Проектиране на преносна среда за мобилните комуникации

фиг. 3.30. SDH мрежа.

1. Обединяване на входящите потоци чрез каналите за достъп в агрегатен блок подходящ за транспортиране по SDH мрежата - функция, реализирана от терминалните мултиплексори на мрежата за достъп.

2. Транспортиране на агрегатните блокове по мрежата с възможност за въвеждане/извеждане на входящите/изходящите потоци - функция изпълнявана от add/drop - мултиплексорите (ADM), които логически управляват информационните потоци в мрежата, а физически - потоците на физическата среда формираща транспортния канал в мрежата.

3. Пренасочване на виртуалните контейнери в съответствие със схемата за маршрутизация от един участък на мрежата към друг, осъществявано във възлите на мрежата - функцията се изпълнява от синхронни крос - конектори (SXC).

4. Обединяване на няколко еднотипни потока в разпределителен възел - функция реализирана от концентратори.

5. Възстановяване (регенериране) на формата и амплитудата на сигнала, предаван на големи разстояния с цел компенсиране на затихването му - функция изпълнявана от регенераторни устройства.

Основни мрежови елементи изпълняват освен мултиплексиращи функции и функции на крайно линейно оборудване. Те се характеризират с наличието на електрически интерфейси за всяко ниво в преносната йерархия, а също и оптични интерфейси за стандартните скорости на синхронните транспортни модули. В тях се извършва адаптиране на плезиохронните сигнали чрез добавяне на пойнтери, а също - маршрутиране и управление чрез контрол върху байтовете в заглавните информации. Мултиплексорите оперират с каналите за поддръжка на мрежата, като осигуряват наблюдение на информацията и генериране на аларми за индивидуалните сигнали от 1.5 и 2 Mbit/s в STM - 1 цикъла. Синхронният оптичен интерфейс се дублира, с цел защита от евентуални сривове в системата. Надеждността на цифровото пренасяне се осигурява чрез “1+1” защита, т.е. чрез използуване на един главен оптичен кабел и един резервен. Вторият оптичен кабел служи за пренасочване на цифровия поток (при необходимост) по друг обходен път. Подобна конфигурация е удобна в случай на нарастване на трафика. Тя може да се преобразува в “2+0” и резервният оптичен кабел да се използва като преносна среда за сигнала при нормално функциониране на оборудването.

фиг.3.31. Обща функционална блокова схема на синхронен мултиплексор.

Най-сложните и най-скъпите устройства в SDH техниката. Осъществяване на временни връзки между входните и изходните портове на ниво виртуални контейнери. Временната връзка става по нареждане на системата за управление на мрежата (TMN) под контрола на оператора на мрежата, на фиг. 3.32.

фиг. 3.32. Синхронен крос конектор - SXC.

Физическите характеристики на оптическите интерфейси за SDH са дефинирани в Препоръка G.957. В препоръката е използвана следната обща класификация въз основата на разстоянието между два интерфейса:

- Вътрешни (локални) [Intra - office (I)] - с дължина на линията до 2 km

- Селищни [Short Haul Interoffice (S)] - с дължина на линията до 15 km

- Междуселищни [Long Haul Interoffice (L)] - за разстояния 40 ÷ 60 km.

Специфицираните параметри на тези интерфейси зависят от приложение, скорост на предаване и вид на влакното. Обикновено за означение на вида на интерфейса се използва код за приложение от вида: А.N.х.

А - е видът I, S или L (обяснено по-горе);

N - нивото на STM - 1, 4 или 16;

х - видът на оптичния източник.

За =1310 nm или по G.652 се използва цифрата 1 или не се слага число.

За =1550 nm - цифрата 2 или 3, в зависимост от влакното. Параметрите на отделните интерфейси са посочени в Таблица 11.
Таблица 11

Параметри на интерфейсите

Съществуват различни възможности за разгръщане на синхронното оборудване, но най-използваната конфигурация е пръстеновидната. Именно тя обуславя гъвкавостта на синхронната мрежа. Основно предимство на тази конфигурация е, че тя е самовъзстановяваща се. Различни сривове в преносната система, като прекъснат кабел или големи грешки в цифровата информация, се откриват много бързо. Същевременно трафикът се пренасочва през резервното оборудване, без крайните потребители да усетят разпадането на връзката. При изграждането на системата, един допълнителен кабел се полага заедно с основния. В случай на срив трафикът автоматично се комутира по резервния път.

За да се избегне вероятността от прекъсване и на двата кабела може при локализиране на повреда трафикът да се пренасочи по резервното оборудване, но в обратна посока. Единственият проблем е, че пътят не е директен, т.е. резервният път е по-дълъг и неикономичен.

Друг начин за надеждност на системата е изпращането на трафика в две посоки по кръга и използването на защитен комутационен механизъм за избор на един от сигналите в приемния край. На най-ниското ниво в системата се осъществява връзка с абонатите, като се използват мултиплексори за въвеждане и отделяне. В това ниво се извършва пренос на информация със скорост съответстваща на STM - 1. Мултиплексорите могат да приемат сигнали, както от обществената комутационна телефонна мрежа, така и от частни потребители. Трафикът от частните потребители може да се маршрутира в две посоки на кръга, за да се осигури надеждността на пренасяната информация. В пръстена има един главен MUX, в който са заложени функциите на комутационно - разпределително устройство. Той приема сигналите и ги разпределя, комутира и маршрутира на ниво 2 Mbit/s. Чрез него се осъществява връзката с второто ниво в мрежата, което е изграден на същия принцип, но в него се пренасят синхронни транспортни модули STM - 1/4/16. Третото ниво в мрежата е изградено от синхронни разпределителни комутационни устройства. В него се извършва пренос на синхронни транспортни модули STM - 4/16.

1. Мултиплексор за въвеждане и отделяне.

2. Концентратор.

3. Районна телефонна централа.

4. Разпределителни комутационни устройства.

5. Крайни мултиплексори.

6. Междуселищна телефонна централа.

фиг. 3.33. Примерна структура на синхронна мрежа.

Мрежовите системи за поддръжка представляват компютърни системи, изградени като локални мрежи. Състоят се от работни станции, управляващ сървър. Поддържащите системи имат следните функции:

Поддръжка на мрежовата конфигурация - включва контрола и управлението на мрежовите възли, експлоатационните състояния и взаимните връзки между отделните компоненти;

Функционална поддръжка - включва събиране и анализ на данни за работата на мрежовите елементи и постигнатото качество на пренасяне.

Управление на състоянията на неизправност в системата - включва сигнализиране за грешки в мрежовите елементи (цифрови грешки, откази и др.), анализ на причините довели до тях и възстановяване на нормалното функциониране.

Обикновено развитието на синхронната мрежа се осъществява на основата на съществуващата плезиохронна мрежа. От тази гледна точка най-оптимален път на развитие ще бъде този, при който се извършва постепенно преобразуване на мрежата, т.е. тези части от плезиохронната мрежа, които трябва да се преобразуват или трябва да се увеличи капацитета им, да се заменят със синхронно оборудване.

В ТВД -Попово, е монтиран STM - 1 (първо йерархично ниво от SDH - мрежата на БТК). От направените проучвания установяваме, че има наличен свободен капацитет от електричния и оптичния интерфейс на монтирания STM- 1 във В. Ч. зала ТВД - Попово.

За на стоящия проект е необходим 1 х 2 Mbit/s цифров поток. STM - 1 системата може да го поеме и осигури транспортирането му. Така базовата станция на мобилния оператор ще получи цифрова връзка с мобилната централа през изградена SDH - мрежа на БТК.

Необходимите съединителни линии, които трябва да се осигурят са:

До сградата, където ще се намира помещението с инсталираното оборудване на базовата станция има положен кабел тип ТПП 50х2х0.5 mm. Дължината на кабелното трасе - 100 m. Избират се 7 и 25 чифт от кабела.

Междуселищен симетричен нискочестотен кабел.

Тип ТЗБ 19х4х1.2 mm. Дължина на линията 13 km. Избират се 1-ви чифт от 1-ва четворка и 1-ви чифт от 7-ма четворка.

Връзката между двата кабела в Т.Т. станция - Опака през репартитор. Спазено е условието чифтовете да са от различни четворки, на репартитор двата чифта да не са един до друг. Задължително връзките да се запояват, за да се избегнат пулсациите. В ТВД - Попово, връзките между междуселищния кабел, излизащ на кабелен краищник и HDSL модула през репартитор и станционен кабел тип ТСВВ 6х2х0.5 mm (I = 2 m). Чрез така организираната връзка между BTS - GSM ТВД Попово по съществуващи нискочестотни кабели чрез уплътнение с HDSL система ще се осъществи цифрова свързаност - 1х2 Mbit/s между двете крайни точки от линията.

От HDSL модула чрез два коаксиални кабела за всяка посока на предаване през DDF, в STM-1 (от първо йерархично ниво) на SDH - йерархията на БТК, в оптичната мрежа, получава достъп до Мобилната централа.

ІV. Заключение
Постоянно растящите потребности и изисквания на нашето съвремие наложиха разработката и внедряването на нови технологии за потребителски достъп, осигуряващи възможност за предоставяне на широка гама от телекомуникационни услуги при високо ниво на качеството на обслужване.

Стратегията на операторите на телекомуникационни мрежи е да търси оптимално решение между два въпроса, от една страна да минимизират разходите за развитие и поддържане на мрежата, от друга - непрекъснато да увеличават капацитетните й възможности чрез внедряване на нови технологии, дейности и услуги.

За наложилите се вече оператори на телекомуникационни мрежи намаляването на разходите на първо място ще означава силно ограничаване на инвестициите в съществуващите мрежи, което пък налага драстичното им преструктуриране. Процесът на преструктуриране и модернизация има за цел да подготви и адаптира мрежата към изискванията които поставят новите услуги. Икономическият им интерес е насочен в посока увеличаване на приходите. Това може дасе постигне по няколко направления, като увеличаване на трафика, предоставяне на нови телекомуникационни услуги, отваряне на мрежите за външни доставчици на услуги (чрез предоставяне на наети линии срещу заплащане) и др.

Тези услуги изискват обаче значително по-широка честотна лента от тази, която предоставят съществуващите съобщителни мрежи с медни проводници. В случаите, когато подмяната им с кабели с оптични влакна е неоправдана и икономически неизгодна, се търсят други начини за повишаване на капацитета им, като например технологията xDSL. Технологиите xDSL за мрежов достъп от типа “точка - точка” дават възможност за пренос на различен тип трафик: данни, глас и видео по обикновен меден телефонен чифт. С xDSL се означават различни DSL технологии, включващи ADSL, RADSL, HDSL, SDSL, VDSL. Основни разлики между тях са разстоянието на информацията, които определят означението им и приложенията, в които се използват.

В настоящият дипломен проект е използвана HDSL технологията. Тази технология е била разработена от гледна точка на цифровизация на абонатните и съединителните линии, характерни с малкия си диаметър и с нехомогенната си структура поради използването наразлични типове каскадно свързани съобщителни кабели, по чиито двойки могат да се предават аналогови или цифрови сигнали и от други комуникационни устройства. Т.е. в утежнен режим на работа.

Използването на HDSL устройства позволява регенераторните разстояния да се увеличат няколко пъти, осигурява предаване на цифрови потоци със скорост 2.048 Mbit/s по симетрични съобщителни кабели, дава възможност за разширение на най-тясното място в преносната мрежа - абонатната линия. Изходната скорост 2.048 Mbit/s осигурява стандартизиран достъп до PDH или SDH преносните мрежи.

С тази нова технология, медта се превръща в злато за телекомуникационните оператори. Дава им възможност за икономически изгодни модули решения от широк спектър услуги.

V. Указател за използваните съкращения
ANSI - Американски национален институт по стандартизация

ETSI - Европейски институт за стандартизация в телекомуникациите

CCITT (МККТТ) - Международен консултативен комитет по телефония

и телеграфия

ITU - T - Международен съюз по далекосъобщения, сектор

телекомуникации

МС (MS) - мобилна станция

БС (BTS) - Базова станция

ЦКС (MSC) - централна комутационна станция (мобилна централа)

МКРС - мобилна клетъчна радиосистема

МКРЦ - мобилна клетъчна радиоцентрала

LAN - локална мрежа

MAN - градска комуникационна мрежа

xDSL - цифрова абонатна линия

ADSL - асиметрична цифрова абонатна линия

HDSL - високоскоростна цифрова абонатна линия

VDSL - цифрова абонатна линия с много висока скорост

SDSL - симетрична цифрова абонатна линия

RADSL - цифрова абонатна линия с променлива скорост

SOH - заглавна информация на секцията

POH - заглавна информация на пътя

MSOH - заглавна информация на мултиплексна система

RSOH - заглавна информация на регенераторна секция

AU - PTR - пойнтер на административен модул

STM - синхронен транспортен модул

SDH - синхронна цифрова йерархия

PDH - плезиохронна цифрова йерархия

LTU - крайно линийно устройство

NTU - крайно мрежово устройство

АЧХ - амплитудно-честотна характеристика

MUX - мултиплексор

STM-1 - синхронен транспортен модул от първо йерархично ниво 1

ISDN - цифрова мрежа с интеграция на услугите

PRI - първичен потребителски интерфейс

ATM - режим на асинхронно прехвърляне

CRC - циклична проверка с излишък

HDB - биполярен код с висока плътност

CAP - амплитудно-фазова модулация без предаване на носещия сигнал

2B1Q - импулсно-амплитудна модулация с четири нива

NMI - мрежово - възлов интерфейс

NTI - влошаване на предаването поради шумове

TMN - мрежа за управление на телекомуникациите

BER - коефициент на грешки по битове

DDF - цифров разпределител (репартитор)

PBX - учрежденска телефонна централа с изходящи съединителни

линии

1979 год.

2. Пулков В., Р. Димова - “Мултиплексиране в телекомуникациите”,

Издателство “Нови знания” - 2000 год.

3. “Телекомуникации - телефонни мрежи” - 2 част, София, НИИС.

4. Христов Хр., Сеферин Мирчев, Н. Неделчев - “Основи на

телекомуникациите” Издателство “Нови знания” - 2001 год.

5. “Съвременни системи за достъп. Аналитичен обзор” - София, НИИС, 1999 год.

6. Пулков В. - “PDH - SDH цифрови йерархии в телекомуникациите”,

Издателство “Нови знания” - 1998 год.

7. “Тълковен речник по телекомуникации” - Издателство “Нови

знания” - 1999 год.