Проектирование участка сети SDH в Оренбургской области с использованием STM-64

АННОТАЦИЯ
      В данной работе были рассмотрены главные принципы Синхронной Цифровой Иерархии, ее преимущества относительно других моделей  транспортных сетей и разработан проект транспортной сети основанной на технологии SDH, установлена пропускная способность, топология сети, тип оборудования и кабеля, схема тактовой синхронизации.
	Целью данной ВКР является проектирование участка сети SDH в Оренбургской области с использованием STM-64. 
      Согласно расчетам можно сделать вывод о том, что транспортная структура соответствует всем требованиям и что сеть способна выполнять свои функции, при этом значения параметров ошибок не превышают пороговые.
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      

      
      
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Определение структуры сети
1.1 Топология проектируемой сети 
1.2 Особенности области и структура сети
Глава 2. Выбор систем резервирования
Глава 3. Выбор кабеля и интерфейса
Глава 4. Выбор схем  управления и синхронизации 
4.1 Управление ЦСП СЦИ
4.2 Синхронизация сетей СЦИ
Глава 5. Выбор оборудования
Глава 6. Расчет параметров качества
Глава 7. Определение основных показателей надежности
Заключение
Литература 
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      ВВЕДЕНИЕ
     SDH (СЦИ) позволяет организовать универсальную многоканальную телекоммуникационную систему, охватывающую все участки сети и выполняющую функции как передачи информации, так контроля и управления. Она рассчитана на передачу сигналов PDH (ПЦИ), а также всех действующих и перспективных служб, в том числе и широкополосной цифровой сети интегрального обслуживания (Ш-ЦСИО), или B-ISDN в англоязычной литературе, использующей асинхронный режим переноса информации – метод ATM (Asynchronous Transfer Mode).
     В SDH (СЦИ) использованы последние достижения современной науки и техники. Применение SDH (СЦИ) позволяет существенно сократить объем и удельную стоимость аппаратуры, эксплуатационные расходы, сократить сроки монтажа и настройки оборудования. В то же время значительно повышаются надежность и живучесть сетей, их гибкость, качество связи.
     В SDH (СЦИ) используется принцип синхронизации от центрального таймера с точностью не хуже 10-11. В этой ситуации необходимость выравнивания фреймов или мультифреймов стоит не так остро, а диапазон выравнивания значительно уже. Более того, ситуация с выделением определенного фрагмента потока упрощается, если ввести указатели начала этого фрагмента в структуре инкапсулирующего его фрейма. Использование указателей позволяет гибко компоновать внутреннюю структуру контейнера-носителя. Сохранение указателей в неком буфере (заголовке фрейма или мультифрейма) и их дополнительная защита кодами с коррекцией ошибок позволяет получить исключительно надежную систему локализации внутренней структуры передаваемой по сети полезной нагрузки (фрейма, мультифрейма или контейнера).
     
     ГЛАВА 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ СЕТИ

1.1 Топология проектируемой сети.
	Наиболее распространённой топологией являются «кольцевые структуры».

	Рисунок 1.1 – Двухволоконные кольцевые структуры: а) – однонаправленные, б) – двунаправленные.
     В структурах с данным типом топологии применяются мультиплексоры ввода-вывода. Особенностью данной структуры является способность самовосстановления при отказах на соединительных линиях. В кольцевых структурах применяются обычно двух или четырехволоконные соединительные линии. 
	Двухволоконная  кольцевая структура бывает однонаправленной и двунаправленной. В первом случае информация передается по одному волокну только в одном направлении, а второе волокно, которое передает информацию только в обратном направлении, является резервным. Во втором случае используются оба волокна, а информация передается по кратчайшему расстоянию. Для резерва в этом случае отводится половина рабочей емкости линейного тракта системы передачи. 
            
 1.2 Особенности области и структура сети.

              Оренбургская область (Оренбуржье) — субъект Российской Федерации. Входит в Приволжский федеральный округ. Административный центр — город Оренбург.
Оренбургская область — субъект Российской Федерации. Входит в Приволжский федеральный округ. Численность населения составляет 1 977 720 человек. Административный центр — город Оренбург. 

Климат
Климат Оренбуржья характеризуется резко континентальностью, что объясняется значительной удаленностью области от океанов и морей. Показателем континентальности климата является большая амплитуда колебаний средних температур воздуха, которая в Оренбуржье достигает 34—38 градусов Цельсия. В связи с этим отмечается недостаточность атмосферных осадков, годовая сумма которых колеблется от 450 мм на северо-западе до 350 мм на юге и юго-востоке области. Около 60—70 % годового количества осадков приходится на теплый период. Продолжительность залегания снегового покрова составляет от 135 дней на юге до 154 дней на севере области. Глубина промерзания почвы меняется от 170 см на северо-западе до 200 см на востоке.
      Рельеф
Половину территории области занимают пашни, 38 % — кормовые угодья, 5 % — леса, 7 % — прочие угодья. В Оренбургской области представлены ландшафты лесостепной полосы России, степей Заволжья и Тургая, лесистых низкогорий Южного Урала, сосново-берёзового лесостепья Западной Сибири. Высшая точка — гора Накас (667,6 м) в одноименном хребте.
      Гидрография
Поверхностные воды области образуют речные системы бассейнов Урала (63 % территории), Волги (31 %), Тобола (2 %) и бессточная зона Светлинских озёр на востоке области. Наиболее значимые реки — Урал, протяжённостью 2428 км (из них 1164 км в пределах области), Сакмара (798 км), Илек (623 км), Самара (594 км).
      Часовой пояс
     Оренбургская область находится в часовой зоне МСК+2 (екатеринбургское время). Смещение применяемого времени относительно UTC составляет +5:00.

      Почва
     Оренбургская область почти целиком лежит в зоне черноземных почв.
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     Рисунок 1.2 – Карта Оренбургской области.
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      На карте представлены узлы, входящие в разрабатываемую сеть. В проекте будет использована схема «кольцо» исходя из расположения городов. Список городов и их численность (данные за 2017 год):

            1) Оренбург 564 443  человека
        	2) Орск 234 408 человек
	3) Соль-Илецк 27 189 человек 
	4) Гай 35 255 человек 
	5) Медногорск 25 610 человек 
      6) Сорочинск 27 912 человек 
      7) Бузулук 86 316 человек 
      8) Бугуруслан 49 585 человек 
      

     Структура сети и расстояние между узлами в километрах. Рисунок 1.3 – Структура проектируемой сети.
     
     
     
     

  ГЛАВА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ СЦИ И ВЫБОР СИСТЕМ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ. 
  2.1 . Определение уровня СЦИ.
  	В работе согласно условию будет рассмотрен STM-64. Этот уровень СЦИ имеет скорость 9953,28 Мбит/с.
  2.2 Выбор систем резервирования.
	Среди различных преимуществ технологии SDH можно выделить то, что данная технология имеет разные средства отказоустойчивости. Обобщенным названием этих средств является «Автоматическое Защитное Переключение», выполняющее функцию перехода на резервный путь, если основной отказывает.   

     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     Указанные методы могут использоваться как отдельно, так и в комбинации.
    1)участки между двумя узлами сети соединяются по двум разнесенным трассам (стопроцентное резервирование), сигналы по которым могут распространяться одновременно.
В узле приема они могут обрабатываться по двум схемам:
- резервирование по схеме 1+1 - в узле приема сигналы анализируются и выбирается тот, который имеет наилучшие рабочие параметры, или тот, который фактически возможен;
- резервирование по схеме 1:1 - в узле приема альтернативным маршрутам назначаются приоритеты: низкий и высокий, ветвь с низким приоритетом находится в режиме горячего резерва, переключение на нее происходит по сигналу аварийного переключения от системы управления.
Эти общие методы восстановления работоспособности применимы для любых сетей.
    2) наиболее распространен в сетях SDH, используется топология типа "кольцо", для организации которого может быть использовано как два волокна (сдвоенное кольцо), так и четыре волокна (счетверенное кольцо, или два сдвоенных кольца). Несмотря на более высокую стоимость четырехволоконного варианта, он стал использоваться в последнее время все чаще, так как обеспечивает более высокую надежность и позволяет реализовать более гибкие схемы резервирования.


    Защита маршрута в сдвоенном кольце, которая соответствует типу 1+1, может быть организована двумя путями.
    Первый путь - используется защита на уровне трибных блоков TU-n, передаваемых по разным кольцам. Весь основной трафик передается в одном из направлений (например, по часовой стрелке). Если в момент приема мультиплексором блока, посланного другими мультиплексорами, происходит сбой в одном из колец, система управления, осуществляющая постоянный мониторинг колец, автоматически выбирает такой же блок из другого кольца. Эта защита носит распределеный по кольцу характер, а сам метод носит название метода организации однонаправленного сдвоенного кольца.


    Второй путь - защита маршрута может быть организована так, что сигнал передается в двух противоположных направлениях (восточном и западном), причем одно направление используются как основное, второе - как защитное. Такой метод в случае сбоя использует переключение с основного кольца на резервное и называется методом организации двунаправленного сдвоенного кольца. В этом случае блоки TU-n исходно имеют доступ только к основному кольцу. В случае сбоя происходит замыкание основного и защитного колец на границах дефектного участка, образующее новое кольцо. Это замыкание происходит обычно за счет включения петли обратной связи, замыкающей приемник и передатчик агрегатного блока на соответствующей стороне мультиплексора (восточной или западной). Современные схемы управления мультиплексорами могут поддерживать оба эти метода защиты. Треугольники обозначают мультиплексоры SDH.
    

	Для кольцевых участков рекомендуется защита типа MS SPRING. При этом не имеет значения (подразумевается два или четыре), в обоих случаях потребуется удвоение пропускной способности линий кольца. Тип защиты MS SPRING эффективен для колец с количеством узлов не менее четырех-пяти. При меньшем количестве узлов следует рекомендовать тип защиты MS DPRING (MS-SNCP). Исходя из рисунка 1.3 и выше представленных данных в левом кольце будем использовать защиту типа MS SPRING, а в правом MS DPRING.














Рисунок 2.1 - Взаимодействие кольца MS SPRING с кольцом SNCP.














      ГЛАВА 3. ВЫБОР КАБЕЛЯ И ИНТРЕФЕЙСА

     Параметры оптических интерфейсов (точек стыков) соответствуют параметрам оборудования к концу срока его службы при наихудшем сочетании климатических и других условий эксплуатации. Особенности нормирования, контроля и измерения параметров оптических интерфейсов определяются постоянным совершенствованием элементной базы оборудования и требованиями современной концепции контроля и управления. 
      Типовая структурная схема участка линейного тракта с использованием ОВ (для одного направления передачи) между соседними пунктами приведена на рисунке 3.1. В любом случае эта схема состоит из последовательного соединения передающего устройства (ПдУ) аппаратуры окончания оптического линейного тракта (АЛТ), станционного оптического кабеля (СОК), линейного оптического кабеля (ЛОК), СОК и приемного устройства (ПрУ) АЛТ.

      
      
      
      
      
      
      
      
      
Рис. 3.1 - Схема участка линейного тракта ВОСП. 


     АЛТ оборудования СЦИ представляет собой плату оптического стыка в составе аппаратуры синхронного мультиплексора STM-N, на цифровом стыке которой формируется цифровой электрический сигнал STM-N N-го уровня иерархии СЦИ (N = 1, 4, 16, 64, 256), параметры ко-торого определены в Рекомендации МСЭ-Т G.707.Y.1322. 
Как видно из рисунка 3.1, параметры оптического стыка могут измеряться либо непо-средственно на разъемных оптических соединителях АЛТ (р1 – уровень мощности оптического излучения на выходе ПдУ, р2 – уровень мощности оптического излучения на входе ПрУ), либо в точках соединения между СОК и ЛОК на передаче Пд и на приеме Пр. 
     В соответствии с принятыми стандартами нормирование параметров оптического стыка должно осуществляться именно в точках оптического тракта Пд (нормируемый уровень мощности р1Н) и Пр (нормируемый уровень мощности р2Н). 
На рисунке 3.2 приведена структурная схема участка линейного тракта оборудования СЦИ (для одного направления передачи) в случае применения оптических усилителей: ОУ1 – на передаче и ОУ2 – на приеме (для систем СЦИ с N ? 4 и секциями большой протяженности). 
     ОУ1 и ОУ2 могут применяться как отдельные конструктивные элементы линейного об-рудования ВОСП (плата оптических усилителей), либо конструктивно входить в состав платы оптического стыка. В первом случае параметры оптического стыка могут измеряться либо не-посредственно на выходе ПдУ (уровень мощности р1) и входе ПрУ (уровень мощности р2), ли-бо на выходе ОУ1 (уровень мощности р1) и входе ОУ2 (уровень мощности р2), либо в точках соединения СОК и ЛОК на передаче ГПд (нормируемый уровень мощности р1Н) и приеме ГПр (нормируемый уровень мощности р2Н). 
Во втором случае параметры оптического стыка могут измеряться либо непосредственно на выходе ПдОУ (уровень мощности р1) и входе ПрОУ (уровень мощности р2), либо в точках ГПд и ГПр. 
Принятые стандарты предполагают нормирование параметров оптического стыка в обоих случаях в точках ГПд и ГПр. Участок оптического тракта между точками ГПд и ГПр, в отличие от схемы рисунка, называется главным оптическим трактом (с точки зрения нормирования параметров оптического стыка). Участки оптического тракта, примыкающие к АЛТ и содержащие ОУ, называются вспомогательными трактами, и не являются определяющими для нормирования. 
Для систем передачи СЦИ с универсальными возможностями построения транспортной сети требуется обеспечение так называемой поперечной совместимости, то есть возможности использования на концах участка оптического тракта оборудования различных производителей. Это требование привело к классификации оптических стыков по коду применения. 
Обозначение кода применения состоит из обозначения типа применения, далее, через тире, обозначения уровня STM-N, отделенного точкой приводимого (или неприводимого) цифрового символа, обозначающего длину волны источника излучения и тип применяемого оптического кабеля. 
«ТИП ПРИМЕНЕНИЯ – УРОВЕНЬ STM . ЦИФРОВОЙ СИМВОЛ» 
ТИП ПРИМЕНЕНИЯ: 
- I – для внутриобъектовой связи (intra), 
- S – для короткой межстанционной связи (short), 
- L – для длинной межстанционной связи (long); 
- V – для очень длинной межстанционной связи (very); 
- U – для сверхдлинной межстанционной связи (ultra). 
УРОВЕНЬ STM: 
      N = 1, 4, 16 и 64.
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
Рис. 3.1-  Структурная схема линейного тракта ВОСП с оптическими усилителями 

          ОТСУТСТВИЕ ЦИФРОВОГО СИМВОЛА – означает номинальную длину волны источника излучения 1310 нм и тип кабеля с ОВ, соответствующим рек. G.652 МСЭ-Т (используется для внутриобъектовой связи). 
ЦИФРОВОЙ СИМВОЛ: 
- 1 – номинальная длина волны источника излучения 1310 нм и тип кабеля со стандарт-ным ОВ (рек. G.652 МСЭ-Т); 
- 2 – номинальная длина волны источника излучения 1550 нм и тип кабеля со стандарт-ным ОВ (рек. G.652 МСЭ-Т); 
- 3 – номинальная длина волны источника излучения 1550 нм и тип кабеля с ОВ с нуле-вой смещенной дисперсией (рек. G.653 МСЭ-Т); 
- 5 – номинальная длина волны источника излучения 1550 нм и тип кабеля с ОВ с нену-левой смещенной дисперсией (рек. G.655 МСЭ-Т). 
      Коды применения для оборудования СЦИ представлены в таблицах ниже.
      
      
      
      Таблица 3.1

      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      Таблица 3.2
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
Таблица 3.3











      Длины соединительных линий и уровень СЦИ
Линия
1-2
2-3
3-4
4-5
5-1
1-6
2-7
6-8
8-7
7-6
Длина, км
74
240
87
110
360
220
340
87
32
76
Код
МСЭ-Т
L-
64.2
V-64.2
V-64.2
V-64.2
V-64.2
V-64.2
V-64.2
V-64.2
L-
64.2
L-
64.2
Уровень СЦИ

                                                   64
      
      
      
      
      
      Составим схему оптических интерфейсов для всех узлов.
      






Рисунок 3.2 - Оптические интерфейсы для всех соединительных линий

     	Кабель  будет проложен вдоль дорог в грунт. Будет находиться в трубах, коллекторах. В Оренбургской области резко-континентальный климат. Экстремальных температур не наблюдается. Следовательно, негативным влиянием окружающей среды можно пренебречь. При выборе трассы следует, по возможности, избегать природных препятствий. 









Рисунок 3.3 - Трасса прокладки кабеля


      Для сети найден подходящий кабель Corning smf 28e+.  Данный кабель подходит по своим параметрам к заданному типу климата и грунта. А также соответствует стандарту ITU-T G.652.D.












Рисунок 3.4 – Структура кабеля











Параметры эксплуатации  кабеля Corning smf 28e+.























	
	Проведем расчет длин секций. Данная процедура проводится по двум параметрам: 1) потери мощности оптического сигнала, 2) допустимая дисперсия участка сети. 












Рисунок 3.5 - Диаграмма уровней оптических секций










      
Параметры оптических стыков для STM – 64 представлены в таблице 3.4.
Таблица 3.4
      














     	
     
     
     
     
     
     
     
     
     
      Расчёты l_(ку макс):
      Для участков (L – 64.2):
      A_р=0,15 дБ;
      ?А_тр=1 дБ;
      A_н=0,05 дБ;
      Э=27 дБ;
      l_стр=4 км;
      ?=0,2 дб/км -  для 1550 нм волны;
      l_(ку макс)=(27+0,05-2?0,15-1)/(0,2+0,05?4)=412 км.
      Расчёты l_(ку макс):
      Для участков (V – 64.2):
      A_р=0,15 дБ;
      ?А_тр=1 дБ;
      A_н=0,05 дБ;
      Э=35 дБ;
      l_стр=4 км;
      ?=0,2 дб/км -  для 1550 нм волны;
      l_(ку макс)=(35+0,05-2?0,15-1)/(0,2+0,05?4)=540 км.







Секция
Расстояние секции, км
Рассчитанное l_(ку макс), км
Оренбург - Бугуруслан
360



540
Бугуруслан - Бузулук
110

Бузулук - Сорочинск
87

Сорочинск – Соль-Илецк
240

Соль-Илецк - Орск
340

Оренбург - Медногорск
220

Медногорск - Гай
87

Орск - Медногорск
76

412
Оренбург - Соль-Илецк
74

Гай - Орск
32


      Расчёты показывают, что выбранные интерфейсы, кабель полностью отвечают требованиям по затуханию, следовательно, отсутствует необходимость использовать оптические усилители.








     ГЛАВА 4. ВЫБОР СХЕМ  УПРАВЛЕНИЯ И СИНХРОНИЗАЦИИ 

4.1 Схемы управления

      Транспортная сеть СЦИ включает в себя сеть передачи информации и систему контроля и управления сетью передачи информации. Система контроля и управления предназначена для создания сетевых конфигураций,  тестирования системы, сбора статистики о прохождении сигнала и возникающих неординарных или аварийных ситуациях, административного управления системой, выполнения функций контроля и управления отдельными сетевыми элементами (СЭ) и всей транспортной сетью в целом.
      Эти функции в свою очередь невозможно осуществить без сигнализации различного рода о состояниях системы, например сигнализации о возникновении аварийного состояния. Сигнализация должна осуществляться по специальным каналам сети передачи данных DCN, связывающим управляющие (оперирующие на сети) системы OS и управляемые системы или сетевые элементы NE.




      

      
      
      
      
      
       Рисунок 4.1 - Общая схема управления телекоммуникационными сетями TCN
      
      
       
      Все функции, связанные с управлением сетью электросвязи, можно разбить на две части: общие и прикладные. 
      Общие функции обеспечивают поддержку прикладных  функций и включают: перемещение информации между элементами сети связи и системы управления, хранение информации, ее отображение, сортировку, поиск и т.п.
      Прикладные функции  в соответствии с классификацией Международной организации стандартизации (МОС/ISO) разделяются на пять категорий :
• управление конфигурацией;
• управление качеством работы;
• управление устранением неисправностей;
• управление расчетами;
• управление безопасностью.
      Управление конфигурацией включает: 
• сбор, ведение и отображение информации о сетевых элементах (их типы, местонахождение, идентификаторы и т.п.);
• ввод элементов в эксплуатацию и их вывод из эксплуатации;
• установление и изменение логических соединений между элементами.
      Управление качеством работы имеет целью контроль и поддержание на требуемом уровне основных характеристик сети. Оно включает:
• сбор, обработку, регистрацию, хранение и отображение статистических данных о работе сети и ее элементов;
• выявление тенденций в их поведении и предупреждение  о возможных нарушениях в работе.




      Управление устранением неисправностей обеспечивает:
• обнаружение и локализацию неисправностей в сети;
• регистрацию  неисправностей и доведение соответствующей информации до обслуживающего персонала;
• выдачу рекомендаций по устранению неисправностей.
      Управление  расчетами  осуществляет контроль над степенью использования сетевых ресурсов и поддерживает функции по начислению оплаты за это использование.
       Управление безопасностью обеспечивает защиту сети от несанкционированного доступа и включает:
• ограничение доступа посредством паролей;
• выдачу сигналов тревоги при попытках несанкционированного доступа;
• отключение нежелательных пользователей;
• криптографическую защиту информации управления.
    
      Система управления работает на двух уровнях: управление сетью и подсетью и управление сетевыми элементами. На первом уровне создаются объекты управления - сетевые элементы (СЭ), линии между СЭ и тракты виртуальных контейнеров, соединяющие оконечные СЭ через промежуточные. 
      На втором уровне создаются и поддерживаются СЭ. Информация о СЭ может быть введена вручную, указав тип, название оборудования и данные конфигурации, или путем чтения данных существующих СЭ и целых подсетей. СЭ может быть создан системой управления, прежде чем они будут созданы в реальности. Этот уровень отражается на экранах монитора, используя меню управления сетью.
      
      На узле 1 расположим основную сетевую станцию, которая состоит из специализированного компьютера, подключенного к локальной сети и поддерживающего интерфейсы типа Q. Другие сетевые узлы соединены каналами управления DСС. Резервная станция расположена на узле 6. Рабочие станции могут быть организованы на любом узле путем подключения персонального компьютера через интерфейс F.
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      Рисунок 4.2 -  Схема управления
      
      
      
      
      
      
      
      4.2 Система синхронизации сети СЦИ
	Система тактовой синхронизации  СЦИ требуется для обеспечения внешним сигналом синхронизации сетевые элементы. 
	Для наивысшего качества связи сеть СЦИ одного оператора должна работать синхронно, как единая синхронная зона.  При таком типе работы все ЗГ (задающий генератор) сети должны получать от ПЭГ (первичный эталонный генератор) синхросигнал. Источник ПЭГ должен отвечать рекомендации МСЭ-Т G.811.  Вместо главного ЗГ используют Вторичный ЗГ или Местный ЗГ или генератор сетевого элемента (ГСЭ). Вышеперечисленные генераторы образуют четырёхступенчатую иерархию, на вершине которой находится ПЭГ. 
В аварийном состоянии ТС ЗГ должен перейти в состояние удержания частоты, то есть запомнить значение, которое было во время потери синхросигнала, что соответствует переходу в плезиохронный режим. Оборудование СЦИ предназначено для относительно больших фазовых отклонений.
       Схема синхронизации имеет древообразную форму без замкнутых колец. Каждый синхросигнал ВЗГ должен принимать, по крайней мере, в двух направлениях. Переход к резервному режиму также не должен создавать замкнутые кольца. Таким образом, все узлы сети синхронизируются в соответствии с методом «ведущий-ведомый». С помощью этого метода сигнал синхронизации, распространяющийся от узла к узлу, постепенно ухудшает его параметры. Поэтому в ТС СЦИ для внутриузлового режима синхронизации «распределенный ведущий», в котором ЗГ всех элементов узла получает синхронные сигналы от одного основного (ГЗГ).
      
      Базовой первичной сетью синхронизации в России является сеть ПАО «Ростелеком». Другие операторы имеют к ней доступ по системе приоритетов.  Сигнал с выхода ПЭГ передается на сети других операторов по первому классу. В таком случае операторы имеют возможность встраивать в свою сеть до 16 мультиплексоров ГСЭ типа и 10 ВЗГ типа. Соединение осуществляется по второму классу в том случае, если сигнал с выхода ПЭГ подается по базовой сети на ВЗГ, включённый в сеть. Когда синхросигнал на сети оператора подается с выхода мультиплексора и при этом у оператора не более 25 ГСЭ и 6 ВЗГ включенных последовательно, то это соответствует третьему классу. Четвертый класс соединения соответствует соединению сети оператора с выходом СП СЦИ базовой сети. Сигнал синхронизации подается через системы передачи непосредственно на ВЗГ  и позволяет последовательно включать 4 ВЗГ и 20 ГСЭ.
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
     В заголовке STM-N передаются биты S, который определяют качество источника синхронизации.  Значение этих битов в зависимости от качества представлены в Таблице 4.1. 
Таблица 4.1 
      
















      В регионе синхронизация осуществляется из первичного эталонного генератора сети ОАО «Ростелеком», что соответствует первому классу. На вторичной дорожке синхронизации сигнал синхронизации подается от ВЗГ, что соответствует второму классу соединения.
      

 Рисунок 4.3 -  Схема присоединения сетей операторов к базовой сети синхронизации        
                                                                                                                                        
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      



Рисунок 4.4 - Схема синхронизации сети 








      ГЛАВА 5. ВЫБОР  ОБОРУДОВАНИЯ 
      В настоящее время на российском рынке представлено множество систем обеспечивающих скорость передачи до 40 Гбит/с, в данной курсовой работе рассматривается SDH оборудование  производителя Alcatel-Lucent, одного из мировых лидеров в производстве оконечного оборудования для ОВЛС.


Рисунок 5.1 – Мультиплексор Metropolis ADM Universal

Производитель: Alcatel-Lucent
Мультиплексор STM-16/64: 1663ADMU: 
Модульный мультиплексор с поддержкой GigabitEthernetover SDH и защитой матрицы кроссконнектов.
Тип/класс: Мультиплексор SDH уровня STM-16/64
Основные технические характеристики: Поддержка интерфейсов STM-64/16/4/1. Различные типы трибутарных плат, 63 E1 на одной трибутрной плате, поддержка Gigabit Ethernet over SDH. Матрица кросконнектов до 150G.
Область применения: Магистральные и Городские транспортные сети.
      Преимущества и отличительные особенности: Мультиплексор операторского класса. Защита матрицы кроссконектов. Контроллер в виде отдельной платы. До 8 интерфейсов STM-16 и до 4 интерфейсов STM-64 на платах матриц. Защита трибутарных плат, 1+1MSP, SNCP/N, MS-SPRing и DNI. Возможность установки дополнительных плат:
 63xE1, 12xE3/DC3,
 8?10/100 Base-T, 
 4x to 8xGE , 
 16x STM-4/1, 
 4xSTM-16.
 Трибутарные интерфейсы:
 1 порт STM-16 (L-16.1 или L-16.2);
 1 порт STM-4 (S-4.1 или L-4.2);
 4 порта STM-1o (S-1.1 или L-1.2), STM-1e (электрический);
 12 портов E3;
 8 портов 10/100BASE-T Ethernet;
 2 порта 1000BASE-SX/LX Ethernet;
 63 порта E1.
      Любая интерфейсная плата занимает один интерфейсный слот любого варианта полки. Поддерживаются платы 1643AM-AMS через адаптер.
Производитель: Alcatel-Lucent

Техническое описания мультиплексора STM-16/64: 1663ADMU Universal:
      Интеллектуальный мультиплексор и мультисервисная система Metropolis ADM Universal Shelf предназначена для мультиплексирования стандартных скоростей PDH, SDH и Ethernet до более высоких уровней, вплоть до STM-64.
      Дополнительная плата TransLAN Card обеспечивает поддержку расширенного транспорта Ethernet за счет упаковки кадров в виртуальные контейнеры SDH (VC-12s, VC-3s или VC-4s). Обеспечено маркирование VLAN по IEEE 802.1Q. Платформа Metropolis ADM Universal Shelf предназначена для применения в сетях доступа, городских и региональных сетях, имеет широкий спектр трибутарных интерфейсов: E1, E3, STM-1e, STM-1o, STM-4, STM-16, 10/100BASE-T, 1000BASE-X, позволяет плавно перейти от TDM к мультисервисным услугам.
      Для обеспечения надежности поддерживаются полнофункциональные механизмы защиты, в том числе: защита оборудования, 1+1MSP, SNCP/N, MS-SPRing. и DNI. 

Рисунок 5.2 - Схема применения STM-16/64: 1663ADMU
      
      ГЛАВА 6.  РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА
	
      Битовые ошибки один из главных показателей качества сети. На данный момент имеются требования к двум показателям цифровых каналов:
 Показатели ошибок
 Показатель дрожания и дрейфа фазы
      Эти требования выражаются в виде вероятности выполнения этих ошибок. Для показателей ошибок разработаны следующие эксплуатационные нормы:
      долговременные нормы;
      оперативные нормы.
      
      Главные показатели качества каналов цифровых систем передач являются нормы на количество секунд с ошибками (ES) и секунд, пораженных ошибками (SES), в различные промежутки времени. Долговременные нормы, согласно рекомендациям G.821 и G.826, требуют  периода измерений — от 1 месяца. Рекомендации M.2100, M.2110, M.2120 определяют оперативные нормы. Эти нормы проверяются за сравнительно не большие отрезки времени.  Среди оперативных норм различают: нормы для ввода трактов в эксплуатацию; нормы технического обслуживания; нормы восстановления систем.
      Данная работа подразумевает  расчет показателей ошибок следующим образом.  Выбирается секция и один из трактов сети. Оперативные нормы проводятся с периодами: 7 суток, 15, минут, 2 и 24 часа (86400 сек.). Нормы на ошибки приведены в таблицах ниже.
      Для секции выберем участок сети между узлами 3 и 4 (240 км). Для тракта узлы 5-1-6-8 (667 км).
      Суммарные эксплуатационные нормы по данным кратковременных измерений для трактов 27500 км (7 суток и меньше – 50% от норм рекомендации G.2826)
      
      
      Таблица 6.1
      









        Согласно МСЭ-Т М.2101 доля от суммарных норм для трактов VC-N и компонентных трактов  соответствует параметрам ниже.
Таблица 6.2











        Доля от суммарных норм для секций ЕСЭ РФ в зависимости от длины приведена в таблице ниже.
        Таблица 6.3
        
        
        
        
        
        
      Порядок расчётов (в расчётах все значения округляются до ближайшего целого):
         определение суммарных норм (PO)  и Alloc по таблице 6.1 и по таблице 6,2;
         расчёт опорного значений показателей для данного тракта (секции) в процессе эксплуатации (APO) по формуле 6.1:
        APO=PO?Alloc?T, с,
        ((6.1)
        где	T – период измерений, с;
         расчёт значения показателей ошибок для приёма в эксплуатацию (BISPO). Формула 6.2 для трактов, формула 6.3 для секций:
        BISPO=0,5?APO, с
        ((6.2)
        BISPO=0,1?APO, с
        ((6.3)
         расчёт нижнего предела для показателей ошибок, обеспечивающих безусловный приём объекта в эксплуатацию, формула 6.4:
        S_1=BISPO-2?BISPO, с
        ((6.4)
         верхний предел для показателей ошибок, обеспечивающий безусловный отказ от приёма объекта в эксплуатацию, формула 6.5:
        S_2=BISPO+2?BISPO, с
        ((6.5)
        
        Прием в эксплуатацию осуществляется при определении показателей в течении 24 и 2 часов. Если значение показателей ошибок находится в интервале S1 — S2, измерения проводят в течение 7 суток.
         после определения норм для ввода в эксплуатацию тракта или секции следует определить показатели ошибок для порогов ухудшения качества (DPL) и недопустимого качества (UPL). DPL определяется в течение 24 часов. Формула 6.6 для трактов VC и компонентных трактов STM-N, 6.7 для секций STM-N:
        DPL=0,75?APO, с
        ((6.6)
        DPL=0,5?APO, с
        ((6.7)
        
         UPL определяется по данным таблицы 6.4 (время измерений 15 минут).
      Показатели недопустимого качества (UPL).
Таблица 6.4

        
        
        
        
        
 определение нормы на качество после ремонта (ARPL), формула 6.8 для трактов, 6.9 для секций:
        ARPL=0,5?APO, с
        ((6.8)
        ARPL=0,125?APO, с
        ((6.9)
        Расчёт норм ES для тракта VC-12 (667 км):
         PO=2 %, из таблицы 6.1; 
		Alloc=3 %, из таблицы 6.2, T=86400 с.
         APO=0,02?0,03?86400=52 с;
         BISPO=0,5?52=26 с;
         S_1=26-2?26=16 с;
         S_2=26+2?26= 37с;
         DPL=0,75?52=39 с;
         UPL=120 с, из таблицы 6.4;
         ARPL=0,5?52=26 c.
        
        
        Расчёт (SES) для тракта VC-12 (667) км:
 PO=0,1 %, из таблицы 6.1; 
Alloc=3%, из таблицы 6.2, T=86400 с.
 APO=0,001?0,03?86400=3 с;
 BISPO=0,5?3=2 с;
 S_1=2-2?2=1 с;
 S_2=2+2?2=5 с;
 DPL=0,75?3=3 с;
 UPL=15 с, из таблицы 6.4.
 ARPL=0,5?3=2 c.
        
        Расчёт (SES) для секции STM-64 длиной 240 км:
 PO=0,1 %, из таблицы 6.1;
 Alloc=1 %, из таблицы 6.3, T=86400 с.
 APO=0,001?0,01?86400=1 с;
 BISPO=0,1?1=0 с;
 S_1=0-2?0=0 с;
 S_2=0+2?0=0 с;
 DPL=0,5?1=1 с;
 UPL=10 с, из таблицы 6.4.
 ARPL=0,125?1=0 c.

        Результаты расчетов в таблицах ниже.
        
ES для тракта VC-12 длиной 667 км
Таблица 6.5


15 минут
2 часа
24 часа
7 суток
APO
0
4
52
364
BISPO

3
26
128
S_1

1
16

S_2

3
37

ARPL


26

DPL


29

UPL
120



        
        
        
        
        
        SES для тракта VC-12 длиной 667 км
Таблица 6.6


15 минут
2 часа
24 часа
7 суток
APO
0
0
3
18
BISPO

0
2
9
S_1

0
1

S_2

0
5

ARPL


2

DPL


3

UPL
15




SES для секции STM-64 длиной 240 км
Таблица 6.7


15 минут
2 часа
24 часа
7 суток
APO
0
0
1
4
BISPO

0
0
2
S_1

0
0

S_2

0
0

ARPL


0

DPL


1

UPL
10

.......................