Високошвидкісні технології мереж телекомунікацій

МІНІСТЕРСТВО ЗВ'ЯЗКУ ТА ІНФОРМАТИЗАЦІЇ

"ВИЩИЙ ДЕРЖАВНИЙ КОЛЕДЖ ЗВ'ЯЗКУ"

з дисципліни: "Високошвидкісні технології мереж телекомунікацій"

6 курсу групи ТЕ262

Перевірила:Левданська Є.С.

Навести схему базової топології "кільце-кільце" мережі SDH і пояснити, які завдання і на яких ділянках мережі можуть бути вирішені при її використанні. Вказати, на основі яких функціональних модулів побудована дана топологія.

Топологія "кільце" (рис.1) широко використовується для побудови мереж SDH перших двох рівнів SDH ієрархії (155 і 622 Мбіт/с). Основна перевага цієї топології - легкість організації захисту типу 1+1 завдяки наявності в синхронних мультиплексорах SMUX двох пар оптичних каналів прийому/передачі: схід - захід, що дають можливість формування подвійного кільця із зустрічними потоками.

Мал. 1.Топологія "кільце" із захистом 1+1

Ця топологія побудована з урахуванням мультиплексора. Мультиплексор введення/виведення ADM може мати на вході той же набір трибів, що термінальний мультиплексор. Він дозволяє вводити/виводити відповідні канали. Додатково до можливостей комутації, що забезпечуються ТМ, ADM дозволяє здійснювати наскрізну комутацію вихідних потоків в обох напрямках, а також здійснювати замикання каналу прийому на канал передачі з обох сторін ("східний" і "західний") у разі виходу з ладу одного з напрямків. Нарешті, він дозволяє (у разі аварійного виходу з ладу мультиплексора) пропускати основний оптичний потік повз нього в обхідному режимі. Все це дає можливість використовувати ADM у топологіях типу кільця.

Архітектура типу "кільце-кільце"

Інше часто використовується в архітектурі мереж SDH рішення - з'єднання типу "кільце-кільце". Кільця в цьому з'єднанні можуть бути однакового, або різного рівнів ієрархії SDH. На рис.2.2 показана схема з'єднання двох кілець одного рівня - STM-4, а на рис.3.13 каскадна схема з'єднання трьох кілець - STM-1, STM-4, STM-16.

Мал. 2.Два кільця одного рівня.

Мал. 3.Каскадне з'єднання трьох кілець.

Пояснити основні терміни технології захисту потоків SDH і суть одного з методів забезпечення швидкого відновлення працездатності синхронних мереж.

Схема резервування	Термін топології захисту потоків
Резервування термінального обладнання за схемою 1:1, N:1	Двонаправлене кільце

Однією з основних переваг технології SDH є можливість організації мережі, при якій досягається висока надійність її функціонування, обумовлена не тільки надійністю обладнання SDH (тобто апаратною надійністю), а й надійністю середовища передачі (тобто надійністю волоконно-оптичного кабелю) з можливістю збереження або відновлення (десятки мс) працездатності мережі, так званої системної надійністю. Такі мережі називаються такими, що самовідновлюються.

Для швидкого відновлення працездатності синхронних мереж можуть бути використані такі схеми:

- Резервування ділянок схемами 1 +1; 1:1 по рознесених трасах;

- Резервування термінального обладнання за схемами 1:1 або N:1; N: m;

– організація самовідновлюваних кільцевих та лінійних мереж (1+1; 1:1).

Резервування 1:1 означає, що у вузлі прийому різним маршрутом призначаються пріоритети: низький, високий. Гілка знизьким пріоритетом знаходиться в режимі гарячого резерву і за сигналом аварійного перемикання може бути увімкнена.

Для організації топології «кільце» може бути використано два волокна (здвоєне кільце) або чотири волокна (четвертинне кільце). Наприклад, якщо збій викликаний пошкодженням обох волокон, відбувається замикання основного і захисного кільця на межах дефектної ділянки (рис. 4).

Так, системи управління SDH-мультиплексорів дозволяють організувати обхідний шлях, тобто дозволяє пропустити агрегатний потік повз мультиплексор (рис. 5.).

Мал. 4. Метод захисту шляхом вилучення пошкодженої ділянки

Мал. 5. Метод захисту шляхом організації обхідного шляху

Відновлення працездатності здійснюється з допомогою резервування лише на рівні трибних інтерфейсів. Схема резервування позначається як N:m, використовує m резервних N працюючих інтерфейсних карт, наприклад 2 Мбіт/с (21:1, 16:1) або STM-1 (1:1).

Кільцева мережа складається з апаратури SDН (вузли передачі), послідовно пов'язаної між собою замкнуту структуру.

Захист у кільцевих мережах – автоматичного типу (мережі з самовідновленням self-healing) з активізацією перемикання у випадках пошкодження та випадкового зниження якості сигналу.

- Кільце з перемиканням тракту (Path SwitchedRing);

- Кільце з перемиканням секції мультиплексування (MS SwitchedRing).

Крім того, кільця можна визначити як:

– односпрямовані, коли під час нормального здійснення зв'язку між вузлами X та Y сигнали від X до Y та від Y до X йдуть по кільцю в одному напрямку (рис. 6);

Мал. 6. Односпрямоване кільце: RХ – приймач сигналів; ТХ – передавач сигналів

-двонаправлені, коли під час нормального здійснення зв'язку між двома вузлами X та Y сигнал транспортного потоку від X до Y протікає по кільцю у напрямку, протилежному щодо сигналу Y до X (рис. 7).

Мал. 7. Двоспрямоване кільце

Захист двонаправленого кільця.Може здійснюватися лише на рівні секції мультиплексування (двонаправлене кільце з перемиканням секції мультиплексування – BidirectionalMSSwitchedRing); кожну секцію кільця можна реалізувати, використовуючи 2 або 4 волокна:

– двонаправлене двоволоконне кільце з перемиканням секції мультиплексування (TwoFiberBidirectionalIMSSwitchedRing), де кожна секція кільця містить 2 волокна (одне для передачі ТХ та одне для прийому RX); отже, у кожному волокні половина каналів використовуватиметься у робочому режимі, тоді як інша половина використовуватиметься як резерв;

- двонаправлене чотириволоконне кільце з перемиканням секції мультиплексування (FourFiberBidirectionalIMSSwitchedRing), де в кожній секції кільця 4 волокна (два для передачі TX і два для прийому RX); робочі та резервні потоки спрямовані по двох різних волокнах як у напрямку передачі TX, так і в напрямку RX.

На рис. 8. наведена схема двонаправленого кільця з двома волокнами, в якій показано, як сигнали двонаправленого зв'язку (наприклад, від В до Е або від Е до В) в умовах нормального функціонування перетинають одні і ті ж секції кільця, тому у разі пошкодження уражаються обидва напрямки .

Мал. 8. Двонаправлене кільце із захистом MS при нормальному функціонуванні

Якщо спостерігається пошкодження, наприклад, у секції С

Сигнал, після того як він перетнув вузли, А і Е, досягає станції D, де черезпетлю він завжди вставляється в робочий потік зовнішнього кільця і тому досягає вузла Е.

Аналогічно це відбувається і з сигналом Е

Після усунення пошкодження кільце повертається до нормальної конфігурації роботи та звільняє систему захисту інших випадкових пошкоджень (аварій).

Мал. 9. Двонаправлене кільце із захистом MS при пошкодженні лінії

Перелічити вимоги до лінійних кодів волоконно-оптичних систем передачі. Закодувати заданий бінарний сигнал певним кодом.

Двійковий сигнал	Код
101101011110	NRZ

Оптичне волокно, як середовище передачі, а також оптоелектронні компоненти фотоприймача і оптичного передавача накладають вимоги, що обмежують, на властивості цифрового сигналу, що надходить в лінійний тракт. Тому між обладнанням стику та лінійним трактом ВОСП поміщають перетворювач коду. Вибір коду оптичної системи передачі складне та важливе завдання. На вибір коду впливає, по-перше, нелінійність модуляційної характеристики та температурна залежність оптичної потужності лазера, що випромінюється, які призводять до необхідності використання дворівневих кодів.