Ім'я файлу: stend-perspektivnoy-seti-svyazi-dlya-testirovaniya-oborudovaniya
Розширення: pdf
Розмір: 1016кб.
Дата: 20.04.2020

Современные технологии – транспорту
43
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2013/2 3. РЖД отрабатывают технологии по форми- рованию «твёрдых ниток» графика для грузовых поездов/ В.Колупаев // Транспортный портал
[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://
www.trans-port.com.ua/index.php?newsid=17077
(Дата обращения 12.01.13).
4. К твердым «ниткам» / В. Гапанович // Сайт газеты «Гудок» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gudok.ru/transport/comment.
php?ID=401943 (Дата обращения 12.01.13).
5. Об организации движения поездов по гра- фику на станциях стыкования родов тока электро- фицированных линий и припортовых станциях /
Г. М. Грошев, К. А. Ванелик, Н. В. Шукалович //
Интеллектуальные системы на транспорте: ма- териалы I Международной научно-практической конференции «ИнтеллектТранс-2011». – СПб. :
Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2011. –
С. 205–212.
УДК 621.39/621.316.5
К. А. Ведерников, А. В. Ведерникова, Д. В. Гайков, В. В. Кренев
Петербургский государственный университет путей сообщения
СТЕНД ПЕРСПЕКТИВНОЙ СЕТИ СВЯЗИ ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ
ОБОРУДОВАНИЯ И ПЕРЕПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА ОАО «РЖД»
В УСЛОВИЯХ МОДЕРНИЗАЦИИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ
Внедрение новой аппаратуры нежелательно сразу на действующей сети, поскольку могут воз- никнуть различные проблемы, такие как несовместимость оборудования, увеличение коэффици- ента ошибок (BER), фазовые дрожания (джиттер) и др. Поэтому необходима опытная зона или стенд со всеми видами действующего оборудования для отработки возможных схем и режимов работы, связанных с вводом в эксплуатацию новой аппаратуры.
стенд перспективной сети связи, мультиплексоры уровня STM-16, технология CWDM, функцио- нальные тесты, стрессовое тестирование, логическое тестирование.
Введение
С каждым годом потребности в переда- че информации на телекоммуникационной сети ОАО «РЖД» существенно возрастают.
Увеличивается количество автоматизиро- ванных систем управления, которые дик- туют дополнительные требования к суще- ствующим телекоммуникационным сетям.
В результате роста трафика в определённые моменты наступает исчерпание пропускной способности сетей. Существующая сеть уже не может обеспечить необходимую пропуск- ную способность, а стандартные системы, использующие два волокна для передачи ин- формации, становятся малоэффективными в использовании. Возникает необходимость модернизации сети связи. Для увеличения пропускной способности необходимо либо выделять дополнительные оптические во- локна, либо устанавливать более высоко- скоростное оборудование. Помимо высо- кой пропускной способности необходимо обеспечить масштабируемость сети, чтобы была возможность наращивать пропускную способность без коренной переработки кон- фигурации сети.
Прежде чем начинать широкомасштаб- ную модернизацию на самой технологиче- ской сети, необходимо построить пилотный участок сети в виде стенда в лаборатории, на котором можно проводить различные испы- тания и отработку действий обслуживающе- го персонала при возникновении нештатных ситуаций.

44
Современные технологии – транспорту
2013/2
Proceedings of Petersburg Transport University
1 Цель создания стенда перспективной
сети связи
Внедрение новой аппаратуры нежелатель- но на уже эксплуатируемой сети, посколь- ку могут возникнуть различные проблемы, такие как несовместимость оборудования, увеличение коэффициента ошибок (BER), фазовые дрожания (джиттер) и др. [1]. В ре- зультате увеличивается количество ресур- сов, как финансовых, так и человеческих, расходуемых на доработку сети. Проблемы несовместимости оборудования разных про- изводителей возникают чаще всего по трем причинам:
1) неточная (с ошибками) реализация схем сети;
2) использование внутрифирменных стан- дартов;
3) совершенствование стандартов – введе- ние дополнительных функций и свойств [2].
Использование внутрифирменных стан- дартов может привести и к тому, что адми- нистраторы сетей в какой-то момент при очередной модернизации сети оказываются перед нелегким выбором – либо устанавли- вать новое оборудование только от одного производителя, даже если есть более подхо- дящие варианты, либо переконфигурировать все установленное оборудование для рабо- ты по стандартному протоколу, чтобы оно стало совместимо с оборудованием других производителей. Каждый из этих вариантов имеет свои недостатки [2]. Поэтому необхо- дим стенд для участка сети связи на основе выпускаемого промышленностью оборудо- вания для отработки возможных проблем, связанных с вводом в эксплуатацию новой аппаратуры. Таким образом, отработка про- цессов функционирования и взаимодей- ствия аппаратуры будет происходить на базе стенда перспективной сети связи.
2 Оборудование стенда
В рамках нашего стенда перспективной сети связи предполагается использовать сле- дующее оборудование.
2.1 Мультиплексор Nortel TN-16X
Предназначен для построения магист- раль ных цифровых транспортных сетей на основе принципов синхронной цифровой иерархии – SDH уровня STM-16. Обеспечивает передачу сигнала со скоростью 2,488 Гбит/с.
Аппаратура применяется в качестве око- нечного (терминального) мультиплексора, мультиплексора ввода/вывода, регенерато- ра, кросс-коммутатора.
Набор блоков каналов доступа поддержи- вает работу с различными потоками, включая
34 Mбит/с, 140 Mбит/с, STM-1 на симметрич- ном кабеле, STM-1 и STM-4 на оптическом волокне.
TN-16X обеспечивает полный набор харак- теристик, включая: кросс-соединения (1 : 1 или 1 : N, где N = 1–14) и синхронное муль- типлексирование (1 + 1), защиту потоков, автоматическую защиту схем коммутации и возможность работы в однокольцевой схеме.
TN-16X поддерживает индустриальный стан- дарт (ITU-T G.803) двунаправленной кольце- вой топологии, который обеспечивает лучшие характеристики защищенности сети от сбоев по сравнению с однонаправленной схемой.
Аппаратура обеспечивает следующие ос- новные функции:
– формирование группового цифрово- го потока STM-16 со скоростью передачи
2,488 Гбит/с путем мультиплексирования
43 цифровых потоков Е 3 34 Мбит/с, 16 циф- ровых потоков Е 4 140 Мбит/с, 16 цифровых потоков STM-1 155 Мбит/с, четырех цифро- вых потоков STM-4 622 Мбит/с;
– передачу и приём группового цифрово- го потока по одномодовому волоконно-опти- ческому кабелю;
– коммутацию потоков;
– коммутацию виртуальных контейнеров
VC-4;
– управление, мониторинг и конфигура- цию из единого центра управления [3].
2.2 Мультиплексор СММ-155
Мультиплексор СММ-155 предназначен для построения цифровых транспортных

Современные технологии – транспорту
45
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2013/2
сетей и сетей доступа на основе принципов синхронной цифровой иерархии – СЦИ пер- вого уровня, обеспечивает передачу сигнала со скоростью 155,520 Мбит/с. Аппаратура может включаться в состав систем синхрон- ной цифровой иерархии уровней 4, 16 и выше, имеющих стыки на скорости 155,520
Мбит/с, согласно рекомендациям G.703,
G.707, G.957 МСЭ-Т.
Аппаратура применяется на магистраль- ных, дорожных (внутризоновых) и отделен- ческих сетях связи СЦИ, образованных од- номодовыми волоконно-оптическими кабе- лями, в качестве оконечного мультиплексора, мультиплексора ввода/вывода, регенератора, кроссового коммутатора.
Аппаратура обеспечивает формирова- ние группового цифрового потока STM-1 со скоростью передачи 155,520 Мбит/с путем мультиплексирования 63 первичных цифро- вых потоков Е 1, предоставляя возможность коммутации как потоков, так и виртуальных контейнеров VC-12. Управление, монито- ринг и конфигурация могут производиться из единого центра управления. Аппаратура позволяет организовывать сети связи сле- дующих топологий: точка – точка; последо- вательная линейная цепь; кольцо: одно или двунаправленное, двух- или четырехволо- конное [4].
2.3 Мультиплексор «Морион» ТЛС-31
Мультиплексор ТЛС-31 предназначен для работы в волоконно-оптической сети, использующей третий уровень плезиохрон- ной цифровой иерархии PDH. Основным направлением использования мультиплек- сора является организация технологических сетей связи на дорожном и отделенческом уровне.
Аппаратура обеспечивает следующие функ ции:
– формирование группового третичного цифрового сигнала со скоростью 34 368 кбит/с путем мультиплексирования 16 потоков Е1;
– формирование группового потока путем мультиплексирования потока Е3 и ОЦК со скоростью 64 кбит/с (до восьми сервисных каналов и двух каналов телеконтроля и слу- жебной связи);
– передачу и прием группового потока по одномодовому волоконно-оптическому кабелю;
– ввод-вывод до четырех потоков Е1 на промежуточной станции;
– организацию резервного оптического интерфейса в конфигурации (1 + 1);
– телеконтроль за состоянием оборудо- вания оконечных и промежуточных стан- ций [4].
2.4 Первичные мультиплексоры ВТК-12
и ОГМ-30E
Аппаратура ВТК-12 и ОГМ-30E пред- назначена для использования в качестве кана ло образующего оборудования на сети опе ра тивно-технологической связи ОТС до- рожного и отделенческого уровня. Она обе- спечивает ввод/вывод сигналов каналов ТЧ и ОЦК потока Е1 с организацией различных типов интерфейсов. Мультиплексоры могут применяться также для организации груп- повых каналов.
Аппаратура дает возможность организо- вать большое количество режимов работы, в том числе: транзит и шлейф определенно- го потока, общий канал, различные комби- нации ввода/вывода [4].
2.5 Мультиплексор WBM-21
Оборудование оптического мультиплек- сора WBM-21 производства OlenCom Elect-
ronics реализует технологию мультиплек- сирования с разделением по длине волны –
WDM (Wavelength Division Multiplexing) и служит для увеличения пропускной способ- ности волоконно-оптических линий переда- чи: до восьми каналов суммарной емкостью до 20 Гбит/с – по двум оптическим волокнам или до четырех каналов суммарной емкостью до 10 Гбит/с – по одному волокну. WBM-21 производится как в варианте CWDM, так и в варианте DWDM.
Оптические концентраторы системы со- браны в стандартных 19”-корпусах высотой

46
Современные технологии – транспорту
2013/2
Proceedings of Petersburg Transport University
1.5U. В них предусмотрена горячая замена оптических SFP-модулей, чем обеспечива- ется масштабируемость и возможность ис- пользования крупными операторами.
Высокая надежность эксплуатации обе- спечивается резервированием питания с воз- можностью «горячей замены» отказавшего блока питания. Имеется также возможность питать прибор от сетей постоянного и пере- менного тока одновременно.
Встроенные в мультиплексор 3R-транс- пондеры преобразуют сигнал оптического клиентского интерфейса в одну из длин волн
CWDM-диапазона для дальнейшей транс- портировки до узла назначения [5].
3 Конфигурация стенда
На рис. 1 представлена схема существу- ющей сети связи, которая находится в лабо- ратории «Многоканальная связь» на кафе- дре «Электрическая связь». Она включает в себя часть оборудования, использующегося в данный момент на сетях ОАО «РЖД». Это аппаратура первичного мультиплексирова- ния (ВТК-12, ОГМ-30Е), мультиплексоры третичного временного группообразования
(ТЛС-31), а также аппаратура уровня STM-1
(мультиплексор СММ-155). Вся аппаратура распределена по трём станциям. Первичные мультиплексоры обеспечивают объединение каналов ТЧ в потоки Е1. Мультиплексоры
ТЛС-31 PDH, организованные по линейной топологии, обеспечивают объединение пото- ков Е1 в поток Е3 и его передачу через линей- ный оптический интерфейс (λ = 1,31 мкм).
Мультиплексоры СММ-155 образуют пло- ское кольцо уровня STM-1 SDH, обеспечи- вают объединение потоков Е1 в поток STM-1
и его приём и передачу через линейный оп- тический интерфейс (λ = 1,31 мкм). На на- шем стенде в составе аппаратуры СММ-155 используются блоки СММ-11, которые по- зволяют осуществлять ввод/вывод до 21 пер- вичных цифровых потока Е1.
Рис. 1. Конфигурация стенда с применением аппаратуры Nortel TN-16X
ВТК-12
Е1
ВТК-12
Е1
ОГМ-30Е
Е1 1Е1 1Е1 1Е1 1Е1 1Е1
ТЛС-31 16xE1
Е3
ТЛС-31 4xE1
Е3
Е3
ТЛС-31 16xE1
Е3
СММ-155
(СММ-11-00)
21xE1
STM-1
STM-1
СММ-155
(СММ-11-00)
21xE1
STM-1
STM-1
STM-1
NORTEL
TN-16X
STM-16
STM-16
STM-1
NORTEL
TN-16X
STM-16
STM-16
STM-1
NORTEL
TN-16X
STM-16
STM-16
STM-1
NORTEL
TN-16X
STM-16
STM-16

Современные технологии – транспорту
47
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2013/2
К существующей сети добавлена аппара- тура Nortel TN-16X. Эта аппаратура, соеди- нённая с помощью линейных оптических интерфейсов и организованная по топологии
«Двунаправленное кольцо», образует кольцо уровня STM-16. Данная конфигурация по- зволяет включить мультиплексоры уровня
STM-1 в мультиплексоры уровня STM-16.
Таким образом, кольцо уровня STM-1 теперь проходит через кольцо уровня STM-16.
Чтобы обеспечить масштабируемость сети, необходимо включить в сеть мульти- плексоры WBM-21, которые позволяют про- изводить уплотнение оптических каналов, а благодаря установке специальных SFP- модулей – осуществить передачу сигналов
Gigabit Ethernet SX, Gigabit Ethernet LX,
Fast Ethernet.
На рис. 2 показана окончательная кон- фигурация стенда сети связи. В ближайшее время планируется добавить в конфигура- цию стенда аппаратуру СМК-30 «Пульсар»
(на рис. 3 обозначена пунктирными лини- ями), которая в настоящее время активно внедряется на сетях связи ОАО «РЖД».
Это позволит организовать ещё одно кольцо уровня STM-4. В качестве мультиплексора
SDH СМК-30 позволяет подключать до пяти портов STM-1, два из них могут быть STM-
4. Поддерживается полный кросс-коннект на уровне VC-12. Мультиплексор позволяет выделить до 64 потоков Е1 с электрическим интерфейсом и функцией ретайминга по всем каналам, при этом возможно использо- вание контейнеров VC-12 для потребностей других систем непосредственно без выве- дения их наружу в виде электрических Е1.
В мультиплексоре применяются современ- ные оптические трансиверы формата SFP – это сменные модули с возможностью уста- новки «на ходу» без отключения питания.
Поддерживаются все стандартные стыки от S1.1 до L4.2, дальность связи до 150 км, обеспечивается цифровая диагностика по каждому оптическому интерфейсу, вклю- чая реальное измерение мощности приема и передачи. Мультиплексор поддерживает стандартные протоколы резервирования
SNCP, MSP, MSSP-Ring [9].
В лаборатории произведён монтаж оп- тических кроссов, которые позволяют упростить соединение оборудования в еди- ную телекоммуникационную сеть, а так- же изменять топологию сети и линейные тракты.
4 Функционирование стенда
Для тестирования лабораторного фраг- мента сети связи необходимо имитировать работу оборудования в условиях, прибли- женных к реальной эксплуатации на теле- коммуникационной сети ОАО «РЖД». Функ- ционирование стенда, как фрагмента сети, будет проверено по следующей методике.
Предполагается использование прибора
JDSU ANT-5 для генерации и анализа тра- фика. Это портативный прибор, предназна- ченный для инсталляции и обслуживания
SDH/PDH-сетей до уровня STM-16. Тестер имеет набор функций тестирования SDH/
PDH, позволяющий применять прибор на всех стадиях жизненного цикла телекомму- никационных систем. Ключевой функцией
ANT-5 является анализ эксплуатационных характеристик SDH/PDH-систем, с ее помо- щью можно выявить и зарегистрировать все отклонения и неполадки. В процессе обслу- живания и корректировки неисправностей системы с помощью ANT-5 можно имитиро- вать любые отклонения и аварийные состоя- ния, анализируя при этом реакцию системы.
Прибор имеет функции трассировки пути и внесения сигнала, возможности полного те- стирования заголовков SDH и протокольных сигналов [6].
Передатчик прибора подключается на одной из станций либо к мультиплексорам
ТЛС-31 и СММ-155 (ввод трибутарного по- тока Е1), либо к TN-16X (ввод трибутарного потока E3, Е4, STM-1, STM-4). Приёмник прибора подключается на другой станции, на которой требуется выделить тестируемый поток, к соответствующему мультиплексору.
Далее с помощью прибора можно произве- сти различные измерения, которые делятся на три группы [7].

48
Современные технологии – транспорту
2013/2
Proceedings of Petersburg Transport University
ВТ
К
-12
Е1
ВТК
-12
Е1
ОГ
М
-30
Е
Е1 1
Е1 1
Е11
Е11
Е11
Е1
ТЛ
С
-31 16
xE1
Е3
ТЛС
-31 4xE1
Е3
Е3
ТЛС
-31 16
xE1
Е3
СММ
-155
(СММ
-11
-00)
21xE1
STM-1
STM-1
СММ
-155
(СММ
-11-00)
21
xE1
STM-1
STM-1
ST
M-1
NORTEL
TN
-16X
STM-16
STM-16
STM
-1
NORTEL
TN-16X
STM-16
STM-16
STM-
1
NO
RT
EL
TN-1 6X
STM-16
STM-16
STM-1
NORTEL
TN-16X
STM-16
STM-16
CWDM
CWDM
Eth ernet
Et h
erne t
СМК
-30
-4
ST
M-1
STM-4
STM-4
СМ
К
-30-4
STM
-1
STM-4
STM-4
СМ
К
-30-3
STM-1
STM-
4
STM
-4
Рис
. 2.
К
онфигурация стенда с
применением а
ппара туры
CWDM WBM
-21

Современные технологии – транспорту
49
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2013/2
4.1 Функциональные тесты
К функциональным тестам относятся из- мерения, связанные с про веркой функцио- нальности различных частей системы SDH, уровней типового тракта, тракта и сети в це- лом. Обычно эта категория измерений реали- зуется методами пассивного монито ринга, но в ряде случаев производятся измерения с от- ключением канала. К этой категории измере- ний, например, относятся:
– измерения на стыке «пользователь – си- стема передачи»; обычно связаны с анализом процессов загрузки и выгрузки потока PDH;
– измерения, связанные с реализацией различных вариантов загрузки потока PDH;
– анализ процедур мультиплексирования и функций загрузки в интерфейсах кросс- коннекторов и т. д.
4.2 Стрессовое тестирование
К измерениям стрессового тестирования относятся измерения, связанные с имитацией различных ситуаций в сети SDH, в трактах, а также на участках трактов. Сюда же можно отнести измерения, связанные с активным тестированием компонентов сети SDH. Все измерения этой группы выполняются с от- ключением канала и с использованием ана- лиза по схеме «воздействие – отклик». К этой категории измерений, например, относятся:
– измерение параметров устойчивости к джиттеру;
– анализ процессов компенсации рассин- хронизации методом смещения указателей;
– имитационные измерения в системе управления;
– тестирование процессов оперативного переключения и т. д.
4.3 Логическое тестирование
К измерениям логического тестирования относятся все измере ния, связанные с ана- лизом обмена управляющей информацией в сети SDH между устройствами, составными частями системы передачи, а также между системой передачи и системой управления.
К этой категории измерений, например, от- носятся:
– имитация и анализ функций передачи информации об ошибках, сообщений о не- исправностях и нарушениях работы;
– анализ корректности работы процедур поиска ошибок и анализ протоколов управ- ления в узлах системы передачи;
– мониторинг производительности си- стемы передачи [7].
Сначала тестируется мультиплексорное оборудование. Основным элементом сети
SDH является мультиплексор ввода/вывода.
Он выполняет следующие основные функ- ции:
– создание виртуальных контейнеров, включая помещение в них полезной нагруз- ки PDH (mapping) и заголовка;
– выгрузка сигнала PDH из виртуального контейнера, включая удаление из него за- головка и компенсацию образовавшегося джиттера;
– мультиплексирование/демультиплекси- рование потоков STM-M в STM-N (N > M) – компенсация возможной рассинхронизации приходящих потоков за счет использования указателей.
CWDM
CWDM
Ethernet
Ethernet
Рис. 3. Схема организации связи с использованием мультиплексора WBM-21

50
Современные технологии – транспорту
2013/2
Proceedings of Petersburg Transport University
Эти функции определяют основные груп- пы тестов мультиплексоров SDH.
Тестирование процессов создания вирту- альных контейнеров необходимо для опреде- ления ряда параметров работы мультиплек- сора (джиттера и битовой ошибки – BER (Bit
Error Rate)). Искусственно введя джиттер в тракт передачи, можно определить степень его компенсации. Мультиплексор должен компенсировать нестабильность частоты передаваемого сигнала (допускаемой норма- ми PDH на нестабильность частоты). Искус- ственное введение нестабильности частоты передаваемого сигнала позволяет определить ее влияние на BER и джиттер.
Особенно важно тестирование процессов восстановления нагрузки PDH, так как имен- но оно порождает джиттер, существенно вли- яющий на качество цифровых каналов связи
(в частности, на величину BER). В простей- ших тестах анализатор измеряет полученные на выходе мультиплексора джиттер и BER.
Внося в канал SDH намеренную ошибку, ана- лизируют реакцию систем контроля SDH и индикации мультиплексора на полученную ошибку передачи. Важным тестом является и имитация в сети процессов рассинхрониза- ции. Для этого в тракт вносят дополнитель- ные указатели (pointers) и измеряют джиттер и BER на выходе мультиплексора. С помо- щью этого теста определяют эффективность механизма компенсации джиттера при сме- щении указателей (pointers movement).
После испытания мультиплексоров, как правило, производится тестирование сети
SDH в целом. Оно включает в себя:
– мониторинг и сбор статистики на участ- ках сети и сопоставление этой статистики со статистикой системы контроля;
– исследование различных механизмов работы сети, в первую очередь механизмов компенсации джиттера при прохождении нескольких мультиплексоров.
Мониторинг сети осуществляется ком- плексно с мониторингом системы PDH и со- стоит из сбора основных параметров цифро- вой передачи, которые рекомендуются стан- дартами МСЭ-T G.821 и M.2100. При этом на заданном участке джиттер можно измерить дополнительно. В режиме мониторинга с по- мощью оптических разветвителей анализа- тор подключается к сети SDH и не оказывает влияния на работу сети [8].
Исследование различных механизмов ра- боты сети – процесс сложный и определяется спецификой самой сети. Обычно он включа- ет описанные выше тесты и их комбинации, применяемые к участкам сети с несколькими мультиплексорами.
Отдельному тестированию подлежит обо- рудование оптического мультиплексора с раз- делением по длине волны технологии CWDM типа WBM-21, предназначенное для реализа- ции одноволоконной четырехканальной маги- страли связи со скоростью передачи по каж- дому информационному каналу до 2,5 Гбит/с.
Упрощенная схема организации связи с использованием станционного (серверно- го) мультиплексора WBM-21 и клиентского мультиплексора WBM-21, работающих вме- сте (попарно), приведена на рис. 3.
Для полноценной работы программы не- обходимо как минимум два компьютера с предустановленным программным обеспече- нием и сетевыми интерфейсами Fast Ethernet или Gigabit Ethernet. Работа выполняется в программном комплексе JPerf 2.0, который представляет собой клиент-серверную систе- му. Один из компьютеров является сервером, а другой – клиентским оборудованием. Сер- вер и клиентское оборудование подключают- ся с помощью кабелей UTP cat.5e с разъема- ми RJ-45 и SFP-модулей.
5 Механизмы защиты
Технологическая сеть связи должна иметь высокий коэффициент готовности. По мере увеличения сложности системы связи веро- ятность выхода из строя какого-либо из ее компонентов увеличивается. Если отсутству- ет резервирование компонентов системы, то соответственно уменьшается коэффициент готовности системы. Современные систе- мы связи используют большое количество элементов, что делает совершенно необхо- димым использование резервирования и об-

Современные технологии – транспорту
51
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2013/2
ходных маршрутов для повышения коэффи- циента готовности системы связи в целом.
Для обеспечения заданного коэффициен- та готовности реализованы следующие ме- ханизмы защиты.
5.1 Аппаратурное резервирование
Аппаратурное защитное переключение
EPS (Equipment Protection Switching) является одной из мер, направленных на повышение надежности работы сети СЦИ. В этом случае резервируются рабочие блоки оборудования
(например, коммутационные матрицы, блоки для ввода-вывода цифровых потоков, линей- ные оптические агрегаты). Резервирование может быть организовано по принципу 1 + 1
(на один блок рабочий предусматривается один резервный) или по принципу 1 : N (один резервный блок закрепляется за N рабочими блоками; в зависимости от назначения блока
N = 1, …, 16) [1].
5.2 Сетевой защитный механизм MSP
Сетевой защитный механизм резерви- рования мультиплексорных секций MSP
(Multiplexer Section Protection) соответствует
Рекомендации МСЭ-Т G.841. Он может быть использован на сети или подсети топологии
«точка – точка». Для его реализации необхо- димо наличие резервного линейного трак- та. При этом сигнал STM-N одновременно передается как по основному, так и по ре- зервному тракту. При нормальных услови- ях работы на приеме используется сигнал, передаваемый по основному тракту, причем производится постоянный контроль качества передачи сигналов посредством алгоритма
BIP (Bit Interleaved Parity). В случае значи- тельного ухудшения качества сигнала основ- ного тракта на приеме выполняется аварий- ное переключение APS (Automаtic Protection
Switching) на резервный линейный тракт [1].
5.3 Сетевой защитный механизм SNCP
Сетевой защитный механизм резервиро- вания соединений подсети SNCP (Sub Net-
work Connection Protection) реализуется в кольцевых сетях СЦИ. Сигнал одновремен- но передается по основному и резервному соединению подсети SNC. Находящийся на приемной стороне переключатель в нормаль- ных условиях ориентирован на основное со- единение подсети SNC. В случае поврежде- ния основного SNC происходит аварийное защитное переключение APS. Приемный мультиплексор ввода-вывода ADM начинает принимать сигнал, передаваемый по резерв- ному соединению SNC [1].
5.4 Сетевой защитный механизм
MS-SPRING
Принцип действия данного механизма за- ключается в следующем. Предположим, вся пропускная способность кольца SDH на каж- дом участке составляет N административных блоков AU-4. Тогда N/2 AU-4 назначаются ра- бочими, а оставшиеся N/2 AU-4 – резервны- ми. При этом в случае аварии (в соответствии с рекомендацией МСЭ-Т G.841) будут защи- щены только те плезиохронные цифровые потоки, которые в нормальном режиме пере- даются по рабочим AU-4. В данном аварий- ном защитном переключении APS участву- ют все мультиплексоры, входящие в кольцо.
Отметим, что применительно к MS-SPRING вводится понятия высокоприоритетного и низкоприоритетного трафика [1].
6 Обоснование топологической
и потоковой структуры ТКС
При построении транспортной сети свя- зи для обеспечения выполнения требований по надежности функционирования необхо- димо определить базовую структуру сети соответствующей связности с учетом реа- лизации сети с минимальными затратами.
На рис. 4 представлен общий вид алгорит- ма обоснования топологической и потоковой структур телекоммуникационной сети (ТКС)
[10]. Каждый шаг алгоритма подразумевает решение частной задачи в контексте реше- ния общей задачи нахождения маршрутов

52
Современные технологии – транспорту
2013/2
Proceedings of Petersburg Transport University передачи, распределения потоков и расчета пропускной способности ребер.
Высокие требования к качеству каналов связи предъявляют службы связи, основан- ные на сжатии информации: видео со сжа- тием, аудио со сжатием, данные со сжатием.
Таким образом, целесообразно предваритель- но выбирать такие пути составления каналов, которые удовлетворяли бы требованиям по показателям качества образуемых каналов передачи:
max
,
1, ,
l
l
Q
Q
l
L


где L – количество показателей качества.
Пути прохождения потока сообщений между множеством КПУ
{ };
1,
m
Z
z
m
M


представим множеством путей
{
};
mr
V
v
r


1, R

, где r – количество допустимых путей между m КПУ.
Отличительной чертой решаемой задачи является нахождение множества допустимых путей, которые независимы друг от друга,
Рис. 4. Алгоритм определения топологической и потоковой структур ТКС
НАЧАЛО
Ввод исходных данных
Нахождение множества независимых маршрутов
Определение достаточного количества кратчайших маршрутов
Определение требуемой пропускной способности найденных кратчайших маршрутов
Соответствие топологии исходной ТКС
Модернизация топологии ТКС
Соответствие пропускной способности ТКС
Модернизация ТКС по пропускной способности
КОНЕЦ
Да
Нет
Да
Нет

Современные технологии – транспорту
53
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2013/2
т. е. не имеют общих ребер и вершин, кроме корреспондирующих пар узлов (КПУ).
Подход к решению задачи нахождения маршрутов передачи и распределения потоков сообщений состоит в том, чтобы на началь- ном этапе найти независимые допустимые пути установления соединения по заданным критериям качества каналов передачи и на- дежности. Общее решение данной задачи представлено в [11].
Отличительной особенностью представ- ленного алгоритма является учет параметров качества каналов связи. Так, для коммутации каналов основными параметрами являются коэффициент ошибок К
ош
(Bit Error Ratio –
BER), дрожание фазы цифрового сигнала J
(Jitter), проскальзывание цифрового канала
P
λ
, допустимое отклонение скорости пере- дачи

v
; время прохождения сигнала τ
n
Для коммутации пакетов основными па- раметрами являются количество потерянных пакетов (IPLR), вероятность приема ошибоч- ных пакетов (IPER), среднее время задерж- ки пакета (IPTD), вариация задержки пакета
(IPDV).
Заключение
Разработанный авторами стенд позволяет перед началом широкомасштабной модерни- зации сети связи железнодорожного транс- порта проверить все принципы работы, кор- ректность работы новой аппаратуры с вне- дряемым оборудованием, совместимость с различными интерфейсами и протоколами, а также проверить сеть с помощью различных тестов. В итоге данный стенд позволит сни- зить расходы, связанные со строительством и введением в эксплуатацию перспективной сети связи, а также обеспечить поддержание высокого уровня надёжности функциониро- вания сети за счет отсутствия ошибок в экс- плуатации подготовленного персонала. На базе стенда возможно проведение занятий в рамках курсов повышения квалификации обслуживающего персонала. Для аспирантов и молодых ученых появится возможность по- становки опытов, экспериментов и изыска- ний на участках магистрального и отделенче- ского уровней, аналогичных структуре сети связи ОАО «РЖД». Для студентов на базе ма- кета будут разработаны новые лабораторные работы и деловые игры.
Библиографический список
1. Многоканальная связь на железнодорож- ном транспорте / В. В. Шмытинский, В. П. Глуш- ко, Н. А. Казанский. – М. : Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном тран спорте, 2008. – С. 348–356.
2. Транспортная подсистема неоднородных сетей / Виктор и Наталья Олифер [Электронный ресурс]. – Режим доступа: citforum.ru.
3. Техническое описание и инструкция по эксплуатации аппаратуры TN-16X «Nortel net- works», 2003.
4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации аппаратуры СММ-155, ТЛС-31,
ВТК-12, ОГМ-30Е «Морион», 2001.
5. Техническое описание и инструкция по эксплуатации системы WBM-21 «OlenCom Elec- tronics», 2010.
6. Техническое описание и инструкция по эксплуатации тестера JDSU ANT-5.
7. Методы измерений в SDH сетях / И. Г. Ба- кланов. – М., 1999. – С. 89–111.
8. О технологии измерений на сетях SDH /
И. Г. Бакланов // Сети и системы связи. – 1997. –
№ 5. – С. 56–124.
9. Техническое описание и инструкция по эксплуатации аппаратуры СМК-30 «Пульсар»,
2010.
10. Комплексная методика формирования транспортной сети связи ОАО «РЖД» / А. С. Ван- чиков // Сборник материалов 64-й научно-тех- нической конференции, посвящённой Дню ра- дио. – СПб. : Издательство Санкт-Петербургского гос. электротехнического ун-та (ЛЭТИ), 2009. –
С. 125–126.
11. Методология проектных исследований и управления качеством сложных технических систем электросвязи / В. И. Курносов, А. М. Ли- хачев. – СПб. : ТИРЕКС, 1998. – 495 с.

скачати

© Усі права захищені
написати до нас