Цифрлық байланыс желінің жаңа сапалы даму кезеңі

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 21 бет
Таңдаулыға:

Экономика және ақпараттық технологиялар колледжі

Курстық жұмыс

Тақырыбы:
SDH желісінің топологиясы

Орындаған:
Тексерген:

Орал, 2015ж.

Мазмұны

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
1 ІС ЖҮЗІНДЕ БАР ЖҮЙЕНІ ТАЛДАУ
1.1 Іс жүзінде бар жүйе және оны сындық түрде талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ...5
1.2 Қойылған мәселе бойынша байланыс саласында ғылыми-техникалық даму тенденциялары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..10
1.3 SDH желісінің құрамы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
2. SDH желісінің топологиясы
2.1 SDH желісінің топологиясының түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...13
2.2 SDH иерархиясының ішінде мультиплекстеудің процедуралары ... ... ... 16
2.3 STM-1, STM-4 және STM-16 деңгейлерінің мультиплексорлары ... ... ... ..16
2.4 SDH технологиясында синхрондау принциптері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .18
2.5 SDH технологиясының жабдығы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...23
Қолданылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..25

Кіріспе
Қазақстан Республикасының қазіргі уақытта қолданылып жүрген заманға сай талаптарға жауап беретін және болашақта даму тенденциялары жоғары технологиялардың бірі - SDH технологиясы болып табылады.
Қазіргі заманға сай актуалды мәселелерге мәліметтерді тарату, тұтынушыларға цифрлық қызмет көрсетуді жатқызуға болады. Осы мәселелерді шешу мақсатымен техниканың қазіргі жетістіктерін пайдалану арқылы көптеген цифрлық түрде мәліметтерді тарату технологиялары шапшаң түрде дамуда.
Байланыс желілерін құру үшін қазіргі уақытта қолданылатын қазіргі заманғы технологиялардың бірі синхронды цифрлық иерархия - SDH технологиясы болып табылады.
SDH аппаратурасы бағдарламалы түрде басқарылатын болып табылады, ол мыналардан тұрады: түрлендіргіш, таратқыш, бақылауша, оперативті ауыстырып-қосқыш. SDH концепциясы цифлық ақпаратты жоғары сапалы тарату үрдістерін, желіні автоматты түрде басқару,бақылау, желіге қызмет ету үрдістерін бір жүйенің ішінде тиімді біріктіреді.
Сонымен SDH - жай ғана жаңа тарату жүйесі емес, сонымен бірге бұл желілік архитектурада, басқаруда принципиалды өзгерістер.
SDH - ті енгізу цифрлық байланыс желінің жаңа сапалы даму кезеңі болып табылады.
Синхронды цифрлық иерархияның алдыңғы буын жүйелерімен салыстырғанда айтарлықтай артықшылықтары бар, оптикалық-талшықты тарату жолдарының мүмкіндіктерін толықтай іске асыруға, жоғары сапалы байланысқа кепілдік бере отырып, желіні пайдалануға және басқаруға жайлы жағдай жасауға мүмкіндік береді. Синхронды цифрлық иерархия жүйелері 155 Мбитс және одан да жоғары тарату жылдамдықтарын қамтамасыз етеді.
Синхронды цифрық иерархия қолданушыны қызмет көрсетудің кең спектріне қосу үшін инфраструктурасы болып табылатын кең жолақты көліктік желілердің технологиясы. SDH желілері ақпараттық ағындарды 10 Гбитс дейінгі жылдамдықта беруге мүмкіндік береді, қол жеткізетін жылдамдықтардың, соның ішінде плезиохронды цифрлық иерархиямен де сәйкес келетін кең диапазонын ұсынады және де кез-келген трафик түрі (дауыс, мәліметтер, бейне) үшін ашық.
SDH сигналдың құрамында бар қызметтік ақпарат желілік құрылғыларды және жалпы желіні бір орталықтан басқаруды қамтамасыз етеді, сонымен қатар желіге икемді және тез қызмет көрсетуге мүмкіндік береді, қолданушыларға қажет ағындарды ұсынады және де мүмкін істен шығулардан (авариялардан) желідегі ақпараттық ағындарды қорғау механизмін іске асырады.

1 ІС ЖҮЗІНДЕ БАР ЖҮЙЕНІ ТАЛДАУ
1.1 Іс жүзінде бар жүйе және оны сындық түрде талдау
Қазіргі заманғы электробайланыс жүйесінің негізінде цифрлық тарату жүйелерін пайдалануға негізделген цифрлық біріншілік желіні қолдану жатыр.
Заманға сай цифрлық біріншілік желі үш технологиялар негізінде құрылуы мүмкін: PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy-Плезиохронды цифрлық иерархия), SDH (Synchronous Digital Hierarсhy-Синхронды цифрлық иерархия) және ATM.

1.1 сурет - Электробайланыс жүйесінде цифрлық біріншілік желінің алатын орны

ATM технологиясы біріншілік желіні құру технологиясы ретінде әлі жас және соңына дейін жетілмеген.
Бүгінгі таңда иерархиялардың үш түрі белгілі: Солтүстік Америкалық, Жапондық және еуропалық. Еуропада иерархияның біріншілік жылдамдығы ретінде 2048 Кбитс жылдамдығы қабылданды. Бұл DS0 (8 кГц жиілікпен алынған сигналдың дискреттік санағы 8 биттік тізбектілікпен кодаланып (квантталып), 8 кГц*8 бит=64 Кбитс-на тең болғандағы цифрлық сигналдың аты) ақпараттық 30 сигналды кадрға қажетті сигналмен және басқарушы ақпаратпен бірге жинаған кездегі нәтиже. Ал АҚШ-та, Канадада және Жапонияда 30 арнаның орнына 24 арна комбинациясынан түзілген 1544 Кбитс-на тең біріншілік жылдамдық қабылданды. Бұл иерархиялар плезиохронды цифрлық иерархия (PDH) деген атқа ие болды, өйткені мультиплекстелетін ағындар синхронды болмады және олардың жылдамдықтары биттік тізбектіліктің әрқайсысын түзетін тактілік генераторлардың рұқсат етілген тұрақсыздықтың шектерінде бірдей болмады.Сондықтан осындай ағындарды мультиплекстеу кезінде жылдамдықтарды орайластыру үшін биттерді қосу немесе алып тастауды жүзеге асыру қажет болды.
Дипломдық жобада объект ретінде Шымкент қаласы алынды. Зерттеліп отырған объектіде PDH технологиясының көмегімен құрылған корпоративтік желі орын алған.
PDH технологиясының бірқатар кемшіліктері бар, оларды айта кетсек:
oo аралық пункттерде цифрлық ағындардың кірісшығысының қиын болуы;
oo желілік автоматты түрдегі бақылау мен басқару құралдарының болмауы;
oo синхронизациялаудың көп сатылы қалыпқа келуі айтарлықтай ұзақ уақыт қажет етті.
PDH кемшіліктеріне, сонымен қатар, желідегі ағынды бақылау мен басқару мақсаттары үшін қызметтік арналарды ұйымдастыруда мүмкіндіктерінің әлсіздігін және де мәліметтерді тарату желілерінде қолдану үшін өте маңызды орын алатын төменгі сатыдағы мультиплекстелген ағындардың маршрутизация құралдарының болмауын жатқызуға болады.
Синхронды оптикалық-талшықты желілердің стандартталуының қажеттілігі тек плезиохронды желілердің кемшіліктері анық болған кезде және SDH үшін жабдықтарды өңдеу мен ендіру толығымен жүріп жатқан кезде туды.
Телекоммуникациялық операторлар бұл жағдайды бірінші түсінді. Әртүрлі өндірушілердің жабдықтарын сәйкестендіру үшін жасалынған қадамдар оңтайлы нәтижелерге әкелген жоқ. 1984 жылдың басында АҚШ-та тарату жүйелерінің сәйкестендірілуі бойынша Форум болды, ол Америкалық Ұлттық Стандарттар институтына (ANSI) оптикалық-талшықты желілер бойынша синхронды тарату үшін арнайы операцияларды тезірек қабылдау туралы өтінішін білдірді. Бұл стандарттаудың мақсаты- әртүрлі өндірушілердің жабдықтарын оптикалық интерфейстер деңгейінде орайластыру. Бұл мәселе ANSI-ң екі комитетінің: цифрлық иерархия синхронизациямен жұмыс істейтін Т1Х1, сонымен қатар желілік администрациялау мен эксплуатация сұрақтарын шешетін Т1М1-ң алдына қойылды. Бұл комитеттердің жасаған жұмыстарының нәтижесінде 45 Мбитс тарату жылдамдығына негізделген SYNTRAN деп аталынатын стандарттың алғашқы нұсқасы жасалынды. Алайда уақыт өтісімен, өндірушілер жаңа жүйелерді ойлап тапты. AT&T компаниясы ең жаңа технологиялар негізінде METROBUS жүйесін ойлап шығарды, оның тарату жылдамдығы енді 150 Мбитс құрады. 1985 жылы Т1Х1 комитеті Bellcore компаниясының ұсынысымен оптикалық интерфейспен қатар сигналдың форматы мен оның тарату жылдамдығын анықтайтын, синхронды желі концепциясына негізделген (SONET, Synchronous Optical Network) бір бүтін ретінде стандартты шығару шешімін қабылдады.
Бұл стандарттау этабында еуропалық институттар SONET-ке айтарлықтай қызығушылықты көрсетпеді. АҚШ пен Еуропада тарату жылдамдықтарының иерархиялары сәкесінше Т1 (1,544 Мбитс) және Е1 (2,048 Мбитс) деп аталатын сигналдардың әртүрлі базалық жылдамдықтарына негізделді. Осындай кертартпалық өсіп кетпеуі үшін синхронды тарату стандарттарының даму кезеңдерінде Еуропаның қатысуы қажет болды. Алайда, Еуропаның қызығушылығын тудыру тек SONET-2-Мегабитті иерархия стандартын қолдаумен ғана мүмкін болды. 1986 жылы жазда МККТТ (қазіргі уақытта ITU-T) жағдайды реттеу үшін екі жақты да, яғни еуропалық иерархияны да, америкалық иерархияны да қолдай алатын бір стандартты шыығару керекдеп шешім қабылдады. 1986 жылдың шілдесінде МККТТ-ң 17 жұмыс тобы синхронды цифрлық иерархияның (SDH) жаңа стандартын шығару үшін жұмысын бастады. Рекомендацияларды орайластыру үшін бір жарым жыл уақыт кетті. 1988 жылы ақпанда Т1Х1 комитеті МККТТ-ң SONET стандартын өзгерту мәселесі бойынша ұсынысын қабылдады. 18 жұмыс тобы SDH-ке қатысты үш рекомендацияларды қабылдады:
G.707- SDH-ң базалық жылдамдықтары;
G.708- SDH торабының желілік интерфейсі;
G.709- синхронды мультиплекстеудің құрылымы.
Дәл осы рекомендациялар SDH жүйелерінің стандартталуының осы күнге дейін жалғасып келе жатқан егжей- тегжейлі үрдісіне бастау болды.
SDH иерархиясының тарату жылдамдықтары 1.1 кестеде келтірілген.

1.1 кесте - SDH-иерархиясының тарату жылдамдықтары

SDH деңгейі
Мәліметтер тарату жылдамдығы,
Мбитс
STM-1
155,520
STM-4
622,080
STM-8
1244,160
STM-12
1866,240
STM-16
2487,320

SDH жүйесінің РDH жүйесінен негізгі ерекшелігі - мультиплекстеудің жаңа принципіне өту болып табылады. PDH ағындарында түзетуші биттердің бар болуы - оны құрайтын компоненттерін ағыннан тікелей бөліп алуды мүмкін қылмады. РDH жүйесі плезиохронды (немесе жартылай синхронды) мультиплекстеу принципін қолданады, оған сәйкес, мысалы төрт Е1 (2048 кбитс) ағынын бір Е2 (8448кбитс) ағынына мультиплекстеу үшін стаффинг әдісімен келетін сигналдардың тактілік жиіліктерін тегістеу процедурасы іске асады. Нәтижесінде демультиплекстеу кезінде берілген арналарды қалыпқа келтірудің қадамдық үрдісін іске асыру қажет. Мысалы, цифрлық телефонияның екіншілік желілерінде Е1 ағынын пайдалану анағұрлым кең тараған. Осы ағынды Е3 трактісінде РDH желісі бойынша тарату кезінде ең алдымен Е1-Е2-Е3 қадамдық мультиплекстеу, ал содан кейін Е1 арнасын бөліп шығаратын әрбір пунктте Е3-Е2-Е1 қадамдық демултиплекстеуді жүргізу қажет. Ал кірісшығысты ұйымдастыру үшін де үш деңгейлі демультиплекстеу, сосын үш деңгейлі мультиплекстеу қажет болды (1.2 сурет). PDH жүйелерін мәліметтерді тарату желілерінде пайдалану - көптеген мультиплексорларды қажет етеді, ол өз кезегінде желіні қымбаттатып, оны пайдалануды күрделендіретіні айқын.

1.2 сурет - PDH-ң кірісшығыс ағындарының операциясы
1.2 Қойылған мәселе бойынша байланыс саласында ғылыми-техникалық даму тенденциялары

Синхронды цифрық иерархия қолданушыны қызмет көрсетудің кең спектріне қосу үшін инфраструктурасы болып табылатын кең жолақты көліктік желілердің технологиясы. SDH желілері ақпараттық ағындарды 10 Гбитс дейінгі жылдамдықта беруге мүмкіндік береді, қол жеткізетін жылдамдықтардың, соның ішінде плезиохронды цифрлық иерархиямен де сәйкес келетін кең диапазонын ұсынады және де кез-келген трафик түрі (дауыс, мәліметтер, бейне) үшін ашық.. SDH сигналдың құрамында бар қызметтік ақпарат желілік құрылғыларды және жалпы желіні бір орталықтан басқаруды қамтамасыз етеді, сонымен қатар желіге икемді және тез қызмет көрсетуге мүмкіндік береді, қолданушыларға қажет ағындарды ұсынады және де мүмкін істен шығулардан (авариялардан) желідегі ақпараттық ағындарды қорғау механизмін іске асырады.
Қазргі уақытта біріншілік байланыс желісінде мультиплекстеу технологиясының дамуындағы анық тенденция РDH-тен SDH-ке өту болып табылады. SDH технологиясы цифрлық біріншілік желі құрылуының заманға сай концепциясы болып келеді. Қазіргі уақытта осы концепция нарықты басып алуда.
SDH технологиясын РDH технологиясымен салыстыра отырып, SDH технологиясының мынадай ерекшеліктерін бөліп көрсетуге болады:
oo синхронды тарату және мультиплекстеудің алдын алады. SDH бріншілік желінің элементтері синхронизация үшін бір беруші генераторын пайдаланады;
oo SDH-ң кез келген деңгейінде қадамдық демультиплекстеу үрдісінсіз РDH-ң тым жүктелген ағынын бөліп көрсетуге болатындай, РDH ағындарын тікелей мультиплекстеудің және демультиплекстеудің алдын алады.
oo тікелей мультиплекстеу үрдісі сонымен қатар енгізушығару үрдісі деп те аталады;
oo стандартты оптикалы және электрлік интерфейстерге сүйенеді, бұл әртүрлі өндіруші фирмалар жабдықтарының ең жақсы сәйкестігін қамтамасыз етеді;
oo РDH жүйесінің еуропалық және америкалық иерархияларын біріктіруге мүмкіндік береді, РDH-ң бар жүйелермен толық сәйкестігін қамтамасыз етеді, сонымен қатар тарату жүйелерінің болашақтағы дамуына мүмкіндік береді, өйткені АТМ, МАN, HDTV және басқа тарату үшін жоғары өткізу қабілеті бар арналарды қамтамасыз етеді.
oo біріншілік желіні ең жақсы түрде басқарумен және өзін-өзі тексерумен қамтамасыз етеді. SDH технологиясы қанша болса да тармақталған біріншілік желіні бір орталықтан басқаруға мүмкіңдігімен қамтамасыз етеді.

1.3 SDH желісінің құрамы

SDH желісі кез келген басқа желі сияқты жиынтығы шектелген жеке функционалды модульдерден құралады: мультиплексорлар, коммутаторлар, концентраторлар, регенераторлар және терминалды жабдықтар. Бұл жиын желі шешетін негізгі функционалды міндеттерімен анықталады:
oo SDH желісінде транспортталу үшін жарамды агрегатты блокқа қол жеткізетін арналар арқылы кіріс ағындарын жинау - қол жеткізу желісінің терминалды мультиплексорлары шешетін мультиплекстеудің міндеті;
oo кірісшығыс ағындарының енгізушығару мүмкіндігі болатын агрегатты блоктарды желі бойынша транспорттау - енгізушығару мультиплексорлары шешетін транспорттау енгізушығару мультиплексорлары шешетін транспорттаудың міндеті, басқаша АDМ - желідегі ақпараттық ағынды логикалық түрде басқарады, ал физикалық түрде осы желіде транспортты арнаны түзетін физикалық ортадағы ағынды басқарады;
oo таратқыш торапқа бірнеше бір типті ағындарды біріктіру концентраторлар (хаб) шешетін концентрация міндеті;
oo үлкен қашықтықтарға берілетін сигналдың формасы мен амплитудасын қалыпқа келтіріп (регенерация), оның өшулігін компенсациялау үшін LAN-дағы қайталағыштарға ұқсас құрылғылар, яғни регенераторлардың көмегімен шешілетін регенерация қолданылады;
oo қолданушының желісі мен SDH желінің байланысуы - шеткі жабдықтың көмегімен шешіледі, мысалы әртүрлі орайластырушы құрылғылар, соның ішінде интерфейстер конверторы, жылдамдықтарының конверторы және т.б.
oo Желінің бөлінген тараптарында жүзеге асырылатын виртуалды контейнерлерді маршрутизация еұлбасына сәйкес бір сегменттен басқаға аса жүктеу цифрлық коммутаторлардың немесе ДХС крос-коммутаторлардың көмегімен шешілетін коммутацияның міндеті болып табылады.
2. SDH желісінің топологиясы
2.1 SDH желісінің топологиясының түрлері

SDH желілерінің топологиясын қарастырғанда, іс жүзінде бар стандартты топологиялар жиынтығын аламыз.
"Нүкте-нүкте" топологиясы.
Екі А және В тараптарын байланыстыратын желі сегменті немесе "нүкте-нүкте" топологиясы SDH желісінің базалық топологиясының ең қарапайым мысалы болып табылады.(1.3 сурет).

1.3 сурет - ТМ қолдану арқылы жүзеге асқан нүкте- нүкте топологиясы

Реттелген сызықты тізбек топологиясы.
Бұл базалық топология желідегі трафик қарқындылығы аса көп болмағанда және қол жететін арналарды енгізуге болатын жолдағы нүктелер қатарына тармақталу қажеттілігі туған кезде қолданылады. Ол 1.4 суретте көрсетілгендей резервсіз қарапайым реттелген сызықты тізбек түрінде немесе 1.5 суретте көрсетілген күрделі 1+1 типті резервтелген тізбек түрінде де ұсынылуы мүмкін.Соңғы нұсқадағы топологияны көбінесе қарапайымдатылған сақина деп атайды.
1.4 сурет - Реттелген сызықты тізбек топологиясы

1.5 сурет - 1+1 қорғанысы бар қарапайымдатылған сақина типті реттелген сызықты тізбек
Концентратор функциясын жүзеге асыратын жулдызша топологиясы.
Бұл топологияда коммутация орталығымен ( мысалы, цифрлық АТС ) байланысы бар жиелі тораптардың қашық орналасқандарының біреуі немесе орталық сақинадағы SDH желісінің торабы концентратор немесе хабтың ролін ойнайды, мұнда графиктің бір бөлігі қолданушылар терминалдарына шығарылып отыруы мүмкін, ал оның қалған бөліктері басқа қашық орналасқан тораптар бойынша таратылуы мүмкін (1.6 сурет).

1.6 сурет - Жулдызша топологиясы

Сақина топологиясы.
Бұл топология (1.7 сурет) SDH иерархиясының ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.