Практическая работа №3.
Тема: Организация программного резервирования в учебном оптическом кольце (работа рассчитана на 6 часов).
1. Цель работы: Произвести конфигурирование блока ОGМ – 120 в режиме резервирования линейного тракта при обрыве оптоволокна. Проверить прохождение канала Ethernet в резервном оптическом тракте. Канал Ethernet в данной работе передается поверх потока E1,
2.
Литература:
2.1 Методические
указания к выполнению лабораторной работы №6 «Организация каналов Ethernet с
использованием оборудования учебного оптического кольца».
2.2 Техническая
документация оборудования СММ-11-01.
2.3 Пьянкова. Комплект КПО-155. Паспорт;
РТЧ.078.090 ПС
2.4 Блок ОGМ – 12. Руководство по
эксплуатации. PT2.133.144 РЭ.
2.5 Комплект КПО-120. Паспорт. РТ4.078.081
ПС.
2.6 Конспекты лекций.
3.
Подготовка к работе:
3.1
Повторить последовательность работ с программой
конфигурирования
блоков СММ-11, ОGМ
– 12.
3.2.
Подготовить бланк отчета
3.3. Произвести строго по правилам включение питания оборудования.
4.
Основное
оборудование:
4.1 Персональные компьютеры с
установленным программным
обеспечением «Конфигуратор
OGM-30E»,
«NetMeeting»
и «Raccon
Works Speed test»
4.2
Блоки СММ-11 оконечных станций.
4.3
Блоки ОGМ
– 12
оконечных станций.
4.4 Тупиковая муфта МТОК -96.
5
Методические указания.
5.1 Схемы защиты транспортных
сетей
Схемы
защиты транспортных сетей предусматривают защиту линейного тракта (секций
мультиплексирования), соединения (тракта высокого или низкого порядка,
оптических каналов, виртуальных соединений при пакетной передаче) и
оборудования.
5.1.1.
Защита секции мультиплексирования 1+1 (1:1)
Защита
секции мультиплексирования вида 1+1 (1:1) относится к защите линейного тракта за
счет резервного кабеля и оборудования. В этой защите различают две
возможности:
–
(1+1) — одна рабочая секция мультиплексирования непрерывно дублируется одной
резервной секцией мультиплексирования (рис.1). При аварии рабочей секции
селектор приёмной стороны подключит резервную секцию;
–
(1:1) — одна рабочая секция мультиплексирования может быть продублирована в
аварийном состоянии резервной секцией, которая в нормальном режиме переносит
дополнительный трафик, который автоматически сбрасывается при аварии основной
рабочей секции (рис.2).
Признаками,
инициирующими выполнение защитного переключения в секции мультиплексирования
STM-N могут быть следующие сигналы:
–
потеря сигнала на приеме (LOS);
–
потеря цикла STM-N (LOF);
–
избыточный коэффициент ошибок по битам (BER > 10–10).
Управление
процессами переключения с рабочей секции мультиплексирования на резервную
происходит в байтах К1, К2 заголовков MSOH резервной секции по
приоритетам.
С
учетом того, что передача линейных сигналов STM-N может происходить по одной или
двум параллельным системам, возможны два варианта переключений:
синхронизированный и несинхронизированный.
При
двунаправленной передаче в рабочей секции переключение на резерв производится в
двустороннем режиме, то есть передатчик и приемник синхронно переключаются на
резерв.
При
однонаправленной передаче в рабочей и резервной секциях переключение на резерв
производится в одностороннем режиме, то есть приемник выбирает лучший по
качеству сигнал. Это может привести к ситуации, когда по рабочей секции
происходит передача только в одном направлении, например, слева направо (рис.
1), а передача в другом направлении ведется в резервной секции.
Рис.
1. Принцип резервирования секции 1+1.
Рис. 2 Резервирование секции мультиплексирования 1:1.
Защита
секции мультиплексирования может реализовываться в обратимом и необратимом
режимах. Обратимый режим предусмотрен с возвратом с резервной секции на рабочую,
как только на этой секции восстанавливается соответствующее качество передачи, и
это состояние сохраняется в течение определенного периода времени, называемого
«ожидание перед восстановлением». Необратимый режим предусмотрен без
автоматического возврата на рабочую секцию, однако этот возврат возможен при
снижении качества передачи в резервной секции ниже качества рабочей секции.
Кроме того, предусматривается принудительное (ручное) переключение с рабочей на
резервную секцию и обратно.
При
защите секции оптического мультиплексирования WDM OMS предусматривается деление
мощности многоволнового сигнала WDM пополам с последующей передачей в различных
волокнах (в различных кабельных линиях) (рис.
3).
Рис. 3. Защита секции оптического мультиплексирования.
На
приемной стороне оптический коммутатор, управляемый пороговым устройством
контроля оптической мощности, гарантированно быстро (не более чем за 50 мс)
может изменить направление приема оптического сигнала.
Помимо
оптического защитного переключения в оптической транспортной сети (OTN) возможна
реализация электронной схемы защитного переключения с использованием байт
управления APS (Automatic Protection Switch) в заголовке ODUk (рис.
4).
Электрический
разветвитель сигнала пользователя (сплиттер — ESpl, Electrical Splitter) делит
сигнал между отдельными каналами, организуемыми через транспондеры (TPD) и
оптические мультиплексоры и демультиплексоры (OMX, ODMX), а электрический
коммутатор (ESw, Electrical Switch) обеспечивает выбор лучшего сигнала на
приёме.
Протокол защитного переключения (APS) уровня блока данных оптического канала (ODUk) реализуется посредством четырех байтов заголовка ODUk.
5.1.2
Защита соединения тракта
Защита
соединений тракта транспортной сети может быть рассмотрена для линейной и
кольцевой транспортных сетей. Функции защиты трактов высокого и низкого порядков
(HOV и LOV) поддерживаются оконечными (терминальными) и промежуточными
мультиплексорами. Для этого в заголовках трактов SDH предусмотрены байты: VC-4 —
J1, N1, K3, H4, C2; VC-12 — J2, N2, K4. Кроме того, поддержка функций защиты
программируется в матрицах коммутации, а промежуточный контроль качества трактов
выполняется блоками функций тандемного контроля. Тракт, организованный в сложной
разветвленной сети, разбивается на участки (подсети), где может быть реализована
защита соединения SNC/P (Subnetwork Connection Protection). Различают подвиды
SNC/P:
–
SNC/I, Subnetwork Connection protection with Inherent monitoring — защита
соединения подсети с обязательным (встроенным)
мониторингом;
–
SNC/N, Subnetwork Connection protection with Non-intrusive monitoring — защита
соединения подсети с необязательным (ненавязчивым)
мониторингом.
Защита
SNC/P проводится по схеме 1+1, т.е. на рабочий тракт должен быть предусмотрен
свободный резервный.
5.1.3
Защитные переключения в транспортной сети Ethernet
Соединения
в транспортных сетях Ethernet могут защищаться как средствами физического
уровня, так и протокольными средствами.
Средства
физического уровня используются при организации соединений через среды SDH, OTH,
RPR, PDH, в которых предусмотрены встроенные средства автоматического защитного
переключения в интервале времени менее 50 мс. Это гарантирует сохранение
соединений сети Ethernet.
Однако
при построении локальных сетей, сетей доступа, местных и внутризоновых
транспортных сетей Ethernet с использованием различных электрических и
оптических интерфейсов для поддержки физических соединений типа «точка-точка»
нет средств APS физического уровня.
Для разветвленной физической конфигурации
сети Ethernet может использоваться протокол «охвата деревьев» STP (Spanning Tree
Protocol), который создает несколько путей прохождения трафика. Один из путей в
нормальном режиме используется, а остальные заблокированы. При аварии происходит
активизация одного из резервных путей.
Время защитного переключения может
составлять от 10 мс до 1 с в зависимости от топологии сети, что не гарантирует
высокого качества соединения сети Ethernet.
Протокол
E-APS (Ethernet Automatic ProtectionSwitching) предусматривает защитные
переключения соединений сети Ethernet следующих видов:
–
1+1, т.е. трафик одновременно следует от одной точки к другой двумя независимыми
путями с выбором лучшего на приёме;
–
1:1, т.е. трафик следует только по одному пути от точки к точке, а другой
альтернативный путь создан, но не используется до наступления аварийного
состояния рабочего пути;
–
архитектура защиты может иметь одно или два направления;
–
протокол не поддерживает кольцевые и смешанные физические соединения в
сети.
5.2
Резервирование в учебном оптическом кольце.
Содержащаяся
в составе ОGМ – 12 плата ОТ-120 позволяет блоку работать непосредственно «на
линию», используя отдельные оптические волокна кабеля. Кроме этого потоки Е1,
формируемые блоком на выходе платы ВС-120, используются как компонентные потоки
для оптического мультиплексора СММ-11, что дает возможность резервировать
передачу потоков Е1 при имитации обрыва одного из рабочих оптических волокон ОGМ
– 12. Обрыв осуществляется нарушением контакта на тупиковой муфте МТОК-96. При
обрыве обеспечивается автоматическое переключение канала на плату ВС, которая в
свою очередь будет передавать поток E1 через оптический мультиплексор
СММ-11.
6.1
Меры
безопасности
- обеспечить правильную
последовательность включения и
выключения блоков
питания оконечных станций;
-
все коммутации с оборудованием СММ, ОGМ – 12 вести при
отключенном
электропитании;
- к работе с оборудованием допускаются
лица, сдавшие зачет по
технике безопасности в установленном порядке.
6.2.
Создание исходного проекта конфигурации.
Для
этого нужно запустить программу «Конфигуратор OGM-30E».
Создаем проект. На панели инструментов выбираем пункт «Создать новый/Для
подключенного OGM-30E».
В появившемся окне записываем необходимы данные о проекте. Кликаем «ОК». Для
этой работы понадобятся платы: ОТ-120, КМ-120, ОД-122, ВС-120. Для их установки
выбираем левой клавишей мыши место на «Дереве» и правой клавишей выбираем группу
плат и сами платы в этой группе
Конфигурирование платы ВС-120. Чтобы избежать возможных проблем с синхронизацией настройку ее необходимо вести через плату ВС, т.к. связь по плате ВС в проекте всегда будет активна (Рис.1).
Рисунок 1.
Конфигурирование
платы ОД-122.
Устанавливаем плату ОД-122. Оставляем включенным первый канал. Согласно варианту
в поле «временные интервалы»
выбираем для каждого широкополосного канала (канала Ehernet)
свои канальные интервалы (Рис 2).
Примечание:
При выборе КИ под канал Ehernt
не использовать уже занятые канальные интервалы, которые будут выделены цветом.
Остальные параметры оставляем по умолчанию.
Назначение
алгоритмов работы каналов.
Для этого в меню «Конфигурация» активизировать команду «Определить алгоритмы». В появившемся окне будет выведена «Таблица в режиме назначения алгоритмов каналов» (Рис 3).
Назначить
алгоритмы каналов в следующей последовательности:
-
В
левой части таблицы «Канал до преобразования», в столбце «Плата» отмечается
ячейка «ОТ-120» нужного канала, в окне «Алгоритм до преобразования» появятся
имена групп, в которые объединены алгоритмы;
- В окне «Алгоритм до преобразования» отметить имя группы «Кросс-связь и ПД». После нажатия на группе алгоритмов, в этом же окне выведется список алгоритмов. Выбираем алгоритм «Кросс-связь (ПД)»;
- После этого в таблице «Канал до преобразования» в столбце «Алгоритм до преобразования» появится надпись «Кросс-связь и ПД», а в окне «Платы» выбираем по порядку задействованные КИ платы OD-122. В правой части таблицы «Канал после преобразования» появится выбранная плата. После этого в окне «Алгоритм после преобразования» появится список алгоритмов, выбираем «Кросс-связь (ПД)». В таблице «Канал после преобразования» в столбце «Алгоритм после преобразования» выводится выбранный алгоритм (Рис.4).
Создать
базу данных проекта. Создав новую конфигурацию
оборудования
OGM-12,
либо изменив её, необходимо создать базу данных (БД). Для этого воспользоваться
комбинацией клавиш Ctrl+F9
или соответствующей кнопкой на панели инструментов.
В
результате начнется процесс создания файлов конфигурации
оборудования
OGM-12.
Эти файлы будут сохранены на компьютере и будут
использованы
в дальнейшем для загрузки в оборудование OGM-12.
Программа в ходе контроля ресурсов
отслеживает каналы, для которых не были назначены алгоритмы.
По
окончании процесса создания файлов появится сообщение «Создание загружаемых
файлов завершено».
Загрузить
проект конфигурации в OGM-12
-
в
меню «Проект OGM-30E»
активизировать команду «Открыть из
списка»/«для управления и мониторинга». В результате появится окно
с запросом сетевого адреса оборудования.
Поскольку оборудование OGM-12
подключено к компьютеру напрямую (сети нет), в окне запроса появится адрес
10.0.0.1 нажать кнопку «ОК».
-
в разделе «Список проектов» отметить имя
проекта, который необходимо загрузить в оборудование OGM-30E,
согласно варианту и нажать кнопку
«ОК». В результате в главном окне программы откроется окно «Конфигурация
OGM-30E»,
в котором будет показан элемент «Блок OGM-12»;
-
в
меню «Работа с OGM-30E»
активизировать команду «Загрузить
конфигурацию
в OGM-30E».
В результате появится окно с запросом о
загрузке
выбранного проекта. Нажать в этом окне кнопку «Да».
Появится
сообщение «Передача сообщения», в котором «бегущая
линейка»
будет отражать процесс загрузки проекта в оборудование
OGM-12.
После того как процесс загрузки будет завершен, окно
«Передача сообщения» закроется;
-
в
меню «Работа с OGM-30E»
активизировать команду «О проекте,
загруженном в OGM-30E»;
-
в
результате программа выведет имя проекта, адрес оборудования, имя исполнителя,
дату, время последнего изменения и описание проекта;
-
удостовериться,
что в оборудование был загружен требуемый проект.
Проверить
работу Ethernet
канала
с помощью команды PING.
Произвести обрыв волокна на тупиковой муфте МТОК-96 и убедиться, что связь по
каналу Ethernet
потеряна. Восстановить целостность оптического волокна и повторить п. 6.2 до
«Создать базу данных проекта».
6.3
Создание проекта дополнительной конфигурации.
Данная
конфигурация используется при возникновении аварии в оптическом линейном тракте
OGM-12.
Для её создания нажимаем на кнопку
«Переключение конфигураций» (Рис.5).
В
данном пункте вводится название новой группы, например, «Авария платы ОТ», далее
выбирается событие, при котором будет использоваться эта конфигурация. Согласно
цели работы создается конфигурация, которая будет использоваться при нарушении
работы основного канала, организованного через плату ОТ. Следовательно, событие
должно быть настроено на аварию платы ОТ
(Рис.6).
Рисунок 5.
Рисунок 7.
Далее
необходимо определить канальные интервалы, которые будут использоваться в
резервной конфигурации, для их определения нажмите кнопку «Определить каналы»
(Рис.7).
В столбце «Группа» таблицы режима выбора каналов (Рис.8) отмечаем каналы OT и OD (Рис.8), а так же каналы ВС, которые будут задействованные в режиме резервирования. Отмеченное число каналов ВС пропорционально числу канальных интервалов платы OD (Рис.8а).
Рисунок 8.
Возвращаемся обратно в «Переключение конфигураций», нажав соответствующую кнопку на панели инструментов (Рис 9).
Для окончания создания резервной конфигурации необходимо установить галочку напротив соответствующего события и нажать кнопку «Определить новую конфигурацию (Рис.10).
Производим
настройку алгоритмов для резервного режима.
Для этого сбрасываем текущие назначения с платы ОТ, нажимая на соответствующий канал ОТ (Рис.11).
Рисунок 11.
После этого производим настройку алгоритмов для резервного режима (Рис.12).
Рисунок 12.
Для
завершения настройки нужно выбрать в меню «Конфигурация» и «Сохранить и выйти».
Во
всплывшем окне «Переключение конфигураций» нажимаем последовательно кнопки
«Сохранить», «Выход».
В
окне «Таблица алгоритмов» - кнопку «Ок».
Далее
Создать базу данных проекта
(см.п.6.2) и Загрузить проект
резервной конфигурации в OGM-12.
Произвести
обрыв связи и убедиться, что произошло автоматическое переключение канала на
плату ВС, которая в свою очередь будет передавать поток E1
через оптический мультиплексор СММ-11. Проверить работу с помощью команды
PING.
7. Содержание
отчета
7.1
Скриншоты:
-
командной
строки;
-
основной
конфигурации;
-
резервной
конфигурации.
7.2 Выводы по работе.