Принципы построения SDH транспортных сетей

Вид работы:

Дипломная (ВКР)
Предмет:

Информатика, ВТ, телекоммуникации
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

2,32 Мб
Опубликовано:

2012-07-15

Все дипломные работы по информатике

Скачать дипломную работу Читать текст online Заказать дипломную
*Помощь в написании! Посмотреть все дипломные работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Принципы построения SDH транспортных сетей

Содержание

Введение

. Теоретическая часть

.1 Особенности построения синхронной цифровой иерархии SDH

.2 Функциональные задачи и модули сетей SDH

.3 Топологии сетей SDH

.4 Архитектурные решения сетей SDH

.5 Сети Ethernet

.6 Инкапсуляция трафика Ethernet в контейнеры SDH

. Анализ существующей сети

.1 Информация о городе и физико-географическая характеристика района

.2 Топология, основные особенности

.3 Используемое оборудование и его характеристики

.3.1 SURPASS hiT 7070

.3.2 Мультиплексор SMA 1/4

.3.3 Существующий кабель

2.3.4 Стойки для распределительных устройств 19/42U

3. Задачи реконструкции

. Расчёт интенсивности нагрузки от АТС

.1 Расчёт местной исходящей нагрузки.

.2 Расчёт нагрузки на коммутационном поле4

.3 Расчет нагрузки к узлу спецслужб (УСС)

.4 Расчет междугородней нагрузки

.5 Расчет межстанционной нагрузки

.6 Расчет емкости пучков соединительных линий

4.7 Расчет количества потоков Е1 для ГТС

5. Выбор оборудования и элементов инфраструктуры

.1 Техническое описание оборудования 1660 SM

.2 Выбор оптического интерфейса, расчет длины регенерационного участка

. Комплектация оборудования

. Разработка схемы организации связи

. Разработка схемы синхронизации транспортной сети

. Разработка схемы управления транспортной сети

. Расчет требуемой мощности источника электропитания и выбор ЭПУ

. Разработка схемы прохождения цепей по ЛАЦ

12. Расчет качественных показателей

Оценка технико-экономической эффективности реконструируемой оптической транспортной сети г. Ангарска

.1 Общие положения

.2 Расчет капитальных затрат

13.3 Расчет численности производственных работников

13.4 Затраты на производство услуг

.5 Расчёт доходов от предоставления услуг

.6 Оценка эффективности инвестиционных проектов

. Безопасность жизнедеятельности

.1 Характеристика опасных и вредных факторов

.2 Требования по обучению безопасности труда

.3 Требования к применению средств защиты

.4 Требования безопасности при эксплуатации лазерных изделий

.5 Требования к ПЭВМ

14.6 Правила техники безопасности при работе с волоконно-оптическими устройствами и кабелями

14.7 Электробезопасность

4.8 Меры пожарной безопасности

14.9 Охрана окружающей природной среды

Заключение

Введение

Основное применение SDH с момента ее появления - построение транспортных сетей для передачи цифровых потоков между телефонными коммутаторами.

С развитием компьютерных сетей, Интернета, технологий передачи данных (FR, ATM и т.д.) инфраструктуру транспортных сетей на основе SDH все чаще применяют для организации цифровых каналов сетей передачи данных (т.е. строят наложенные сети поверх SDH). Недостатки использования «классического» SDH для передачи данных наиболее остро стали проявляться при необходимости предоставления широкополосных услуг связи локальных сетей.

Во-первых, это необходимость в преобразовании интерфейсов LAN (Ethernet) к интерфейсам SDH (Е1, ЕЗ, STM-1, STM-4 и т.д.), используя промежуточные устройства, такие, как FRAD, ATM IAD, IP Маршрутизаторы и т.д. Во-вторых, небольшой ряд возможных скоростей передачи данных (который к тому же слабо корелируется с рядом скоростей LAN: 10, 100, 1000 Мбит/с), значительно ограничивает возможности эффективного предоставления услуг, либо требует применения в подключаемом оборудовании дополнительных схем (например, инверсное мультиплексирование). Т.о. типичный результат при добавлении служб данных к традиционным SDH сетям I увеличение сложности оборудования и повышение стоимости.

Для преодоления этих ограничений, производители SDH оборудования пошли по пути создания систем SDH следующего поколения (Next Generation SDH, NG SDH). Оборудование NG SDH имеет интегрированные интерфейсы передачи данных (в частности, Ethernet), а также использует новые технологии, которые позволяют более эффективно выделять требуемую полосу для служб данных и обеспечивать низкую стоимость внедрения этих технологий в уже существующие сети, так как поддержка дополнительной функциональности требуется только на граничных узлах сети.

Системы SDH следующего поколения - многофункциональные мультисервисные платформы, предоставляющие множество услуг без дороговизны и сложности наложенных сетей.

В данном проекте будут рассмотрены принципы построения SDH транспортных сетей, основные принципы защиты трафика, их синхронизации, управления. Также будут рассмотрены вопросы по реконструкции и модернизации местного участка сети регионального оператора, предоставляющего услуги телефонной связи и услуг, основанных на Ethernet технологии.

1. Теоретическая часть

.1 Особенности построения синхронной цифровой иерархии SDH

Не смотря на очевидные преимущества сетей SDH перед сетями PDH, они не имели бы такого успеха, если бы не обеспечивали преемственность и поддержку стандартов PDH. В окончательном варианте стандарты SONET/SDH поддерживали как европейскую, так и североамериканскую иерархии PDH. Это выразилось в том, что терминальные мультиплексоры и мультиплексоры ввода/вывода сетей SONET/SDH были рассчитаны на поддержку каналов доступа, скорость передачи которых соответствовала стандартному ряду североамериканской и европейской иерархии PDH: 1.5; 2; 6; 8; 34; 45; 140 Мбит/с. Это компонентные сигналы (трибы PDH).

Изначально потоки PDH упаковываются в виртуальные контейнеры, которые представляют собой информационные структуры, содержащие заголовок (информация для управления и маршрутизации) и внутреннюю ёмкость для размещения полезной нагрузки. Уровень виртуального контейнера (VC) определяется уровнем потока иерархии PDH. Виртуальные контейнеры объединяются в группы путём мультиплексирования и служат полезной нагрузкой контейнера самого верхнего уровня фрейма STM-1. Такое группирование может осуществляться по жёсткой синхронной схеме, при которой место отдельного контейнера в поле для размещения нагрузки строго фиксировано. Из-за того, что скорость потоков PDH может меняться в некоторых пределах, положение виртуального контейнера в поле нагрузки может меняться. В этом случае используется указатель, содержащий фактический адрес начала виртуального контейнера на карте поля, отведённого под полезную нагрузку.

Несколько контейнеров одного уровня могут быть «сцеплены» вместе и рассматриваться как один непрерывный контейнер. Также в иерархии SDH предусмотрено формирование отдельного поля заголовков размером 9*9=81 байт. Здесь размещается необходимая управляющая и контрольная информация, а также информация служебных каналов передачи данных. На рисунке1.1 приведена обобщённая схема мультиплексирования потоков в SDH.

Рисунок 1.1 - Общая схема мультиплексирования в SDH (редакция ITU-T 1993 год)

волоконный оптический sdh трафик атс

С-n - контейнер уровня n - элемент SDH, содержащий компонентный сигнал уровня n. С-4 соответствует Е4 (140 Мбит/с); С-3 соответствует ЕЗ (34 Мбит/с) или Т-3 (45 Мбит/с); С-2 соответствует 1-2(6 Мбит/с); С-12 соответствует Е1(2 Мбит/с); С-11 соответствует Т-Ц1.55Мбит/с);

VC - виртуальный контейнер;

TU - транспортный блок;

TUG - группа транспортных блоков;

AU - административный блок;

AUG - группа административных блоков;

STM-N - синхронный транспортный модуль N-гo порядка N=1 (155.520 Мбит/с); N=4 (622.080 Мбит/с); N-16 (2488.320 Мбит/с); N-64 (9953.280 Мбит/с);

VC - элемент SDH, структура которого определяется как POH+PL;

РОН - трактовый заголовок, Payload- полезная нагрузка;

TU-n - элемент структуры мультиплексирования SDH, формат которой определяется, как PTR+VC, где PTR - указатель транспортного блока (TU-n PTR), относящийся к соответствующему виртуальному контейнеру;

TUG-n - формируется в результате мультиплексирования нескольких транс- портных блоков;

AU - элемент структуры мультиплексирования SDH, формата PTR+PL;

AUG - элемент структуры мультиплексирования SDH, формируется путём мультиплексирования административных блоков AU-3,4 с различными коэффициентами мультиплексирования;

STM-1 - основной элемент структуры мультиплексирования SDH, имеющий формат вида: SOH+PL, где SOH- секционный заголовок.

.2 Функциональные задачи и модули сетей SDH

Сеть SDH, как и любая сеть, строится из отдельных функциональных модулей ограниченного набора: мультиплексоров, коммутаторов, концентраторов, регенераторов и терминального оборудования. Этот набор определяется основными функциональными задачами, решаемыми сетью:

• сбор входных потоков через каналы доступа в агрегатный блок, пригодный для транспортировки в сети SDH - задача мультиплексирования, решаемая терминальными мультиплексорами 1 ТМ сети доступа;

• транспортировка агрегатных блоков по сети с возможностью ввода/вывода входных/выходных потоков - задача транспортировки, решаемая мультиплексорами ввода/вывода - ADM , логически управляющими информационным потоком в сети, а физически - потоком в физической среде, формирующей в этой сети транспортный канал;

• перегрузка виртуальных контейнеров в соответствии со схемой маршрутизации из одного сегмента сети в другой, осуществляемая в выделенных узлах сети - задача коммутации, решаемая с помощью цифровых коммутаторов или кросс-коммутаторов - DXC;

• объединение нескольких однотипных потоков в распределительный узел - концентратор;

• Восстановление (регенерация) формы и амплитуды сигнала, передаваемого на большие расстояния, для компенсации его затухания - задача регенерации, решаемая с помощью регенераторов;

Сопряжение сети пользователя с сетью SDH - задача сопряжения, решаемая с помощью оконечного оборудования - различных согласующих устройств, например, конверторов интерфейсов (шлюзов), конверторов скоростей (мостов).

Терминальный (оконечный) мультиплексор - (terminal multiplexer - ТМ) оконечное устройство сети с некоторым числом каналов доступа (электрических и оптических). Терминальные мультиплексоры имеют один или два оптических входа/выхода, называемых агрегатными. Два входа/выхода используются для повышения надёжности, которая обеспечивается схемой резервирования на 100% линии и групповой части аппаратуры. Это схема резервирования 1+1. Кроме того, возможно резервирование частичное и стопроцентное отдельных групповых трактов, предоставляемых для каналов доступа. Условное обозначение ТМ приведено на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Терминальный мультиплексор

Мультиплексор ввода/вывода (Add/Drop Multiplexer - ADM). Отличается от ТМ наличием двух или четырёх оптических агрегатных входов/выходов при том же числе каналов доступа, что и в ТМ. При этом у ADM различают западный и восточный агрегатные порты (интерфейсы). Мультиплексор ADM может выполнять функции кроссового коммутатора для цифровых потоков определённых ступеней мультиплексирования (VC12, VC3, VC4). Коммутация может осуществляться путём переключения цифровых трактов или перестановками временных позиций. Условное обозначение ADM приведено на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 - Мультиплексор ввода/вывода

Регенератор представляет собой вырожденный случай мультиплексора, имеющего один входной канал, как правило, один оптический интерфейс STM-N и один или два (при использовании схемы защиты 1+1) агрегатных выхода. Условное обозначение регенератора приведено на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 - Регенератор

Регенератор применяется для увеличения расстояния между узлами сети.

Кроссовый коммутатор (Digital Cross Connects - DXC) | устройство, позволяющее связывать различные каналы, закреплённые за пользователями, путём организации постоянных или временных перекрёстных соединений между ними. Кроссовые коммутаторы применяются в узлах большой пропускной способности, где необходимо гибкое управление нагрузкой различных направлений. Условное обозначение DXC приведено на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 - Кроссовый коммутатор

.3 Топологии сетей SDH

Топология "точка- точка".

Сегмент сети, связывающий два узла А и Б является наиболее простым примером базовой топологии SDH сети (рисунок 2.6). Она может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров ТМ, как по схеме без резервирования канала приёма/передачи, так и по схеме со 100% резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный агрегатные выходы. При выходе из строя основного сигнала сеть автоматически переходит на резерв (такая структура применяется на разных сетях с разной нагрузкой). Схема соединения типа «точка- точка» приведена на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6 - Соединение «точка-точка»

Для уменьшения числа регенераторов на протяжённых участках сети могут применяться оптические усилители в качестве усилителей мощности для передающих оптических устройств и в качестве предусилителей для приёмных оптических устройств на всех уровнях синхронной цифровой иерархии кроме STM-1.

Топология «последовательная линейная цепь».

Эта базовая топология используется тогда, когда интенсивность трафика в сети не так велика и существует необходимость ответвления в ряде точек на линии, где могу вводиться и выводиться каналы доступа. Она реализуется как с использованием терминальных мультиплексоров на обоих концах цепи, так и мультиплексоров ввода/вывода в точках ответвлений.

Эта топология напоминает линейную цепь, состоящую из отдельных звеньев мультиплексоров ввода/вывода. Для неё возможно соединение без резервирования (рисунок 1.7) и с резервированием типа 1+1 (рисунок 1.8).

Рисунок 1.7 - Соединение «последовательная линейная цепь»

Рисунок 1.8 - Соединение «линейная цепь с резервом»

Топология «звезда», реализующая функцию концентратора.

В этой топологии один из удалённых узлов сети, связанных с центром коммутации (например, цифровой АТС) или узлом сети SDH на центральном кольце, играет роль концентратора. Часть трафика из этого концентратора может быть выведена, например, к терминалам пользователей, а оставшиеся каналы доступа распределены по другим удалённым узлам. Ясно, что этот концентратор должен быть активным и интеллектуальным, то есть быть мультиплексором ввода/вывода с развитыми возможностями кросс - коммутации. Пример топологии "звезда" изображен на рисунке 1.9.

Рисунок 1.9 - Топология «звезда»

Эта топология широко используется для построения транспортных сетей местного и регионального масштаба. В синхронной цифровой иерархии это распространённый вид сети для уровней STM-1, STM-4, STM- 16. I лавное преимущество кольцевой архитектуры - простота организации защиты типа 1 + 1 благодаря наличию в мультиплексоре двух отдельных (запад и восток) оптических агрегатных входов/выходов.

Кольца с защитой SDH подразделяются на две категории, в зависимости от топологии переключений:

• Кольцо с переключением секции мультиплексирования (MS Switched Ring);

• Кольцо с переключением тракта (Path Switched Ring).

Кроме того, кольца можно определить, как:

• Однонаправленные, когда во время нормального осуществления связи между узлами А и Б сигналы от А к Б и от Б к А следуют по кольцу в одном направлении (рисунок 1.10).

• Двунаправленные, когда во время нормального осуществления связи между двумя узлами А и Б, сигналы транспортного потока от А к Б проходят по кольцу в направлении противоположном относительно сигнала Б к А (рисунок 1.11).

Рисунок1.10 - Однонаправленное кольцо

Рисунок 1.11 - Двунаправленное кольцо

В случае однонаправленного кольца возможна как зашита тракта, так и зашита секции мультиплексирования. Сеть с зашитой тракта состоит из двух колец, с маршрутами в противоположных направлениях, из которых одно передаёт трафик, в то время как второе предназначено для зашиты. Сеть с защитой секции мультиплексирования также состоит из двух колец, из которых одно предназначено для предоставления услуг, а другое используется как резервное.

В случае двунаправленного кольца может осуществляться только защита на уровне секции мультиплексирования (двунаправленное кольцо с переключением секции мультиплексирования - Bidirectional MS Ring); каждую секцию кольца можно реализовать, используя два или четыре волокна: Двунаправленное двухволоконное кольцо с переключением секции мультиплексирования (Two Fiber Bidirectional MS Switched Ring - 2F MS -SPRING), где каждая секция кольца содержит два волокна (одно для передачи Тх и одно для приёма Rx); следовательно, в каждом волокне половина каналов будет использоваться в рабочем режиме, в то время, как другая половина будет использоваться как резерв (рисунок 1.12);

Рисунок 1.12 - Двунаправленное двухволоконное кольцо с переключением секции мультиплексирования

Двунаправленное четырёхволоконное кольцо с переключением секции мультиплексирования (Four Fiber Bidirectional MS Switched Ring) , где в каждой секции кольца - четыре волокна (два для передачи Тх и два для приёма Rx); рабочие и резервные потоки направлены по двум разным волокнам, как в направлении передачи, так и в направлении приёма (рисунок 1.13).

Рисунок 1.13 - Двунаправленное четырёх волоконное кольцо с переключением секции мультиплексирования

1.4 Архитектурные решения сетей SDH

Архитектурные решения при проектировании сети SDH могут быть сформированы на базе использования рассмотренных выше элементарных топологий сети в качестве ее отдельных сегментов. Наиболее часто используется сочетание кольцевой и радиальной (типа «точка-точка») топологий или топологий последовательной линейной цепи.

Радиально-кольцевая архитектура.

Эта сеть фактически строится на базе использования двух базовых технологий: «кольцо» и «последовательная линейная цепь» либо «точка-точка». Число радиальных ветвей ограничивается из соображений допустимой нагрузки. Пример радиально-кольцевой архитектуры SDH приведён на рисунке 1.14.

Рисунок 1.14 - радиально-кольцевая сеть SDH

Архитектура типа «кольцо-кольцо».

Кольца в этом соединении могут быть либо одинакового, либо разного уровней иерархии SDH. Соединение двух колец осуществляется с помощью интерфейсных карт. На рисунке 1.15. показана схема соединения двух колец одного уровня STM-4 с помощью интерфейсных карт STM-1, а на рисунке 2.16 - каскадная схема соединения трёх колец различного уровня - STM-1, STM-4, STM-16. При таком соединении можно использовать необходимые оптические трибы предыдущего иерархического уровня при переходе от кольца одного уровня к другому (например, триб STM-1 при переходе на кольцо STM-4 и триб STM-4 при переходе на кольцо STM-16).

Рисунок 1.15 - Соединение двух колец одного уровня с помощью интерфейсных плат

Рисунок1.16 - Каскадная схема соединения колец различного уровня с помощью оптических трибов

Линейная архитектура для сети большой протяженности.

Для линейных сетей большой протяжённости расстояние между терминальными мультиплексорами больше или много больше того расстояния, которое может быть рекомендовано с точки зрения максимального допустимого затухания волоконно-оптического кабеля. В этом случае на маршруте (секция мультиплексирования) между терминальными мультиплексорами устанавливаются регенераторы для восстановления затухающего оптического сигнала (регенерационная секция). Пример такой архитектуры приведён на рисунке 1.17

Рисунок 1.17 - Сеть SDH большой протяженности со связью типа «точка-точка»

Ячеистая архитектура.

На рисунке 1.18 представлена архитектура ячеистой разветвлённой сети, основой которой являются узлы кросс - коммутации. К этим узлам, соединённым по принципу каждый с каждым, присоединяются сети SDH различных топологий.

Рисунок 1.18 - Ячеистая сеть

Одним из основных преимуществ технологии SDH является возможность такой организации сети, при которой достигается не только высокая надежность се функционирования, обусловленная использованием волоконно-оптического кабеля, но и возможность сохранения или восстановления за очень короткое время работоспособности сети даже в случае отказа одного из ее элементов или среды передачи. Применительно к сетям SDH используется термин "самоизлечивающиеся" сети.

В принципе существуют различные методы обеспечения быстрого восстановления работоспособности синхронных сетей, которые могут быть сведены к схемам, рассмотренным ниже.

Резервирование трактов и подсети (SNCP).

Резервирование трактов подсетевым соединением (Sub-Network Connection Protection-SNCP) может быть обеспечено двухволоконным однонаправленным кольцом с защитой тракта. Резервирование SNCP может использоваться в мультиплексорах ввода вывода, кроссовых узлах компонентных сигналов [9].

Резервируемые соединения являются двунаправленными, при этом как защищаемое (основное), так и защищающее (резервное) соединение могут быть добавлены или удалены без нарушения трафика. Соединения SNCP защищены по схеме «горячий резерв 1+1», при которой осуществляется непрерывная передача сигнала, как по основному, так и по резервному тракту. Если рабочее соединение выходит из строя, то узел автоматически переключается на защищающий (резервный) сигнал. Переключение на каждом из концов соединения производится независимо от другого конца. Переключение необратимо, то есть после переключения узел не возвращается в исходное состояние даже после восстановления работы отказавшего соединения.

Переключение происходит при поступлении в узел сигнала AU-4 AIS (сигнал индикации аварии) Т11-12 AIS, AU-4 LOP (потеря указателя) или TU-12 LОР из используемого в данный момент резервируемого. Так как защищающий сигнал передается постоянно, то восстановление после отказа соединения или узла занимает 100-250 мс для соединений VC-4 и 200-450 мс для соединений VC-12.

Рассмотрим, как будет осуществляться резервирование передач» компонентных сигналов E1 между сетевыми элементами в пунктах Е и Г.

Рисунок 1.19 - Резервирование трактов и подсети (SNCP)

На рисунке 1.19 видно, что потоки Е1, связывающие два пункта Е и Г, проходят транзитом через пункты А, Б, В, Д. При этом основные (рабочие) компонентные тракты образованы в агрегатных сигналах STM-N и распространяются по часовой стрелке. Компонентные сигналы на передаче вводятся в оба направления, на приёме осуществляется переключение. Так как используется «горячий резерв 1», то фактически в этом кольце происходит удвоение нагрузки по сравнению со случаем, когда резервирование не используется вообще. Это вид защиты используется на кольцевых сетях STM-1 и STM-4, STM-16 b и не требует прокладки дополнительных кабелей.

.5 Сети Ethernet

Технология Ethernet (Е) была разработана компанией Xerox в 1976 году и стандартизована институтом IEEE как технология IEEE 802.3. Уже в 80-х годах она достигла лидирующего положения среди других технологий ЛВС стандартов IEEE 802. n (Arc Net, Token Ring и FDDI).

Как и все технологии ЛВС этого стандарта, она является асинхронной и дейтаграммой (не рассчитанной на предварительное установление соединения), использующей метод CSMA/CD - множественного доступа (к среде передачи, сформированной как проводная локальная сеть) с контролем несущей и обнаружением коллизий/столкновений. Номинально скорость передачи по сети составляла 10 Мбит/с, а фактически меньше, учитывая коллизии, заставляющие повторять передачу.

Данные по сети передаются последовательно кадрами в режиме пакетной передачи. Кадр в общем случае имеет переменную длину (максимально 1526 байт) и состоит из заголовка (22 байта), поля данных переменной длины (до 1500 байт) и концевик (4 байта). Не вдаваясь в описание различных версий Ethernet (а мы будем рассматривать только версию IEEE 802.3) и используемых типов сред передачи (коаксиал, витая пара, оптоволокно), которое можно найти во многих источниках, укажем, что эта технология быстро стала применять коммутаторы, которые формально могли обеспечить на сегменте сети скорость 10 Мбит/с, но требовали организации магистрали с более высокой скоростью передачи. В поддержку этого в 1992 году была разработана версия 100-мегабитного (быстрого) Ethernet, или Fast Ethernet (FE), стандартизованная в 1995 году (ITU-T 802.3u).

Стремление еще больше увеличить скорость магистральной передачи привело к разработке гигабитного Ethernet (GE), стандартизованного в 1998 году (ITU-T 802.3z), который позволил внедрить на сети Ethernet некую иерархию скоростей: 1000 (магистральные коммутаторы), 100 (коммутаторы рабочих групп) и 10 Мбит/с (ПК как терминалы виртуальной ЛВС данной рабочей группы). Это упорядочение скоростей и топологии привело к дополнительному росту популярности технологии Ethernet, усилило ее претензии (наряду с ATM) на роль магистральной технологии корпоративных сетей и поставило вопрос о необходимости использовать какую-то транспортную технологию для связи островов Ethernet-ЛВС в единую корпоративную или глобальную сеть Ethernet.

В принципе для передачи трафика Ethernet (10/100/1000 Мбит/с) можно было использовать и старые сети SDH путем инкапсуляции трафика в контейнеры VC-3 (Е), VC-4 или VC-4-4c (FE), VC-4-16C (GE), однако такая инкапсуляция была неэффективной ввиду пропадания большой неиспользуемой емкости каналов SDH, особенно для гигабитного Ethernet. Эта ситуация способствовала разработке новых процедур конкатенации VC в SDH и механизмов инкапсуляции трафика Ethernet в мультиконтейнеры.

.6 Инкапсуляция трафика Ethernet в контейнеры SDH

Как уже отмечалось, трафик Ethernet может быть инкапсулирован в контейнеры и мультиконтейнеры SDH путем использования и традиционной (смежной) инкапсуляции, однако это приводит к большим потерям емкости контейнеров. Эти потери вызваны несовпадением формируемых ими потоков 34-150-600-2400-9600-38400 Мбит/с (имеющих кратность 4) с потоками, формируемыми технологиями Ethernet: 10-100-1000-10000 Мбит/с (имеющих кратность 10).

Типы мультиконтейнеров, требуемых для передачи трафика Ethernet.

Выход из создавшейся ситуации - в использовании возможностей виртуальной конкатенации. С помощью данных, приведенных в таблицах 1.1, 1.2 и 1.3, можно определить коэффициенты X и типы виртуальных контейнеров, которые наилучшим образом (с максимальным коэффициентом заполнения) инкапсулируют трафик различных технологий Ethernet. В результате получаем таблицу 1.4, в которой у казаны типы возможных мультиконтейнеров для соответствующих технологий, их емкости (скорости) в Мбит/с и процент заполнения их полезной нагрузки (PL) трафиком Ethernet.

Таблица 1.4 - Типы и емкости виртуальных контейнеров для передачи Ethernet трафика

STM-N	STM-4	STM-4	STM-4	STM-4	STM-4	STM-16	STM-64	STM-64	STM-64	STM-256
Ethernet	VC11 7v	VC12 5v	VC11 63v	VC12 46v	VC2 15v	VC3 2v	VC3 21v	VC4 7v	VC 208v	VC4 67v
10 Мбит/c	11,2	10,88	-	-	-	-	-	-	-	-
100 Мбит/c	-	-	100,8	100,1	101,76	96,768	-	-	-	-
1 Гбит/c	-	-	-	-	-	-	1016,06	1048,3	-	-
10 Гбит/c	-	-	-	-	-	-	-	-	10063	10033
100 Гбит/c	89,29	91,91	99,21	99,9	98,27	103,34	98,42	99,39	99,37	99,66

Из таблицы 1.4 видно, что процент использования полезной нагрузки исключительно высок: от 91,91 до 99,90 для контейнеров VC-12 (2 Мбит/с) при инкапсуляции Е и FE; от 95,39 до 98,42 для контейнеров VC-3 и VC-4 (34/140 Мбит/с) при инкапсуляции GE; от 99,37 до 99,66 для контейнеров VC-3 и VC-4 (34/140 Мбит/с). Очевидно также, что для инкапсуляции низкоскоростного трафика (10/100 Мбит/с) оптимальным является использование мультиконтейнеров нижнего уровня с большей гранулярностью, тогда как для инкапсуляции высокоскоростного трафика (1/10 Гбит/с) оптимальным является использование мультиконтейнеров верхнего уровня с меньшей гранулярностью.

Что касается заголовков (SOH и РОН) и пустых столбцов фиксированных наполнителей (стаффинга), которые используются при сборке фреймов SDH, то их легко учесть, принимая во внимания схему сборки конкретного мультиконтейнера. Например, для мультиконтейнера VC-4-7v можно оценить, что эффективность использования полезной нагрузки для передачи GE составляет с учетом ЗОН 96,66% и РОН VC-4 99,62%. Это дает конечную эффективность виртуальной конкатенации (95,39%) порядка 91,85%. Если же использовать для той же цели мультиконтейнер VC-3-21 v, то мы получим практически тот же процент использования (даже при условии, что за счет РОН VC-3 эффективность снижается до 96,55%). Говорить о том, что еще 50% может быть снято в результате резервирования, не совсем корректно, потому что можно и не резервировать трафик Ethernet или резервировать его за счет использования пары дополнительных волокон.

Вместе с тем нужно иметь в виду, что на практике могут применяться и другие схемы виртуальной конкатенации. Например, для передачи FE в большинстве случаев используется более простая схема конкатенации VC-3- 2v, несмотря на то, что емкость мультиконтейнера при этом составляет 96,768 Мбит/с, т.е. формально меньше требуемой, что напоминает, например, ситуацию с "овербукингом" (когда суммарные обязательства провайдера услуг превышают возможности сети) в сетях Frame Relay. Однако снижение полезной пропускной способности при этом будет незначительным и может наблюдаться только для кадров максимальной длины (1500 байт).

Существуют и другие ситуации, когда требуется корректировка размера мультиконтейнера. Например, если используется помехоустойчивое кодирование с помощью кодеков Рида-Соломона, то вместо мультиконтейнера VC-4-67v для передачи 10GE применяют мультиконтейнер VC-4-68v емкостью 10183,680 Мбит/с, что приводит к уменьшению процента использования полезной нагрузки с 99,66% до 98,2%. На это идут сознательно для улучшения надежности, т.е. для уменьшения уровня BER.

2. Анализ существующей сети

.1 Информация о городе и физико-географическая характеристика района

Город Ангарск расположен в южной части Иркутской области на расстоянии 40 км от областного центра. Численность 239 тыс. человек. Его строительство началось в 1945 году. Название происходит от местоположения, город располагается на территории южного Приангарья, с юго-запада Китайские гольцы (остроги Восточного Саяна), имеющие абсолютные высоты 2000-2600, а с юго-востока Ленно-Ангарское плато, непосредственно с юга - озеро Байкал на расстоянии 160-170 км, более точное месторасположение - междуречье Ангары и Китоя (левый приток Ангары).

Климатические, растительные, гидрографические и почвогрунтовые характеристики приведу, основываясь на данных по Прибайкалью, а точнее по Иркутско-Черемховской равнине.

Город расположен в поясе умеренных широт, климат следует относить к умеренно или резко континентальному. Характеризуется длинной зимой и жарким летом. Зима наступает в середине октября её длительность более 5 месяцев. На большей части территории температуры января равны -25 -31 °С Устойчивый переход средней суточной температуры через 0°С к положительным значениям происходит во 2-3 декаде апреля. Лето: в Прибайкалье лето умеренно теплое, засушливое в первой половине сезона и влажное во второй. Температура воздуха достигает наибольшего значения в июле, иногда наблюдается в июне, реже в августе. Максимальные температуры не бывают ниже 29-33°С. Месячное количество осадков составляет: зимой 10-15 мм, весной 15-20 мм, летом 110-150 мм, осенью 30-40 мм

Иркутско-Черемховская равнина расположена в зоне тайги, местами лесостепные районы. Леса, кустарники и гари составляют 90 % территории. Основу лесов области составляют сосна, лиственница, сибирский кедр, пихта, ель. Хвойные леса составляют 70 % территории области.

Средняя густота речной сети составляет 0,4 км на 1 кв.км, учитываются реки, озёра, подземные воды.

Почвы платформенной части подразделяются на типы: подзолистые, дерново-лесные, серые лесные, черноземы, лугово-черноземные, луговые, болотные.

Ангарск - один из крупнейших промышленных центров общероссийского значения с мощными предприятиями химической и нефтехимической промышленности, нефтепереработки, предприятиями по производству продукции машиностроения, металлообработки, легкой и пищевой промышленности, строительных материалов. Его предприятия технологически связаны с производствами, расположенными в других городах Иркутско-Черемховской промышленной зоны: Усолье-Сибирское, Черемхово, Слюдянка.

Основными отраслями, определяющими экономическую структуру Ангарского муниципального образования, являются промышленность (54,2% в объеме реализации продукции по АМО), торговля (12,8%), материально-техническое снабжение (7,9%). строительство (6,5%), транспорт и связь (5.1%), жилищно-коммунальное хозяйство (1,3%), сельское хозяйство (1.1%).

Промышленность является градообразующей отраслью Ангарского муниципального образования. Ангарск по показателям промышленного производства входит в тройку наиболее конкурентоспособных городов Иркутской области. Основными отраслями производства города являются топливная промышленность (32,5% в объеме выпуска товаров и работ по промышленности), машиностроение и металлообработка (31,8%), химическая и нефтехимическая промышленность (26%), пищевая промышленность (5,4%), промышленность строительных материалов (2,7%).

Предприятия города: ОАО «Ангарская нефтехимическая компания», ОАО «Ангарское управление строительства», ФГУП «Ангарский электролизный химический комбинат», ОАО «Ангарский ремонтно-механический завод», ЗАО «Ангарский завод строительных материалов», ОАО «Ангарский завод катализаторов и органического синтеза», ЗАО «Ангарский керамический завод», ОАО «Ангарскнефтехимпроект», ОАО «Ангарскцемент», ОАО «Ангарское опытно-конструкторское бюро автоматики», ОАО «Байкальская косметика», ОАО «Каравай», ОАО «Молочный комбинат «Ангарский», ОАО «Мясоперерабатывающий комбинат «Ангарский», ОАО «Пластик», МУЛ «Ангарский трамвай». ОАО «Автоколонна 1948», ОАО «Ангарский электромеханический завод» и др.

.2 Топология, основные особенности

Будучи спроектированной по радиально-кольцевому принципу и построенной в г. Ангарске в 2003 году, сеть SDH, является вполне надёжной. Входящие в её состав девять узлов (ЦАТС) завязаны между собой по STM-4 с помощью оптической сети, реализованной на базе мультиплексоров ввода-вывода SMA-1/4 фирмы «Siemens», которые работают по паре волокон. В качестве защиты используется метод SNCP (резервирование трактов подсетевым соединением). Резервирование системы 1+1. Соединение всех ЦАТС сети с МТС осуществляется на АТС-56 с помощью мультисервисной платформы SURPASS hiT 7070 фирмы «Siemens». В данном случае синхросигнал выделяется из фрейма STM, идущего от МТС г. Иркутска по сети ОАО «Ростелеком». В случае потери синхросигнала оборудование некоторое время может работать от внутренних источников синхронизации.

ЦАТС сети представлены двух видов: EWSD фирмы «Siemens» и французская МТ-20/25.

В большинстве случаев на участках сети применён оптический кабель марки ОКСТ Московской компании МКФ «Москабель-Фуджикура» и ДПЛ компании «Элике Кабель» г. Реутов Московской области. В связи с тем. что данные кабели предназначены для прокладки в кабельной канализации, трубах, блоках, коллекторах, тоннелях, на мостах и в шахтах, а также опираясь на предоставленные данные о сети SDH города, видно, что в городе Ангарске достаточно развита кабельная канализация.

Особенностью обоих оптических колец является то, что весь трафик с начала передается на АТС-56, на которой происходит коммутация каналов, и решается вопрос о передаче разговора на какую-либо из ЦАТС сети для дальнейшего соединения с вызываемым абонентом. Исключением будет являться коммутация внутри ЦАТС. На рисунке 2.1 показана топология для управления сетью, а на рисунке 2.2 схема существующей сети.

Рисунок 2.1 - Топология управления сетью

Рисунок 2.2 - Схема существующей сети с привязкой на местности

Таблица 2.1 - Расстояния между узлами сети

ЦАТС-56 - ПСЭ-516	ПСЭ-516 - ЦАТС-55	ЦАТС-55 - ЦАТС-54	ЦАТС-55 - ЦАТС-56	ЦАТС-56 - ПСЭ-610	ЦАТС-56 - ПСЭ-512	ПСЭ-512 - ЦАТС-52	ЦАТС-52 - ЦАТС-53	ЦАТС-53 - ПСЭ-514	ПСЭ-514 - ЦАТС-56
2,220 км	2,090 км	2,845 км	2,857 км	1,722 км	4,080 км	1,480 км	2,400 км	1,750 км	2,606 км

.3 Используемое оборудование и его характеристики

.3.1 SURPASS hiT 7070

На ЦАТС-56: SURPASS hiT 7070 Single Core - мультисервисная платформа следующего поколения фирмы Siemens.

Основные принципы SURPASS hiT 7070 SC

Данная платформа обеспечивает гибкость пакетной коммутации и передачу Ethernet, работая с надежностью, свойственной SDH. Различные сетевые элементы объединены и совмещены в единый компактный блок. Эффективность такого подхода, вместе с широким использованием высоко интегрированных компонентов, позволяет SURPASS hiT 70 series, добиться более низких затрат по сравнению с существующими решениями.

Для постоянно растущей среды информации со множеством услуг необходима единая эффективная платформа, с хорошим масштабированием, имеющая возможность для обработки пульсирующего пакетного трафика плюс традиционный узкополосный и широкополосный трафик. Как следующее поколение 10-гигабишых систем SDH, SURPASS hiT 7070 Single Core, работает с TDM и матрицей пакетной коммутации, что является ключевым фактором, отличающим его от существующего оборудования SDHL

Мультиплексирование SDH выполняется согласно стандартам ITU-T. Коммутирующая матрица TDM в SURPASS hiТ 7070 Single Core, разработана в двух уровнях модульности: VC-4 и VC-3/12.hiТ 7070 DC поддерживает полную пропускную способность до 1024х1024 (SС поддерживает 708x708) STM-1 эквивалентов с уровнем модульности НО (старшего разряда) (VC-4) и 16х16 STM-1 (64х64 STM-1) эквивалентов с уровнем модульности LO (младшего разряда) (VC-32 и V03) (по выбору).

Объединив различные матрицы TDM на одной общей платформе, SURPASS hiT 7070 эффективно трансформируется в систему 10 Гбит/сек с масштабируемым уровнем модульности коммутации, переходя от VC-4 сразу к VC-12. SURPASS hiT 7070 SC поддерживает полную пропускную способность до 64х64 STM-1 эквивалентов с уровнем модульности LO (VC-12 и VC-3) и уровнем модульности НО (VC-4). В дополнение к коммутационным матрицам TDM, SURPASS hiT, 7070 Single Core, может также быть оснащен коммутационной матрицей RPR. Эта матрица пакетной коммутации работает в качестве коммутатора уровня 2. Она завершает VC, извлекает кадры Ethernet из VC и затем коммутирует кадры на назначенные порты на адрес Ethernet MAC. Кроме стандарта плат SDH и PDH, SURPASS hiT 7070 также содержит дополнительные интерфейсы, процедуры формирования кадров (Generic Framing Procedure - GFP). По мере роста спроса на транспортировку протоколов передачи данных по телекоммуникационным инфраструктурам общего пользования, возникла идея об инкапсуляции пакетов данных в конверты SDH. К сожалению, многое в технологии пакетной передачи через SDH (PoS) является либо частными разработками, либо неэффективным при обработке пакетов IP пульсирующего характера. Из-за этих свойственных данной технологии недостатков, определен новый родовой стандартизированный механизм формирования кадров для передачи данных. GFP или ITU-T G.7041, был определен ITU и ANSI в качестве родового механизма для адаптации существующих протоколов передачи данных для сетей с выравниванием сдвига байтов, как, например, SDH. GFP поддерживает различные LAN и SAN протоколы, такие как Ethernet, IP, ESCONTM и FICONTM.

Интерфейсы GFP для SURPASS hiT 7070 SC

Основные функции:

неблокирующий уровень коммутационной модульности 160G@VC-4 и 10G@VC-12;

эквиваленты 10ГБ с уровнем коммутационной модульности VC-12, VC-3 или VC-4;

пакетные коммутаторы (Resilient Packet Ring - RPR (Динамическое кольцо), MPLS), для реализации коммутатора L2;

подготовка пакетного трафика для соединения точка - множество точек;

многофункциональная платформа: интерфейсы 2М, 34/45М, 155М, STM-1/4/16, GFP для 10/100ВТ, GbE, SAN (FICON, волоконно-оптический канал) для ядра;

STM-16, GFP для 10GbE; Поддержка каскадированных услуг;

прозрачность SONET (ОС-Зс, ОС-12с, ОС-48с, ОС-192с);

пазнообразие интерфейсов STM-64, включая «цветной WDM» интерфейс для городских WDM и междугородных DWDM;

развитые защитные характеристики (SNCP, MSP, BSHR, Аппаратные средства);

поддержка для низкоприоритетного трафика;

работа с одножильным оптическим кабелем;

решения по обеспечению полок расширения (LambdaShelf, PDH Micro-Shelf, FlexShelf, AmplifierShelf);

лучшее в своем классе ядро TNMS для управления;

взаимоподключение колец для колец на всех портах трафика;

автоматическое отключение лазера, в случае прерывания связи (разрыва волокон) в соответствии с ITU-T G.664 и ITU-T G.958;

автоматическое обнаружение соединения NE и лёгкое оснащение;

широкий диапазон интерфейсов для дополнительных услуг и каналов передачи данных, включая EOW и полную обработку DCC.

Концепция контроля, соответствующая ITU-T рекомендации G.784; интерфейсы для Местного подвижного терминала (F-интерфейс) и TMN (Q- интерфейс).

Широкое использование выделенной интегрированной схемы, что дает возможность создания крайне компактного дизайна с низкими требованиями к мощности и высокой надежностью.

Использование системы

Существует несколько возможностей по развертыванию платформы SURPASS hiT 7070 SC:

оконечный мультиплексор (ТМ)

мультиплексор ввода/вывода (ADM)

кроссовый коммутатор (LXC)

Более того, 7070 SC может также поддерживать эксплуатацию городских WDM, междугородных DWDM так же хорошо, как и работу со скоростью 40 Гбит/сек.

Архитектура реализации контроля

Системный контроль и мониторинг реализуются посредством распределенной архитектуры взаимоподключенных микропроцессоров. Информация об алармах и статусах обрабатывается на каждом блоке независимым микропроцессором «Модулем контроллера платы» (ССМ). Главный контроллер «Системный контроллер и служебный процессор» (SCOH) осуществляют мониторинг и контроль всех компонентов сетевого элемента SURPASS hiT 7070 SC. SCOH связывается с платами трафика через различные внутренние интерфейсы:

- внутренние интерфейсы LAN 100BASE-T, используются для обмена управляющими сообщениями между контроллерами CCM/SCOH;

- внутренняя шина CAN используется для передачи информации SSM между любыми портами трафика и CLU в обоих направлениях;

- внутренняя шина P-CAN используется только для обмена сообщениями защиты;

- шина SCOH используется для передачи DCC и служебных байтов.

Q является интерфейсом ITU-T М3010 с высокоскоростным доступом в Ethernet (10/100BASE-T полный/половинный дуплекс с соединителем RJ-45). SCOH также обеспечивает взаимодействие через интерфейс F с местным подвижным терминалом (LCT).

Для расширения или отладки функций, возможна загрузка программного обеспечения для всех блоков системы. В ходе загрузки трафик не страдает.

Архитектура тактовой синхронизации/синхронизации по времени

В SURPASS hiT SC, SETS расположены на платах выделенного CLU (блока синхронизации). В СС SETS интегрированы в виде модуля, называемого CLUM (модуль блока синхронизации), в плату коммутирующей матрицы SF10G-C. Функциональные возможности CLU и CLUM одинаковые, поэтому одно название CLU используется по всему данному документу. Обеспечиваются следующие источники синхронизации:

- от любого полученного линейного сигнала STM-N или трибутарного сиг-нала STM-N;

от сигналов 2.048 кГц (согласно G.811), полученных в порту интерфейса синхронизации;

дополнительный входной/выходной сигнал при 2048 Кбит/сек, включая обработку SSMB в ТЗ и Т4;

от внутреннего генератора;

Функциональные возможности:

поддержка Байта сообщений о состоянии синхронизации (S1) на любом интерфейсе трафика SDH;

До 8 источников синхронизации (8 от SDH/SONET IF) могут быть сконфигурированы одновременно для внешнего генератора тактовых сигналов Т4 в качестве потенциальных источников тактовой синхронизации для приоритетного списка.

Отдельные приоритетные списки для ТО и Т4.

Два физических выхода сигналов синхронизации по времени (Т4, 2048 кГц, 75 Ом несбалансированный или 120 Ом сбалансированный, без SSM-байта).

Два физических входа сигналов синхронизации по времени (ТЗ, 2048 кГц, 75 Ом несбалансированный или 120 Ом сбалансированный, без SSM-байта).

Дополнительные входы/выходы ТЗ/Т4 при 2048 кбит/сек, включая обработку SSMB.

Дополнительно, Блок синхронизации (CLU) может быть резервирован в SC. Он будет резервироваться автоматически, при оснащении двумя SF10G-C в СС.

Программное обеспечение/Аппаратное обеспечение

Каждая плата имеет встроенный микроконтроллер с целью мониторинга, управления и сохранения информации о статусе. Контроллер запрограммирован при помощи встроенного аппаратного обеспечения, содержащегося на EPROM. Возможность загрузки программного обеспечения предусмотрена для всех блоков. Загрузка обеспечивается через администратора элементов или местный подвижный терминал, для обоих - возможно и дистанционно и локально. Внутренняя база данных о конфигурации системы может быть выгружена и загружена. Она резервирована и устойчива к любым сбоям в плате.

Служебный доступ

SURPASS hiT 7070 SC обеспечивает доступ к служебным байтам в соответствии с ITU-T G.707. Эта возможность реализуется в служебном модуле (OHM), расположенном в SCOH. Возможен служебный доступ ко всем SDH SOH-байтам (STM-N, SOH номер 1).Доступ к РОН байту F2 возможен в точках на концах тракта (на коммутирующей матрице младшего разряда). Это позволяет контролировать удаленное сетевое оконечное оборудование (например, SMAlk или SURPASS hiT 7050) через DCC с байтом F2 с транспортной емкостью 64 кбит/сек. Кроме этого, доступ к такому DCC может быть осуществлен через сторонние сети SDH. Служебный доступ также используется для обработки вспомогательных канатов (AUX) и служебных каналов для инженерных работ (EOW).

Архитектура защиты

Поскольку сегодняшние сети передают все большие объемы важного трафика, вопрос защиты стал более актуальным. Должным образом защищенная сеть гарантирует минимальное время простоя и таким образом обеспечивает максимальную работоспособность услуг. В SURPASS hiT 7070 SC есть три схемы защиты:

- защита трафика SDH;

защита пакетного трафика;

защита оборудования (интерфейсов трафика, коммутирующей матрицы, генератора тактовых сигналов и модуля вентилятора);

Разделы ниже дают технические сведения стандартных схем защиты SDH.

1:1 Линейный MSP

Линейный 1:1 MSP аналогичен 1+1 MSP, за исключением того, что тракт с защитой может использоваться для передачи трафика с низким приоритетом при нормальных рабочих условиях. Рабочий тракт будет использоваться для передачи трафика с высоким приоритетом. Если рабочий тракт выйдет из строя, трафик с низким приоритетом будет прерван, а трафик с высоким приоритетом будет переключен на тракт с защитой.

Следующие интерфейсы трафика поддерживают 1:1 MSP:

- IFS10G STM-64 (1 порт);

IFS10G-M. STM-64 цветной для городских сетей (1 порт);

- IFS10G-L STM-64 цветной для работы с hiT 7500 (1 порт);

IFQ2G5 STM-16 (4 порта);

- IFS2G5 STM-16 (1 порт);

- IFQ622M STM-4 (4 порта);

- IF0155M STM-1 (8 портов);

- IF0155M-E STM-1 (8 электрических портов);

Аналогично 1+1 линейной защите MSP, время переключения для 1:1 MSP составляет также < 50 мс.

:N Линейный MSP

Допустимый диапазон N от 1 до 14. Неиспользуемый порт защиты передает дополнительный трафик. В случае множества сбоев портов, схема приоритетов согласно ITU-T G.841 определяет, который из отказавших рабочих портов будет защищен: для каждого рабочего порта в 1:N линейной группе MSP оператор может конфигурировать высокие и низкие приоритеты.

Следующие интерфейсы поддерживают 1 :N MSP:

- IFQ622M STM-4 (4 порта);

- IF0155M STM-1 (8 портов);

- IF0155M-E STM-1 (8 электрических портов);

Все интерфейсы реализуют 1+1 MSP по портам, что означает, что не все порты на плате должны участвовать в схеме защиты, рисунок 3.6.

1 +1 Защита подсетевых соединений (SNCP)

SNCP реализуется непосредственно на коммутирующей матрице. На головном узле, рабочий сигнал и сигнал с защитой передаются одновременно на конечный участок. Коммутирующая матрица на конечном участке выбирает любой из сигналов. В SURPASS hiT 7070, 1+1 SNCP может быть определена как (I) SNCP старшего разряда; (II) SNCP младшего разряда, НО SNCP реализуется и SF160G, в то время как LO SNCP реализуется в SF10G. НО и LO SNCP обрабатываются независимо. Таким образом, мы можем получить НО и LO SNCP работающие одновременно. Выполнение 1+1 SNCP в SURPASS hiT 7070 производится в соответствии с ITU-T G.783. Она работает в однонаправленном режиме и всегда в безвозвратном режиме. Время защитного переключения составляет < 50 мс.

-волоконный MS-SPRing (BSHR-2) для STM-I6/-64/-256

Реализация 2-волоконной BSHR в SURPASS hiT 7070 SC поддерживает, как минимум 3 NE, а максимум - 16 NE. Множество 2-волоконных BSHR могут поддерживаться SURPASS hiT 7070 SC при скорости передачи данных 10 Гбит/c и 2.5 Гбит/c. В 2-волоконной BSHR половина полной кольцевой емкости всегда зарезервирована для защиты. Если происходит разрыв волокна, трафик перемаршрутизируется в обратном направлении через тракт с защитой, образно на оконечное оборудование. В SURPASS hiT 7070 SC, BSHR всегда находится в режиме работы с возвратом. Время ожидания восстановления может быть сконфигурировано от 1 до 12 минут с шагом в 1 минуту.

Следующие состояния автоматически приводят к защитному переключению:

- отказ сигнала - кольцо;

- ухудшение сигнала - кольцо;

- отказ платы;

Кроме того, оператор может также выдать внешний запрос на защитное переключение через LCT/NCT. Следующие запросы на переключение могут быть выданы через LCT:

Локаут рабочих каналов;

- принудительное переключение - кольцо;

- ручное переключение - кольцо;

- система тестирования - кольцо;

- защитное переключение контролируется с использованием байтов К1 и К2, как рекомендовано ITU-T G.841. Время переключения всегда составляет < 50 мс.

-волоконный MS-SPRing (BSHR-4) для STM-16/-64 (hiT 7070 SC)

-волоконный BSHR поддерживает, как минимум 3 NE и максимум 16 NE. Подобно 2-волоконному BSHR, 4-волоконный BSHR:

- работает в безвозвратном режиме со временем ожидания восстановления, конфигурируемым оператором;

- защитное переключение контролируется с использованием байтов К1 и К2, как рекомендовано ITU-T G. 841;

время переключения < 50 мс;

Кроме этого, схемы бесшумной настройки могут быть сконфигурированы оператором с целью избежания неправильных соединений в случае многократных отказов на определенном отрезке. Схема бесшумной настройки аналогична кольцевой карте, которая состоит из списка всех узлов ID на кольце. Она используется для того, чтобы гарантировать, что весь трафик исходит и заканчивается на нужном узле. В частности, 4-портовый интерфейс STM-16 реализует BSHR-4 по портам, это значит, что не все порты на плате должны участвовать в схеме защиты.

Ключевые характеристики плат SURPASS hiT 7070 Single Core

.3.1 SURPASS hiT 7070 Core поддерживает максимальную коммутационную емкость в 10 Гбит/сек. при уровне модульности VC-4, VC-3 и VC- 12.

Рисунок2.4 - Конструкция однополочного мультиплексора SURPASS hiT 7070

NEAP - панель сигнализации сетевых элементов.

IF2M (W) - слоты для рабочих карт 63×2 Мбит/с.

IF2M (P) - слоты для карт защиты 63×2 Мбит/с.

LSU Slot - слоты для блоков линейных переключений (8шт.).

CLU Slot - слоты для блоков генератора тактовой частоты (2шт.).

E-Core - слоты для блоков кросс-коннектора низкого порядка (SF2G5, уровень VС-4/VС-12).

Traffic Slot - 9 слотов для установки одной из карт :

IFS10G - 1×10 Гбит/с SDH card (STM-64);G5 - 4×2,5 Гбит/с SDH card (STM-16);G5 -14×2,5 Гбит/с SDH card (STM-16);M - 4×622 Мбит/с SDH card (STM-4);M - 8×155 Мбит/с SDH card (STM-1);- 4×Gigabit Ethernet card (1000Base-Sx/Lx);E - 4×Gigabit Ethernet card (1000Base-T);E - 8×Electrical Ethernet card (10/100BaseT). Slot- слоты для блоков кросс-коннектора высокого порядка

SCOH Slot - слот для блока центрального контроллера.

COPA - панель для коннекторов.

Электропитание: входное постоянное напряжение -48В или -60В.

Все компоненты, которые могут входить в состав оборудования мультиплексора поделены на 3 группы:

конструктив (Hardwave);

защитные переключения (APS SW);

управление (TNMS СT LCT/NCT).

Функции некоторых компонентов представлены в таблице 5.1.

Таблица 2.1. - Назначение элементов аппаратуры SURPASS hiT 7070

Краткое обозначение		Описание	Функции
IFS40G-MX		Мультиплексор/ демультиплексор 4×10Гбит/с, 40Гбит/с (оптическ.)	Модуляция/демодуляция четырех отдельных волн λ_iдля режима с WDM
IFS10G		SDH плата 1×10 Гбит/с (STM-64, оптическ.)	Доступ и обработка оптических сигналов STM-64
ISF10G-M		Плата SDH/OTH уровня OUT 1×10 Гбит/с (STM-64/OTU2, оптическ.), для Metro WDM	Доступ и обработка оптических сигналов оптического транспортного блока OTH
IFQ2G5		SDH плата 4×2,5 Гбит/с (STM-16, оптическ.)	Доступ и обработка цифровых сигналов 4×STM-16
IFS2G5		SDH плата 1×2,5 Гбит/с (STM-16, оптическ.)	Доступ и обработка цифровых сигналов 1×STM-16
IFS2G5В		SDH плата 1×2,5 Гбит/с (STM-16, оптическ.), SFP	Доступ и обработка цифровых сигналов 1×STM-16
IFQ622M		SDH-плата 4×622Мбит/с (STM-4, оптическ.)	Доступ и обработка цифровых сигналов 4×STM-4
IFQGBE		Плата 4×Gigabit Ethernet (1000Base-SX/LX)	Доступ и обработка данных сети Ethernet 1000Мбит/с четырех интерфейсов 4×GBE
IFOFES-E	Плата электрических интерфейсы 8×Ethernet (10/100Base-T)		Доступ и обработка данных сети Ethernet 10 или 100Мбит/с для 8 интерфейсов Ethernet, преобразует Ethernet-сигналы в поток SDH: VC-3 или VC-12
IF2M	Электрические интерфейсы 63×2Мбит/с (только для одиночного подстатива)		Доступ и обработка данных плезиохронной передачи потоков Е1 (2048 кбит/с)
LSU	Блок подключения и резервирования линий (только дляодиночного подстатива)		Защитные переключения
SF160G	Кроссовый коммутатор трактов высокого порядка VС-4		Коммутация трактов высокого порядка с предельной емкостью до 160 Гбит/с
SF2G5	Кроссовый коммутатор трактов низкого порядка VС-3/VC-12		Коммутация трактов высокого порядка с предельной емкостью до 2,5 Гбит/с
PF2G5	Пакетная коммутация в защищаемом кольце RPR со скоростью 2,5Гбит/с при емкости кольца 622Мбит/с		Поддержка функций защищенного пакетного кольца RPR
CLU	Центральный тактовый генератор		Реализует все функции синхронизации оборудования
SCOH	Системный контроллер		Обеспечивает управление и доступ к заголовкам для служебных связей

Электропитание

Входное напряжение DC (согласно ETS 300 132-2): 48 В до 60 В

Диапазон от 40.5 В до 72 В.

Потребление мощности при 60 В, полный комплект SURPASS hiT 7070 SC (Single Core) < 1000 Вт

Вес оборудования

В таблице 2.2 приведён вес оборудования для типичных конфигураций.

Таблица2.2 - Вес оборудования SURPASS hiT 7070 SC

Блок	Вес, кг
Single Core	45 (стандартный), максимальный < 60

Таблица 2.3 - Параметры оптических интерфейсов STM-64

10 Гбит/сек.	I-64	S-64.1	S-64.2b	L-64.2b.
Дальность	2 км.	20 км	40 км.	80 км
	Класс пользователя согласно ITU-T G.691, ITU-T G.692
Скорость передачи	2488320 кбит/сек.
Код	Двоичный без возвращения к нулю, STM-кадр
Передающие характеристики
Типы лазера	Лазерный диод, DFB, 1300 нм		Лазер непрерывного излучения с модулятором	Лазер непрерывного излучения с модулятором и бустером
Диапазон оптических длин волн	1290-1330 нм.		1530-1565 нм.
Коэффициент затухания	≥6 дБ		≥8,2 дБ
Выходная мощность	В точке S в соответствии с ITU-T G.691		В точке S в соответствии с ITU-T G.691
	-6…-1 дБм	1…5 дБм	-1…+2 дБм	+10…+13 дБм
Принимающие характеристики
Тип приёмника	Стандартный PIN-диод
Чувствительность/динамический диапазон	-11…-1 дБ		-14…-1 дБ	-14…-3 дБ
Максимальное значение перегрузки	0		2 дБ
Максимальный коэффициент отражения приёмника	-14 дБ		-27дБ
Допустимый уровень дисперсии	6,6 пс/нм	70 пс/нм	≤800 пс/нм	≤1600 пс/нм
Потеря дисперсии	≤1 дБ		≤2 дБ
Допустимое ослабление в секции	0…4 дБ	6…11 дБ	3…11 дБ	16…22 дБ

2.3.2 Мультиплексор SMA 1/4

На ЦАТС-52, 53, 54, 55; ПСЭ-512, 514, 516, 610 используется синхронный мультиплексор ввода-вывода SMA 1/4 фирмы «Simens».

Одним из уникальных отличий мультиплексоров этого класса является наличие Core-карты. На основе созданной собственной элементной базы (технология ASIC), удалось объединить несколько функциональных модулей в один. Благодаря этому на центральной карте CORE заложена следующая функциональность:

- коммутация каналов (матрица)

- осуществление функции центрального контроля через интерфейс локального терминала (Local Craft Terminal)

- терминирование 32x2 Мбит/с трибутарных интерфейсов (в качестве портов для передачи трафика или резервирования)

- наличие двух посадочных мест для однопортовых модулей STM1 или STM4.

Мультиплексоры SMA серии 4 (SMA l/4c, SMA 1/4, SMA 1/4E) представляют собой компактные полнофункциональные мультиплексоры кросс-коннекта (DXC) с возможностью полной неблокирующей кросс-коммутации на уровне VC-12 и обеспечивают гибкое предоставление услуг. Эти мультиплексоры комплектуются универсальным набором плат с высокой плотностью портов, устанавливаемых в корзины, и являются частью обширного портфеля оборудования SDH фирмы «Siemens».

Конструктивно данное оборудование выполнено в 19 дюймовых каркасах с возможностью установки различных модулей. Модули мультиплексоров одинаковы для каждого мультиплексора данного класса.

В силу своей масштабируемости мультиплексоры позволяют резервировать трибутарные модули, матрицу коммутации и модули электропитания.

Функциональные возможности SMA l/4c, SMA 1/4, SMA 1/4E:

- матрица коммутации эквивалента 32×STM-1 на любом уровне начиная с VC-12 до VC-4.

- возможность ввода и вывода внешней синхронизации 2048 кГц.

- резервирование PDH портов.

- работа сетевых приложений с использованием таких стандартов как Ethernet 10/100, ATM(UNI) 2,34,45,155 Mbit/s, Х.21.

- характерным отличием мультиплексора SMA1/4 является наличие 8-ми универсальных слотов для установки трибутарных или линейных модулей. Таким образом конструкция изделия адаптирована к возможности терминирования как низкоскоростных (до 128 Е1) интерфейсов, так и высокоскоростных (до 16×STM-l + 4×STM-4).

- максимальная эффективность использования мультиплексора достигается при установке его в те места сети, где требуется осуществлять как транзит каналов между кольцами SDH, так и терминировать разные виды стандартов передачи (Е1, ЕЗ, STM-1, STM-4, Ethernet, ATM).

2.3.3 Существующий кабель

ДПЛО16А08-06-2,7-0,6

Кабели этой группы предназначены для использования в магистральных компьютерных сетях в качестве распределительного оптического кабеля для прокладки в кабельной канализации и местах, с опасностью повреждения грызунами. А так же для горнодобывающей промышленности (шахты, рудники, скважины и др.).

Расшифровка маркировки:

Д - тип центрального элемента - диэлектрический;

П - тип внутренней оболочки - полимерная;

Л - тип защитных покровов - с гофрированной стальной лентой;

- количество оптических волокон;

А - тип оптического волокна - одномодовое, с расширенной полосой рабочих длин волн;

- 8 оптических волокон в модуле;

- 6 элементов в повиве сердечника;

2,7 - максимальное растягивающие усилие, долговременное, [кН];

,6 - стойкость к раздавливанию, [кН/см];

Конструкция:

Рисунок 2.6 - Конструкция кабеля ДПЛО16А08-06-2,7-0,6

- Центральный силовой элемент - стеклопластиковый стержень

2 - ПБТ трубка со свободно уложенными оптическими волокнами и гидрофобным гелем.

- Кордель (по заказу 2; 4; 8 медных изолированных жил).

- Гидрофобный межмодульный заполнитель.

5 - Промежуточная ПЭ оболочка.

6 - Водоблокируюшая и стальная гофрированная лента, наложенная про-дольно с перекрытием.

- Наружная черная ПЭ оболочка с маркировкой. Для кабелей ДПН из не распространяющего горение материала.

Параметры ОВ

Оптическое волокно высшей категории качества SM.6/125.04.UV производства фирмы «Fujikura Ltd» (Япония). Коэффициент затухания, дБ/км,

на 1,55 мкм не более 0,22

на 1,31 мкм не более 0,35

Хроматическая дисперсия пс/нм×км

на 1.55 мкм не более 18

на 1.31 мкм не более 3,5

Кабель ОКСТ-10-02-0,22-16-2,7

Кабель предназначен для прокладки в кабельной канализации, в трубах, коллекторах, в блоках, на мостах и в кабельных шахтах.

Расшифровка маркировки

ОКСТМ ОК - оптический кабель, СТ - стальная гофрированная броня;

- тип волокна (SMF);

- центральный силовой элемент - стальной трос;

,22 - затухание на длине волны - 1310 нм;

- число волокон

,7 - допустимое растягивающие усилие

Конструкция:

Рисунок 2.7 - Конструкция кабеля ОКСТ-10-02-0,22-16-2,7

- Центральный силовой элемент - стальной трос;

- Модуль;

3 - Гидрофобный компаунд;

4 - Арамидные нити;

5 - Стальная гофрированная броня;

6 - Защитный шланг;

Оптическое волокно производства фирмы «Fujikura Ltd» (Япония). Параметры аналогичны ОВ кабеля ДПЛ016А08-06-2,7-0,6.

Оптические кроссы

Блоки оборудования световодного подключения (ОСП) предназначены для соединения и коммутации линейного многоволоконного оптического кабеля со станционным оборудованием.

ОCП-E-2U количество подключаемых волокон: 16-32;

Конструкция: 19", 2U.

Рисунок2.8 - Оптический кросс

Особенности и основные функции:

- различные варианты конструктивного исполнения: БНК-4, 19" по МЭК 297, настенные;

- разделка кабеля от 16 до 32 волокон;

- комплектование вспомогательными устройствами: розетки оптических соединителей, оптические аттенюаторы, комплекты деталей для защиты (КДЗС), вилки оптических соединителей, полувилки (pigtails), сплайс-пластины и др.;

наличие комплекта ЗИП-ЗЗ обеспечивает разъемное соединение с одномо-довым кабелем.

Содержит розетки аттенюаторы, патч-корды типа FC.

.3.4 Стойки для распределительных устройств 19/42U

Стойки телекоммуникационные предназначены для открытого размещения оптического и электротехнического оборудования систем передачи информации. Стойки выполнены в системе несущих конструкций серии 482,6 мм, 19-дюймовые конструктивы и предназначены для эксплуатации в закрытых помещениях как офисного, так и промышленного типа. Конструктивно стойка представляет собой полностью разборную конструкцию. Каркас скреплен винтами, имеющий проводящий контакт. В основании стойки имеются четыре винтовые опоры для компенсации неровностей пола. Двухрамные стойки имеют возможность установки полки глубиной от 455 мм. до 750 мм. Стойки поставляются в разобранном виде. Материал - прокат из листовой стали. Покрытие - порошковая полиэфирная композиция. На сети г. Ангарска применяются стойки типа 19/42U двухрамные.

3. Задачи реконструкции

Реконструкция сети связана с ростом потребности в подключение городских номеров. Также это связано с ростом потребности в услугах передача данных, выход в интернет, хостинг и др.

По заданию необходимо:

- добавить в существующее кольцо SDH7 ЦАТС-54 и ПСЭ-610, на данный момент в кольца включены следующие узлы ЦАТС-56, ПСЭ- 516, ЦАТС-55;

- произвести расчет интенсивности нагрузки от всех ЦАТС, поскольку в предоставленных данных не сообщается количество потоков Е1 от узлов сети;

- в связи с растущей потребностью в услугах передачи данных в каждом узле сети обеспечить доступ к 100 Мбит/с и Гбит/c потокам Ethernet в зависимости от количества номеров на АТС;

- разработать схему организации синхронизации и управления сетью;

- рассчитать основные экономические показатели для данного проекта.

Выбор топологии сети, трассы прокладки

Свой выбор в топологии сети я останавливаю на кольцевой структуре, состоящей из двух колец SDH, поскольку для «закольцовки» двух узлов сети (ЦАТС-54 и ПСЭ-610) есть, по моему мнению, единственное и очень выгодное решение, заключающиеся в прокладке оптического кабеля в существующей кабельной канализации между данными уздами протяжённостью 2069 км. В данном случае отсутствуют затраты на строительство новой кабельной канализации и трудности связанные с различными согласованиями и проектными решениями. Схема реконструированной сети с привязкой к местности представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1- Схема существующей сети после реконструкции

4. Расчёт интенсивности нагрузки от АТС

.1 Расчёт местной исходящей нагрузки

Таблица 4.1 - Распределение телефонной ёмкости на сети

Тип АТС	Ёмкость	Категория абонентов
		Кварт. 70%	Н/х 29,5%	Картофон 0,5%	КПП
ЦАТС-516	10000	7000	2950	50	8
ЦАТС-55	24000	16800	7080	120	18
ЦАТС-54	19000	13300	5605	95	14
ЦАТС-610	2000	1400	590	10	3
ЦАТС-56	24000	16800	7080	120	18
ЦАТС-512	5000	3500	1475	25	50
ЦАТС-52	12000	8400	3540	60	10
ЦАТС-53	14000	9800	4130	70	12
ЦАТС-514	5000	1475	25	50

Исходящая местная нагрузка в Эрл, рассчитывается по формуле:

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

j=l - 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;

i - 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. АТС и ДШАТС обслуживают только абонентов, имеющих ТА с дисковым набором номера, поэтому для них формула (4.1) примет вид:

где - коэффициент, характеризующий долю вызовов, которые не окончились разговором. Коэффициент d, является функцией от длительности разговоров и Р_р.

р_р=0,5- 0,6, коэффициент, определяющий долю вызовов, окончившихся

разговором;

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

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

- средняя нагрузка, поступающая от абонентов i-ой категории в час наибольшей нагрузки;

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

где t_pc=0,l с - время реакции системы коммутации, определенное как промежуток времени от момента посылки абонентом сигнала "занятия" на станцию до момента получения сигнала "ответ станции";

= З с - среднее время слушания сигнала "ответ станции"; - среднее время передачи одного знака номера при использовании ТА j-ro типа;

=0,8 с, =1,5 с;

n - число знаков в абонентском номере (n=6):

=2 с - среднее время установления соединения. Следует отметить, что при использовании системы сигнализации ОКС №7 время составляет не более нескольких сотен мс. Если используется код 2 из 6 , то время зависит от количества знаков номера абонента и вида связи (входящая или исходящая). При этом может составлять от 0,9 с до 2,4 с.

=7-8 с - среднее время выдачи сигналов «посылки вызова» и « контроля посылки вызова»;

=l с - среднее время освобождения. Параметры и зависят:

- от доли состоявшихся разговоров;

от доли квартирных абонентов в общей емкости сети;

от количества жителей;

- от категории абонента.

В таблице 4.2 приведены значения параметров нагрузки для абонентов различных категорий.

Таблица 42 - Параметры нагрузки и

Доля абонентов квартирного сектора на сети	Квартирный сектор		Народнохозяйственный сектор		Таксофоны
	Выз/ч	с	, Выз/ч	с	Выз/ч	с
До 65% абонентовов квартирного сектора	1,1	110	3,6	8,5	10	110
Свыше 65% абонентовов квартирного сектора	1,2	140	2,7	90	10	140

При Р_р=0,5 и количестве жителей города свыше 300000 в таблице 5.3 приведены значения в зависимости от при Р_р=0,5.

Таблица 4.3- Зависимость от при Р_р=0,5

	80	85	90	110	140
	1,24	1,23	1,22	1,185	1,16

Среднее время занятия телефонного тракта для абонента i-ой категории в секундах, имеющего телефонный аппарат j-ro типа при состоявшемся разговоре, находим по формуле [10]:

Телефонные аппараты с тастатурным номеронабирателем:

;

Телефонные аппараты с дисковым номеронабирателем:

;

Исходящую местную нагрузку рассчитаем для цифровой АТС-610 имеющую емкость 2000 номеров:

(90%),

( 4.5)

74,220 Эрл.

Исходящую местную нагрузку для цифровой АТС-512; 514, имеющих емкость по 5000 номеров, для ЦАТС-516, емкостью 10000 номеров, для ЦАТС-52, емкостью 12000 номеров, для ЦАТС-53, емкостью 14000 номеров, для ЦАТС-54, емкостью 19000 номеров, для ЦАТС-55; 56, емкостью по 24000 номеров, рассчитаем как и предыдущую ЦАТС по формуле (4.5).

ПСЭ-512, ПСЭ-514, емкость 5000 номеров:

(90%),

Эрл.

ПСЭ-516; емкость 10000 номеров:

(90%),

Эрл.

ПСЭ-52; емкость 12000 номеров:

(90%),

445,279 Эрл.

ЦАТС-53; емкость 14000 номеров:

(90%),

Эрл.

ЦАТС-54; емкость 19000 номеров:

(90%),

Эрл.

ЦАТС-55, ЦАТС-56; емкость 24000 номеров:

(90%),

Эрл.

.2 Расчёт нагрузки на коммутационном поле

Нагрузка на выходе КП создается с момента начала процесса установления соединения. Это значит, что при расчёте не учитывается время слушания абонентом сигнала «ответ станции» и время набора номера. В связи с этим нагрузка, создаваемая на выходе КП меньше нагрузки, создаваемой на его входе.

Расчет интенсивности нагрузки на выходе КП для цифровых АТС производится по формуле:

- коэффициент, учитывающий снижение нагрузки на выходе КП для i-ой станции.

=3 с - среднее время слушания сигнала «ответ станции»;

=0,6 с - это время работы маркера I ГИ;

- среднее время набора номера абонентами i-ой станции в секунду [10];

- среднее время занятия входа КП при обслуживании одного вызова для i-ой станции в секундах. Находится по формуле:

Подставим данные в формулы (4.5), (4.6), (4.7), (4.8) и произведем расчет интенсивности нагрузки на выходе КП для цифровой АТС-610, имеющей емкость 2000 номеров;

Расчет интенсивности нагрузки на выходе КП для цифровых АТС - 512, 514, емкость 5000 номеров, произведем аналогично по формулам (4.5), (4.6), (4.7), (4.8).

ПСЭ-516; емкость 10000 номеров:

ПСЭ-52; емкость 12000 номеров:

ПСЭ-53; емкость 14000 номеров:

ПСЭ-54; емкость 19000 номеров:

ЦАТС-55, ЦАТС-56; емкость 24000 номеров:

.3 Расчет нагрузки к узлу спецслужб (УСС)

Доля интенсивности нагрузки к УСС от местной исходящей нагрузки КП составляет 3%. Тогда рассчитываем по формуле:

;

ПСЭ-610:

Расчет для остальных ЦАТС производится аналогично, результаты сведены в таблицу 4.5.

.4 Расчет междугородней нагрузки

Расчет междугородней нагрузки предполагает определение нагрузки, поступающей от АТС к АМТС по ЗСЛ (заказно-соединительная линия) .

Расчет интенсивности исходящей междугородней нагрузки определяем по формуле:

, Эрл (5.10)

где - исходящая нагрузка, создаваемая кабинами переговорных пунктов:

(4.11)

где =0,45 Эрл - удельная нагрузка от одной кабины ПП;

- удельная нагрузка от одного источника на ЗСЛ;

- нагрузка, создаваемая междугородними телефонами-автоматами:

Эрл (4.12)

где =(0,42-0,65) Эрл - удельная нагрузка от одного МТА.

Междугородняя нагрузка включает в себя междугородную нагрузку в пределах зоны и между различными зонами сети, а также международную нагрузку.

Расчет интенсивности входящей междугородной нагрузки определим по формуле [10]:

(4.13)

Значения и берутся из таблицы 4.4

Таблица 4.4 - Нагрузка на ЗСЛ и СЛМ

Численность населения города	Средняя нагрузка на одного абонента по исходящим (ЗСЛ) и входящим (СЛМ)междугородним линиям, Эрл
	ЗСЛ	СЛМ
До 20000 человек	0,0025	0,0020
20 - 100 тыс. человек	0,0025	0,0020
100 - 500 тыс. человек	0,0020	0,0015
500 тыс. - 1 млн человек	0,0015	0,0010

Примечание. 1. Среднее время занятия ЗСЛ - 150 с.

. Среднее время занятия СЛМ - 126 с.

Подставим значения в формулы (4.10), (4.11), (4.12), (4.13) и произведем расчет.

ПСЭ - 610:

Расчет для остальных ЦАТС производится аналогично, результаты сведены в таблицу 4.5.

Таблица 4.5 - Значения интенсивности нагрузки на сети

Наименование АТС	А_исх.м.,Эрл	А_выхкп.,Эрл	А_усс.,Эрл	А_зсл.,Эрл	А_слм.,Эрл	А_мта.,Эрл	А_{кпп.исх.,}Эрл
ПСЭ - 610	74,22	66,501	1,995	8,855	3,66	4,2	0,675
ПСЭ - 512; 514	184,666	165,331	4,96	31,7	18,713	10,5	11,25
ПСЭ - 516	371,574	333,042	9,991	42,7	21	16,725	1,8
ПСЭ - 52	445,279	399,059	11,972	51,33	20,16	25,2	2,25
ПСЭ - 53	519,505	465,58	13,967	59,96	23,595	29,4	2,7
ПСЭ - 54	705,027	631,845	18,955	80,86	31,508	39,9	3,15
ПСЭ - 55; 56	890,55	798,111	23,943	102,21	39,87	50,04	4,05

4.5 Расчет межстанционной нагрузки

В предыдущих разделах приведен расчет местной исходящей нагрузки на выходе коммутационного поля А_выхкпп, а также нагрузку к узлу спецслужб А_усс для каждой РАТС сети города. Определим значения нагрузки от каждой станции ГТС, подлежащей распределению на местной сети.

Обозначим эту нагрузку для i-ой РАТС через А_i, i=1, m (m - число РАТС местной сети) [10], тогда:

(4.14)

А₆₁₀=66,501 - 1,995=64,506 Эрл

. Для каждой РАТС определим коэффициент по формуле:

(4.15)

характеризует долю исходящей нагрузки для i-ой РАТС сети к суммарной исходящей нагрузке всех РАТС города, выраженной в процентах.

. Рассчитав коэффициент по таблице 5.6 определим значения коэффициента внутристанционного тяготения К_i(i=1, m) для каждой станции ГТС.

Таблица 4.6 - Нормы нагрузки по различным направлениям на ГТС.

, %	К_i,%	, %	К_i,%	, %	К_i,%
2,5	19,2	7,0	22,6	13,0	31,5
3,0	19,4	8,0	24,2	14,0	32,9
3,5	19,7	8,5	25,1	15,0	33,3
4,0	20,0	9,0	25,8	20,0	38,5
4,5	20,2	9,5	26,4	25,0	42,4
5,0	20,4	10,1	27,4	30,0	46,0
5,5	20,7	10,2	27,6	35,0	50,4
6,0	21,0	11,0	28,3	40,0
6,5	21,7	12,0	30,0	45,0	58,2

. Определим значения нагрузки А_i_расп, которая распределяется между другими станциями по сети по формуле:

(4.16)

4. Распределение нагрузки от выбранной станции А_i_расп к другим станциям сети осуществляется пропорционально распределяемой нагрузке от каждой станции ГТС (А_i_расп). Для расчета воспользуемся формулой:

Эрл (4.17) где - межстанционная нагрузка от i-ой станции к j-ой станции ГТС,

- значения распределяемой на сети нагрузки соответственно для i-ой и j-ой станции.

Результаты расчетов для всех АТС сведем в таблицу 4.7.

Таблица 4.7 - Результаты распределения нагрузки на сети

№ АТС		ПСЭ 610 Эрл		ПСЭ 512 Эрл		ПСЭ 514 Эрл		ПСЭ 516 Эрл		ПСЭ 52 Эрл		ЦАТС 53 Эрл		ЦАТС 54 Эрл		ЦАТС 55 Эрл		ЦАТС 56 Эрл
ПСЭ 610 Эрл		-		1,769		1,769		3,345		3,994		4,505		5,825		6,785		6,785
ПСЭ 512 Эрл		1,769		-		4,433		8,382		10,008		11,289		14,599		17,003		17,003
ПСЭ 514 Эрл		1,769		4,433		-		8,382		10,008		11,289		14,599		17,003		17,003
ПСЭ 516 Эрл		3,345		8,382		8,382		-		19,525		22,025		28,481		33,171		33,171
	№ АТС		ПСЭ 610 Эрл		ПСЭ 512 Эрл		ПСЭ 514 Эрл		ПСЭ 516 Эрл		ПСЭ 52 Эрл		ЦАТС 53 Эрл		ЦАТС 54 Эрл		ЦАТС 55 Эрл		ЦАТС 56 Эрл
	ПСЭ 52 Эрл		3,994		10,008		10,008		19,525		-		26,648		34,459		40,134		40,134
	ЦАТС 53 Эрл		4,505		11,289		11,289		22,025		26,648		-		39,282		45,751		45,751
	ЦАТС 54 Эрл		5,852		14,599		14,599		28,481		34,459		39,282		-		60,824		60,824
	ЦАТС 55 Эрл		6,785		17,003		17,003		33,171		40,134		45,751		60,824		-		72,315
	ЦАТС 56 Эрл		6,785		17,003		17,003		33,171		40,134		45,751		60,824		72,315		-
	УСС Эрл		1,995		4,96		4,96		9,991		11,972		13,967		18,955		23,943		23,943
	ЗСЛ Эрл		8,855		31,7		31,7		42,7		51,33		59,96		80,86		102,21		102,21
	СЛМ Эрл		3,66		18,713		18,713		16,725		20,16		23,595		31,508		39,87		39,87

.6 Расчет емкости пучков соединительных линий

Среднее значение нагрузки на различных направлениях, представленные в таблице 4.7 необходимо пересчитать в расчетные значения по формуле:

, где (4.18)

А_i- распределение нагрузки между станциями, данные взяты из таблицы 5.7.

Для ПСЭ-610 и ПСЭ-512:

;

Расчет для остальных ЦАТС производится аналогично. Результаты расчетов сведем в таблицу 4.8.

Таблица 4.8 - Значение нагрузки на различных направлениях сети

№ АТС	ПСЭ 610 Эрл	ПСЭ 512 Эрл	ПСЭ 514 Эрл	ПСЭ 516 Эрл	ПСЭ 52 Эрл	ЦАТС 53 Эрл	ЦАТС 54 Эрл	ЦАТС 55 Эрл	ЦАТС 56 Эрл
ПСЭ 610 Эрл	-	4,198	4,198	7,641	9,048	10,151	12,985	15,145	15,145
ПСЭ 512 Эрл	4,198	-	9,995	18,454	21,913	24,663	31,641	36,717	36,717
ПСЭ 514 Эрл	4,198	9,995	-	18,454	21,913	24,663	31,641	36,717	36,717
ПСЭ 516 Эрл	7,641	18,454	7,641	-	42,34	47,297	60,86	70,694	70,694
ПСЭ 52 Эрл	9,048	21,913	9,048	42,34	-	57,012	73,393	85,274	85,274
ЦАТС 53 Эрл	10,151	24,663	10,151	47,297	57,012	-	83,491	97,021	97,021
ЦАТС 54 Эрл	12,985	31,641	12,985	60,86	73,393	83,491	-	128,498	128,498
ЦАТС 55 Эрл	15,145	36,717	15,145	70,694	85,274	97,021	128,498	-	152,357
ЦАТС 56 Эрл	15,145	36,717	15,145	70,694	85,274	97,021	128,498	152,357	-
УСС Эрл	2,464	5,599	5,599	10,986	13,092	15,208	20,482	25,737	25,737
ЗСЛ Эрл	9,984	33,89	33,89	45,419	54,415	63,463	85,264	107,5	107,5
СЛМ Эрл	4,325	20.226	20.226	18,127	21,753	25,371	33,688	42,455	42,455

При расчете емкости пучка соединительных линий (каналов) используем формулу О’Дейла:

(4.19)

где - расчетная нагрузка в направлении от i-ой станции к j-ой станции, значения берем из таблицы 4.8.

α и β - коэффициенты: α=1,7; β=3,3.

Подставив цифровые данные в формулу 4.19, произведем расчет числа СЛ между АТС.

Для ПСЭ-610 и ПСЭ-512:

Расчет количества СЛ для остальных ЦАТС производится аналогично. Результаты расчетов сведены в таблицу 4.9.

Таблица 4.9 - Количество соединительных линий между АТС

№ АТС	ПСЭ 610 Эрл	ПСЭ 512 Эрл	ПСЭ 514 Эрл	ПСЭ 516 Эрл	ПСЭ 52 Эрл	ЦАТС 53 Эрл	ЦАТС 54 Эрл	ЦАТС 55 Эрл	ЦАТС 56 Эрл
ПСЭ 610 Эрл	-	11	11	17	19	21	26	30	30
ПСЭ 512 Эрл	11	-	21	35	41	46	58	66	66
ПСЭ 514 Эрл	11	21	-	35	41	46	58	66	66
ПСЭ 516 Эрл	17	35	35	-	76	84	107	124
ПСЭ 52 Эрл	19	41	41	76	-	101	129	149	149
ЦАТС 53 Эрл	21	46	46	84	101	-	146	169	169
ЦАТС 54 Эрл	26	58	58	107	129	146	-	222	222
ЦАТС 55 Эрл	30	66	66	124	149	169	222	-	263
ЦАТС 56 Эрл	30	66	66	124	149	169	222	263	-
УСС Эрл	8	13	13	22	26	30	39	46	46
ЗСЛ Эрл	21	61	61	81	96	112	149	187	187
СЛМ Эрл	11	38	38	35	41	47	61	76	76

4.7 Расчет количества потоков Е1 для ГТС

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

(4.20)

где - требуемое число цифровых потоков Е1 от i-ой станции к j-ой;

- число соединительных линий (каналов) между i-ой и j-ой станциями. Используем результаты расчетов числа СЛ из таблицы 5.9.

- знак целой части числа [10].

Подставив данные в формулу 4.20, рассчитаем количество потоков Е1 на сети на примере ПСЭ-610 и ПСЭ-512:

;

Расчет количества потоков для других ЦАТС производится аналогично. Результаты расчетов сведены в таблицу 4.10.

Таблица 4.10 - Количество потоков Е1 между станциями сети

№ АТС	ПСЭ 610 Эрл	ПСЭ 512 Эрл	ПСЭ 514 Эрл	ПСЭ 516 Эрл	ПСЭ 52 Эрл	ЦАТС 53 Эрл	ЦАТС 54 Эрл	ЦАТС 55 Эрл	ЦАТС 56 Эрл
ПСЭ 610 Эрл	-	1	1	1	1	1	1	1	1
ПСЭ 512 Эрл	1	-	1	2	2	2	2	3	3
ПСЭ 514 Эрл	1	1	-	2	2	2	2	3	3
ПСЭ 516 Эрл	1	2	2	-	3	3	4	5	5
ПСЭ 52 Эрл	1	2	2	3	-	4	5	5	5
ЦАТС 53 Эрл	1	2	2	3	4	-	5	6	6
ЦАТС 54 Эрл	1	2	2	4	5	5	-	8	8
ЦАТС 55 Эрл	1	3	3	5	5	6	8	-	9
ЦАТС 56 Эрл	1	3	3	5	5	6	8	9	-
УСС Эрл	1	1	1	1	1	1	2	2	2
ЗСЛ Эрл	1	3	3	3	4	4	5	7	7
СЛМ Эрл	1	2	2	2	2	2	3	3	3
∑	12	22	22	31	34	36	45	52	52

Также помимо каналов телефонии на ЦАТС-512,514 необходимо организовать доступ к четырём 100Мбит/с потокам Ethernet, на ЦАТС-610 - к трём 100Мбит/с потокам Ethernet, на ЦАТС-516, 52, 53 - к одному потоку Gigabit Ethernet, на ЦАТС-54, 55, 56 - к двум потокам Gigabit Ethernet.

Так как в системе SDH нагрузка считается в VC-n, то произведем перевод рассчитанной нами нагрузки:

Е1 (2 Мбит/с) = VC-12,

Е3 (34 Мбит/с) = VC-3 = 21VC-12,

Е4 (140 Мбит/с) = VC-4 = 64 VC-12,

Fast Ethernet = VC-3-2v = 42 VC-12,Ethernet = VC-4-7v = 441 VC-12.

Таким образом, эквивалентное число потоков Е1 для всех ЦАТС с учетом дополнительной нагрузки сведем в таблицу 4.11.

Таблица 4.11 - Количество потоков Е1 между станциями сети с учетом дополнительной наргузки

Наименование АТС	ПСЭ 610	ПСЭ 512	ПСЭ 514	ПСЭ 516	ПСЭ 52	ЦАТС 53	ЦАТС 54	ЦАТС 55	ЦАТС 56
Количество потоков Е1	138	190	190	472	475	477	927	934	934

На проектируемой сети будет реализован метод защиты SNCP. Следовательно, с учетом основного и резервного направления, на каждом участке сети будет присутствовать нагрузка всех направлений.

Отсюда общая емкость тракта сети для реконструируемого участка ПСЭ-610; ЦАТС-56; ПСЭ-516; ЦАТС-55; ЦАТС-54:

138(VC-12)+934(VC-12)+472(VC-12)+934(VC-12)+927(VC-12)= =3405(VC-12)

Для участка ПСЭ-512; ПСЭ-52; ЦАТС-53; ПСЭ-514; ЦАТС-56:

(VC-12)+475(VC-12)+477(VC-12)+190(VC-12)+934(VС-12)= =2266(VC-12).

При такой нагрузке, на обоих участках, целесообразно использовать уровень STM-64, обеспечивающий транспортировку до 4032Е1.

Примечание: Каналы для сотовых операторов, не включены в оптическую городскую телефонную сеть. Эти операторы подключены непосредственно к AM ТС (ЦАТС-56). Поэтому расчет этих каналов для оптической городской телефонной сети не производим.

5. Выбор оборудования и элементов инфраструктуры

В данном проекте, в связи с увеличившейся нагрузкой на сети и повышением уровня передачи до STM-64, для замены действующих мультиплексоров SMA-1/4 уровня STM-4, в качестве фирмы производителя оборудования была выбрана фирма Alcatel по следующим причинам. Компания «Сибирьтелеком», нынешняя «Ростелеком», занимающаяся эксплуатацией ГТС, при реконструкциях и новых строительствах участков SDH ГТС, в основном применят оборудование фирмы Alcatel, следовательно, имеется накопленный опыт. Но, поскольку, сеть SDH Ангарска построена на оборудовании фирмы Siemens, и при реконструкции на ЦАТС-56 я оставляю мультисервисную платформу SURPASS hiT 7070, возникнут проблемы совместимости оборудования разных производителей. Решение полной совместимости будет реализовано за счет использования открытых интерфейсв COBRA, на основе которых осуществляется полная интеграция обеих сторон [20]. Системы управления как Siemens, так и Alcatel поддерживают данный стандарт.

На всех узлах сети, кроме ЦАТС-56, я буду применять мультиплексоры серии 1660 SM, поскольку уровень передачи на сети, как упоминалось выше, возрос до STM-64.

.1 Техническое описание оборудования 1660 SM

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

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 набор методов защиты сети: защита линейной мультиплексорной секции (MSP), защити трактов при 100% дублировании их в подсетях (SNCP), защита мультиплексорам секций за счет использования общей резервной распределенной емкости в сети с кольцевой конфигурацией (MS-SPRing). По желанию заказчики 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 па каждой плате, Следует отметить, что этим не исчерпываются все достоинства оборудования: при разработке Alcatel OPTINEX™ 1660 SM 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.

Кроме небольшого количества общих блоков, Alcatel OPTINEX™ 1660 SM имеет 16 установочных мест, предназначенных для линейных и компонентных портов, что обеспечивает полную универсальность. Система может быть сконфигурирована, например, в виде устройства кроссового переключения 64×64 STM-1 или в качестве сетевого узла для кольца уровня STM-16 с возможностью ввода/вывода 756×2 Мбит/c на одной стойке при установке двух 1660 SM, Несколько колец SNCP (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

В будущем в транспортных сетях преимущественно будет передаваться поток данных.

В Alcatel OPTINEX™ 1660 SM интегрированы функции коммутации ATM 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.

Развитие реальных сетей часто требует совместимости нескольких различных систем и стандартов. В этом аспекте Alcatel ОРТINEX™ 1660 SM значительно упрощает поставленную задачу. В данном оборудовании обеспечивается:

- взаимное преобразование AU3/TU3 для систем SDH/SONET;

- использование оптических интерфейсов STM-I6 с нормированной длиной волны;

- оптическою излучения ("coloured") для взаимодействия с оборудованием DWDM без промежуточных адаптеров длин волн;

объединение полетных нагрузок смежных виртуальных контейнеров VC-4 concatenation) для обеспечения сквозных соединений большой пропускной способности, необходимых для передачи данных IP & ATM,

использование для менеджмента интерфейсов стандарта Q3 информационной модели ETSI / ITU-T.

При разработке новой системы нельзя не принимать во внимание вопросы эксплуатации и обслуживания, особенно в части общего упрощения работы с оборудованием. Alcatel OPTINEX™ 1660 SM имеет централизованную архитектуру контроля и управления, которая ограничена наличием процессоров и программного обеспечения только в центральных блоках. Порты компонентных и линейных сигналов не имеют встроенных процессоров, и поэтому их можно переустанавливать с одной единицы оборудования на другую или брать со склада, не беспокоясь о версии программного обеспечения. Нагрузка программного обеспечения может быть осуществлена для Alcatel OPTINEX™ 1660 SM местно или дистанционно, так как для этого требуется минимальный набор сменных блоков и элементов аппаратного обеспечения, общих для всего оборудования семейства Alcatel OPTINEX™ 1660 SM.

Синхронизация:

внутренний источник синхронизации ±4,6 ppm;

уход в режиме удержания ±0,37 ppm в день;

внешние источники синхронизации: порты SТM-n, порты 2 Мбит/с;

внешние порты ввода/вывода (I/O) 2 МГц и 2 Мбит/c;

алгоритмы приоритета и качества синхронизации (SSM).

возможность организации шлейфов по линейным участкам и трактам (VC)

Рисунок 5.2 - Вид мультиплексора 1660 SM спереди

Основные компоненты оборудования

EQUICO - это блок выполняет функции:

контроллера оборудования;

F-интерфейса для локального терминала;

соединение операционной системы посредством различных интерфейсов;

MATRIX, функции:

матрица соединения HPC;

функции синхронизации;

функции контроллера;

CONGI, функции:

обеспечение электропитания;

QB3-интерфейс;

аварийная сигнализация;

ACCESS CARD - физические интерфейсы различных типов сигналов;

PORT CARD - гнезда для плат, обеспечивающие SDH обработку различных сигналов;

PORT ENHANCED - слот для размещения агрегатных плат;

SERVICE, функции:

служебного канала;

ввод/вывод 2 Мбит/с потока;

PORT CARD:

63×2Мбит/с;

63×1,5 Мбит/с;

3×34/45 Мбит/с переключаемые;

- 4×140 Мбит/c/STM-l электрические переключаемые;

4×STM-1 электрические/оптические

- 4×OC-3/STS-3*;

1×STM-4 оптический;

1×STM-16 оптический;

10×10/100 Mb Ethernet

Таблица 5.2 - Платы портов

Название платы	Условное обозначение	Количество	Позиция
ПОРТ 63x2 МБИТ/С	Р63Е1	6+1	24, 27, 30, 33, 36, 39
ПОРТ 63x2 МБИТ/С	P63E1N	6+1	24, 27, 30, 33, 36, 39
КОМ. ПОРТ 3x34 / 45 МБИТ/С	РЗЕЗТЗ	16	24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39
ПОРТ 10х10/100 Mb Ethernet	ISA-PR-EA	16	24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39
"ОПТ./ЭЛ. КОМ. ПОРТ/1 4X140/STM1	P4E4N	16	24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39
ОПТ/ЭЛ. ПОРТ/1 4 X STM1	P4S1N	16
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПОРТ 4 X STM1	P4ES1N	16	24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39
ПРОТ. 21x2 МБИТ/С 75 ОМ	А21Е1	18	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21
ПРОТ. 21x2 МБИТ/С 120 ОМ	А21Е1	18	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21
ПРОТ. 21x2 МБИТ/С 120 0МК20	А21Е1	18	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21
3x34 МБИТ/С 75 ОМ	АЗЕЗ	16	2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 13, 14, 5, 16, 17, 18, 19, 20
3x45 МБИТ/С 75 ОМ	АЗТЗ	16	2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20
ОПТИЧСКИЙ/ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АДАПТЕР 2X140/STM-1	A2S1	16	2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20
4XSTM-1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ 75 ОМ	A4ES1	16	2,3,4,5,6,7,8,9,13,14, 15,16,17,18,19,20

Таблица 5.3 - Взаимосвязь плат Р63Е1 и плат А21Е1 доступа

Обозначение порта платы	Слот порта платы	Обозначение платы доступа	Слот платы доступа
Р63Е1, Р63Е1N	24	А21Е1	1 (CH. 1-21)
		А21Е1	2 (CH. 22-42)
		А21Е1	3 (CH. 43-63)
Р63Е1, Р63Е1N	27	А21Е1	4 (CH. 1-21)
		А21Е1	5 (CH. 22-42)
		А21Е1	6 (CH. 43-63)
Р63Е1, Р63Е1N	30	А21Е1	7 (CH. 1-21)
		А21Е1	8 (CH. 22-42)
		А21Е1	9 (CH. 43-63)
Р63Е1, Р63Е1N	32 (резервная)	-	-
Р63Е1, Р63Е1N	33	А21Е1	13 (CH. 1-21)
		А21Е1	14 (CH. 22-42)
		А21Е1	15 (CH. 43-63)
Р63Е1, Р63Е1N	36	А21Е1	16 (CH. 1-21)
		А21Е1	17 (CH. 22-42)
		А21Е1	18 (CH. 43-63)
Р63Е1, Р63Е1N	39	А21Е1	19 (CH. 1-21)
		А21Е1	20 (CH. 22-42)
		А21Е1	21 (CH. 43-63)

Таблица5.4 - Параметры оптического интерфейса STM-64

10 Гбит/сек.	Величины
Дальность	L-64.2a	S-64.2b
Скорость передачи	9 953 280 кБит/c
Код	Скремблированный NRZ	NRZ 10G
Передающие характеристики
Типы лазера	ОМЛ	SLM
Диапазон оптических длин волн	1530-1565 нм	1530-1565
Коэффициент затухания	10 дБ	8,2 дБ
Выходная мощность -максимальная -минимальная	+2 дБм -2 дБм	+2 дБм -1 дБм
Принимающие характеристики
Чувствительность/динамический диапазон	-26 дБм	-14 дБм
Максимальное значение перегрузки	-7 дБ	-1 дБ
Максимальный коэффициент отражения приёмника	-27 дБ	-27 дБ
Допустимый уровень дисперсии	1600 пс/нм	800 пс/нм
Потеря дисперсии	2 дБ	2 дБ

5.2 Выбор оптического интерфейса, расчет длины регенерационного участка

Расчет дины регенерационного участка будем вести, исходя из того, что на всей длине кольца используется волокно SMF, максимальное расстояние между пунктами 3,297 км, минимальное расстояние 1,75 км. Целесообразно использовать оптический модуль S-64.2b. Данные для расчетов берем из таблицы 5.4.

Расчет длины регенерационного участка по затуханию.

Расчет длины регенерационного участка по затуханию будем вести используя следующею формулу:

,км (5.1)

где Ps - уровень мощности сигнала передатчика в точке стыка S (дБм),-уровень мощности сигнала на входе приемника в точке стыка R (дБм), определенный для заданного Кош;- мощность дисперсионных потерь или максимальный штраф за дисперсионные потери (дБ);- энергетический запас на старение оборудования (дБ);- число строительных длин кабеля;- потери энергии на стыках строительных длин (дБ), ls=0,02дБ;- число разъемных соединений между точками S и R, Nc=4;- потери энергии на разъемном соединении (дБ), lc=0,3дБ;

ас - коэффициент затухания кабеля (дБ/км);- запас на повреждения кабеля (дБ/км) считается 0,02дБ/км за 20 лет эксплуатации линии.

Для того, чтобы найти количество неразъемных соединений, следует вычислить Lруном:

, км (5.2)

И найти количество неразъемных соединений:

, км (5.3)

Минимально-допустимую длину регенерационного участка находят следующим образом:

, км (5.4)

Расчет для интерфейса S - 64.2b:

Me= Psmax- Psmin=2-(-1)=3дБ

а_с=0,22дБ/км_стр=3км

σ_хр=18 пс/нм∙км

По формуле 6.2 вычислим Lруном:

По формуле 6.3 вычислим количество неразъемных соединений:

По формуле 6.1 произведем расчет максимальной длины регенерационного участка:

По формуле 5.4 найдем минимально-допустимую длину регенерационного участка:

Расчет длины регенерационного участка по дисперсии.

Расчет длины регенерационного участка по дисперсии произведем расчет по максимальной допустимой дисперсии по формуле:

, км (5.5)

По данным для интерфейса S-64.2b максимальное значение дисперсии составляет 800 пс/нм. Рассчитаем длины регенерационного участка по дисперсии:

Таким образом, рассчитанная длина регенерационного участка 39,58 км, что больше максимального расстояния между пунктами (3,297 км), поэтому данный интерфейс обеспечит качественную передачу сигналов. Данный интерфейс будем использовать на всех участках сети.

6. Комплектация оборудования

В данной главе произведем комплектацию оборудования в каждом пункте сети на основании выбранного оборудования и числа вводимых/выводимых потоков, приведенных в таблице 5.1.

Мультиплексор содержит основные узлы, которые устанавливаются обязательно, и сменные, установка которых зависит от функций, выполняемых мультиплексором. Число сменных узлов и их типов может быть различно для аппаратуры разных фирм. К основным узлам можно отнести блоки источников питания, опорного синхрогенератора, контроллера оборудования, управляемой матрицы и т.д.

Во всех пунктах сети кроме ЦАТС-56 устанавливается оборудование 1660SM. 1660SM имеет следующие обязательные блоки:

посадочное место №22 - EQUIO;

посадочное место №23 - MATRIX А;

посадочное место №40 - MATRIX В;

посадочное место №10 - CONGI А;

посадочное место №12 - CONGI В;

посадочное место №11 - SERVICE.

Во всех пунктах сети на посадочное место №32 устанавливается резервная плата Р63Е1, а на посадочное место №35 резервная плата ISA-PR-EA (или плата ISA-PR). Неиспользуемые платы во избежание попадания пыли закрываются заглушками.

ПСЭ-610.

Для организации связи с ЦАТС-56 и ЦАТС-54 на посадочные места 25, 26 и 37, 38 устанавливаются платы STM-64. Для ввода/вывода 12 потоков Е1 устанавливается плата Р63Е1 на 24 посадочное место и плата А21Е1 на посадочное место 1 в поле доступа. Так как в пункте ПСЭ-610 вводится три 100Мбит/с потока Ethernet, то на посадочное место 33 устанавливается плата ISA-PR-EA. Комплектация оборудования в данном пункте приведена на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 - Комплектация оборудования в пункте ПСЭ-610

ПСЭ-512.

Для организации связи с ЦАТС-56 и ЦАТС-52 на посадочные места 25, 26 и 37, 38 устанавливаются платы STM-64. Для ввода/вывода 22 потоков Е1 устанавливается плата Р63Е1 на 24 посадочное место и плата А21Е1 на посадочные места 1 и 2 в поле доступа. Так как в пункте ПСЭ-512 вводится четыре 100Мбит/с потока Ethernet, то на посадочное место 33 устанавливается плата ISA-PR-EA. Комплектация оборудования в данном пункте приведена на рисунке 6.2.

Рисунок 6.2 - Комплектация оборудования в пункте ПСЭ-512

ПСЭ-514.

Для организации связи с ЦАТС-56 и ЦАТС-53 на посадочные места 25, 26 и 37, 38 устанавливаются платы STM-64. Для ввода/вывода 22 потоков Е1 устанавливается плата Р63Е1 на 24 посадочное место и платы А21Е1 на посадочные места 1 и 2 в поле доступа. Так как в пункте ПСЭ-514 вводится четыре 100Мбит/с потока Ethernet, то на посадочное место 33 устанавливается плата ISA-PR-EA. Комплектация оборудования в данном пункте приведена на рисунке6.3.

Рисунок 6.3 - Комплектация оборудования в пункте ПСЭ-514

ПСЭ-516.

Для организации связи с ЦАТС-56 и ЦАТС-55 на посадочные места 25, 26 и 37, 38 устанавливаются платы STM-64. Для ввода/вывода 31 потока Е1 устанавливается плата Р63Е1 на 24 посадочное место и платы А21Е1 на посадочные места 1 и 2 в поле доступа. Так как в пункте ПСЭ-516 вводится один поток Gigabit Ethernet, то на посадочное место 33 устанавливается плата ISA-PR. Комплектация оборудования в данном пункте приведена на рисунке 6.4.

Рисунок 6.4 - Комплектация оборудования в пункте ПСЭ-516

ЦАТС-52. Для организации связи с ЦАТС-56, ЦАТС-53 на посадочные места 25, 26 и 37, 38 устанавливаются платы STM-64. Для ввода/вывода 34 потоков Е1 устанавливается плата Р63Е1 на 24 посадочное место и платы А21Е1 на посадочные места 1 и 2 в поле доступа. Так как в пункте ЦАТС-52 вводится один поток Gigabit Ethernet, то на посадочное место 33 устанавливается плата ISA-PR. Комплектация оборудования в данном пункте приведена на рисунке 6.5.

Рисунок 6.5 - Комплектация оборудования в пункте ЦАТС-52

ЦАТС-53.

Для организации связи с ЦАТС-52 и ПСЭ-514 на посадочные места 25, 26 и 37, 38 устанавливаются платы STM-64. Для ввода/вывода 36 потоков Е1 устанавливается плата Р63Е1 на 24 посадочное место и платы А21Е1 на посадочные места 1 и 2 в поле доступа. Так как в пункте ЦАТС-53 вводится один поток Gigabit Ethernet, то на посадочное место 33 устанавливается плата ISA-PR. Комплектация оборудования в данном пункте приведена на рисунке 6.6.

Рисунок 6.6 - Комплектация оборудования в пункте ЦАТС-53

ЦАТС-54.

Для организации связи с ЦАТС-55 и ПСЭ-610 на посадочные места 25, 26 и 37, 38 устанавливаются платы STM-64. Для ввода/вывода 45 потоков Е1 устанавливается плата Р63Е1 на 24 посадочное место и платы А21Е1 на посадочные места 1, 2 и 3 в поле доступа. Так как в пункте ЦАТС-54 вводится два потока Gigabit Ethernet, то на посадочное место 33 устанавливается плата ISA-PR. Комплектация оборудования в данном пункте приведена на рисунке 6.7.

Рисунок 6.7 - Комплектация оборудования в пункте ЦАТС-54

ЦАТС-55.

Для организации связи с ЦАТС-54 и ПСЭ-516 на посадочные места 25, 26 и 37, 38 устанавливаются платы STM-64. Для ввода/вывода 52 потоков Е1 устанавливается плата Р63Е1 на 24 посадочное место и платы А21Е1 на посадочные места 1, 2 и 3 в поле доступа. Так как в пункте ЦАТС-54 вводится два потока Gigabit Ethernet, то на посадочное место 33 устанавливается плата ISA-PR. Комплектация оборудования в данном пункте приведена на рисунке 6.8.

Рисунок 6.8 - Комплектация оборудования в пункте ЦАТС-55

ЦАТС-56.

Для организации связи с ЦАТС-52, ПСЭ-516, ПСЭ-514, ПСЭ-610 и ПСЭ-512 на посадочные места 5, 8, 9 и 10 устанавливаются платы STM-64. Для ввода/вывода 52 потоков Е1 устанавливаются платы IF2M на 14(для резерва) и 15 посадочные места и платы LSU на посадочные места 16 и 17. Так как в пункте ЦАТС-56 вводится два потока Gigabit Ethernet, то на посадочное место 2 устанавливается плата IFQGBE. Комплектация оборудования в данном пункте приведена на рисунке 6.9.

Рисунок 6.9 - Комплектация оборудования в пункте ЦАТС-56

Результаты комплектации для каждого типа оборудования сведем в таблицы 6.1 и 6.2.

Таблица 6.1 - Комплектация оборудования SURPASS hiT 7070

Наименование платы	ЦАТС-56
SCOH	1
CLU	2
E-Core	2
Core	2
LSU	2
IF2M	2
IFQGBE	1
IFS10G	4

Таблица 6.2 - Комплектация оборудования Alcatel 1660SM

Наименование платы	ПСЭ 610	ПСЭ 512	ПСЭ 514	ПСЭ 516	ПСЭ 52	ЦАТС 53	ЦАТС 54	ЦАТС 55
S-64.2	2	2	2	2	2	2	2	2
EQUIO	1	1	1	1	1	1	1	1
MATRIX	2	2	2	2	2	2	2	2
CONGI	2	2	2	2	2	2	2	2
SERVICE	1	1	1	1	1	1	1	1
ISA-PR-EA	2	2	2	-	-	-	-	-
ISA-PR	-	-	-	2	2	2	2	2
P63E1	2	2	2	2	2	2	2	2
A21E1	1	2	2	2	2	2	3	3

7. Разработка схемы организации связи

На схеме организации связи указываются все пункты проектируемой сети, расстояние между пунктами, всё используемое оборудование, типы интерфейсов, работающих на каждом участке, а также все информационные потоки. Необходимо указать также длину и тип кабеля, соединительные пункты.

Согласно разработанной структуре сети, необходимо включить в сеть SDH следующие станции: ЦАТС-54 и ПСЭ-610. Так как в связи с реконструкцией возросла нагрузка на сети и увеличился уровень передачи до STM-64, то на ЦАТС-54 и ПСЭ-610 произвели замену мультиплексоров SMA-1/4 на 1660 SM. Аналогичная замена произведена на всех узлах сети, за исключением ЦАТС-56, платформу SURPASS hiT 7070 решено оставить.

Для включения ЦАТС-54 и ПСЭ-610 в кольцо решено было проложить кабель марки ОКСТМ-10-02-0,22-24-2,7 в существующей кабельной канализации протяжённостью 2, 269 км между этими узлами. С обеих сторон применяется интерфейс S-64.2b. Рассчитанная для него длина регенерационного участка 39,58 км удовлетворяет прокладываемому расстоянию. Интерфейс S-64.2b применяется на всей сети.

После реконструкции топология сети, вместо радиально-кольцевой структуры приняла вид двух колец одного уровня связанных между собой с помощью интерфейсных карт кроссового коммутатора, в роли которого выступает ЦАТС-56.

Схема организации связи приведена на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1 - Схема организации связи г. Ангарска

8. Разработка схемы синхронизации транспортной сети

Система тактовой сетевой синхронизации (ТСС) является неотъемлемой частью современных цифровых сетей связи. Нарушения в ее работе вызывают увеличение числа проскальзывания в сети, и, как следствие, ухудшение качества предоставляемых услуг. Проскальзывания возникают из-за колебаний тактовых частот генераторов оборудования. Поэтому важное значение приобретают вопросы обеспечения надежности системы ТСС.

Весь опыт работ по обеспечению надежности сложных технических систем свидетельствует, что чем на более ранних этапах создания системы начнут предприниматься меры по обеспечению ее надежности, тем лучших результатов удастся достичь и тем меньших затрат в конечном счете они потребуют. В частности, на этапе приемо-сдаточных испытаний могут быть выявлены существенные недостатки в системе, устранение которых может оказаться невозможным без серьезных и дорогостоящих переделок. Поэтому, вопросы надежности должны учитываться на самих ранних этапах проектирования систем ТСС.

Синхронизация транспортных сетей производится от первичного эталонного генератора со стабильностью частоты не хуже 10^-11.

Для устранения накопления фазовых дрожаний в транспортных сетях применяют вторичные задающие генераторы со стабильностью частот для транзитного не хуже 10^-9 в сутки, для линейного не хуже 2×10^-8 в сутки.

Первичный эталонный генератор (ПЭГ) - высокостабильный генератор, долговременное относительное отклонение частоты которого от номинального значения поддерживается не превышающим 10 ^{- 11} при контроле по универсальному координированному времени.

Ведомый задающий генератор (ВЗГ) - генератор, фаза которого подстраивается по входному сигналу, полученному от генератора более высокого или того же качества. ВЗГ обеспечивает, как правило, высокую кратковременную относительную стабильность частоты (около 10^-9-10^-11) и существенно более низкую относительно ПЭГ долговременную относительную стабильность (около 10^-8). ВЗГ необходим для устранения накопления фазовых дрожаний в транспортных сетях.

Генератор сетевого элемента (ГСЭ) - синхронизируемый внешним синхросигналом генератор (обычный кварцевый), помещаемый в мультиплексоры ПЦИ, СЦИ, АТМ, кроссовых коммутаторов и т. д. Такты ГСЭ так же подстраиваются под внешние такты, как и в ВЗГ, однако их собственная относительная долговременная стабильность не превышает 10 ^{- 6}. Кроме работы в ведомом режиме, внутренний источник тактирования сетевого элемента может использоваться как независимый. В этом случае возможны два режима работы:

Режим удержания (holdover). В то время как цепи тактирования работают в ведомом режиме, все параметры, такие, как частота, фаза и другие, запоминаются. Если цепь тактирования теряет опорный сигнал, например, вследствие аварии на линии, эти сохраненные данные используются, чтобы обеспечить непрерывную и бесперебойную работу. Таким образом, удается избежать передачи возмущений, вызванных резкими изменениями частоты и фазы.

Режим свободной генерации. Цепь тактирования, представляющая собой в своей основе VCXO (генератор, управляемый напряжением), работает самостоятельно без опорного источника. Этот режим может использоваться в области, где опорный источник тактирования недоступен, а система SDH используется аналогично PDH.

Учитывая, что ГСЭ и ВЗГ имеют несколько входов для внешних синхросигналов, качество которых может быть независимым и одинаковым, вводится система приоритетов. Уровень приоритета определяется его номером. Чем меньше номер, тем выше приоритет. Число приоритетов может быть от 0 до 254. Приоритет отмечается в таблице приоритетов, размещаемой в памяти контроллера ГСЭ.

Первым приоритетом обычно устанавливается сигнал синхронизации, поступающий от ПЭГ по самому короткому и качественному маршруту, где по пути следования синхросигнала установлено как можно меньше промежуточных ВЗГ.

Вторым приоритетом для основного оборудования узла или станции может служить сигнал синхронизации, поступающий от ПЭГ по другому маршруту, чем сигнал первого приоритета.

ВЗГ и ГСЭ могут принимать синхросигналы 3-го и 4-го приоритетов и т.д. Последним из приоритетов в любом оборудовании синхронизации является собственный генератор, работающий в режиме запоминания частоты синхросигнала (holdover) и свободных колебаний (free run). Приоритетом можно запретить использование входа синхронизации.

Приоритеты назначаются в каждом узле и в процессе ручной или автоматической реконфигурации сети синхронизации остаются неизменными. Число возможных приоритетов может быть от 1 до15.

Выбор источника синхросигнала в аппаратуре программируется и осуществляется автоматически. При этом возможен автоматический выбор наилучшего по качеству источника синхронизации среди нескольких (как правило, не менее трех). Если источники синхронизации имеют одинаковое качество, то должен быть запрограммирован приоритет использования. Информация о качестве синхросигнала, как правило, передается в структуре цикла информационного сигнала, например, в STM-N, и ее изменение обусловлено состоянием сети синхронизации.

Уровни качества источника синхронизации, которые должны присваиваться данному входу мультиплексора SDH, обозначают Q с индексом, значения которого приведены ниже в таблице 8.1.

Таблица 8.1. - Уровни качества синхронизации

Содержание байта S1 (двоичный)	Маркер (десятичный)	Вид источника синхронизации	Стабильность частоты	Уровень качества
хххх 0010	ПЭГ (G.811)	1´10^-11	Q1(Q2)
хххх 0100	4	ВЗГ (транзит) (G.812)	1´10^-9 за сутки	Q2(Q4)
хххх 1000	8	ВЗГ (местный) (G.812)	2´10^-8 за сутки	Q3(Q8)
хххх 1011	11	ГСЭ в режиме holdover (G.813)	4´10^-6	Q4(Q11)
хххх 0000	0	Качество неизвестно	-	Q5(Q0)
хххх 1111	15	Для синхронизации не использовать	-	Q6(Q15)

В качестве синхронизирующих сигналов оборудования сетевых элементов возможно использование следующих источников тактовой синхронизации:

• компонентные сигналы 2048 кбит/с;

• любой из агрегатных сигналов STM-N;

• любой из компонентных входов STM-N;

• внешний источник синхросигнала 2048 кГц;

• внешний генератор с относительной стабильностью частоты не хуже 4,6*10^-6.

Так как сигналы трибутарных потоков 2 Мбит/с могут смещаться внутри виртуальных контейнеров VC-12, то их использование в качестве источников синхронизации в сетях SDH нецелесообразно. Низкая точность внутреннего генератора мультиплексора не позволяет добиться хорошей синхронизации передающего и принимающего узлов SDH. Поэтому основными источниками надежной и точной синхронизации являются сигналы ПЭГ и сигналы, выделяемые из кадров STM-N.

Рекомендации по проектированию сети синхронизации:

- Для синхронизации всего оборудования узла или станции должен использоваться один источник сигналов синхронизации.

Схема синхронизации сети должна предусматривать возможность автоматического самовосстановления и исключать при этом появление петель синхронизации

Сообщения о статусе синхронизации отмечается в заголовке цикла передачи (агрегатного сигнала) - байт S1(в STM-N), передаваемого по линии.

При передаче сигналов синхронизации необходимо исключить возможность образования замкнутых путей. Если сеть связи на основе СП SDH образует несколько колец, то во избежание образования замкнутых петель обмен сонхросигналами между кольцами должен, как правило, идти в одну сторону (от главных колец к вспомогательным).

Основным считается направление распространения синхронизации, на котором расположено меньше сетевых элементов.

Синхросигнал выделяется из фрейма STM, идущего от г. Иркутска на ЦАТС-56, и от него синхронизируются верхнее и нижнее кольца.

В соответсвии с вышеперечисленным была разработана схема ТСС. Рядом с каждым направлением проставлен приоритет синхронизации. На схеме Т3 - вход синхронизации мультиплексора, Т; - внешний интерфейс синхронизации.

Схема сети синхронизации представлена на рисунке 8.1.

Рисунок 8.1 - Схема синхронизации г. Ангарска

9. Разработка схемы управления транспортной сети

Одним из немаловажных факторов обеспечения надежности сетей связи является эффективное управление их ресурсами. Для этого должны организовываться сети управления электросвязью (TMN, Telecommunications Management Network).

Сеть управления состоит из:

«агентов управления»

контроллеров, помещаемых в сетевые элементы;

каналов передачи данных,

систем управления с их операционными системами и рабочими станциями - «менеджеров».

Современная аппаратура транспортных сетей и сетей доступа всех типов контролируется и управляется встроенными микропроцессорами со специализированным программным обеспечением. Они имеют стандартные интерфейсы к системе сетевого контроля и управления, к местному терминалу управления (компьютеру), к станционной сигнализации, к служебной связи и каналам пользователя.

Местный терминал подключается к аппаратуре через F-интерфейс протокол V.24 (RS 232) и обеспечивает конфигурирование и контроль аппаратуры. С его помощью осуществляется загрузка программного обеспечения во встроенные микропроцессорные устройства аппаратуры, конфигурирование аппаратуры соответственно конкретным условиям ее использования, контроль состояния, регистрация повреждений и так далее.

Система сетевого управления и контроля, размещается в выделенном узле, обеспечивает контроль и управление транспортной сетью и каждым оборудованием сетевых элементов (мультиплексором, оборудованием каналообразования, источниками электропитания, пожарной безопасностью и Другими).

В данном проекте будет нужно использовать системы управления двух разных производителей Siemens и Alcatel. Для этого необходимо осуществить ИХ полную интеграцию данных программ, организовать между ними единую информационную среду. Данные решения будут осуществимы посредством использования открытых интерфейсов и набором спецификаций для промежуточного программного обеспечения стандарта CORBA, которые присутствуют в системах управления Siemens и Alcatel. Для осуществления корректного управления сетью остановим свой выбор на системах управления следующих типов:- TNMS - система управления телекоммуникационными сетями. Данная система и вся линейка её продуктов (TNMS Core/CDM, TNMS CT, TNMS SX , NetViewer) присутствовали на сети.- 1354 BM, 1353 SH, 1320 CT-данная система управления приобретается с оборудованием.

Рассмотрим структуры управления оборудованием обеих фирм и функциональные возможности программ управления.

Рисунок 9.1 - Структура сети управления оборудованием фирмы Siemens

Для управления сетью применяется программное обеспечение TNMS с удобным графическим интерфейсом (GUI), устанавливаемое на компьютеры с ОС Windows или ОС SUN Solaris. При этом для подключения к мультиплексору локального терминала могут использоваться F-интерфейс RS232 или QS-интерфейс Fast Ethernet 100BaseT, а для подключения мультиплексора к сети управления - QS-интерфейс Fast Ethernet 100BaseT. Кроме того, передача управляющей информации осуществляется через каналы DCC потоков STM-N.

TNMS - Система управления оптическими транспортными сетями.

Система управления телекоммуникационными сетями (TNMS) представляет собой систему управления для оптических сетей следующего поколения, которая позволяет контролировать всю сеть целиком: от сетевых элементов до множества доменов. Эта простая в использовании система может работать с различными технологиями: PDH, SDH, DWDM (Core и Metro), Ethernet транспорт, Ethernet switching, RPR, MPLS. Кроме того возможна полная интеграция третьих сторон через открытые интерфейсы CORBA на основе TMF. [20]

TNMS является ответом компании Сименс на постоянно растущие потребности операторов. Продукты семейства TNMS обеспечивают все аспекты управления сетями от уровня сетевых элементов и сервисов до бизнес уровня, что ведет к значительному сокращению эксплуатационных расходов. Кроме того, TNMS поддерживает работу со всеми продуктами из портфолио оптических транспортных сетей (DWDM, SDH, MSPP, SAN и IP).

TNMS CT разработан специально для работы с очень маленькими сетями, а также для выполнения заданий по локальному управлению (режим LCT или NCT) и обладает полным набором функциональных возможностей для управления на уровне сетевых элементов.

TNMS Core.

TNMS Core является центральным компонентом семейства продуктов TNMS, который предоставляет интегрированные и централизованные средства управления оптическими мультисервисными сетями на уровнях сетевых элементов, сети и сервисов. Благодаря использованию факультативной концепции доменов в TNMS Core можно выполнять разделение сети на определенные зоны, что значительно упрощает управление сетью. Для интеграции в комплексную систему управления TNMS Core имеет стандартизованные интерфейсы TMF на основе CORBA.

Открытые интерфейсы.

TNMS Core предлагает разнообразные решения для интеграции в системы управления более высокого уровня (комплексные системы). Благодаря открытым стандартизованным интерфейсам (TMF Corba и SNMP) стала возможна интеграция в онлайн режиме. Кроме того, через интерфейсы плановой пересылки/получения можно пересылать и получать информацию разного рода о сети, а также системные журналы.

TNMS СТ.

Семейство СТ (рабочий терминал) представляет собой масштабируемое решение для управления на уровне сетевых элементов и сети. Созданный как локальный рабочий терминал (LCT), TNMS СТ можно использовать для управления программным обеспечением, трафиком и отказами, а также для конфигурирования карт. В малых сетях (до 150 сетевых элементов) TNMS СТ обеспечивает функциональные возможности для централизованною управления.

TNMSSX.

Характеристики:

- высокая производительность и масштабируемость;

- эргономичный графический интерфейс пользователей;

- интегрированное управление транспортным оборудованием на I основе технологий DWDM, SDH MSPP, SAN и IP;

- плавная интеграция в функциональные средства на уровне сетевых элементов и сети;

централизованный мониторинг и конфигурирование всей сети;

- комплексное управление конфигурированием;

автоматическая, ручная и гибридная маршрутизация;

- управление защищенными соединениями и сегментами;

- управление абонентами;

- передача/получение данных о конфигурации сети в XML-формате;

- запланированная пересылка всех файлов регистрации;

- передача информации в стандартных файлах формата SDF;

- резервирование всей системы;

- интерфейс NML-EML на основе CORBA (в соответствии с моделью MTNM) для интеграции в комплексную систему управления.

NetViewer.

NetViewer поддерживает сетевые элементы Siemens Radio в качестве менеджера сетевых элементов. Его интеграция в TNMS Core обеспечивает комплексный набор функциональных средств для управления на уровне сети, в состав которой входят сетевые элементы Radio и SDH/DWDM.

Рисунок 9.2 - Структура сети управления оборудованием фирмы Alcatel

Alcatel 1354 BM - широкополосный менеджер сети (Broadband Network Manager - ВМ), который дополняет и расширяет сферу применения систем управления оптической сетью, обеспечивая управление передачей данных (ATM, Ethernet) в оптической сети. Система позволяет устанавливать различные уровни качества для каналов данных, автоматический сбор параметров передачи данных с расширенными возможностями по их контролю и отображению.

Особенности системы:

- система интегрируется в платформу Alcatel 1354RM, расширяя возмож-ности по управлению SDH, WDM сети;

- организация каналов ATM/Ethernet через SDH (VLAN, Ethernet/MPLS, ATM) с контролем параметров качества (QoS) потока данных;

открытая модульная архитектура на базе СогЬа, графический интерфейс на базе Java, возможности по Web доступу.

Alcatel 1353 SH- единая платформа системы управления элементами транспортной сети, которая предоставляет полное и гибкое решение для контроля и управления оптическими мультисервисными узлами (OMSN), оптическими мультисервисными шлюзовыми элементами (OMSG/ION), интегрированными сервис-адаптерами (ISA модули для ATM, Ethernet, MPLS), цифровыми кросс-коммутаторами, C/DWDM и радио - оборудованием. Основные функции

- управление конфигурацией

управление кросс-коммутацией

- наблюдение за аварийными сообщениями

- наблюдение за параметрами качества (performance monitoring)

- управление доступом. Основные характеристики

- регистрация аварий с выводом на экран текущей информации о состоянии сети в реальном времени

- управление конфигурацией (обработка оперативных данных, поступающих от сетевых элементов)мониторинг параметров качества по стандарту ITU-T G.826/G.784

Alcatel 1320 Craft Terminal (CT SDH/Optical Networks)- система управления сетевыми элементами, предназначенная для наладки и введения в эксплуатацию оборудования транспортной сети Alcatel. Также система позволяет организовывать локальное или удаленное обслуживание сетевых элементов.

Основные характеристики:

- имеет тот же пользовательский интерфейс, что и централизованная систе-ма управления элементами сети Alcatel 1353 NM;

- может управлять до 32 элементами;

управляет любыми Q3 элементами транспортной сети, построенной на оборудовании компании Алкатель;

- полный спектр необходимых программных инструментов для управления элементом сети;

Контроль и управление мультиплексорами осуществляется через соответствующий интерфейс:

F - интерфейс для работы с системой местного (дистанционного) контроля и управления (1320 СТ). С его помощью осуществляется загрузка программного обеспечения во встроенные микропроцессорные устройства аппаратуры, конфигурирование аппаратуры соответственно конкретным условиям ее использования, контроль состояния, регистрация повреждений и так далее;

- Q3 - интерфейс для работы с централизованной системой управления элементами сети ( 1353 SH).

Управляющее устройство обеих систем управления подключается к мультиплексору установленному на ЦАТС-56 через интерфейс Q3, и с остальными узлами связывается по встроенным каналам передачи данных (DCC_r, DCC_m). Между собой системы управления контактируют по архитектуре CORBA.

CORBA (Common Object Request Broker Architecture) - Общая Архитектура Брокера Объектных Запросов - это стандарт, набор спецификаций для промежуточного программного обеспечения (ППО, middleware) объектного типа. Задача ППО, как известно, заключается в связывании программных приложений для обмена данными. Эволюция ППО - это путь от программ передачи информации между конкретными приложениями, через средства импорта- экспорта данных и организацию мостов между некоторыми приложениями, через SQL, RPC (Remote Procedure Call), TP мониторы (Transaction Proceesing) обработки транзакций, Groupware - управление различными неструктурированными данными (тексты, факсы, письма электронной почты, календари и т.д.) и, наконец, MOM - Message-Oriented Middleware (асинхронный обмен сообщениями между сервером и клиентом), к созданию распределенных компьютерных систем. Элементы этих систем могут взаимодействовать друг с другом как на одной локальной машине, так и по сети. CORBA позволяет организовать единую информационную среду, элементы которой могут общаться друг с другом, вне зависимости от их конкретной реализации, "прописки" в распределенной системе, платформы и языка их реализации [1],[8].

Задача CORBA - осуществить интеграцию изолированных систем, дать возможность программам, написанным на разных языках, работающим на разных узлах сети, взаимодействовать друг с другом так же просто, как если бы они находились в адресном пространстве одного процесса.

Таким образом, в данной главе была разработана сеть управления. Управляющее устройство расположено на ЦА ТС-56, включает в себя два терминала, идя передачи сигналов управления используются байты D4 - DI2 заголовков секций. По этим каналам осуществляется управление и мониторинг оборудования SDH.

Разработанная схема управления представлена на рисунке 9.3.

Рисунок 9.3 - Схема управления сети SDH г. Ангарска

10. Расчет требуемой мощности источника электропитания и выбор ЭПУ

Для питания оборудования используется электропитающая установка (ЭПУ) определённой мощности.

Устройство представляет собой электропитающую установку, собранную в одном шкафу. Обычно при проектировании транспортных сетей проектируется отдельно и электропитание. В состав ЭПУ входит система выпрямителей, стабилизаторов и аккумуляторных батарей. Устройство рассчитано на установку и подключение одной или двух групп аккумуляторных батарей. Источник питания берётся с двойным запасом по току.

Устройство обеспечивает:

надёжное бесперебойное питание любых систем связи;

возможное наращивание мощности электропитающей установки;

простоту обслуживания, работу без постоянного присутствии обслуживающего персонала;

работу с аккумуляторной батареей.

Расчёт необходимой мощности произведём с учётом потребляемой мощности мультиплексора hiT 7070. Он потребляет 1000 Вт. Входное напряжение -40/-60 В.

Проектируемое оборудование питается постоянным током от аппаратуры электропитании. Следовательно, для аппаратуры питания найдём постоянный ток hiT 7070, учитывая, что U_пит=60 В. Так как во всех узлах сети установлены УЭПС-2 60/40-22, необходимо произвести расчёт только для hiT 7070 поскольку данная платформа потребляет в 5 раз больше мощности чем мультиплексоры 1660 SM:

(10.1)

Подставим значения P_потр и U_питв формулу (10.1):

С учётом запаса, увеличим ток в 2 раза: I_потр=16, 6×2=33,2 А.

Согласно расчётам УЭПС-2 60/40-22 удовлетворяет требованиям оборудования. Следовательно, замена ЭПУ не требуется. Выходные параметры системы приведены в таблице 11.1.

Таблица 10.1 - Выходные параметры УЭПС-2 60/40-22

Параметр	Значение
Напряжение	54-72 В
Номинальное выходное напряжение	60 В
Максимальный ток нагрузки	40 А
Максимальная выходная мощность	2000 Вт

11. Разработка схемы прохождения цепей по ЛАЦ

Схему прохождения цепей по ЛАЦ разработаем для пункта ЦАТС-56. На схеме прохождения цепей по ЛАЦ нумеруются все используемые разъемы на кроссе. Для оптического и электрического кроссов используется своя нумерация. Обозначаются задействованные компонентные потоки.

На оптический кросс заводится пять ОК: от участка ПСЭ516 - ЦАТС56, от участка ПСЭ610 - ЦАТС56, от участка ПСЭ512 - ЦАТС56, от участка ПСЭ514 - ЦАТС56 и от участка ЦАТС55 - ЦАТС56, также два потока GE, выделяемые из SURPASS hiT 7070 заводятся на оптический кросс. На электрический кросс заводится 52 потока Е1.

Мультиплексор SURPASS hiT 7070 получает питание по шине ±60В. Все оборудование, включая кроссы, заземлено.

Таким образом, в соответствии со схемой организации связи была разработана схема прохождения цепей по ЛАЦ в ЦАТС-56, представленная на рисунке 11.1.

Рисунок 11.1 - Схема прохождения цепей по ЛАЦ в ЦАТС-56

12. Расчет качественных показателей

Важным показателем качества передачи информации цифровой связи является показатель битовых ошибок, позволяющий сделать прямой вывод о качестве пути и доступности коммуникационных служб, которые могут быть выбраны.

В настоящее время разработаны требования к двум видам показателей цифровых каналов и трактов - показателям ошибок и показателям дрожания и дрейфа фазы.

Показатели ошибок цифровых каналов и трактов являются статистическими параметрами, и нормы на них определены с соответствующей вероятностью их выполнения. Для показателей ошибок разработаны следующие виды эксплуатационных норм:

- долговременные нормы;

- оперативные нормы.

Долговременные нормы определены на основе рекомендаций МСЭ-Т G.821 (для каналов 64кбит/с) и G.826 (для трактов со скоростью от 2048 кбит/с и выше). Проверка долговременных норм требует в эксплуатационных условиях длительных периодов измерения - не менее 1 месяца. Эти нормы ощущаются при проверке качественных показателей цифровых каналов и трактов новых систем передачи (или нового оборудования отдельных видов, оказывающего влияние на показатели), которые ранее на первичной сети нашей страны не применялись.

Оперативные нормы относятся к экспресс-нормам, они определены на основе рекомендаций МСЭ-Т М.2100, М.12120. Оперативные нормы требуют для своей оценки относительно коротких периодов измерения. Среди оперативных норм различают следующие:

нормы для ввода трактов в эксплуатацию;

нормы технического обслуживания;

нормы восстановления систем.

Нормы для ввода трактов в эксплуатацию используются, когда каналы и тракты, образованные аналогичным оборудованием систем передачи уже имеются на сети и прошли испытание на соответствие долговременным нормам. Нормы технического обслуживания используются при контроле в процессе эксплуатации трактов и для определения необходимости вывода их из эксплуатации при выходе контролируемых параметров за допустимые нормы. Нормы для восстановления систем используются при сдаче траппа в эксплуатацию после ремонта оборудования.

Нормы на показатели дрожания и дрейфа фазы включают в себя следующие виды норм:

сетевые предельные нормы на иерархических стыках;

предельные нормы на фазовое дрожание цифрового оборудования (в том числе характеристики передачи дрожания фазы);

нормы для фазового дрожания цифровых участков.

Эти показатели не относятся к статическим параметрам и для их проведения не требуется длительных измерений.

К показателям ошибок относятся:

. Блок - последовательность бит, ограниченная по числу бит, относящихся к данному тракту; при этом каждый бит принадлежит только одному блоку. Количество бит в блоке зависит от скорости передачи и определяется отдельной методикой;

2. EB_T(errored block) - блок с ошибками - блок, в котором один или несколько битов, входящих в блок, являются ошибочными;

3. ES_T (errored second) - секунда с ошибками - период в 1 секунду, с одним или несколькими ошибочными блоками;

4. SES_T (severely errored second) - секунда, пораженная ошибками - период в 1 секунду, содержащий >30% блоков с ошибками (ЕВ) или, по крайней мере, один период с серьезными нарушениями (SDP);

5. ESR - коэффициент ошибок по секундам с ошибками - отношение числа ES к общему числу секунд в период готовности в течение фиксированного интервала измерений;

6. SESR - коэффициент ошибок по секундам, пораженным ошибками - отношение числа ES_T к общему числу секунд в период готовности в течение фиксированного интервала измерений;

7. SPD (severely disturbed period) - период с серьезными нарушениями - период, длительностью, рапной 4 смежным блокам, в каждом из которых коэффициент ошибок ≥10 или в среднем за 4 блока коэффициент ошибок ≥10^-2 или же наблюдалась потеря сигнальной информации.

8. BBE (background block error) блок с ошибками, не являющийся частью SES;

9. BBER - коэффициент ошибок по блокам с фоновыми ошибками - отношение числа блоков с фоновыми ошибками ко всему количеству блоков в течение готовности за фиксированный интервал измерений за исключением всех блоков в течение SES_T

10. Период неготовности для одного направления тракта - это период, начинающийся с 10 последовательных секунд SE'S (ЭТИ 10 секунд считаются частью периода неготовности) и заканчивающийся до 10 последовательных секунд без SES (эти 10 секунд считаются частью периода готовности).

Рассмотрим методику вычисления норм на показатели качества в сетях SDH.

Методика вычисления норм приведена в «Инструкция по паспортизации волоконно-оптических линий связи с использованием ЦСП СЦИ».

Методика вычисления норм на следующие объекты:

мультиплексорные секции STM-N;

тракты VC-n;

компонентные тракты STM-1.

В основе эксплуатационных норм на тракты VC и секции STM лежит рекомендация G.826 МСЭ-Т, определяющая предельные допуски на ESR и SESR для долговременных измерений (месяц и более).

В таблице 12.1 показаны суммарные эксплуатационные нормы ESR и SESR по данным кратковременных измерений (7 суток и меньше) для соединения длиной 27500 км (Рекомендация М.2101). Значения этих норм равны 50% от норм рекомендации G.826 (учитываются эксплуатационные запасы).

Таблица 12.1 - Эксплуатационные нормы на ошибки

Контролируемый объект	Эксплуатационные нормы, B
	ESR	SESR
VC-12	0,02	0,001
VC-3	0,0375	0,001
VC-4	0,08	0,001
STM-1 (секция или тракт)	0,08	0,001
STM-4(16) (секция или тракт)	Не применяется	0,001

Доля суммарных норм по рекомендации МСЭ - М.2101 для трактов VC-n и компонентных трактов STM-N в зависимости от длины приведены в таблице 12.2.

Таблица 12.2 - Доля суммарных норм для трактов

Длина, км	Доля от суммарных норм, Д (%)
d < 500	2
500 < d < 1000	3
1000 < d < 2500	4
2500 < d < 5000	6
5000 < d < 7500	8
d > 7500	10

Для мультиплексорной секции доля суммарных норм в зависимости от длины по рекомендации G.EMPS приведена в таблице 12.3.

Таблица 12.3 - Нормы Госкомсвязи РФ для мультиплексорной секции

Длина, км	Доля от суммарных норм, Д (%)
d < 100	0,6
100 < d < 200	0,8
d > 200	1,0

Используя значения таблиц 12.1, 12.2 и 12.3, можно определить значения норм ESR и SESR на реальный тракт, а также BISO, S1, S2 для ввода в эксплуатацию.

B - значение показателей ошибок по таблице 12.1;

RРО - опорное значение показателя ошибок для данного тракта в процессе эксплуатации;

BISO - значение показателя ошибок для приема данного объекта в эксплуатацию. Для трактов BISO = 0,5∙RPO; для секции BISO = 0,1∙RPO.

S1 - нижний предел для показателя ошибок, обеспечивающий безусловный прием объекта в эксплуатацию. S1 = BISO - 2√BISO.

S2 - верхний предел для показателя ошибок, обеспечивающий безусловный отказ от приема объекта в эксплуатацию. S2 = BISO + 2√BISO.

При расчетах значения S1 и S2 округляем в меньшую сторону.

Если значение показателя ошибок находится в интервале (S1,S2), то следует повторить измерение ошибок в течение более длительного периода (7 суток). При значении показателя ошибок меньше BISO (для 7 суток) объект принимается в эксплуатацию, в противном случае - нет.

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 по данным измерений в течение 24 часов.

DPL = 0,75∙RPO (для трактов и компонентных STM-N)

DPL = 0,5∙RPO (для секции STM-N)

UPL определяется по данным таблицы 12.4.

Таблица 12.4 - Значения недопустимого качества UPL

	VC-12	VC-2	VC-3	VC-4
ESR, c	120	120	150	180
SESR, c	15	15	15	15
	STM-1	STM-4	STM-16	STM-64
ESR, c	50	50	65	80
SESR, c	10	10	10	10

Расчет норм на показатели качества.

Расчет произведем для тракта VC-12. Максимальная длина тракта 4,08 км.

По таблице 12.1 находим значение эксплуатационных норм.

В_ESR = 0,02

В _SESR= 0,001

По таблице 12.2 находим значение параметра Д.

Д = 0,02

Определим опорное значение показателей ошибок для данного тракта в процессе эксплуатации:

RPO_ESR=Д∙Т∙В= 0,02∙86400∙0,02 =34,56

RPO_SESR = 86400∙0,02∙0,001 = 1,728

Определим значение показателей ошибок для данного тракта в процессе эксплуатации:

BISO_ESR = 0,5∙34,56=17,28

BISO_SESR = 0,5∙1,728=0,864

Найдем пределы показателей ошибок:

S1_ESR = 17,28- 2√17,28= 8_ESR = 17,28+ 2√17,28= 25_SESR = 0,864- 2√0,864= 0_SESR= 0,864+ 2√0,864= 2

Определим DPL и UPL:_ESR = 0,75∙34,56=25

DPL_SESR = 0,75∙1,728=1

UPL_ESR=120

UPL_SESR=15

В данной системе не должно быть ошибок SESR, а ESR<8, чтобы он был принят в эксплуатацию. В случае если ошибок будет 0<SESR<2, а 8<ESR<25, то проводятся дополнительные измерения в течении 7 суток. Если ошибок будет ESR>25, SESR>2, то тракт в эксплуатацию не принимается.

Если после проведения дополнительных испытаний для ES и SES значения окажутся меньше BISO, то тракт принимается в эксплуатацию, если больше - нет.

На первом этапе измерения проводятся с помощью псевдослучайной последовательности в течении 15 минут. Если наблюдается хотя бы одно событие ES или SES, или наблюдается его неготовность, то измерения повторяется до 2-х раз. Если в течении третьей попытки наблюдались ES и SES, то надо проводить локализацию неработоспособности.

Если первый этап прошел успешно, но проводится испытание в течение суток.

Для контроля данного тракта в процессе эксплуатации следует установить порог предупреждения DPL_ESR=25 и DPL_SESR=1; порог срочной аварии UPL_ESR=120 и UPL_SESR=15.

13. Оценка технико-экономической эффективности реконструируемой оптической транспортной сети г. Ангарска

.1 Общие положения

В данной главе дипломного проекта приводится расчёт технико-экономических показателей для реконструируемой сети. Сеть SDH изначально бала реализована на основе оборудования типа «Siemens EWSD», «МТ-20/25» и мультиплексоров SMA-1/4 и SURPASS hiT 7070 производства Siemens. В ходе реконструкции уровень сети повысился по STM-16, что повлекло к замене мультиплексоров SMA-1/4 на 1660SM фирмы Alcatel. Также в кольцо были включены два пункта: ЦАТС-54 и ПСЭ-610, что потребовало прокладки кабеля марки ОКСТМ-10-0,2-0,22-24-2,7 компании-производителя Москабель-Фуджикура в существующей кабельной канализации протяженностью 2,269 км.

Как альтернативный вариант будет рассчитана технико-экономическая эффективность проекта, исходя из того, что на сети в каждом пункте будет использоваться только оборудование SURPASS hiT 7070 производства Siemens.

Потребителями связи будут предприятия, население. Кроме этого часть каналов и потоков будет предоставляться для передачи данных и сдаваться в аренду.

При построении любой сети связи выделяют два основных требования, которые должны быть удовлетворены:

надежность передачи информации,

экономичность построения сети.

Надежность сети предполагает, что поступающие от потребителя информационные потоки могут проходить через сеть связи с определенной вероятностью доставки в место назначения при любых повреждениях сети. Экономичность сети, в свою очередь, предполагает, что при создании и эксплуатации любой сети величины капитальных затрат и эксплуатационных расходов должны быть минимальными при условии выполнения сетью функций по передаче и распределению информационных потоков.

Для оценки технико-экономической эффективности строительства необходимо:

произвести расчет капитальных затрат;

определить численность работников для обслуживания проектируемой сети;

рассчитать затраты на производство услуг;

рассчитать доходы от услуг связи;

определить показатели абсолютной экономической эффективности капитальных вложений;

оценить экономическую эффективность инвестиций.

.2 Расчет капитальных затрат

Капитальные вложения - это затраты на расширение воспроизводства основных производственных фондов. Они складываются из затрат на станционное оборудование и затрат на линейные сооружения.

Капитальные затраты на оборудование линейно-аппаратных цехов определяются по смете. Сметная стоимость оборудования (капитальные затраты) определяется с учетом транспортных затрат. Транспортные расходы на доставку оборудования до места установки определяются в зависимости от веса оборудования с учетом расстояния, на которое доставляется оборудование, и тарифа на перевозку одной тонны груза на данное расстояние. В дипломной работе транспортные расходы рассчитываются укрупнено в размере 30% от стоимости оборудования и измерительных приборов.

Стоимость монтажных работ и настройки оборудования определяется ориентировочно по аналогичным объектам строительства в размере 25% от стоимости оборудования. Так как размещение оборудования производится на существующих площадях, то затраты на строительство зданий не предусмотрены.

В таблицах 13.1, 13.2 13.3 приведены расчеты капитальных затрат линейные сооружения и станционное оборудование.

Таблица 13.1 - Капитальные затраты на линейные сооружения

Наименование	Количество	Сметная стоимость, тыс. руб
		за единицу	всего
Кабель марки: ОКСТМ-10-0,2-0,22-24-2,7, км	2,269	55,51	125,95
Прочие расходы,%	10		12,6
Монтаж и настройка,%	35		44,08
Транспортные расходы, %	30		37,79
Итого			220,42

Таблица 13.2 - Капитальные затраты на станционное оборудование для Alcatel

Наименование	Количество	Сметная стоимость, тыс. руб.
		За единицу	Общая
1660 SM, шт	8	2209,59	17676,72
Программное обеспечение 1353NM, 1354BM, 1354RM, шт	1	5916,24	5916,24
IFQGBE: плата для SURPASS hiT 7070, шт	1	189,28	189,28
IFS10G: плата для SURPASS hiT 7070, шт	4	832,00	3328,00
Вспомогательное оборудование
Стойка 19”, шт	9	7,00	63,00
Оптический кросс, шт	2	1,16	2,32
Итого			27175,56
Стоимость неучтённого оборудования, %	10		2717,56
Транспортные расходы (от стоимости оборудования), %	30		8152,67
Итого по разделу			38045,79
Монтаж и настройка оборудования с учётом накладных расходов, %	25		9511,75
Всего по смете			47557,54

Таблица 13.3 - Капитальные затраты на станционное оборудование для SURPASS hiT 7070

Наименование	Количество	Сметная стоимость, тыс. руб.
		За единицу	Общая
Оборудование
SURPASS hiT 7070, шт	8	8128,12	65024,96
Вспомогательное оборудование
Стойка 19”, шт	9	7,00	63,00
Оптический кросс, шт	2	1,16	2,32
Итого			65090,28
Стоимость неучтённого оборудования, %	10		6509,03
Транспортные расходы (от стоимости оборудования), %	30		19527,08
Итого по разделу			91126,39
Монтаж и настройка оборудования с учётом накладных расходов, %	25		22781,98
Всего по смете			113908,37

В проекте сумма капитальных затрат приравнивается к стоимости ОПФ (основных производственных фондов).

13.3 Расчет численности производственных работников

Количество работников по обслуживанию реконструируемой сети остается прежним, поскольку количество оборудования не изменилось. Согласно РД 45.120-2000, численность производственного штата по эксплуатации оборудования SDH равна 7 человек: один начальник отдела, два ведущих инженера, два инженера первой категории, два сотрудника сменного персонала с квалификацией инженера второй категории. Нагрузка по обслуживанию дополнительно проложенного участка добавляется к нагрузке производственного штата для линейных сооружений.

Число сотрудников для обслуживания линейных сооружений (Ч_лс):

, (14.1)

где - численность персонала для обслуживания линейных сооружений;

L - протяженность линии, км (2,269);

Ф - месячный фонд рабочего времени (166 часов);

H - норматив на обслуживание линейных сооружений (4,8 чел/час);

h - коэффициент, учитывающий резерв на отпуск (1,08).

Рассчитаем число сотрудников для обслуживания линейных сооружений:

В связи с рассчётом дополнительного персонала по обслуживанию линейных сооружений, сделаем вывод, что нецелесообразно нанимать в штат нового рабочего, выгоднее распределить дополнительную нагрузку по имеющимся сотрудникам.

.4 Затраты на производство услуг

Затраты на эксплуатацию включают в себя:

· годовой фонд оплаты труда - ФОТ - не учитываем, т.к. дополнительный штат сотрудников не набирается;

· страховые взносы - З_стр(также не учитываем, так как зависит от ФОТ);

· затраты на материалы и запасные части - З_М;

· затраты на электроэнергию - 3_W;

· амортизационные отчисления на полное восстановление основных производственных фондов (ОПФ);

· прочие.

Амортизационные отчисления (таблицs 13.4 и 13.5) на полное восстановление ОПФ определяются исходя из стоимости ОПФ и норм амортизации на полное восстановление по формуле:

(13.2)

где Ф_осн - стоимость основных производственных фондов i - го вида,

n_i - норма амортизации, %

Нормы амортизации определяются в соответствии с постановлением правительства РФ №1 от 1.01.2002 «О классификации основных средств, включаемых в амортизационные группы».

Таблица 13.4 - Амортизационные отчисления для Alcatel

Виды ОПФ	Нормы амортизации, %	Стоимость ОПФ, тыс. руб.	Амортизационные отчисления, тыс. руб.
Система передачи	12,5	47557,54	5944,69
Линейные сооружения	6,7	220,42	14,47
Итого		47777,96	5959,16

Таблица 13.5 - Амортизационные отчисления для SURPASS hiT 7070

Виды ОПФ	Нормы амортизации, %	Стоимость ОПФ, тыс. руб.	Амортизационные отчисления, тыс. руб.
Система передачи	12,5	113908,37	14238,55
Линейные сооружения	6,7	220,42	14,47
Итого		114128, 79	14253,02

Расходы на электроэнергию для производственных нужд от предприятий электроснабжения определяются по формуле:

(13.3)

де Т - время действия оборудования за год, в часах;

N_i- количество оборудования определённого типа;

W_i- мощность, потребляемая за час одним мультиплексором, кВт.

Оборудование Alcatel потребляет 200 Вт /час, оборудование SURPASS hiT 7070 потребляет 1000 Вт /час,

h - КПД выпрямительной установки (h = 0,7)

m - тариф на электроэнергию, m = 1,31 руб. за 1 кВт (по данным Федеральной службы по тарифам).

Для Alcatel:

тыс. руб.

Для SURPASS hiT 7070:

тыс. руб.

Затраты на материалы и запасные части, а так же прочие затраты определяются укрупнено по структуре затрат на эксплуатацию (5 % - материалы и запчасти и 15 % - прочие затраты).

Результаты расчета всех видов затрат на эксплуатацию представлены в таблице 13.6 и 13.7.

Таблица 13.6 - Результаты расчета всех видов затрат для Alcatel

Наименование затрат	Сумма затрат, тыс. руб.	Структура затрат, %
Амортизационные отчисления	5959,16	79,65
Электроэнергия	26,23	0,35
Итого	5985,39	80
Материалы и запчасти	374,09	5
Прочие затраты	1122,26	15
Итого	7481,74	100

Таблица 13.7 - Результаты расчета всех видов затрат для SURPASS hiT 7070

Наименование затрат	Сумма затрат, тыс. руб.	Структура затрат, %
Амортизационные отчисления	14253,02	79,27
Электроэнергия	131,15	0,73
Итого	14384,17	80
Материалы и запчасти	899,01	5
Прочие затраты	2697,03	15
Итого	17980,21	100

.5 Расчёт доходов от предоставления услуг

Доходы - денежные сборы за предоставление услуг связи (выручка, тарифные доходы, доходы от реализации услуг связи).

Так как проектируемая сеть будет эксплуатироваться ОАО «Ростелеком», то расчет доходов произведем согласно тарифам данной организации. Согласно тарифам стоимость аренды одного телефонного канала составляет 125 руб., за неограниченное пользование - 200 руб. в месяц. Возьмем средний показатель 160 рублей. Стоимость пользования одним потоком FE 33000 руб/мес., а одним потоком GE - 100000,00 руб/мес.

Рассчитаем сумму доходов по формуле 13.4:

, (14.4)

, (13.5)

где - стоимость пользования одним телефонным каналом в месяц;

- численность абонентов,

;

- эффективность (доля подключенных телефонов, примем 0,8).

Доходы от арендных потоков Ethernet рассчитываем по формуле:

(13.6)

где - количество потоков сдаваемых в аренду;

- средний доход от одного арендуемого потока в месяц,

Общие доходы от услуг связи определяются по формуле 14.7. При этом рассчитанная величина доходов увеличивается на 10%, в которые входят доходы от услуг, не определяемые прямым счетом при проектировании, и прочие расходы.

(13.7)

Таким образом, годовой доход от проектируемой линии связи составляет Д_общ = тыс. руб.

13.5 Оценка эффективности проектирования

Оценка эффективности проектирования внутризоновой сети для разных вариантов оборудования представлена в таблицах 14.8 и 14.9.

Таблица 13.8 - Основные технико-экономические показатели для Alcatel

Наименование показателей	Условное обозначение или формула расчета	Показатели
1. Капитальные затраты, тыс.руб	К=К_сп+К_лс	47777,96
2. Затраты на эксплуатацию услуг связи, тыс.руб	З	7481,74
3. Доходы от услуг связи, тыс. руб.	Д
4. Себестоимость 100 руб. дохода, руб.	14,34
5. Прибыль, тыс. руб.	П= Д - З	44671,46
6. Рентабельность, % - затратная - ресурсная		597,07 87,38
7.Фондоотдача на 100 рублей ОПФ, руб. - по прибыли - по доходам		93,50 109,16
8. Срок возврата капитальных вложений (срок окупаемости), лет	1,07 года

Таблица 13.9 - Основные технико-экономические показатели для SURPASS hiT 7070

Наименование показателей	Условное обозначение или формула расчета	Показатели
1. Капитальные затраты, тыс.руб	К=К_сп+К_лс	114128,79
2. Затраты на эксплуатацию услуг связи, тыс.руб	З	17980,21
3. Доходы от услуг связи, тыс. руб.	Д
4. Себестоимость 100 руб. дохода, руб.	34,48
5. Прибыль, тыс. руб.	П= Д - З	34172,99
6. Рентабельность, % - затратная - ресурсная		190,06 27,98
7.Фондоотдача на 100 рублей ОПФ, руб. - по прибыли - по доходам		29,94 45,70
8. Срок возврата капитальных вложений (срок окупаемости), лет	3,34 год

Об.С. - оборотные средства принимаем в размере 7 % основных производственных фондов.

При анализе данных из таблиц, видно что лучше использовать оборудование Alcatel, как менее затратное.

.6 Оценка эффективности инвестиционных проектов

Оценка эффективности инвестиций осуществляется по двум методикам:

· в условиях стабильности;

· в динамических условиях (с учетом постепенного задействования производственной мощности объекта).

Недостатком первой методики является то, что прибыль рассчитывается с учетом полного задействования производственной мощности, которое наступит через какой-то неопределенный срок, когда предприятие будет получать прибыль в полном объеме.

Второй способ имеет преимущества: он более реален, так как учитывает степень задействования производственной мощности. Расчеты осуществляются на период от 3 до 10 лет перспективы, т.е. на период времени Т, который называется расчетным периодом. Этот период разбивается на шаги, кратные одному году.

Рассчитываются четыре основных показателя:

1. Чистый дисконтированный доход (ЧДД) определяется по формуле:

,(13.8)

где R_t - результат (доходы);

З_t - затраты на эксплуатацию;

К_t - капитальные затраты,

Е - норма дисконта, принимается в соответствии с действующим депозитным процентом по вкладам в банке;

- коэффициент дисконтирования;

Т - расчетный период (горизонт расчета); t - шаг расчета.

. Индекс доходности (ИД) определяется по формуле:

,(13.9)

3. Внутренняя норма доходности ВНД, представляет ту норму дисконта, при которой величина эффекта за период Т равнялась бы капитальным затратам, определяется по формуле:

,(13.10)

где Е - внутренняя норма доходности.

Внутренняя норма доходности определяется графически при горизонте расчета Т=5 лет.

4. Срок окупаемости капитальных затрат рассчитывается по расчетным таблицам для года, когда достигнуто положительное сальдо.

Для определения внутренней нормы доходности графическим способом необходимо рассчитать чистый дисконтированный доход при двух значениях нормы дисконта Е=12% и Е=23%. Расчеты сводятся в таблицы 13.10-13.13.

Таблица 13.10 - Приток реальных денег от проводимых операций

Наименование показателей	Шаг расчета
	0	1	2	3	4	5
1.Коэффициент использования производственной мощности (qt), %	50	60	70	80	90	100
2. Доходы участка, тыс. руб. Дt=Д_У*qt	26076,6	31291,9	36507,2	41722,6	46937,9	52153,2
3. Затраты на эксплуатацию, тыс. руб. в том числе амортизационные отчисления Зt=АО+(З-АО)*qt	6720,45	6872,71	7024,97	7177,22	7329,48	7481,74
4.Прибыль до налогообложения Пt=(Дt-Зt), тыс. руб.	19356,2	24419,2	29482,3	34545,3	39608,4	44671,46
5. Налоговые выплаты, Ht (20% от Пt), тыс. руб.	3871,23	4883,84	5896,45	6909,07	7921,68	8934,292
6. Проектируемый чистый доход ПЧТ=(Пt-Нt), тыс. руб.	15484,9	19535,4	23585,8	27636,3	31686,7	35737,17
7. Чистый приток от операций (ПЧТ+АО)=(Rt-Зt)*, тыс. руб.	21444,1	25494,5	29545	33595,4	41696,33

Таблица 13.11 - Определение ЧДД для Е = 12%

№ шага (Rt-Зt)*

Рез-т

деятельности на шаге,

тыс. руб.Приток

реальных денег,

тыс. руб.
Е=12 %
0	1	21444,08	21444,08	47777,96	47777,96	-26333,88	-26333,88
1	0,89	25494,53	22690,13	-	-	22690,13	-3643,75
2	0,8	29544,98	23635,98	-	-	23635,98	19992,23
3	0,71	33595,43	23852,75	-	-	23852,75	43844,99
4	0,63	37645,88	23716,90	-	-	23716,90	67561,89
5	0,57	41696,33	23766,91	-	-	23766,91	91328,80
Всего			139106,76		47777,96
ЧДД =139106,76-47777,96= 91328,80 тыс.руб; ИД =139106,76/47777,96= 2,91> 1

Таблица 13.12 - Определение ЧДД для Е = 23%

№ шага (Rt-Зt)*

Рез-т

деятельности на шаге,

тыс. руб.Приток

реальных денег,

тыс.руб.
Е=23 %
0	1	21444,08	21444,08	47777,96	47777,96	-26333,88	-26333,88
1	0,813	25494,53	20727,05	-	-	20727,05	-5606,83
2	0,66	29544,98	19499,69	-	-	19499,69	13892,86
3	0,537	33595,43	18040,75	-	-	18040,75	31933,60
4	0,437	37645,88	16451,25	-	-	16451,25	48384,85
5	0,355	41696,33	14802,20	-	-	14802,20	63187,05
Всего			110965,01		47777,96
ЧДД =110965,01-47777,96= 63187,05 тыс.руб; ИД =110965,01/47777,96= 2,32> 1

Срок окупаемости капитальных затрат определяется по данным расчетных таблиц (13.11), (13.12) для года, когда достигнуто положительное сальдо.

После расчета таблиц строится график определения внутренней нормы доходности ВНД, рисунок 13.1.

По оси Х откладываются значения нормы дисконта Е, по оси Y - значения ЧДД за весь период проекта в зависимости от нормы дисконта. Затем через две полученные точки проводится прямая до пересечения с осью Х. Точка пересечения и даст значение ВНД.

По графику определяется внутренняя норма доходности. Внутренняя норма доходности составит 56%, при ВНД более 52% проект становится невыгодным, так как затраты превысят доходы.

Так как ИД >1, а ЧДД >0,то проект эффективен.

По приведенной методике производится расчет эффективности инвестиции при разработке бизнес-планов с целью привлечения потенциальных вкладчиков в строительство рассматриваемого объекта.

Рисунок 13.1 - Зависимость ЧДД от нормы дисконта для Alcatel

Оценка эффективности инвестиции дает более точный результат, чем показатели абсолютной эффективности, т.к. учитывается постепенное задействование производственной мощности, налоговые выплаты, накопленные суммы АО, фактор времени.

Срок окупаемости составляет менее 2 лет и находится в пределах нормативного по отрасли Т_Н≤ 8,3 года.

Учитывая средний срок службы оборудования - около 15 лет, вложение инвестиций в данный проект, являются эффективными.

Опираясь на технико-экономические показатели эффективности капитальных вложений, можно сделать вывод об экономической целесообразности реконструкции сети. Увеличение пропускной способности позволит улучшить качество и увеличить количество предоставляемых услуг, что непременно приведет к росту доходов.

14. Безопасность жизнедеятельности

Безопасность жизнедеятельности - это система технических мероприятий. обеспечивающих безопасные для жизни и здоровья условия труда.

Обслуживающий персонал должен уметь пользоваться защитными средствами и предохранительными приспособлениями; знать правила оказания первой медицинской помощи при поражении электрическим током; правила тушения пожара в помещении и уметь применять средства.

Распоряжения, игнорирующие правила техники безопасности, не должны выполнятся. Виновные в нарушении правил ОТ работники получают дисциплинарные взыскания в соответствии с Уставом о дисциплине работников связи РФ.

Все это свидетельствует о том, что безопасность жизнедеятельности человека на предприятии является основным и главным пунктом для здоровья и работоспособности. Потому очень важно создать правильный режим работы и, не менее важно, правильно и грамотно выполнять все требования, указанные в Правилах техники эксплуатации и безопасности. Основные положения по технике безопасности, работы персонала комплекса систем телекоммуникаций изложены в «Инструкции по технике безопасности и производственной санитарии для работников узлов коммутации разных систем и центров технической эксплуатации».

.1 Характеристика опасных и вредных факторов

Опасным производственным фактором считается фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме (повреждению тканей организма человека) или другому внезапному резкому ухудшению здоровья.

Вредным производственным фактором называется фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности. Вредные производственные факторы обладают свойством комулятивности, т. е. в зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный фактор может стать опасным.

Для производственных процессов на предприятиях связи возможны следующие опасные и вредные производственные факторы:

• движущиеся механизмы и отдельные части;

• повышенный уровень шума на рабочем месте;

• опасный уровень напряжения в электрической цепи, замыкание которой может пройти через тело человека;

• воздействие вспышки комплекта сварки световодов на зрение опера- воздействие лазерного излучения:

• повышенное напряжение органов зрения и голосового аппарата; попадание мельчайших остатков оптического волокна на кожу работника, физические перегрузки; эмоциональные перегрузки;

.2 Требования по обучению безопасности труда

В ходе реализации данного проекта выполняются такие работы, как прокладка кабеля в кабельную канализацию, работа с электрооборудованием, сварка оптического волокна, эксплуатация мультиплексоров при помощи ПЭВМ.

К работникам по техническому обслуживанию, ремонту и монтажу телекоммуникационного оборудования допускаются лица не моложе 18 лет; прошедшие медицинское освидетельствование; обученные безопасным методам работы; прошедшие проверку знаний требований по безопасности труда; имеющие 3 группу по электробезопасности; имеющие соответствующую квалификацию; прошедшие инструктаж по обращению с электрооборудованием, излучающими устройствами, оптоволоконным кабелем.

Перечень должностных ИТР и электротехнологического персонала, которым необходимо иметь соответствующую группу по электробезопасности, утверждает руководитель предприятия.

Порядок и виды обучения и проверки знаний правил должен соответствовать требованиям Положения о порядке обучения и проверки знаний по охране труда руководителей, специалистов и рабочих предприятий, учреждений и организаций связи, утверждённого приказом Министерства связи РФ от 23.01.95 №2.

Обучение охране труда при подготовке рабочих, переподготовке, получении второй профессии, повышении квалификации непосредственно на предприятиях, в учреждениях, организациях связи организуют работники отдела подготовки кадров или технического обучения с привлечением необходимых специалистов отделов и служб предприятия, организации, учреждения.

Учебные программы по охране труда должны предусматривать теоретическое и производственное обучение. Теоретическое обучение осуществляют в рамках специального учебного предмета "Охрана труда" или соответствующего раздела по специальности в объеме не менее 10 часов.

Предмет "Охрана труда" следует преподавать при подготовке рабочих по профессиям, к которым предъявляют дополнительные (повышенные) требования безопасности труда, а также по профессиям и работам, связанным с обслуживанием объектов, подконтрольных органам государственного надзора, в объеме не менее 20 часов - при подготовке на производстве.

Вопросы охраны труда должны быть включены в другие учебные дисциплины, связанные с технологией, конструкцией оборудования и т.д.

Производственное обучение безопасным методам работы и приемам труда проводят в учебных лабораториях, мастерских, участках, цехах, на полигонах, рабочих местах, специально создаваемых на предприятиях, в учреждениях, организациях, учебных заведениях под руководством преподавателя, мастера (инструктора) производственного обучения или высококвалифицированного рабочего. При отсутствии необходимой учебно-материальной базы в порядке исключения допускается проводить обучение на существующих рабочих местах предприятия, учреждения, организации.

Обучение безопасности труда следует проводить по учебным программам, составленным на основе типовых программ, разработанных в соответствии с типовым положением о непрерывном профессиональном и экономическом обучении кадров, согласованным с Центральным комитетом профсоюза работников связи Российской Федерации, а для работ, к которым предъявляются дополнительные (повышенные) требования безопасности труда, и с соответствующими органами государственного надзора. Обучение безопасности труда при подготовке рабочих по профессиям, к которым предъявляются дополнительные (повышенные) требования безопасности труда, завершается экзаменом по охране труда.

При подготовке рабочих других профессий вопросы охраны труда включаются в экзаменационные билеты по специальности и в письменные работы на квалификационных экзаменах.

.3 Требования к применению средств защиты

Работники должны быть обеспечены специальной одеждой и головными уборами, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты в соответствии с действующими типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи рабочим и служащим специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты.

К средствам защиты при монтаже объектов связи относятся:

диэлектрические перчатки. Перчатки предназначены для защиты рук от поражения электрическим током. Длина перчаток должна быть не менее 350 мм. Размер диэлектрических перчаток должен позволять надевать под них трикотажные перчатки для защиты рук от пониженных температур при работе в холодную погоду. Ширина по нижнему краю перчаток должна позволять натягивать их на рукава верхней одежды;

галоши, боты. Обувь является дополнительным электрозащитным средством при работе в закрытых, а при отсутствии осадков - в открытых электроустановках. Кроме того, диэлектрическая обувь защищает работающих от напряжения шага;

ручной изолирующий инструмент (отвертки, пассатижи, плоскогубцы, круглогубцы, кусачки, ключи гаечные, ножи монтерские и т.п.) - применяется в электроустановках до 1000 В в качестве основного электрозащитного средства;

заземления переносные предназначены для защиты работающих на отключенных токоведущих частях электроустановок от ошибочно поданного или наведенного напряжения при отсутствии стационарных заземляющих ножей;

плакаты и знаки безопасности;

очки защитные - при работе с оптическим волокном для защиты от попадания стеклянных частиц в глаза;

фартуки полиэтиленовые - для предотвращения попадания частиц оптического волокна на одежду;

Руководители организаций несут ответственность за своевременное обеспечение работников спец. обувью, спецодеждой и другими средствами индивидуальной защиты.

Спецодежда, спец. обувь и другие средства индивидуальной защиты, выдаваемые работникам, должны соответствовать характеру и условиям работы и обеспечивать безопасность т руда.

Запрещается использовать неисправные средства защиты.

14. 4 Требования безопасности при эксплуатации лазерных изделий

Степень воздействия лазерного излучения на оператора зависит от физико-технических характеристик лазера - плотности мощности (энергии излучения), длины волны, времени облучения, длительности и периодичности импульсов, площади облучаемой поверхности.

В соответствии со СНиП 5804-91 лазерные изделия по степени опасности генерируемого излучения подразделяют на 4 класса. При этом класс опасности лазерного изделия определяется классом опасности используемого в нем лазера.

Принципы построения SDH транспортных сетей

Принципы построения SDH транспортных сетей

13.3 Расчет численности производственных работников

13.3 Расчет численности производственных работников

Похожие работы на - Принципы построения SDH транспортных сетей