по дисциплине: «Оптические мультисервисные

Федеральное агентство связи
Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики
Межрегиональный центр переподготовки специалистов
Контрольная работа
по дисциплине: «Оптические
мультисервисные сети».
Выполнил:
Вариант: 23 .
Проверил:
Задача №1
Разработать схему организации связи мультисервисной транспортной сети по
исходным данным, приведенным в таблицах 2.1 и 2.2. Выбрать технологию для
построения транспортной сети (SDH или OTN-WDM). Выбрать и объяснить
эффективную схему защиты соединений секций мультиплексирования, трактов и
оптических каналов. Выполнить схему организации связи с отметкой рабочих и
защитных соединений. Схему организации связи изобразить, используя
обозначения на рисунках из конспекта лекций.
Таблица 2.1 Параметры оптической транспортной сети
Предпоследняя цифра номера
пароля
Параметры
2
Конфигурация
транспортной сети из 4-х узлов
ЯЧ
Эквивалентное число STM-N на всех
участках сети
5
Таблица 2.2 Параметры линии
Параметры
Последняя цифра номера пароля
3
Уровень STM-N, N=…
64
Число свободных оптических
волокон
16
Решение:
Ёмкость линейного тракта будет равна:
Σ лин тр = VSTM-1 • УpSTM • ΝSTM = 155 • 64 • 5 = 49600 Мбит /с – 49,6 Гбит/с
Число свободных волокон: Nсв = 16.
Данные потоки с мультиплексируем либо в 1 STM-256, либо в 4 STM-64, учтем,
что в каждом пункте будет стоять ADM – мультиплексор ввода вывода.
В данной задаче отдадим предпочтение построению на 1STM-256, в этом случае
использование аппаратных и линейных ресурсов наиболее оптимально.
В топологии будут задействованы 4 волокна, два основных на прием и передачу и
два резервных. Таким образом, можно скомпоновать два вида защиты, защита
тракта и защита линии, при условии, что линейный кабель будет прокладываться
разными путями. ( Заменить под Ячеистую топологию)
Ячеистая топология (в англ. mesh) — соединяет каждую рабочую станцию сети со
всеми другими рабочими станциями этой же сети. Топология относится к
полносвязным, в отличие от других — неполносвязных.
Принцип работы заключается в следующем: отправитель сообщения по очереди
соединяется с узлами сети, пока не найдёт нужный, который примет у него пакеты
данных.
Достоинства: надёжность, при обрыве кабеля у рабочей станции в сети остаётся
достаточно путей соединения.
Недостатки: большая стоимость установки, сложность настройки и эксплуатации;
Применение.
В проводных сетях данная топология используется редко, поскольку из-за
преизбыточного расхода кабеля становится слишком дорогой. Однако, в
беспроводных технологиях сети на основе ячеистой технологии встречаются всё
чаще, поскольку затраты на сетевой носитель не увеличиваются и на первый план
выходит надёжность сети.
Задача №2
Определить максимальную дальность связи в сети доступа PON по условиям,
представленным в табл. 4.1 и 4.2.
Таблица 4.1 Характеристики передачи
Предпоследняя цифра номера
пароля
Параметры
2
Уровни
1.31мкм
-6
передачи
1.49мкм
-6
на волнах
1.55мкм
-1
Чувствитель1.31мкм
-38
ность
1.49мкм
-31
приёмника
1.55мкм
-25
на волнах
Затухание
1.31мкм
0.55
волокна α
1.49мкм
0.28
на волнах
1.55мкм
0.21
Затухание 4-х
разъёмных
1,24
соединителей
Примечание: уровни передачи указаны в дБм; затухание в дБ.
Таблица 4.2 Число отводов PON
Параметры
Последняя цифра номера пароля
3
Число отводов от
узла PON, n
Решение: Заменить данные из таблицы выше.
64
Деление мощности сигнала в узле ветвления PON считать равномерным и равным
P
Pi  вх , где n число отводов.
n
 100,1(-7) 
P1.31  10  lg 
  -25,062 дБм
64


 100,1(-5) 
P1.49  10  lg 
  -23,062 дБм
64


 100,13 
P1.55  10  lg 
  -15,062 дБм
 64 
Необходимо для каждой длины волны определить энергетический потенциал
Эi  Pпрд  Pпрм ,
Э1.31  7  (30)  23 дБм
Э1.49  5  (28)  23 дБм
Э1.55  3  (29)  32 дБм
Выберем наименьший из трёх энергетических потенциалов – это уровень на длине
волны 1,49мкм = 23 дБм и определим допустимую дальность передачи с
учетом затухания в разветвителе, в оптоволокне и в разъёмных соединителях по
формуле:
L
Aразв
Тогда,
L
P
 10 lg вх
Pi

Э  A
разв
 Aразъем 

Aразв
 100,1(-5)

 10  lg  0,1(-5)  64   18,062  19 дБ
 10

 23  19 1,53  2,47  8,52 км
0, 29
0, 29
Вывод:
Дальность передачи зависит от затухания кабеля, потерь на разъемных
соединениях и разветвителе.
Задача №3
Определить требуемую скорость передачи и производительность узлов
пакетной коммутации на участке оптической мультисервисной сети с заданными
характеристиками виртуальных каналов услуг в табл. 5.1 и 5.2.
Выбрать подходящий оптический интерфейс между узлами сети,
руководствуясь расстоянием между узлами, типом оптического волокна,
предлагаемой технологией формирования пакетов и физического уровня.
Таблица 5.1 Каналы услуг и их количество
Предпоследняя цифра номера
пароля
Параметры
2
Телефония
70 УАТС
Факс
90 УАТС
Передача файлов
25 УАТС
Видео телефония
54 УАТС
Поиск видео (VoD)
25 УАТС
Поиск документов
50 КС
Данные по требованию
100 УАТС
В табл. 1 обозначено: КС – квартирный сектор; ДС – деловой сектор; ЦС – центр
служб; УАТС – учрежденческая АТС.
Таблица 2 Расстояния, волокна и типы транспортных технологий
Межузловое взаимодействие
Последняя цифра номера пароля
3
Расстояние между узлами, км
Тип оптического волокна
Технология формирования
пакетов
Технология транспорта на
физическом уровне и
рекомендуемые интерфейсы
60
G.652
ATM
SDH
G.957
G.691
Решение:
Расстояние между узлами с учетом поправки:
L = 60км.
Данные взять из таблицы выше.
1. Вычисление средней битовой скорости передачи данных каждого вида услуг с
учетом пачечности:
В( тел)ср  N (1)вк  p(1)  B(1) макс  650 1 64 103  4,16 107 бит / с
В(факс )ср  N (2)вк  p(2)  B(2) макс  36 1 2048 103  7,37 107 бит / с
В( ПФ)ср  N (3)вк  p(3)  B(3) макс  15 1 2048 103  3,072 107 бит / с
В( ВТ )ср  N (4)вк  p(4)  B(4) макс  32  5 10000 103  6, 4 107 бит / с
В( ПД )ср  N (5)вк  p(5)  B(5) макс  60  200  64 103  1,85 106 бит / с
В( ДТ )ср  N (6)вк  p(6)  B(6) макс  80  200  64 103  1,92 104 бит / с
В(VoD)ср  N (7) вк  p(7)  B(7) макс  10  54 10 106  2,56 104 бит / с
2. Вычисление дисперсии битовой скорости каждого вида услуг:
D( тел ) ср  N (1) вк  p (1)   B(1) макс   650 1  64 103   2,662 1012 бит / с
2
2
D( факс ) ср  N (2) вк  p(2)   B(2) макс   36 1  2048 103   1,5099 1014 бит / с
2
2
D( ПФ ) ср  N (3) вк  p (3)   B(3) макс   15 1  2048 103   6.2915 1013 бит / с
2
2
D( ВТ ) ср  N (4) вк  p (4)   B(4) макс   32  5  10000 103   6, 4 1014 бит / с
2
2
D( ПД ) ср  N (5) вк  p (5)   B(5) макс   60  200   64 103   1,85 1013 бит / с
2
2
D( ДТ ) ср  N (6) вк  p (6)   B(6) макс   80  200   64 103   1, 22 109 бит / с
2
2
D(VoD ) ср  N (7) вк  p (7)   B(7) макс   10  54  10 106   1,63 109 бит / с
2
2
3. Вычисление результирующей средней скорости в цифровом тракте для всех
видов услуг программным комплексом Excel 2013:
k
Bcp   Bcp k   2, 0106 108 бит / с
k 1
4. Вычислениерезультирующейдисперсии битовой скорости для всех видов услуг:
k
D   D  k   9,3535 1014 бит / с
k 1
5. Вычисление максимально допустимой скорости передачи в тракте при
вероятности потери пакета 10-3:
Bcp  Bcp  U D  2, 0106 108  3, 09  9,3535 1014 
 2,9557 108 бит / с  295,57 Мбит / с
6. Вычисление производительности узлов коммутации для пакетов ATM с
полезной ёмкостью 48 байт, в битах полезная емкость равна 384:
k 
Rмакс
k 
Bмакс
7,6971105


 1229400 пак / с
Lинф
384
Так как расстояния большое L = 60 км, то наиболее оптимально для транспорта
выбрать технологию SDH. Данный агрегированный трафик характерен большим
разбросом скоростей и характерным возрастанием нагрузки на сеть в ЧНН.
Полученную нагрузку необходимо передавать по транспортным каналам, в
качестве транспорта используется технология SDH и оптическое волокно G.652 с
следующими параметрами:
 Тип интерфейса:STM-4, скорость 622 Мбит/с.
 Дистанция:60 км.
Волокно обладает параметрами:
 затухание на 1550 = 0,22 дБ/км,
 дисперсия 18 пс/(нм×км).
В связи с выше изложенным целесообразно, с учетом развития выбрать
транспортную платформу SDH с использование транспортного модуляSTM-4 с
скоростью 622 Мбит/с. Излишняя пропускная способность закладывается на
развитие и резерв транспортных сетей.
Приведем оптические характеристики выбранного оптического интерфейса.
Таблица 1 - Характеристики STM-4
Характеристики
Цифровой сигнал,
скорость передачи,
линейное кодирование
Прикладной код
Рабочий диапазон волн
Единиц
а
Значение
STM-4,
кбит/с
622 080,
скремблированный NRZ
L-4.1
L-4.2
L-4.3
нм
13001280148014801325/
1335
1580
1580
12961330
Передатчик в опорной точке S
Тип источника
FP
DFB
DFB
DFB
Спектральные характеристики:
– максимальное СКЗ ширины
нм
2,0/1,7
(Δλ)
– максимальная ширина на
нм
1
<1
1
уровне −20 дБ
– минимальный коэффициент
дБ
30
30
30
подавления боковой моды
Средняя вводимая мощность:
дБм
+2
+2
+2
– максимальная
дБм
-3
-3
-3
– минимальная
дБ
10
10
10
Миним. коэффициент гашения
Оптический тракт между S и R
Диапазон ослабления
дБ
10-24
10-24
10-24
Максим. дисперсия
пс/нм
92/109
Н/О
1600
Н/О
Минимальные оптические
возвратные потери на
кабельном участке в S, включая
дБ
20
24
20
любые соединители
Максимальная дискретная
отражательная способность S и
дБ
-25
-25
-25
R
Приемник в опорной точке R
Минимальная чувствительность
дБм
-28
-28
-28
Минимальная перегрузка
дБм
-8
-8
-8
Максимальный штраф
оптического тракта
дБ
1
1
1
Максимальная отражательная
способность, измеренная в R
дБ
-14
-27
-14
Выводы:
На данном участке используется:
 Транспортный модуль: STM-4 со скоростью 622 Mбит/с;
 Тип интерфейса:L-4.2;
 Дистанция:60 км;
 Длина регенерации: 80 км (по данным интерфейса).
Волокно обладает параметрами:
 затухание на 1550 = 0,22 дБ/км;
 дисперсия 18 пс/(нм·км).
По полученной величине производительности может быть выбран коммутатор
ATM и в качестве транспорта мультиплексор STM-4, который обеспечит заданное
количество виртуальных каналов.