недостатки PDH, а также  ряд других факторов привели к  разработке в США ещё одной  иерархии - иерархии синхронной оптической сети SONET, а в Европе аналогичной  синхронной цифровой иерархии SDH. Но из-за неудачно выбранной скорости передачи для STS-1 , было принято решение – отказаться от создания SONET, а создать на её основе SONET/SDH со скоростью передачи 51,84 МБит/с первого уровня ОС1 этой синхронной цифровой иерархии. В результате OC3 SONET/SDH соответствовал STM-1 иерархии SDH. Скорости передач иерархии SDH представлены в таблице 4.

Таблица 4

Уровень SDH.	Скорость передачи, МБит/с
STM-1	155,520
STM-4	622,080
STM-8	1244,160
STM-12	1866,240
STM-16	2487,320

 

Принципиальным отличием систем SDH от ранее существовавших цифровых систем передачи считается то, что они не являются "производителями" информации, а предназначены только для высокоэффективной передачи и распределения цифровых потоков формируемых как в традиционных структурах стандартной плезиохронной цифровой иерархии, так и в новых телекоммуникационных технологиях – АТМ, B-ISDN и т.д.

В системе SDH производится синхронное мультиплексирование/демультиплек 
сирование, которое позволяет организовывать непосредственный доступ к каналам PDH, которые передаются в сети SDH. Это довольно важное и простое нововведение в технологии привело к тому, что в целом технология мультиплексирования в сети SDH намного сложнее, чем технология в сети PDH, усилились требования по синхронизации и параметрам качества среды передачи и системы передачи, а также увеличилось количество параметров, существенных для работы сети. Как следствие, методы эксплуатации и технология измерений SDH намного сложнее аналогичных для PDH.