Выбор и характеристика транспортной системы

Исходной информацией для выбора ВОСП является количество организуемых каналов ТЧ, ОЦК или цифровых потоков различного уровня. Таким образом, выбор ВОСП определяется характером передаваемой информации (телефония, передача данных, видеотелефон, телевидение и др.), а также числом организуемых каналов /3/. Следует при этом иметь в виду, что в настоящее время в ВОСП используется унифицированная каналообразующая аппаратура ЦСП различных ступеней иерархии.

В проекте можно использовать типовое каналообразующее оборудование, технические характеристики которого приведены в /2/, или более современные его модификации.

Обычно к ТКС PDH используется наименование «система передачи», а к ТКС SDH – «транспортная система».

Волоконно-оптической системой передачи или транспортной системой называется совокупность активных и пассивных устройств, предназначенных для передачи (транспортирования) информации на расстояние по ОВ с помощью оптических волн /6/. Следовательно, ВОСП – это совокупность электрических и оптических устройств и оптических линий передачи для создания, обработки и передачи (транспортирования) оптических сигналов.

Волоконно-оптической линией передачи (ВОЛП) понимается совокупность физических цепей, линейных трактов систем передачи, имеющих общие среду распространения (ОК), линейные сооружения и устройства их технического обслуживания и управления /7/.

Большинство ВОСП работают по ОК по двухволоконной схеме, когда для передачи информации в одном направлении используется одно ОВ, а для передачи в другом направлении – второе ОВ, расположенное в том же ОК.

Однако в последнее время появились ВОСП, работающие в одном ОВ для передачи информации в обоих направлениях. Например, аппаратура ОМХ-16S фирмы Siemens для передачи в одном направлении использует длину волны 1,3мкм, а в другом – 1,55 мкм.

1.5.1. Системы передачи PDH

При проектировании оптической линии передачи с ВОСП PDH рекомендуется воспользоваться их основными техническими характеристиками, приведенными в приложении А. В учебном пособии техническое описание и принципы работы ВОСП PDH не приводятся, так как указанный материал можно найти в учебной литературе /1, 3, 4, 6, 8/. Материал, предназначенный для комплектации аппаратуры ВОЛП PDH, приведен в разделе 4.

Требованию магистральной сети, предназначенной для передачи информации на большие расстояния (1000км и более) и для организации большого количества каналов (несколько тысяч), удовлетворяют четверичные ВОСП “Сопка-4”, “Сопка-4М”, рассчитанные на 1920 каналов, и “Сопка-5”, рассчитанная на 7680 каналов. Исходя из требований дальности организуется применение ОК с одномодовыми ОВ, обеспечивающих длины регенерационных участков, (РУ) до 150 … 160 км.

Известны два варианта четверичных ВОСП для магистральной сети: “Сопка-4”, работающая на длине волны 1,3мкм с регенерационными участками до 30км, и “Сопка-4М”, работающая на длине волны 1,55 мкм с регенерационными участками до 100км. Вторая система является более предпочтительной при организации связи на большие расстояния.

Комплекс “Сопка-5” предназначен для организации по одному ОК с одномодовыми ОВ мощных пучков каналов, соединяющих сетевые узлы. Передача осуществляется в третьем окне прозрачности, соответствующем номинальной длине волны 1,55 мкм. Общее эквивалентное число каналов ТЧ или ОЦК, организуемое в одной ВОСП “Сопка-5” по паре ОВ, составляет 7680. Кроме того, в линейном тракте ВОСП “Сопка-5” может быть организовано до 16 дополнительных первичных цифровых трактов с пропускной способностью каждо­го 2,048 Мбит/с, оканчивающихся соответствующими стандартными стыками. Указанные дополнительные тракты могут выделяться на промежуточных регенерационных пунктах, в том числе и на необслуживаемых. Таким образом, предельная эквивалентная каналь­ная емкость ВОСП “Сопка-5” может достигать 7680+480= 8160 каналов ТЧ или ОЦК.

На зоновых сетях рекомендуется применение ВОСП “Сопка-3” и “Сопка-3М”, работающих на длинах волн 1,3 и 1,55 мкм соответственно. Аппаратура использует стандартное каналообразующее оборудование третичной ЦСП ИКМ – 480. Система обеспечивает потребности зоновой связи по числу организуемых каналов ТЧ или ОЦК (до 1920 каналов по восьмиволоконному ОК) и дальности передачи (до 600км).

Для городских телефонных сетей (организация соединительной линии между АТС) реко­мендуется применение ВОСП “Соната-2”, ИКМ-120-4/5, “Сопка-2”, организующих 120 каналов ТЧ или ОЦК одной системой передачи или “Сопка-Г” (ИКМ-480-5) на 480 каналов.

ВОСП “Соната-2” работает на длине волны 0,85 мкм, ИКМ-120-4/5 – на длинах волн 0,85 и 1,3 мкм, “Сопка-2” – на длине волны 1,3 мкм, а ВОСП “Сопка-Г” (ИКМ-480-5) – на длинах волн 1,3 и 1,55 мкм.

При использовании указанных ВОСП достигается дальность связи до 20…35 км, что, как правило, обеспечивает связь между АТС в пределах города без регенерационных пунктов. Количество организуемых по восьмиволоконному кабелю каналов составляет 480 или 1920.

Для сельской связи и вещания рекомендуется применение первичной аппаратуры ИКМ-30х2, которая по четырехволоконному кабелю позволяет получить 120 каналов ТЧ на длине волны 1,3 мкм.

1.5.2. Транспортные системы SDH

Новые возможности цифровых коммутаторов и технических средств транспортной среды (возможность реализации мощных транспортных сетей на базе ВОЛС и мультиплексоров SDH: терминальных, ввода/вывода, с кросс-коммутацией) с перспективой увеличения пропускной способности без существенной реконструкции, способность SDH к глубокой автоматизации и контролю элементов сети и качества услуг, а также к автоматическому и программному управлению сложными конфигурациями (кольцевыми и разветвлёнными) предъявляют новые требования к планированию и проектированию сетей электросвязи.

Достижения современной техники коммутации и передачи сместили акценты в распределении затрат. Стоимость канало-километра стремительно снижается, а стоимость точки коммутации если не растет, то снижается значительно меньшими темпами. С другой стороны, появление SDH и мощных мультиплексоров с кросс-коммутацией превратили сеть передачи по сути в распределённый коммутатор.

Это обстоятельство привело к тому, что возникла необходимость пересмотреть многоуровневую структуру прежней первичной сети: местная (городская и сельская), внутризоновая и магистральная, представив её двумя уровнями: сетью доступа и транспортной сетью. Построение таких сетей на базе SDH имеет свои особенности.

Транспортная сеть или система (ТС) может охватывать участки как магистральной и зоновых линий передачи, так и местных сетей. ТС органически объединяет сетевые ресурсы, которые выполняют функции передачи информации, контроля и управления (оперативного переключения, резервирования и т.д.). ТС является базой для всех существующих и планируемых служб интеллектуальных, персональных и других сетей. Информационной нагрузкой ТС SDH являются сигналы PDH. Аналоговые сигналы предварительно преобразуются в цифровую форму с помощью имеющегося на сети аналого-цифрового оборудования. Универсальные возможности транспортирования разнородных сигналов достигаются в SDH благодаря использованию принципа контейнерных перевозок. В ТС SDH перемещаются не сами сигналы нагрузки, а новые цифровые структуры – виртуальные контейнеры, в которых размещаются сигналы нагрузки. Сетевые операции с контейнерами выполняются независимо от их содержания. После доставки на место и выгрузки из виртуальных контейнеров (VC) сигналы нагрузки обретают исходную форму. Поэтому ТС SDH является прозрачной для любых сигналов.

ТС SDH содержит информационную сеть и систему обслуживания /9/.

Таблица 1.6 – Соответствие слоёв SDH с информационными структурами.

Рисунок 1.4 – Послойное строение сети SDH

Архитектура информационной сети представляет собой функциональные слои, связанные между собой отношениями клиент-слуга. Все слои выполняют определённые функции и имеют стандартизированные точки доступа. Каждый слой оснащён собственными средствами контроля и управления и может создаваться и развиваться независимо. На рисунке 1.4 показано послойное строение сети SDH, а в таблице 1.6 – соотношение указанных слоёв с информационными структурами SDH.

Указанное свойство SDH облегчает эксплуатацию сети и позволяет достичь наибо­лее высоких технико-экономических показателей. Сеть SDH содержит три то­поло­гически независимых слоя: каналов, трактов и среды передачи. Создание сетевых конфигураций, контроль и управление отдельными станциями и всей информационной сетью осуществляется программно и дистанционно с помощью системы обслуживания SDH. Система решает задачи обслуживания современных сетей связи: оптимизирует эксплуатацию аппаратуры разных фирм-производителей в зоне одного оператора и обеспечивает автоматическое взаимодействие зон разных операторов. Система обслуживания делится на подсистемы. Доступ к каждой SDH-подсистеме осуществляется через главный в этой подсистеме (шлюзовый) узел или станцию SDH.

В слое среды передачи находятся самые крупные структуры SDH: синхронные транспортные модули (STM), представляющие собой форматы линейных сигналов. Они же используются на интерфейсах сетевых узлов.

На рисунке 1.5 показаны циклы STM-1 и VC-4. Административный блок AU-4 образуется по алгоритму

C-4 + POH = VC-4,

VC-4 + AU PTR = AU-4,

где POH – трактовый заголовок VC-4,

AU PTR – указатель административного блока.

Рисунок 1.5 – Структура цикла STM-1 и фрагменты отображения AU-4 на STM-1

Цикл STM имеет период повторения 125 мкс и изображен в виде прямоугольной таблицы из 9 рядов и 270 столбцов (9 х 270 = 2430 элементов). Каждый элемент соответствует объёму информации 1 байт (8 бит) и скорости транспортирования 64 Кбит/сек, а вся таблица – скорости передачи первого уровня SDH:

64 х 2430 = 155 520 кбит/сек = 155,520 Мбит/сек.

Первые 9 столбцов цикла STM-1 занимают служебные сигналы: секционный заголовок (SOH), который состоит из заголовка регенерационной секции RSOH (первые три ряда) и заголовка мультиплексной секции MSOH (последние 5 рядов) и указателя административного блока (AU-указателя), т.е. указателя позиции первого байта цикла нагрузки. Остальные 261 столбец отводятся для нагрузки.

Для организации соединений в сетевых слоях трактов используются виртуальные контейнеры VC-12. VC – блочная структура с периодом повторения 125 мкс или 500 мкс (в зависимости от вида тракта). Каждый VC состоит из поля нагрузки C-n и трактового заголовка POH (рисунок 1.5).

STM-1 = (((E1+<байты>+VC-12_POH+TU-12_PRT)x3_TUG-2)x7_TUG-3+NPI+FS_TUG-3)x3_VC-4+ VC-4_POH+FS_VC-4+AU-4_PTR)x1_AUG+RSOH+MSOH

STM-1 = (((32_E1+2_байты+1_{VC-12_POH}+1_{TU-12_PRT})*3_TUG-2)*7_TUG-3+3_NPI+15_{FS_TUG-3})*3_VC-4+

+9_{VC-4_POH}+18_{FS_VC-4}+9_{AU-4_PTR})*1_AUG+3*9_RSOH+5*9_MSOH .

Рисунок 1.6 – Пример формирования STM-1

На рисунке 1.6 приведён пример логического формирования модуля STM-1 из потоков E1 2 Мбит/с по схеме Европейского института стандартов в области связи (ETSI), а на рисунке 1.7 – схема группообразования по схеме ETSI,

где TU – субблок,

TUG – группа субблоков,

AUG – группа административных блоков,

FS – балласт, фиксированное пустое поле,

NPI – индикация нулевого показателя.

Рисунок 1.7 – Схема группообразования по ETSI

В проекте по результатам расчётов количества организуемых каналов (раздел 1.4.2 или 1.4.3) определяется уровень STM (STM-1, STM-4, STM-16), а затем следует выбрать аппаратуру конкретной фирмы.

В приложении Б приведены технические параметры аппаратуры SDH фирм-про­из­водителей, а в приложении Г – краткое описание ТКС SDH.

В проекте следует привести технические параметры выбранной аппаратуры SDH и характеристику мультиплексорного и линейного оборудования, оборудования кросс-ком­мутации и системы управления и контроля.