Курсовая работа: Технология Ethernet

Эти коды получили наибольшее применение в системах передачи

Систематический код - это групповой n-разрядный код, в котором из n-символов, образующих кодовую комбинацию, k-символов информационные, а r=n-k - избыточные, проверочные, которые занимают строго определенные позиции во всех кодовых комбинациях.

Задается систематический код с помощью производящей матрицы, которая позволяет получить все возможные комбинации кода суммированием по модулю два всех возможных сочетаний строк (по две, по три и т. д.). По производящей матрице строится проверочная матрица, служащая для создания алгоритмов кодирования и декодирования.

Производящую матрицу образуют приписыванием справа к единичной квадратной матрице размера k дополнительной матрицы, содержащей n-k столбцов и k строк,

Строки дополнительной матрицы получают перебором различных n-k разрядных комбинаций, содержащих не менее d-1 единиц. Причем сумма двух строк по модулю два должна иметь не менее d-2 единиц (), где t_i -кратность ошибки.

При построении проверочной матрицы к единичной квадратной матрице с n-k строками и столбцами слева приписываем матрицу, содержащую k столбцов и n-k строк. Причем каждая ее строка формируется путем трансформирования производящей матрицы:

Построенная проверочная матрица позволяет разработать алгоритм кодирования и декодирования систематического кода исходя из того. Что сумма единиц в каждой строке по модулю два должна быть равна нулю, то есть должна быть четной.

Рассмотрим систематический код, имеющий k=6.

Построим производящую матрицу А, которая известна на приемной стороне.

Из матрицы А строим проверочную матрицу Т.

Из матрицы Т получаем проверочные уравнения:

Для составления r_i, нужно брать i-ю строку в матрице Т с а_i=1.

Коды цифр проверочных разрядов получаем из уравнений проверок, приравняв их нулю.

Источник информации передаёт шестиразрядный двоичный код

Тогда кодирующее устройство закодирует

.

Эта комбинация, переданная по линии связи, попадает для проверки на декодирующее устройство. Если комбинация исказилась, например, получена комбинация 1010100100, то декодирование покажет, что

Таким образом, исказился элемент а₂, общий для трех уравнений. Изменив его значение, восстановим правильную комбинацию.

3. Расчет сети SDH

3.1 Исходные данные

В районе построено 7 цифровых АТС. Предполагается использовать технологию SDH, связав все станции в единую сеть.

Основные исходные данные для проектирования заключены в структуре сетевого трафика между отдельными станциями, представленной в таблице 2, где число до дроби соответствует числу основных каналов по 2 Мбит/с, а после дроби - резервных. Топология сети SDH показана на рисунке 6.

Таблица 2. Сетевой межстанционный трафик

Рисунок 6. Схема простой ячеистой топологии SDH

Требуется:

выбрать направления основного и резервного путей между отдельными станциями;

рассчитать нагрузки сегментов сети и ее узлов;

выбрать требуемый уровень и число мультиплексоров.

3.2 Расчет нагрузки на сегменты пути

3.2.1 Нагрузка на основные пути

Выбираем основные пути, соединяющие каждые два узла:

для узла A:

A - 36 - B;

А - 22 - С;

A - 52 - C - 52 - D;

A - 8 - B - 8 - E;

A - 0 - C- 0 - F;

A - 7 - B - 7 - E - 7 - G.

для узла B:

B - 6 - A - 6 - C;

B - 34 - E -34 - D;

B - 0 - E;

B - 15 - A - 15 - C - 15 - F;

B - 0 - E - 0 - G.

для узла C:

C - 48 - D;

C - 4 - D - 4 - E;

C - 0 - F;

C - 10 - D - 10 - G.

для узла D:

D - 112 - E;

D - 12 - F;

D - 8 - G.

для узла E:

E - 0 - D - 0 - F;

E - 0 - G.

для узла F:

F - 0 - D - 0 - G.

Затем необходимо рассчитываем нагрузку отдельно взятого пути на каждый составляющий его сегмент. Следует помнить, что общая нагрузка на отдельный сегмент есть сумма величин нагрузки от каждого проходящего через него соединительного пути, а не только узлов, которые данный сегмент соединяет.

Суммарная нагрузка основных путей на каждый из сегментов:

A - B=36+8+7+6+15=72

A - C=22+52+0+6+15=95

B - E=8+7+34+0+0=49

C - D=52+48+4+10=114

C - F=0+15+0=15

D - E=34+4+112+0=150

D - F=12+0+0=12

D - G=10+8+0=18

E - G=7+0+0=7

3.2.2 Нагрузка на резервные пути

Рассчитав нагрузку от основных путей, следует соответствующим образом выбрать резервные соединительные пути между каждыми двумя узлами, при этом резервный путь не должен включать в себя ни одного сегмента основного пути.

Выбираем резервные пути, соединяющие каждые два узла:

- для узла A:

A - 10 - C - 10- D - 10 - E -10 - B;

А - 5 - B - 5 - E - 5- D - 5 - C;

A - 15 - B -15- E - 15- G -15 - D;

A - 2 - C - 2 - F - 2 - D - 2 - E;

A - 7 - C - 7 - F - 7 - D - 7 -E - 7- G.

- для узла B:

B - 2 - E - 2 - D - 2 - С;

B - 15- А - 15 - С - 15 - F - 15 - D;

B - 15 - E - 15 - G - 15 - D - 15- C - 15 - F.

- для узла C:

C - 15 - A - 15 - B - 15 - E -15 - D;

C - 4- F- 4 - D - 4 - G - 4 - E;

C - 2 - A - 2 - B - 2 - E - 2 - D - 2 - G.

- для узла D:

D - 25 - C - 25- A - 25 - B - 25 -E;

D - 5 - E - 5 - B - 5 - A - 5 - C - 5 - F;

D - 2 - F - 2 - C - 2 - A - 2 - B - 2 - E - 2 - G.

Далее рассчитываются величины нагрузки, которую оказывают на сегменты сети резервные соединительные пути.

A - B=5+15+15+15+2+25+5+2=84

A - C=10+2+7+15+15+2+25+5+2=83

B - E=10+5+15+2+15+15+2+25+2=91

C - D=10+5+2+15+25=57

C - F=2+7+15+15+15+4+5=63

D - E=5+2+7+2+15+2+5=38

D - F=2+7+15+4+2=30

D - G=15+15+4+2=36

E - G=15+7+15+4+2=43

3.3 Узловая нагрузка каналов Е1

Нагрузка на каждый узел сети высчитывается как сумма нагрузки на те сегменты, с которыми данный узел соединен.

Узел A: (72+95)+(84+83)=167+167=334 канала=668 Мбит/с

Узел B: (72+49)+(84+91)=121+175=296 каналов=592 Мбит/с

Узел C: (114+15)+(57+63)=129+120=249 каналов=498 Мбит/с

Узел D: (114+150+12+18)+(57+38+30+36)=294+161=455 канала =

= 910 Мбит/с

Узел E: (49+150+7)+(91+38+43)=206+172=378 каналов =756Мбит/с

Узел F: (15+12)+(63+30)=27+93=120 каналов=240 Мбит/с

Узел G: (18+7)+(36+43)=25+79=104 каналов =208 Мбит/с

Результирующая величина справедлива для режима полноценного резервирования, при котором выход из строя какого-либо соединительного пути и последующий переход на резервный путь не оказывает какого-либо влияния на работу других узлов (соответственно, при нормальном функционировании основных путей резервные каналы просто бездействуют).

3.3 Выбор требуемого уровня и числа мультиплексоров

Система SDH обеспечивает стандартные уровни информационных структур, то есть набор стандартных скоростей.

Рассчитав нагрузку на узлах сети, определим мультиплексоры какого уровня иерархии SDH необходимо установить в каждом из них.

Полученные величины соответствуют количеству 2-мегабитных каналов.

Требования четырех узлов (B, C, F и G) могут быть обеспечены мультиплексором Nokia STM-4, трех узлов (A, D и E) - мультиплексором Nokia STM-16.

Таким образом, необходимо 7 мультиплексоров Nokia уровней STM-4, 16.

Заключение

В результате выполнения курсовой работы изучили технологию Ethernet, получили практические навыки по расчету и построению систематических кодов, методов и алгоритмов эффективного кодирования.

Задали систематический код с помощью производящей матрицы, которая позволяет получить все возможные комбинации кода суммированием по модулю два всех возможных сочетаний строк. По производящей матрице построили проверочную матрицу, служащую для создания алгоритмов кодирования и декодирования.

Из проверочной матрицы получили проверочные уравнения.

Источник информации передал шестиразрядный двоичный код . Согласно проверочным уравнениям определили, что кодирующее устройство закодировало.

Эта комбинация, переданная по линии связи, попала для проверки на декодирующее устройство. Когда комбинация исказилась, например, получилась комбинация 1010100100, то декодирование показало, что исказился элемент а₂, общий для трех уравнений. Изменив его значение, восстановили правильную комбинацию.

Кроме того расчитали сеть SDH.

В данной курсовой работе мы связали 7 цифровых АТС в единую сеть. Построенная сеть SDH имеет следующие характеристики:

- архитектура - "ячеистая";

- нагрузка на сегменты - от 7 до 150 каналов 2 мбит/с;

- нагрузка на узлы - от 104 до 455 каналов 2 мбит/с;

- задействованные уровни иерархии SDH - до STM-16.

- применяемое оборудование - STM-4, STM-16 серии Nokia.

Список использованной литературы

преобразование сигнал приемник кодирование

1. Шувалов В.П. и др. Передача дискретных сообщений. М.: Радио и связь, 1990. - 462 с.

2. Зюко А.Г. и др. Теория передачи сигналов. М.: Радио и связь, 1986. - 312 с.

3. Игнатов В.А. Теория информации и передачи сигналов. М.: Радио и связь, 1991. - 280 с.

4. Гольдштейн А.Б. Softswitch. СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2006. - 368 с.

5. Бертсекас Д., Галлагер Р. Сети передачи данных. М.: Мир, 1989. - 544 с.

6. Абдуллаев Д.А., Архипов М.Н. Передача дискретных сообщений в задачах и упражнениях. - М.: Радио и связь, 1985. - 128 с.

7. Тутевич В.Н. Телемеханика. - М.: Высш. шк., 1985. - 423 с.

8. Слепов Н.Н., Синхронные цифровые сети SDH, Эко-Трендз, Москва, 1999.

9. Фокин В.Г., Аппаратура систем синхронной цифровой иерархии, Новосибирск, 2001.

10. Куликов Ю.П., Основы передачи дискретных сообщений, 1992г, 288 с.

11. Соловьев В.Ф., Рациональное кодирование при передаче сообщений, 1970 г.

12. Крушный В.В., Основы теории информации и кодирования, 2005 г.

13. Бакланов И.Г, Технологии измерений первичной сети, часть1, 2. М.: Эко-Трендз, 2000.

14. Финк Л.М., Теория передачи дискретных сообщений, 1970 г.

15. Слепов Н.Н., Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи (ATM, PDH, SDH, SONET и WDM).