Дипломный проект - Организация абонентского доступа в городе Уральск - файл n18.doc

Дипломный проект - Организация абонентского доступа в городе Уральск
скачать (1266.5 kb.)
Доступные файлы (19):
n1.doc299kb.27.04.2010 10:31скачать
n2.doc523kb.27.04.2010 10:29скачать
n3.doc181kb.27.04.2010 10:28скачать
n4.doc110kb.27.04.2010 10:28скачать
n5.doc29kb.27.04.2010 10:28скачать
-8BC9~1.doc95kb.29.11.2005 17:11скачать
EF45~1.doc59kb.29.11.2005 17:11скачать
n8.exe
n9.exe
n10.doc64kb.29.11.2005 17:11скачать
n11.txt4kb.01.06.2004 23:05скачать
n12.doc82kb.29.11.2005 17:11скачать
n13.txt6kb.01.06.2004 21:12скачать
n14.doc53kb.29.11.2005 17:11скачать
n15.txt3kb.02.06.2004 12:35скачать
n16.doc56kb.29.11.2005 17:11скачать
n17.doc382kb.27.04.2010 10:26скачать
n18.doc1198kb.27.04.2010 10:27скачать
n19.doc57kb.27.04.2010 10:31скачать

n18.doc





2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ САД


2.1 Принципы модернизации сетей доступа


Модель инфокоммуникационной системы, предложенная международным союзом электросвязи (МСЭ) в рекомендациях серии Y. Эта модель позволяет однозначно определить место сети доступа в инфокоммуникационной системе.



Рисунок 2.1 - Модель инфокоммуникационной системы, предложенная МСЭ.

В первом случае функции элемента "Сеть доступа" может выполнять абонентская линия, представляющая собой двухпроводную физическую цепь.

Во втором случае в состав сети доступа (для существующей системы электросвязи) должны входить: цифровой тракт E1 (или несколько таких трактов) для подключения УАТС в местную телефонную сеть; цифровой тракт, поддерживающий стек протоколов CP/IP, для включения локальной сети в Internet; арендуемые линии, если они необходимы для включения того оборудования, которое не использует сеть телефонной связи или Internet.

Элемент "Транзитная сеть" также может состоять из различных технических средств. В первом случае речь идет о ТФОП. Во втором случае этот элемент состоит, по крайней мере, из двух коммутируемых (вторичных) сетей: ТФОП и Internet. "Размеры" транзитной сети зависят от типа соединения. Для внутристанционного соединения международного соединения в состав транзитной сети, кроме РАТС, входят автоматические междугородные телефонные станции (АМТС) и международные центры коммутации (МЦК).

Словосочетание "средства поддержки услуг" относятся к устройствам, которые могут значительно различаться по своим функциональным возможностям. Простейшим примером может считаться автоинформатор, а одним из самых сложных – современный Контакт центр. Основное назначение сети доступа – обеспечение надежной и качественной связи между всеми видами оборудования, установленного в помещении потенциальных клиентов Оператора, и соответствующими транзитными сетями.

Ряд подобных соображений позволяет сделать два важных, с практической точки зрения, вывода:

– новый технологический цикл модернизации сети доступа будет длительным. По всей видимости, в течение этого цикла несколько раз сменятся технологии передачи и коммутации;

– для экономии суммарных инвестиций для развития всей инфокоммуникационной системы необходимо строить сети доступа, которые соответствуют требованиям "послезавтрашнего" дня.

Это означает, что если для инфокоммуникационной системы перспективным направлением развития считается концепция NGN (сеть связи следующего поколения), то сеть доступа должна соответствовать требованиям эры пост- NGN. Основной метод решения поставленной задачи – поэтапная реализация оптимальной, для каждого конкретного проекта, сети доступа.


2.1.1Используемые технологии

Длительный период использования многопарных кабелей (в ГТС) и воздушных цепей (в СТС) для построения сетей доступа закончился. В настоящее время Оператору доступны различные технологии для модернизации сетей доступа. Их классификация представлена на рисунке 1.4.




Рисунок 2.2 - Классификация технологий, используемых в сетях доступа

Все виды технологий можно разделить на три группы: проводные wireline), беспроводные (wireless) и комбинированные (mixed). Технологии, азирующиеся на использовании проводных средств электросвязи, можно азделить на три класса. Первый класс образуют те варианты применения кабелей с оптическими волокнами (ОВ), которые образуют семейство FTTx. Эта запись означает, что кабель с ОВ доводится до некой точки "x", которая для рассматриваемого проекта обеспечивает оптимальное решение. В качестве символа "x" используются обозначения "C" (распределительный шкаф), "R" (удаленный модуль, функции которого обычно выполняет концентратор), "H" (жилой дом), "B" (административное или производственное здание) и другие. Кроме того, к проводным средствам относятся сети доступа, построенные Операторами кабельного телевидения (КТВ), а также новая технология, основанная на линиях электропередачи. Все основные технологии, базирующиеся на использовании беспроводных (радиотехнических) средств электросвязи, можно также разделить на три класса. Классические беспроводные технологии представлены средствами радиосвязи


2.2 Структура транспортной сети доступа

В зависимости от характеристик территории, в границах которой создана сеть доступа, и мест расположения потенциальных клиентов могут создаваться одно или несколько колец, объединяющих все МВК. На рисунке 1.8 показана структура транспортной сети типа "ромашка", в которой создаются четыре кольца.



Рисунок 2.3– Транспортная сеть со структурой типа "ромашка"

В нижней части рисунка показано еще не сформированное кольцо. Все МВК соединены с центральным узлом сети (МВКО) напрямую, то есть пока построена звездообразная структура сети доступа. После соединения МВКЗЗ с МВК32 и МВК31 с МВК32 будет создано третье кольцо. Таким образом, транспортная сеть доступа будет состоять из четырех колец. Эта структура может формироваться постепенно из эксплуатируемой ныне сети звездообразной или древовидной топологии. В некоторых случаях часть МВК невозможно включить в состав какого-либо кольца транспортной сети доступа. Тогда необходимо обеспечить специальные меры повышения надежности связи с подобными МВК. В частности, целесообразно организовывать две кабельные трассы для связи с МВКО. На рисунке 3.3 показан другой вариант объединения МВК. Он основан на создании двух концентрических колец. Подобные структуры транспортных сетей доступа стали применяться в мировой практике в последние годы. Размещение МВК

и их нумерация соответствуют модели, изображенной на предыдущем рисунке.



Рисунк 2.4 - Транспортная сеть с двумя концентрическими кольцами

Первое (внутренне) кольцо состоит из восьми МВК, а второе (внешнее) - из четырех. МВК каждого кольца соединен с центром сети (МВКО) двумя независимыми (в смысле надежности) трассами. Выбор оптимальной структуры транспортной ulO89 сети доступа может быть сделан на основании простого алгоритма, подразумевающего перебор всех возможных решений. Это объясняется тем, что в задачу перебора вариантов можно внести ряд очевидных ограничений, а число МВК в реальной сети доступа не превышает 20 узлов. Ограничения на возможные варианты связи МВК, как правило, определяются существующей кабельной канализацией. Возможность существенного повышения пропускной способности транспортной сети доступа будет определяться той средой передачи, которая используется для организации каналов. Применение кабеля с ОВ гарантирует возможность роста пропускной способности за счет следующих решений: – замена эксплуатируемых систем передачи SDH аналогичными, но более мощными

– (например, STM-4 вместо STM-1);

– установка оборудования спектрального уплотнения для созданиябольшего числа

– трактов SDH;

– использование резервных (так называемых "темных") ОВ в кабеле, который находится в эксплуатации.

Общий подход к проектированию САД. Процесс проектиро­вания целесообразно разделить на несколько этапов.

а) Постановка задачи, в результате которой выбираются критерии планирования сети и формируются исходные данные, формализованные по заранее заданным правилам.

б) Краткосрочное и долгосрочное прогнозирование необ­ходимых для процесса проектирования величин.

в) Декомпозиция задачи, состоящая в постановке вопро­сов по первичной (транспортной) и вторичным (информацион­ным) сетям.

г) Разработка возможных сценариев по созданию или развитию фрагмента телекоммуникационной системы.

д) Анализ возможных сценариев с учетом финансовых. технических и иных ограничений: выбор тех сценариев, кото­рые могут быть реализованы.

е) Решение поставленной задачи путем использования соответствующих математических методов.

ж) Интерпретация результатов решения с учетом различ­ных ограничений и составление необходимой проектной документации.

Задача этапа а):

– Постановка задачи проектирования САД в значи­тельной мере определяется типом коммутационной станции, для которой оптимизируются затраты на реализацию при­станционного участка. Эта задача может быть сведена к анализу двух вариантов:

– организация САД для цифровой коммутационной стан­ции, которая устанавливается в качестве новой АТС на городской (ГТС) или сельской (СТС) телефонной сети (например, при расширении какого-либо района города);

– модернизация существующей САД при замене аналого­вой АТС на цифровую.

Процесс построения перспективной САД связан с местом установки цифровой коммутационной станции. Если она монтируется как новая районная АТС (РАТС), то структура абонентской сети может быть спроектирована самым оптима­льным способом. Если же цифровая станция заменяет суще­ствующую РАТС, то структура абонентской сети будет в значительной степени определяться топологией кабельной канализации и проложенными ранее кабелями связи.

При проектировании новой станции целесообразно выб­рать такую структуру абонентской транспортной (первичной) сети и, соответственно технические средства ее реализации, которые способны поддержать дальнейшую эволюцию элект­росвязи.

Исходные данные, подготовленные для проектирования САД должны включать следующие компоненты:

Характеристика кабельной канализации, типы и состояние эксплуатируемых кабелей связи - обычные сведения, используемые в практике проектирования САД.

Задачи этапа б):

– на начальном этапе прогнозирования основных характеристик САД необходимо сформулировать перечень задач, стоящих перед проектировщиком. В качестве основных можно выделить следующие;

Задачи этапа в):

– декомпозиция задачи должна состоять в постановке вопросов по первичной и вторичным сетям. Формирование таких требований, как пропускная способность первичной сети, наличие двух или более независимых путей передачи информации, допустимое время восстановление отказов и т. п., осуществляется в рамках вторичных сетей. В этом смысле, первичная сеть лишь поддерживает заданные требования по переносу информации между коммутационными станциями вторичных сетей.

Задачи этапа г):

– по исходным данным может быть разработано несколько возможных сценариев по созданию или развитию САД. Целесообразно выделить, по крайней мере, три сценария, подлежащих детальному анализу. Первый должен быть ориентирован на оптимизацию стоимости САД на ближайшее время ее функционирования. Второй сценарий должен предусматривать оптимизацию стоимости сети доступа на этапе введения услуг Ш-ЦСИО. Третий сценарий должен быть основан на разумных компромиссах между вариантами изложенными выше.

Задачи этапа д):

– анализ возможных сценариев с учетом финансовых, технических и иных ограничений служит тем этапом планирования САД, на котором могут быть в полной мере учтены все объективно существующие ограниче­ния. Здесь проектировщик упрощает дальнейшие процедуры за счет отказа от сценариев, которые не могут быть реализованы.

Задачи этапа е):

– на данном этапе должны быть решены задачи, позволяющие значительно снизить затраты на реализацию сценария САД, выбранного по результатам предыдущих пяти этапов. К таким задачам следует отнести:

Задачи этапа ж):

– После решения математических задач необходима соответствующая интерпретация полученных результатов. Использование ручных и особенно автоматизированных методов проектирования сети доступа может привести к неприемлемым для практики результатам.















Рисунок 2.5 – Схема проектируемой САД

2.3 Краткая характеристика системы Honet

а) система доступа Honet соединяется с коммутационным оборудованием через стандартный ин­терфейс V 5.2,CAS, и с сетью передачи данных с помощью интерфейсов ATM – STM1/OC–3, E1, 10/100 BASL – T, CATV;

б) работает по оптическому кабелю;

в) услуги:

г) топология;

– кольцо.

д) Абонентская емкость OLT – до 16 Е1 ONV – от 160 – 1000 АЛ, для наружной установки и 2000 АЛ, для внутренней установки;

е) Одна полка для услуг передачи данных позволяет вставить до 12 различных плат.

– ADSL;

– E1;

– 2/4 W. Аналоговых СЛ;

– LAN 10 BASL – T;

– n·64 Кбит/c;



2.4 Краткая характеристика Broad Access

а) легко интегрируется с коммутационной станцией. Использует стандарты ETSI V5, X, протоколы, и 2–х проводные аналоговые АЛ; АТМ-STM–1/OC3, E1; 2– х проводные линии ISDN;

б) работает по оптическому кабелю;

в) модульная конструкция и встроенный механизм коммутации тайм

слотов позволяет эффективно организовать передачу голоса и данных на одной платформе, используя интегральные системы передачи PDH – 34M; STM – 4; HDSL; E1.

Услуги:

Топология;

– точка – точка;

– звезда;

– кольцо.

Абонентская емкость:

CU – 2 полки по 15 слотов, до 4 слотов для V5.2, остальные для

передачи данных;

RU – шкафы емкостью от 60 до 1000 АЛ и передач данных.

2.5 Краткая характеристика системы FastLin


а) с коммутируемой станцией соединяется через стандартный

интерфейс V5.x, cas;

б) работает по оптическому кабелю;

в) услуги:

– обычная телефонная сеть POTS;

– ADSL;

– арендованная линия;

– ISDN услуги;

– N64 кбит/с;

г) топология:

– точка – точка;

– звезда (дерева);

– кольцо.

д) абонентская емкость наружных шкафов до 1000 абонентских линий.

е) используется две полки для передачи голоса и данных.
Для сравнения характеристики систем абонентского доступа сведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Характеристики систем абонентского доступа






HONET, Huawei

Broad Access, Teledata

FastLink, Siemens

1

Абонентская емкость

До 16 Е1

Нар. ШК до 1000 АЛ

Нар. ШК до 1000 АЛ

2

Сетевые интерфейсы

V5.x

Е1

STM1/O–C3

100 BASL

V5.x

Е1

2-х пр. анал.

STM1/OC-3

V5.x

Е1

STM1/OC–3

3

Услуги

POTS

ADSL

ISDN

Nx64 Кбит/с


3СЛ 2/4 проводные

3СЛ 64 Кбит/c

HDSL

POTS

ADSL

VI–SDN

Nx64 Кбит/с

Таксофоны

Спец.службы

HDSL

POTS

ADSL

ISDN

Nx64 Кбит/с

Арендованная линия

HDSL

4

Топология

Кольцо

Точка-точка

Звезда

Кольцо

Точка-точка

Дерево

кольцо

5

Корпус

Наружной и внутренней установки

Наружной и внутренней установки

Наружной и внутренней установки

6

Типы полок

для голоса

для передачи данных

для систем передачи

1–для голоса и

передачи данных

для систем передачи

для голоса

для передачи данных

для систем передачи



2.6 Выбор оборудования


Система BroadAccess позволяет операторам связи увеличить число абонентов и повысить качество услуг, используя потенциал существующих сетей (медных, коаксиальных, оптических, беспроводных), а также наращивать и создавать новые сети. Оно имеет модульную структуру, совместимо с телефонными сетями различных топологий и надежно работает в любых условиях.

Периферийные блоки на стороне абонентов подключаются к центральному блоку, установленному в здании местной АТС, волоконно-оптическими линиями или витыми парами. Комбинированная системная плата (ATM/TDM) центрального блока обеспечивает подключение абонентов к коммутируемым телефонным сетям общего пользования, поставщикам услуг Internet (сетям IP) и базовым узлам ATM. Возможность SDH-передачи (STM-1/STM-4) обеспечивает пропускную способность для широкополосных приложений (соединение локальных и глобальных сетей, соединение учрежденческих АТС, мультимедийная передача, видеоконференции, высокоскоростной доступ в Интернет).

Система сетевого управления ClearAccess на базе Windows NT позволяет автоматически управлять сотнями систем BroadAccess через любую сеть передачи данных (TCP/IP, X.25, SNMP и др.). Возможен дистанционный контроль каждой витой пары между периферийным блоком и абонентом. Системы BroadAccess обслуживают свыше миллиона линий в более чем 50 странах мира. Следует отметить, что система абонентского доступа "BroadAccess" отвечает по своим техническим характеристикам всем необходимым параметрам.

В таблице 2.2 приведены технические параметры системы «BroadAccess» .

Таблица 2.2 – Технические параметры системы «BroadAccess» .

Технические характеристики

Абонентская ёмкость

64–1920

Услуги

Обычная телефонная сеть
ADSL (высокоскоростной Интернет, подключение к удаленным LAN)
Таксофоны
U-ISDN, 2B1Q/4B3tN x 64 кбит/с
Специальные службы (резервная линия)

Стандарты передачи

SDH (STM1/STM-4) 34 Мбит/с,

оптический/электрический
E1(G.703) ,HDSL (2 Мбит/с)


Сетевые интерфейсы

V5.1/V5.2-проводной (аналоговый)
Е1 (коммутируемые и некоммутируемые)
STM-1/E1 UNI (ATM)

Топологии

«точка-точка», «звезда», «кольцо»

Резервирование и защита

Передача
Коммутация
Управление
Питание

Размеры универсальнго шасси

высота х ширина х глубина =
27 см (6U) x 48 см (19”) х 30 см
Требования к внешним условиям соответствуют ETS 300-019-1-3

Корпус

Широкий набор автономных шкафов для установки вне помещения емкостью до 960 линий, разнообразные шкафы для установки внутри помещения



2.7 Проектирование доступа основных параметров системы

Сеть абонентского доступа BroadAccess использующая протокол V5 предоставляет законченное решение служб передачи голоса и данных. Как сеть, система абонентского доступа разработана согласно подходу открытых систем, основанному на стандартах ITU интерфейса сети доступа V5.1 и V5.2, что позволяет интегрировать систему с локальными устройствами обмена (Local Exchange – LE), оборудованными интерфейсом V5. Модульная архитектура системы дает возможность постепенно достраивать сеть доступа по мере возрастания запросов, избегая, таким образом, больших начальной инвестиций. Система может обслуживать первоначально 16 абонентских линий и неограниченно наращивать их число по мере увеличения запросов. Система может быть встроена в оборудование или реализована в отдельном погодоустойчивом корпусе (может располагаться на улице) обеспечивая множество услуг, включая передачу по общей телефонной сети (PSTN), цифровой сети интегрального обслуживания (ISDN), арендованным аналоговым каналам, а также передачу высокоскоростных цифровых данных - все в одном базовом средстве.

В областях, где коммутаторы с протоколом V5 еще недоступны, система изначально может быть развернута в конфигурации для двухпроводного режима, чтобы работать со всеми существующими коммутаторами по двухпроводному интерфейсу PSTN или ISDN. Так как в сетях доступа происходит переход от двухпроводной к более совершенной архитектуре V5, систему можно переконфигурировать для присоединения непосредственно к LE по цифровому интерфейсу. Это делает систему абонентского доступа идеальным решением для расширения существующих сетей, избавляющим от риска дорогостоящих обновлений в будущем.

Благодаря способности передавать огромный поток обмена оптическое волокно стало в сети доступа альтернативным передаточным носителем. Система абонентского доступа дает возможность протянуть оптоволоконные кабели к административным зданиям, промышленным территориям и густо населенным жилым районам. Все услуги могут быть доставлены потребителям через распределенную локальную сеть. Это обеспечивает высокое качество услуг, подготавливая почву для будущего расширения сети и широкополосной передачи.

Применение технологии HDSL делает BroadAccess превосходным решением в случаях, когда сервис – провайдер желает увеличить емкость существующей медно-проводной сети. Используя динамичную концентрацию, BroadAccess может увеличить пропускную способность меднопроводной сети в 15 – 120 раз на прямых аналоговых парах. BroadAccess также увеличивает область охвата LE, обеспечивает немедленное обслуживание новых потребителей и существенно улучшает качество услуг [4].


2.8 Основные свойства системы BroadAccess




К основным свойствам системы можно отнести:



2.8.1Современные семейства xDSL

Технология xDSL является следующим поколением ISDN.

К современным семействам относятся следующие достаточно широко применяющиеся технологии:

– HDSL (High data rate Digital Subscriber Line) – высокоскоростная цифровая абонентская линия Симетртчная передача 160кбит/с по одной паре;

– SDSL (Single line Digital Subscriber Line) – высокоскоростная цифровая линия по одной физической паре. Иногда под буквой S подразумевают термин «симметричная»;

Таблица 2.3 – Схема развития САД

А

налоговый модем

34 кбит/с максимальная 56 кбит/с

HDSL




248 кбит/с 2 мбит/с



SDSL

144 кбит/с 1.5 мбит/с

A

DSL

640 кбит/с 8 мбит/с

Оборудование, базирующееся на технологии HDSL, на телекоммуникационном рынке появилось прежде других устройств xDSL. Оно обеспечивает одинаковую скорость в обоих направлениях, которая обычно не превышает 2 Мбит/с. Чаще всего для организации линии HDSL используются две пары медных жил. Дальность связи составляет до 7 км. Наиболее широко данная технология применяется в корпоративных сетях (для объединения локальных сетей или подключения УАТС к городским телефонным сетям), а также для организации связи между базовыми станциями сотовых сетей.

Технология SDSL сродни HDSL как по скорости, так и по назначению. Единственное, но очень значимое отличие заключается в числе используемых пар: в SDSL скорость два Мбит/с обеспечивается по одной медной паре. Сейчас оборудование HDSL постепенно заменяется устройствами SDSL.

Наибольший интерес вызывает технология ADSL, так как область ее применения гораздо шире, чем у HDSL и SDSL. Благодаря заложенной в ней асимметричности (до 8 Мбит/с в сторону абонента – так называемый поток downstream и до 1 Мбит/с в сторону сети – поток upstream) эта технология идеально подходит для подключения к Internet и применения в других системах типа клиент-сервер. Она способна обеспечить связь на расстоянии до 5 км, что точно совпадает с типичной длиной абонентских линий городских телефонных станций.


Рисунок 2.6 – Схемы организаций линий связи с помощью HDSL и ADSL

В случае применения модемов ADSL требуется дополнительное оборудование – сплиттеры (они представляют собой фильтры и служат для разделения каналов данных и голоса) и используемые для подключения к сетям передачи данных мультиплексоры DSLAM (Digital Subscriber Loop Access Multiplexer).

Если скорости 8 Мбит/с недостаточно, можно попытаться прибегнуть к помощи технологии сверхвысокоскоростной цифровой линии — VDSL (Very high data rate Digital Subscriber Line). Она поддерживает передачу к абоненту на скорости до 52 Мбит/с, а в обратном направлении – до 2 Мбит/с. Правда, в отличие от своих «сестер», VDSL способна работать лишь на малых дистанциях, до 500 м. Сферой ее применения могут стать абонентские участки комбинированных сетей «оптоволокно-медь», расположенные в пределах здания.

Такие характеристики устройств xDSL, как скорость передачи и дальность действия, во многом определяются используемыми методами линейного кодирования. В устройствах HDSL применяется модуляция 2B1Q

(т. е. каждое значение амплитуды несущей соответствует двум передаваемым битам).

Если абонентская линия прокладывается прямо до квартиры или дома пользователя, т.е. когда по нему будет организовано максимум два или три канала передачи данных, такое удовольствие становится слишком дорогим. Оптоволоконная сеть должна прокладываться до тех пор, пока остается выгодной благодаря использованию всего частотного спектра (например, до многоквартирного или офисного здания с большим количеством потенциальных пользователей), а дальнейшая разводка должна выполняться с использованием медных носителей (коаксиальных кабелей или кабелей, состоящих из витых пар проводов) с использованием соответствующих технологий (например, xDSL).

2.9 Технология G.shdsl


Последнее достижение в области xDSL технологий. В основу G.shdsl были положены основные идеи НDSL2, получившие дальнейшее развитие. Была поставлена задача, используя способы линейного кодирования и технологию модуляции НDSL2, снизить взаимное влияние на соседние линии АDSL при скоростях передачи выше 784 кбит/с. В целях поддержки клиентов различного уровня в G.shdsl решили предусмотреть возможность выбора скорости в диапазоне 192 — 2320 кбит/с с увеличением 8 кбит/с. За счет расширения набора скоростей передачи оператор может выстроить маркетинговую политику, более точно приближенную к потребностям клиентов. Кроме того, уменьшая скорость можно добиться увеличения дальности в тех случаях, когда установка регенераторов невозможна. Так, если при максимальной скорости рабочая дальность составляет около 2 км (для провода 0,4 мм), то при минимальной — свыше 6 км (рис.3). Но это еще не все. В G.shdsl предусмотрена возможность использования для передачи данных двух пар одновременно, что позволяет увеличить предельную скорость передачи до 4624 кбит/с. Но, главное, можно удвоить максимальную скорость, которую удается получить на реальном кабеле, по которому, подключен абонент.

У G.shdsl есть и другие достоинства. По сравнению с двухпарными, однопарные варианты обеспечивают существенный выигрыш по аппаратным затратам и, соответственно, надежности изделия. В качестве передачи с перекрывающимся, но несимметричным распределением спектральной плотности сигнала, передаваемого в различных направлениях, использующая 16-уровневую модуляцию РАМ (Рulse Аmplitude Мodulation). Выбранный способ модуляции РАМ-16 обеспечивает передачу в одном символе трех бит полезной информации и дополнительного бита (кодирование для защиты от ошибок). Но все-таки, ключевым элементом успеха новой технологии является идея несимметричного распределения спектра, получившая название ОРТIS (Оverlapped PAM Transmission with Iterlocking Spectra) и послужившая основой HDSL2 и впоследствии G.shdsl. При выборе распределения спектральной плотности для ОРТIS решалось одновременно несколько задач (рис.1.10). В первой области диапазона частот (0 — 200 кГц), где переходное влияние минимально, спектральные плотности сигналов, передаваемых в обе стороны, одинаковы. Во втором диапазоне частот (200 — 250 кГц), спектральная плотность, сигнала от LTU (оборудования на узле связи) к NTU (абонентскому оборудованию), уменьшена, чтобы снизить его влияние на сигнал в обратном направлении в этой области частот. Благодаря этому, переходные влияния на ближнем конце в обоих диапазонах частот оказываются одинаковыми.

LTU

NTU





LTU

NTU


420 кГц

250 кГц

200 кГц



Рисунок 2.7 – Спектральная плотность сигнала G.SHDSL



    2.10 Анализ существующих методов доступа



Система BroadAccess позволяет организовать следующие виды интерфейсных приложений (рисунок 3.2). Система поддерживает следующие виды интерфейсов:


    – E1, G.703, поддерживающий арендованный канал и ISDN PRI;


Рисунок 2.8 - Интерфейсы приложений




2.10.1 HDSL Интерфейс

Интегрированная карта HDSL позволяет блокам CU и RU организовать связь 2 Мбит/с по двум медным парам, используя линейное кодирование 2B1Q, на расстояние более 3 км без репитеров.

В дополнение к наличию высокого иммунитета к шуму и помехам, HDSL позволяет существенно увеличить дистанцию передачи.

Преимущества HDSL:

– не нужны повторители

– не нужно подбирать медные пары.

– высокий иммунитет к шуму

– расширенный диапазон передачи.

2.10.2 Оптический интерфейс

Система «последней мили» улучшает цифровые и оптические технологии, используемые на местной линии, обеспечивая путь к более продвинутым широкополосным услугам. Использование волоконной оптики позволяет организовать более широкополосный трафик в канале, такой как некоммутируемые каналы 2Mбит/с одновременно с телефонным трафиком. Волоконно-оптическая система передачи позволяет подключить абонентов на расстояния более чем 30 км от центральной станции. Использование волоконно-оптических средств связи упрощено, потому что BroadAccess не требует внешнего оптического модема со вспомогательным оборудованием, таким как блок питания, шасси и модуль контроля и управления.

Улучшение ИКМ системы за счет перехода от медного к оптоволоконному кабелю легко производится заменой соответствующей карты интерфейса. Оптический модуль имеет функцию автоматического выключения и систему горячего резервирования 1 + 1.

2.10.3 Стандартный интерфейс E1

Стандартный интерфейс E1 позволяет системе присоединить любое стандартное цифровое оборудование передачи через интерфейс E1, например радиорелейную станцию, спутник или SDH мультиплексор, а так же организовать удаленное питание репитеров.

Система обеспечивает решения для расширения сети в пригородных и сельских областях, или областях, которые нуждаются во временной или аварийной организации услуг связи. Абоненты, размещенные в недоступных для прокладки кабеля областях, могут быть обслужены системой BroadAccess по радиорелейной станции или по каналам спутниковой связи.


2.11 Конкретное построение сети




BroadAccess имеет следующие варианты объединения в сеть для двух проводного интерфейса и V5:


2.11.1 Конфигурации «точка – точка» и «звезда»


На рисунке 2.6 и 2.7 показана система BroadAccess в двухточечной и звездообразной конфигурациях. Центральный терминал (CT) расположен рядом с LE. В двухпроводном режиме CT может быть большим, например 1520 каналов, и использовать звездообразную топологию для обслуживания пяти 240-канальных и одного 320-канального RT. Кроме того, в конфигурации «звезда» интерфейс может быть либо V5.1, либо V5.2, при этом CT обеспечивает функцию мультиплексирования V5.x.

Различные абонентские услуги обеспечиваются с удаленного терминала (RT), который расположен на удаленном узле. BroadAccess может использовать интегрированную среду передачи SDH или HDSL между LE и RT или внешним передающим оборудованием, стыкующимся с BroadAccess по электрическому интерфейсу E1.





2.11.2 Конфигурации «добавление/выделение» и самовосстанавливающееся кольцо»


Многочисленные сетевые элементы можно соединить в длинную гирляндную цепочку, используя оптические возможности интегрированного STM – 1. Внешние передающие устройства, включая радиоволновые, также поддерживаются в этой топологии. Эта архитектура используется в тех приложениях, где защита промежуточных каналов вторична по отношению к снижению стоимости службы. Самовосстанавливающееся кольцо с технологией STM – 1, поддерживающее до 16 узлов, сохраняет работоспособность при разрыве оптической линии в любом месте.

Если LE предлагает интерфейс V5.x, это означает, что соединение с RT целиком цифровое - аналого-цифровое преобразование не требуется на узлах CT или LE. Это дает лучшее качество передачи голоса, меньшие искажения и помехи, а также увеличение скорости передачи данных голосовых частот до 56 Кбит/с с модемами V.90. Кроме того, требуется меньший объем оборудования сети доступа , чем с двухпроводным LE, так как нет необходимости установки плат аналоговых каналов в LE или CT.



2.12 Протокол V5.2 в системе BroadAccess




Управление коммутируемой полосой частот системы BroadAccess базируется на протоколе V5.2. структурная схема соединения АТС с BroadAccess показана на рисунке 2.10. Это имеет несколько преимуществ, описанных ниже.

Рисунок 2.9 - BroadAccess базируется на V5.2

Преимуществами данной схемы включения являются простота согласования интерфейсов (абонентский интерфейс с сигнализацией по шлейфу в высшей степени прост и стандартизован) и универсальность по отношению к типу коммутационной станции. В последние годы предприняты попытки жесткой стандартизации интерфейсов и систем сигнализации, применяемых на стыках АТС и оборудования сети доступа. Разработанные для этого стандарты получили название V.5.1 и V.5.2. Однако внедрение стандартов серии V.5 производителями АТС идет крайне медленно. Кроме того, подавляющее большинство уже установленных АТС не имеет интерфейсов V.5.

Пример организации абонентского доступа с применением оптоволокна на базе открытого интерфейса V 5.1 и V 5.2 и многофункциональных цифровых концентраторах показан на рисунке 1.6

Р
СT
исунок 2.
10 – Пример построения САД с комбинированной средой

волокно – медь

2.12.1 Протокол V5.х

Управление коммутируемой полосой частот системы HONET базируется на протоколе V5.2. Большинство производителей АТС поддерживает появление международного стандарта V5.2. Это означает, что сети доступа могут сопрягаться с устройствами LE любого производителя: NEAX 61 Sigma, Fujitsu Fetex-150, Siemens EWSD (V5.1), Alcatel S12, Lucent 5ESS, Hua Wei C&C08, Zhongxing ZXA10, Datang SP30, Ju Long.

2.12.2 Ориентация на протокол V5.2

V5.x – это ориентированный на сообщение протокол, который обеспечивает быстрое выполнение сложных функций, невозможное в более ранних поразрядных и частотно-ориентированных схемах, подобных CAS, MFC–R1,5 или MFC–R2. V5.x поддерживает свойства CLASS, такие как измерение импульсов, концентрация, отбой, удержание линии, конференция, передача и т.д. Он также предоставляет способ передачи D–канальных сообщений ISDN и большие возможности сопровождения и модификации. Система BroadAccess поддерживает как V5.1, так и V5.2.
2.12.3 Динамическая концентрация

Концентрация обозначает, что количество каналов меньше общего количества обслуживаемых абонентов. Суть в том, что только активным или подключенным абонентам действительно нужно выделять тайм–слоты (timeslot). Для приложений сети доступа концентрация трафика используется с целью достижения большего уплотнения полосы передачи к устройству RT, таким образом уменьшается общая стоимость сети в пересчете на одного абонента. Ожидаемый пиковый уровень трафика и приемлемая вероятность блокировки определяют допустимые коэффициенты концентрации. Для сетей PSTN обычно используются соотношения концентрации до 6 : 1. Устройство RT, использующее интерфейс V5.2, может концентрировать множество абонентов в доступных тайм–слотах передачи. Новые абоненты могут добавляться без расширения передающей емкости, пока вероятность блокировки приемлема. BroadAccess может достигать любого коэффициента концентрации, определяющегося фактическим соотношением числа абонентов и доступных тайм-слотов.

Таблица 2.4 – Основные отличия протоколов V5.1 и V5.2

V5.1

V5.2

Позволяет подключать к АТС один тракт Е1 (30 В-каналов)

Позволяет подключать к АТС группу до 16 трактов 2048 Кбит/с

Без функции концентрации нагрузки абонентских линий. Прямое соответствие между канальными интервалами тракта Е1 и терминалами пользователя

Поддержка функции концентрации нагрузки абонентских линий. Динамическое назначение канальных интервалов

Не поддерживает первичный доступ ISDN

Поддерживает первичный доступ ISDN

Н
е обеспечивает функции резервирования при отказе тракта интерфейса

Обеспечивает резервирование при отказе тракта путем переключения на другой тракт интерфейса (Protection protocol)

-

Управление трактами интерфейса (Link Control protocol)

С
игнализация осуществляется по общему каналу в тракте интерфейса

Для каждого доступа (2048 Кбит/с) предусмотрено несколько каналов сигнализации

2.12.4 Физический уровень протокола V5

Как уже отмечалось в этой главе, интерфейс V5.1 содержит один физический тракт 2048 Кбит/с, а интерфейс V5.2, в зависимости от нагрузки, может содержать от одного до шестна­дцати таких трактов. Электрические параметры каждого тракта 2048 Кбит/с интерфейса V5 должны соответствовать рекомендациям 1TU-T G.703, G.704 и стандарту ETSI ETS 300 166. В стандарте ETS 300 166, в частности, представлены два альтернативных типа физической среды: витая пара и коаксиальный кабель. Но более существенны функциональные и процедурные требования к каждому тракту, которые определены в стандарте ETS 300 324-1.

Так как в интерфейсе V5.2 имеется несколько трактов 2048 Кбит/с, должна существовать возможность верификации идентификатора тракта (ID-verification) и возможность блокировки отдельных трактов. Процедуры, реализующие эти функции, выполняются протоколом управления трактами. Верификация идентификатора тракта — это симметричная процедура, которая может применяться на уровне 1 с обеих сторон интерфейса V5.2 по расписанию или по запросу от интерфейса Q3.

Необходимо отметить, что другая важная функция управления трактами интерфейса V5.2 — блокировка конкретного тракта — является асимметричной. Сторона сети доступа может запрашивать блокировку тракта, но решение о блокировке принимает АТС как ответственная за обслуживание. Именно эта АТС разрушает все соединения, установленные по запросу с использованием несущих каналов данного тракта, и в течение определенного времени переустанавливает полупостоянные и закрепленные соединения, используя для них несущие каналы в других трактах того же V5.2 интерфейса. Тогда же оконечная АТС применяет протокол резервирования для перемещения поврежденных логических С-каналов, если такая процедура предусмотрена и ее выполнение оказывается возможным. В связи с этим следует еще раз подчеркнуть различие между логическими С-каналами и физическими канальными интервалами (КИ) в тех трактах, в которых эти С-каналы размещаются. Это тем более важно с учетом того, что размещение логических С-каналов в интерфейсе V5.2 может изменяться путем переключения на резерв.

Ф

изический тракт 2048 Кбит/с интерфейса V5 содержит 32 канальных интервала. Канальный интервал 0 используется для синхронизации, а остальные 31 КИ используются либо как несущие канальные интервалы, либо как ка­нальные интервалы сигнализации. Вполне естественно использо­вать КИ16 как канальный интервал сигнализации; именно так КИ16 используется в других стандартах.

Если требуется иметь несколько С-каналов, можно использовать для этого канальные интервалы 16 других трактов интерфейса, а если КИ16 во всех трактах оказываются задействованными для сигнализации (например, если пользователи ISDN интенсивно используют передачу информации по D-каналу, а количество трактов в интерфейсе невелико), то используются также канальные интервалы 15, а затем — и канальные интервалы 31 (рис. 6.5). Спе­цификация интерфейса V5 рекомендует использовать для С-каналов именно эти КИ, но не требует этого в обязательном порядке, поскольку излишне строгое соблюдение такой рекомендации может вызвать проблемы при дальнейшем использовании интерфейса или ограничить надежность с точки зрения возможностей переключения С-каналов на резерв. Но канальный интервал 16 каждого тракта используется в первую очередь, так как с учетом использо­вания канального интервала КИО для синхронизации в тракте оста­ется четное количество несущих канальных интервалов.

Как показано на рисунке 2.8, служебным протоколам интерфейса V5 первоначально отводится канальный интервал КИ16 первого тракта 2048 Кбит/с интерфейса V5. Для интерфейсов V5.1 это единственный тракт и единственным служебным протоколом является протокол управления. Для интерфейсов V5.2 канальный интервал 16 первого тракта обслуживает также протокол ВСС и протокол управления трактами. Протоколу защиты V5.2 отводится КИ 16 как первого, так и второго трактов интерфейса, чтобы обеспечить работу протокола при отказе одного тракта.

Количество шагов на рисунке 2.8 соответствует необходимому числу физических канальных интервалов для передачи информации протоколов. Когда осуществляется переключение на резерв, для поддержки логических С-каналов также требуются дополнительные физические канальные интервалы. Все рассматриваемые в контексте V5 протоколы ограничены рамками сети доступа. Исключение составляет протокол управления соединениями ISDN, сообщения которого генерируются и принимаются в терминалах ISDN, что необходимо учитывать при выделении канальных интервалов для этого протокола. В идеальном случае для передачи информации одного протокола (за исключением прото­кола сигнализации ISDN) должно использоваться не более одного канального интервала. Если это не удается, то появляется необходимость в координации сообщений, передаваемых в разных канальных интервалах. Для сигнализации ISDN это проблемы не составляет, поскольку трансляция кадров позволяет различать эти сооб­щения по их адресам уровня 2. Протокол защиты отличается тем, что для него из соображений надежности желательно отводить более одного канального интервала. Однако благодаря тому, что разные протоколы могут различаться на уровнях кадров и сообщений, один и тот же канальный интервал может использоваться несколькими протоколами.


Рисунок 2.11 – Последовательность использования канальных интервалов



Рисунок 2.12 – Обрамление кадра


Рисунок 2.13 – Кадр подуровня звена

2.13 Краткий обзор архитектуры системы




В BroadAccess используется принцип модульности: она представляет собой несколько «кассет», вставляемых в шкафы, из которых состоит узел доступа. «Кассета» содержит сменные схемные платы, называемые модулями и может быть укомплектована дополнительными модулями и превращена в полку. Полки могут быть полками управления или полками расширения и формироваться как для центрального терминала (CT), так и для удаленного (RT).

Каждая полка BroadAccess содержит два разъема (слота) общего управления и шестнадцать универсальных разъемов. Любой интерфейсный модуль может быть подключен к любому универсальному разъему для обеспечения любой комбинации абонентских услуг, как, например PSTN, таксофон, ISDN, E&M, неполный E1 и линии передачи данных. Одна полка управления обеспечивает общее управление и распределение услуг в блоке, скомпонованном из нескольких полок. Расширение легко выполняется путем добавления дополнительных полок расширения (без управляющих процессоров) и соединения их друг с другом кабелем адаптера шины расширения.

Система BroadAccess была разработана в соответствии с передовыми архитектурными требованиями сети доступа V5.2. Она использует любые физические передающие среды, чтобы обеспечить услуги передачи в различных топологиях сети: «точка –точка», «звезда», «добавление/выделение» каналов и «самовосстанавливающееся кольцо». Система поддерживает как двухпроводную конфигурацию, так и V5 и обеспечивает плавный переход от двухпроводной конфигурации к V5 по мере модернизации устройств LE сервис – провайдера.


2.13.1 Конструкция системы «Кассеты»


Системные «кассеты» содержат различные модули, которые и составляют BroadAccess. «Кассета» имеет слоты, помеченные номерами от 1 до 16, буквами A или B и метками PSM/PRM вверху и внизу. Все модули вдвигаются в слоты с передней стороны «кассеты» BroadAccess, как показано на рисунке 2.10. Направляющие рейки в потолке и на дне слота облегчают вставку модулей. Все кабели вставляются в гнезда на задней стороне «корзины».

Полка управления BroadAccess оборудована одним или двумя SCM и может работать как с полками расширения, так и без них. Слот B предназначен для SCM, а слот А – для MBAM в многополочной системе. Слоты от 1 до 16 “универсальны" и обычно используются для интерфейсных модулей. Слот 16 может также использоваться для избыточного SCM, если это необходимо. Можно использовать до 5 полок расширения, которые представляют собой те же полки управления с EBAM в слоте А или без него. Монтаж проводки кабеля адаптера шины образует логическую звезду между MBAM и пятью EBAM.

Кассета

расширения

максимально 5 кассет (м)

Кассета

управления


Рисунок 2.14 – Изображение передней панели полки управления



2.13.2 Объединенный обмен с временным уплотнением (TSI)


Каждый порт в любой полке имеет доступ к магистральной шине TDM, состоящей из 2048 тайм – слотов централизованного обмена с временным уплотнением (TSI) на модуле управления коммутацией (SCM), как показано на рисунке 2.13. TSI может устанавливать соединение между любым портом пользователя и любым тайм-слотом на любых средствах E1 динамически, по принципу «вызов-за-вызовом», или статически, через систему управления сетью

Рисунок 2.15 – Архитектура перекрестных связей TSI

Конструкция шины объединительной платы «корзины» BroadAccess представляет собой передаточный носитель для подключения интерфейсных модулей в полках управления и полке расширения к матрице перекрестных связей, расположенной в «корзине» управления (рисунок 2.14).


Рисунок 2.16 – Архитектура шины расширения

Архитектура шины расширения системы позволяет одной полке управления выполнять общие функции управления и обеспечивает ресурсы цифрового кросс – коннекта для нескольких полок расширения. Расширение легко выполняется путем добавления дополнительных полок и стыковки их друг с другом с помощью кабеля адаптера шины расширения, который проходит цепочкой от полки к полке. Кабели адаптера шины заканчиваются на вмонтированном с тыльной стороны оконечном коннекторе, который обеспечивает непрерывное соединение до следующей полки в цепочке.

Удаление вставляемого спереди модуля адаптера шины расширения (EBAM) не нарушает связности и не прерывает обслуживания остальных полок в цепочке.

2.14 Описание аппаратных модулей системы

Все модули разработаны таким образом, что могут вставляться и выниматься при включенном питании. Опишем некоторые основные из них.

Модуль FXS обеспечивает двухпроводной интерфейс телефонной (PSTN) абонентской линии. Содержит 16 интерфейсных схем и занимает одну универсальную позицию полки. Использоваться в RT, чтобы поддержать стандартный двухпроводной циклический запуск DTMF или абонентский терминал дискового набора. Преобразует аналоговый голосовой сигнал к цифровому формату PCM. Обеспечивает питание от батареи и звонок. Восстанавливает полярность батареи. Обеспечивает доступ к канальным схемам и абонентским петлям для тестирования. Предельная нагрузка приблизительно 2000 Ом.

Модуль основного доступа ISDN (BRI) может применяться для интерфейса обмена Uk0 или абонентского интерфейса. Он может использоваться для услуг коммутации как BRI (2B+D) и для услуг выделенного арендованного канала как IDSL. В режиме V5 модуль BRI используется только в RT. При использовании в качестве арендованного канала только B-каналы передаются и соединяются кросс-коннектом через интерфейс E1 BroadAccess с удаленной цифровой сетью данных (DDN). В V5-приложениях ISDN D-каналы мультиплексируются с коммутацией кадров через C-канал V5 в направлении к LE, а B – каналы назначаются динамически (V5.2) или статически (V5.1). Содержит 8 интерфейсных схем, занимает одну универсальную позицию полки. Поддерживает конфигурации протокола V5.2. Проводит D – каналы на шину TDM, используя мультиплексирование четвертичных тайм-слотов для TDM-передачи (2-проводной режим). Поддерживает интерфейс ISDN 2B1Q согласно стандарту ANSI T1.601 – 1992 или ITU – T G.961. Удовлетворительно выполняет свыше 15 циклов, определенных в ANSI T1.601 1992 (до 5,5 км по проводам диаметра 0,5 мм). Поддерживает удаленное подключение питания для NT-1.

E1M используется для связи BroadAccess с внешним оборудованием передачи учреждения заказчика или базовой сети. Содержит восемь интерфейсных схем и устанавливается в любое из универсальных платомест. Обеспечивает оконечную обработку физического уровня E1 со скоростью 2,048 Мбит/с стандарта G.703/G.704. Имеет небалансный (75 Ом) или балансный (120 Ом) интерфейс. Контролирует работу каждого канала E1. Обнаруживает ошибки и аварийные сигналы на каналах E1.

Модуль синхронных данных STM – 1 поддерживает стандартную передачу SDH между узлами BroadAccess и транспортными кольцам высшего уровня (STM – 4). Содержит одну интерфейсную схему занимая две универсальные позиции полки. Использует отдельные одномодовые оптоволоконные кабели для передачи и приема. Предлагает «восточную» и «западную» приемопередающие пары. Поддерживает мультиплексирование с «добавлением/выделением» на уровне DS0 или DS1. Поддерживает оконечное мультиплексирование с мощностью 63 E1. Обеспечивает автоматическую защитную коммутацию (поддерживает возможности самовосстановления кольца). Соединяется непосредственно с шиной TDM BroadAccess для обеспечения связности с любым интерфейсным модулем системы.

SCM – это общий модуль управления для системы BroadAccess. Занимает единственный слот A в полке управления (и дополнительный слот 16 в полке управления В избыточной конфигурации повышенной готовности). Контролирует всю работу системы CT или RT. Выполняет оконечную обработку каналов управления для интерфейсов E1, FXS и FXO. Обеспечивает обмен по тайм-слотам системы. Содержит интерфейс соединений управления сетью. Выполняет оконечную обработку протокола сигнализации V5. Собирает информацию о функционировании и авариях и сообщает ее системе управления сетью.


Удаленное тестирующее устройство размещается в RT BroadAccess для выполнения электрических тестов абонентской петли и канальных схем FXS. Присоединяется к тестовой шине задней панели и передается прямо на модули FXS и BRI, что позволяет тестировать вход канальной платы (только FXS) и тестировать выход к абоненту. Может измерять сопротивление, емкость и напряжение.

Шкаф CT представляет собой корпус высотой 2600 или 2200 мм, шириной 600 мм и глубиной 650 мм, в котором могут помещаться до 6 полок системы. Он компонуется из: «корзин» системы, устройства управления сопровождением (MCU), панели распределения электропитания (PDP).

Каждый шкаф работает от внешнего источника постоянного напряжения в 48 В, которое распределяется по шине к каждой «корзине». Внутри каждой «кассеты» один или два модуля энергоснабжения (PSM), содержащих конверторы типа DC–DC, обеспечивают необходимое модулям напряжение 5 В. Система питания поддерживает горячую вставку и удаление для облегчения сопровождения. Выводы PSM проводятся через «корзину» так, что обеспечивается распределение нагрузки N+1 для поддержания высокого коэффициента готовности, если, по крайней мере, одна «кассета» оборудована двумя PSM.

Неиспользованные слоты должны быть закрыты специальными щитками. Такие щитки помогают предохранить шкаф от пыли и насекомых и необходимы для системы воздушного охлаждения. Кроме того, щитки нужны для удовлетворения требований электромагнитной совместимости и надежности.

Уличный шкаф может вмещать 240, 480, 960, 1520 абонентов. Оснащение шкафа может включать следующее оборудование: блок кабельной защиты,


панель распределения электропитания (PDP), блок управления окружающей средой (ECB), до 5 кассет BroadAccess, 1 устройство управления сопровождением (MCU), 1 полку энергоснабжения, батареи (50 или 100 А/час).






2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ САД
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации