Проектирование высокоскоростной корпоративной сети на базе технологии СЦИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ

Кафедра Информационно-коммуникационных технологий

ОТЧЁТ

по преддипломной практике

МОСКВА 2009 г.

Аннотация

              Данный отчёт содержит обоснование выбранной темы на дипломное проектирование с анализом возможных методов решения поставленной задачи. Анализ возможных методов решения проводится на основе литературных источников и нормативно-технических документов, относящихся к теме дипломной работы (проекта). В отчёт включены материалы по охране труда и техники безопасности.

Содержание

1. Введение              4

2. Синхронная Цифровая Иерархия (SDH — Synchronous Digital Hierarchy)              7

2.1. Интерфейсы              7

2.1.1. Электрические интерфейсы              7

2.2. Как работает SDH              8

2.2.1. Процедура контейнирования нагрузки              8

2.2.2. Понятие виртуального контейнера              8

2.2.3. Метод мультиплексирования              8

2.3. Оперирование, администрирование и техобслуживание              9

2.4. Совместимость              10

2.5. Защита              10

3. Выбор структуры проектируемого участка.              11

3.1. Топология «точка – точка»              12

3.2. Топология “последовательная линейная цепь”              13

3.3. Топология “звезда”              14

3.4. Топология “уплощенное кольцо”              15

3.5. Топология “кольцо”              16

3.6  Выбор конфигурации сетевой структуры               17

4. Заключение              20

5. Литература              21

1. Введение

              Начало использования цифровых технологий в сетях передачи данных связано с ИКМ, а именно, с системами цифровой телефонии на основе кабельных сетей связи, используемых для передачи голоса.

              Первой коммерческой цифровой системой передачи голоса, использующей  ИКМ и методы мультиплексирования с временным разделением каналов, считают систему копании Bell System (США), установленную в Чикаго в 1962 году. Система давала возможность передавать 24 голосовых канала по медному кабелю, проложенному между офисами компании Bell System. Каждый голосовой канал использовал скорость передачи  64 кбит/с. Все каналы объединялись с помощью мультиплексора в единый поток двоичных данных со скоростью 1536 кбит/с, а с учетом служебного канала (8 кбит/с) этот поток приобретал скорость 1544 кбит/с. Он, благодаря последующей стандартизации, и стал известен как канал DS1 или T1, принятый далее в США за первый (или первичный) уровень мультиплексирования для систем цифровой телефонии.             

              Однако только стремительное развитие микропроцессорной техники и технологии, зародившейся в 1971 году с появлением первого микропроцессора компании Intel, сделало возможным реальное внедрение цифровой техники в телекоммуникационные системы и привело к широкому распространению и развитию компьютерных сетей, давших вторичный мощный импульс развитию сетей передачи данных на основе ИКМ.

              Сетевые цифровые технологии развивались до последнего времени параллельно для глобальных и локальных сетей. Технологии глобальных сетей были направлены в основном на развитие цифровых телефонных сетей, используемых для передачи голоса. Технологии локальных сетей – напротив, использовались, в основном, для передачи данных.

Развитие технологий скоростных телекоммуникаций на основе PDH привело к появлению в последнее время двух наиболее значительных новых цифровых технологий: синхронной оптической сети SONET (COC), и синхронной цифровой иерархии SDH (СЦИ), иногда рассматриваемых как единая технология SONET/ SDH, расширившая диапазон используемых скоростей передачи до 40 Гбит/с. Эти технологии были ориентированы на использование волоконно-оптических кабелей (ВОК) в качестве среды передачи.

              Создание компьютерных сетей масштаба предприятия, корпоративных, региональных и глобальных сетей передачи данных, связывающих множество локальных компьютерных сетей, в свою очередь привело к созданию таких транспортных технологий передачи данных как Х.25, цифровая сеть интегрированного обслуживания (или с интеграцией служб) ISDN (ЦСИО или ЦСИС) и ретрансляции кадров Frame Relay, решавших эти задачи первоначально на скоростях 64 кбит/с – 144 кбит/с – 1,5/2 Мбит/с соответственно.

              С распадом СССР, приватизацией государственных предприятий и целых отраслей появились корпорации со своими сетями связи (корпоративными). Термин «ведомственные сети связи» (ВСС) сохранен в «Законе о связи», в определении которого справедливо указано, что это сети электросвязи министерств и иных органов исполнительной власти. Следовательно, корпоративные сети к ним не относятся. Термин «корпоративные сети» (КС), которые по функциям и статусу должны быть приравнены к ведомственным, отсутствуют в законе вообще. К сетям связи физических и юридических лиц, о которых идет речь в законе, корпоративные сети также не могут относиться, поскольку они в отличие от ведомственных не имеют выход на сети связи общего пользования.

              С точки зрения системной функциональности корпоративная сеть связи (КСС) выглядит как единое целое, предоставляющее пользователям и программам набор полезных в работе услуг (сервисов), общесистемных и специализированных приложений, обладающее набором полезных качеств (свойств) и содержащие в себе службы, гарантирующие нормальное функционирование сети.

              Корпоративная сеть является базовой несущей конструкцией современной организации вне зависимости от того, является ли данная организация коммерческой (торговой, промышленной, многопрофильной) или относится к государственному сектору.

              Основные характеристики корпорации в целом типичны для представителя семейства больших организаций и представляют интерес именно в этом качестве.

              Масштабы и распределенная структура. Корпорация включает множество предприятий и организаций, расположенных по всей территории Российской Федерации, а также за ее пределами.

              Организационно – управленческая структура Корпорации. Предприятия и организации в составе Корпорации обладают определенной самостоятельностью в выработке и проведении технической политики собственной автоматизации.

              Большое количество приложений специального назначения. В Корпорации эксплуатируется большое количество разнообразных приложений специального назначения, созданных на базе различного базового программного обеспечения (БПО).

              Неотъемлемой частью современной информационной инфраструктуры любого предприятия являются учрежденческие автоматические телефонные станции (УАТС, УПАТС в русскоязычной литературе или PBX – Private Branch Exchange в англоязычной).

              Функциональные возможности современных цифровых УАТС чрезвычайно многообразны, а их интеграция с корпоративными информационными системами стала на столько глубокой, что от характера использования этих станций теперь напрямую зависит эффективность бизнеса в целом.

              До недавнего времени компьютер, и телефон сосуществовали независимо. Связующим мостиком между вычислительными системами и телефонией служил модем. Но это был лишь интерфейс, позволяющий связывать между собой компьютеры через неестественную для них среду. Реально же «сращивание» двух технологий – телефонии и вычислительной техники – вызвало настоящий взрыв технических решений. Интеграция послужила толчком к появлению невероятных комбинаций приложений, прежде характерных для каждой технологии в отдельности.

              Современного корпоративного клиента привлекает одновременное и оперативное получение услуг проводной и беспроводной цифровой телефонии, передачи данных и высокоскоростного доступа в Интернет с обеспечением высокого качества связи и относительно невысокой стоимости.

              Говоря о телефонных и вычислительных сетях, составляющих основу корпоративных сетей, хотелось бы также отметить новые возможности, которые открывает их интеграция. «Сердцем» любой телефонной системы является УАТС. Современные цифровые УАТС – сами по себе весьма интеллектуальные устройства: они поддерживают все основные функции ISDN, предоставляют клиентам услуги голосовой почты и конференцсвязи, осуществляют интеллектуальную коммутацию телефонных вызовов и многие другие функции.

              Сеть связи любой современной компании содержит много различных подсистем, тяготеющих друг к другу, но порой не имеющих реальных возможностей для объединения. Чтобы сотрудники компании могли отправлять и получать факсы, электронную почту и голосовые сообщения, обычно устанавливается факс-сервер, компьютерная сеть обеспечивает доставку электронной почты, а встроенные в телефонные аппараты автоответчики принимают голосовые сообщения. Отдельно функционируют системы оперативной связи, распорядительно – поисковая громкоговорящая связь, базовая телефония, беспроводная связь и устройства передачи данных.

              Корпоративная сеть должна быть максимально универсальной, то есть предусматривать возможность интеграции уже существующих и будущих приложений с минимально возможными затратами и ограничениями.

Корпоративная сеть, как правило, является территориально – распределенной, то есть объединяющей офисы, подразделения и другие структуры, находящиеся на значительном удалении друг от друга.

2. Синхронная Цифровая Иерархия (SDH — Synchronous Digital Hierarchy)

              СЦИ — это технология транспортных телекоммуникационных сетей. Стандарты СЦИ определяют характеристики цифровых сигналов, включая структуру фреймов  (циклов), метод мультиплексирования, иерархию цифровых скоростей и кодовые шаблоны интерфейсов и т. д.

2.1. Интерфейсы

2.1.1. Электрические интерфейсы

              Стандартизация интерфейсов определяет возможность соединения различного оборудования от разных производителей. Система SDH обеспечивает универсальные стандарты для сетевых узловых интерфейсов, включая стандарты на уровне цифровых скоростей, структуру фрейма, метод мультиплексирования, линейные интерфейсы, мониторинг и управление. Поэтому SDH оборудование от разных производителей может легко соединяться и устанавливаться в одной линии, что наилучшим образом демонстрирует системную совместимость.

              Система SDH обеспечивает стандартные уровни информационных структур, то есть набор стандартных скоростей. Базовый уровень скорости —STM-1 155,52 Mбит/с. Цифровые скорости более высоких уровней, таких как 622 Мбит/с (STM-4), 2.5 Гбит/с (STM-16) и 10 Гбит/с (STM-64), могут быть сформированными при помощи низкоскоростных информационных модулей (STM-1) посредством побайтового мультиплексирования. Количество мультиплексируемых модулей умножается на 4. Например, STM-4 = 4 · STM-1 , STM-16 = 4 · STM-4 и STM-64 = 4 · STM-16.

2.1.2. Оптические интерфейсы

              Линейные (оптические) интерфейсы работают, используя универсальные стандарты. Линейный сигнал только скремблируется, вставки избыточного кода нет. Стандарт скремблирования — универсальный. Поэтому и на приеме, и на передаче должны использоваться стандартные скремблер и дескремблер. Цель скремблирования — сделать вероятность возникновения «1» бита и «0» бита близкой к 50 % для облегчения извлечения синхросигнала из линейного сигнала. Поскольку линейный сигнал только скремблируется, линейная скорость сигнала SDH соответствует стандартной скорости сигнала на электрическом интерфейсе SDH. Таким образом, потребление оптической мощности передающим лазером остается неизменным.