Достижения современной
техники коммутации и передачи сместили акценты в распределении затрат.
Стоимость канало-километра стремительно снижается, а стоимость точки коммутации
если не растет, то снижается значительно меньшими темпами. С другой стороны,
появление SDH и мощных мультиплексоров с
кросс-коммутацией превратили сеть передачи по сути в распределённый коммутатор.
Транспортная сеть или
система (ТС) может охватывать участки зоновых линий передачи. ТС органически
объединяет сетевые ресурсы, которые выполняют функции передачи информации,
контроля и управления (оперативного переключения, резервирования и т.д.). ТС
является базой для всех существующих и планируемых служб интеллектуальных,
персональных и других сетей. Информационной нагрузкой ТС SDH являются сигналы PDH. Аналоговые сигналы предварительно
преобразуются в цифровую форму с помощью имеющегося на сети аналого-цифрового
оборудования. Универсальные возможности транспортирования разнородных сигналов достигаются
в SDH благодаря использованию принципа
контейнерных перевозок. В ТС SDH
перемещаются не сами сигналы нагрузки, а новые цифровые структуры – виртуальные
контейнеры, в которых размещаются сигналы нагрузки. Сетевые операции с
контейнерами выполняются независимо от их содержания. После доставки на место и
выгрузки из виртуальных контейнеров (VC) сигналы нагрузки обретают исходную форму. Поэтому ТС SDH является прозрачной для любых
сигналов.
ТС SDH содержит информационную сеть и
систему обслуживания [6].
Таблица 1.1 –
Соответствие слоёв SDH с
информационными структурами.
Слои
|
Информационные структуры
|
Каналы
|
|
|
Контейнеры С
|
Тракты
|
низшего порядка
|
Виртуальные контейнеры VC-12, VC-2
|
|
Субблоки TU и их группы TUG
|
высшего порядка
|
Виртуальные контейнеры VC-3, VC-4
|
|
Административный блок AU
|
Среда
передачи
|
Секции
|
Синхронные транспортные модули STM
|
Физическая среда
|
|
Рисунок 1.1 – Послойное
строение сети SDH
Архитектура
информационной сети представляет собой функциональные слои, связанные между
собой отношениями клиент-слуга. Все слои выполняют определённые функции и имеют
стандартизированные точки доступа. Каждый слой оснащён собственными средствами
контроля и управления и может создаваться и развиваться независимо. На рисунке
1.1 показано послойное строение сети SDH, а в таблице 1.1 – соотношение указанных слоёв с информационными структурами
SDH. Указанное свойство SDH облегчает эксплуатацию сети и
позволяет достичь наиболее высоких технико-экономических показателей. Сеть SDH содержит три топологически
независимых слоя: каналов, трактов и среды передачи. Создание сетевых
конфигураций, контроль и управление отдельными станциями и всей информационной
сетью осуществляется программно и дистанционно с помощью системы обслуживания SDH. Система решает задачи обслуживания
современных сетей связи: оптимизирует эксплуатацию аппаратуры разных фирм-производителей
в зоне одного оператора и обеспечивает автоматическое взаимодействие зон разных
операторов. Система обслуживания делится на подсистемы. Доступ к каждой SDH-подсистеме осуществляется через
главный в этой подсистеме (шлюзовый) узел или станцию SDH.
В слое среды передачи
находятся самые крупные структуры SDH: синхронные транспортные модули (STM),
представляющие собой форматы линейных сигналов. Они же используются на
интерфейсах сетевых узлов.
На рисунке 1.2 показаны
циклы STM-1 и VC-4. Административный блок AU-4 образуется по алгоритму
C-4 + POH =
VC-4, VC-4 + AU PTR = AU-4,
где POH – трактовый
заголовок VC-4;
AU PTR – указатель
административного блока.
Рисунок 1.2 – Структура
цикла STM-1 и фрагменты отображения AU-4 на STM
Цикл STM имеет период
повторения 125 мкс и изображен в виде прямоугольной таблицы из 9 рядов и 270
столбцов (9 х 270 = 2430 элементов). Каждый элемент соответствует объёму
информации 1 байт (8 бит) и скорости транспортирования 64 Кбит/сек, а вся
таблица – скорости передачи первого уровня SDH:
64 х 2430 = 155 520
кбит/сек = 155,520 Мбит/сек.
Первые 9 столбцов цикла STM-1 занимают служебные сигналы: секционный
заголовок (SOH), который состоит из заголовка
регенерационной секции RSOH
(первые три ряда) и заголовка мультиплексной секции MSOH (последние 5 рядов) и указателя административного
блока (AU-указателя), т.е. указателя позиции
первого байта цикла нагрузки. Остальные 261 столбец отводятся для нагрузки.
Для организации
соединений в сетевых слоях трактов используются виртуальные контейнеры VC-12. VC – блочная структура с периодом повторения 125 мкс или 500
мкс (в зависимости от вида тракта). Каждый VC состоит из поля нагрузки C-n и трактового
заголовка POH (рисунок 1.5).
STM-1=(((E1+<байты>+VC-12_POH+TU-12_PRT)x3TUG-2)x7TUG-3+NPI+ +FSTUG-3)x3VC-4+VC-4_POH+FSVC-4+AU-4_PTR)x1AUG+RSOH+MSOH
STM-1 = (32E1+2байты+1VC-12_POH+1TU-12_PRT)*3TUG-2)*7TUG-3+3NPI+ +15FS_TUG-3)*3VC-4+9VC-4_POH+18FS_VC-4+9AU-4_PTR)*1AUG+3*9RSOH+5*9MSOH .
Рисунок 1.3 – Пример
формирования STM-1
На рисунке 1.3 приведён
пример логического формирования модуля STM-1 из потоков E1 2 Мбит/с по схеме Европейского института стандартов в
области связи (ETSI), а на
рисунке 1.4 – схема группообразования по схеме ETSI,
где TU – субблок;
TUG – группа субблоков;
AUG – группа
административных блоков;
FS – балласт,
фиксированное пустое поле;
NPI – индикация нулевого
показателя.
Рисунок 1.4 – Схема
группообразования по ETSI
В проекте по результатам
расчётов количества организуемых каналов выберем уровень STM-4 и аппаратуру фирмы Alcatel.
Таблица 1.2 – Технические
параметры аппаратуры SDH
уровня STM – 4
Параметры
|
Обозначение по G.957
|
1651 SM
Alcatel
|
Уровень передачи, дБм
|
S-4.1
|
8 15
|
L-4.1
|
+2 3
|
L-4.2
|
+2 3
|
V(JE)-4.3
|
-5 +1
|
Длина волны, мкм
Продолжение таблицы 1.2
|
S-4.1
|
1,3
|
|
|
L-4.1
|
1,3
|
L-4.2
|
1,35
|
V(JE)-4.3
|
1,55
|
Чувствительность приемника при Кош
= 1010, мкм
|
S-4.1
|
-28
|
L-4.1
|
-28
|
L-4.2
|
-28
|
V(JE)-4.3
|
-36
|
Затухание регенерационного участка,
дБ
|
S-4.1
|
0 - 12
|
L-4.1
|
10 - 24
|
L-4.2
|
10 - 24
|
V(JE)-4.3
|
10 - 30
|
Уровень перегрузки приемника, дБм
|
S-4.1
|
-8
|
L-4.1
|
-8
|
L-4.2
|
-8
|
V(JE)-4.3
|
-8
|
Дисперсия S – R на
уровне 1 дБ, пкс/нм
|
S-4.1
|
46
|
L-4.1
|
300
|
L-4.2
|
3000
|
V(JE)-4.3
|
3000
|
Тип источника излучения
|
S-4.1
|
FP
|
L-4.1
|
InGaAs – APD
|
L-4.2
|
InGaAs – APD
|
V(JE)-4.3
|
InGaAs – APD
|
Тип оптического детектора
|
S-4.1
|
|
L-4.1
|
Ge – APD
|
L-4.2
|
Ge – APD
|
V(JE)-4.3
|
InGaAs – APD
|
Alcatel 1660 SM представляет собой компактный мультиплексор ввода/вывода (ADM) и небольшой узел кросскоммутации с
портами STM-1, STM-4 и STM-16,
матрицей высокого уровня (НО) 96х96 VC4 и матрицей низкого уровня (LO) 64x64 эквивалента STM-1. При использовании в качестве
сетевого узла в кольце STM-4
это устройство поддерживает отличные возможности доступа к сигналам 2 Мбит/с
(до 756 трактов 2 Мбит/с на 300-миллиметровой стойке). Alcatel 1660 SM
поддерживает множество различных конфигураций, включая кросс-коннект 64х64 STM-1. Alcatel 1660 SM
может терминировать два независимых друг от друга кольца STM-16 с различными механизмами защиты ANC-P или MS-SPRing, а также с представлением доступа к
32-м компонентным потокам STM-1.
Интерфейсы STM-16 с нормированной длинной волны
оптического излучения ("colored")
могут использоваться для прямого сопряжения с оборудованием DWDM без промежуточных адаптеров длин
волн. Все системные блоки могут дублироваться для повышения надежности. Для
коммутации АТМ и IP-маршрутизации Alcatel 1660 SM использует карту коммутации /маршрутизации с пропускной
способностью 2,5 Гбит/с (на одной полке можно использовать две таких карты).
1.4
Выбор типа
оптического кабеля
Выбор ОК для
проектируемой ВОЛС осуществляется, исходя из следующих основных требований [10]:
1) Число ОВ в оптическом
кабеле и их тип – одномодовые, градиентные, многомодовые – определяются
требуемой пропускной способностью с учетом развития сети на период 15 – 20 лет,
выбранной системой передачи (транспортной системой), схемой организации
линейного тракта (однокабельная однополосная) и с учетом резервирования.
2) Затухание и дисперсия
ОВ в ОК, зависящие от излучения, должны обеспечивать заданную (или
максимальную) длину РУ и высокую экономичность ВОСП и ВОЛС, которые должны
конкурировать с существующими системами передачи на базе симметричных и
коаксиальных кабелей.
3) Защитные покровы и
силовые элементы ОК должны обеспечивать необходимую защиту ОВ от механических
повреждений и воздействий, достаточную надежность работы ОК. Кабель должен
допускать прокладывание примерно такое же, как и большинство электрических
кабелей.
4) Кабель должен с малым
затуханием, достаточной легкостью и за приемлемый отрезок времени сращиваться в
муфтах ОК и соединяться с помощью разъемов в полевых и станционных условиях.
5) Механические и электрические свойства ОК должны
соответствовать их конкретному применению и условиям окружающей среды, включая
стойкость к воздействию статических и динамических нагрузок, влаги, содержанию
ОК под избыточным воздушным давлением для обеспечения достаточной надежности
работы в течение проектируемого срока эксплуатации ОК.
6) Отдельные световоды в
кабеле должны быть различимы для их идентификации.
Оценивая параметры и
конструкцию ОК применительно к различным звеньям сети связи, при проектировании
ВОЛС для внутризоновой связи используем градиентные ОВ на длине волны 1,3 мкм,
кабель типа ОКСН 10.01.022.
При выборе ОК с
определенным видом ОВ (одномодовым) оценим соответствие пропускной способности
ОВ, зависящей от его дисперсионных свойств, скорости передачи ВОСП в линейном
тракте.
В транспортных системах SDH фирмы Alcatel в качестве линейного используется код без возврата к нулю NRZ, поэтому скорости передачи цифрового
сигнала в линейном тракте равны скоростям передачи STM соответствующего уровня.
1.5 Одномодовые ОВ
В одномодовых ОВ
межмодовая дисперсия отсутствует (передается одна мода). Уширение импульса
обусловлено хроматической дисперсией, которую разделяют на материальную и
волноводную.
Волноводная дисперсия
обусловлена зависимостью групповой скорости моды от частоты и определяется
профилем показателя преломления ОВ.
В нормальных условиях
материальная дисперсия преобладает под волноводной. Обе компоненты могут иметь
противоположный знак и различаются зависимостью от длины волны. Это позволяет,
оптимизируя профиль показателя преломления, минимизировать общую дисперсию ОВ
на заданной длине волны за счет взаимокомпенсации материальной и волноводной
дисперсией.
Для одномодовых ОВ в
паспортных данных указывается нормированная среднеквадратичная дисперсия ( s = 6 пс/(нм×км)), которая с ненормированной
величиной связана выражением
s = 10-3 × Dl × sн, нс/км, (1.1)
где Dl - ширина полосы оптического
излучения, нм, определяется из справочных данных соответствующего источника
излучения; Dl =5 нм
Тогда s = 10-6 × 5 × 10-9 × 6 × 10-12 = 0,003 нс/км (1.2)
1.6 Расчет предельных
длин участков регенерации
Известно, что длина
регенерационного участка ВОСП определяется двумя параметрами: суммарным
затуханием РУ и дисперсией сигналов ОВ /7/.
Длина РУ с учетом только
затухания оптического сигнала, то есть потерь в ОВ, устройствах ввода
оптического излучения (как правило, потерь в разъемных соединениях),
неразъемных соединениях (сварных соединениях строительных длин кабеля) можно
найти из формулы [2]:
Ару = Э = a × lру + Ар × nр + Ан × nн , дБ, (1.3)
где Ару –
затухание оптического сигнала на регенерационном участке, дБ;
Э - энергетический
потенциал системы передачи, дБ,
a - коэффициент затухания ОВ, дБ /км,
lру - длина регенерационного участка,
км,
Ар, Ан
- затухание оптического сигнала на разъемном и неразъемном соединениях, дБ
nр, nн - количество разъемных и неразъемных
соединений ОВ на регенерационном участке.
В этой формуле количество
неразъемных соединений ОВ на длине регенерационного участка равно:
nн = ,
где lс - строительная длина ОК.
Подставив количество
неразъемных соединений на регенерационном участке в уравнение (1.3), получим:
Э = a × lру + Ар × nр + Ан ×,
Э = a × lру + Ар × nр + × lру - Ан ,,
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
|