структуре передаваемого сигнала и выделить его из этой структуры в любой момент времени практически в любой точке сети SDH.

Указанные и другие особенности систем передачи SDH позволяют сделать вывод о том,

что они имеют ряд преимуществ перед плезиохронными ЦСП.

2.4.3.  Преимущества систем передачи и сетей SDH перед плезиохронными цифровыми системами передачи

В настоящее время основные проблемы передачи информации на любые (в  пределах Земли)  расстояния  с  практически  неограниченной  скоростью  передачи   можно  считать решенными. К решенным проблемам относят [54]:

1)      создание  универсальной среды  передачи  в   виде ООВ,  обеспечивающих  малую зависимость  расстояния  между  приемной  и   передающей  частями  аппаратуры  разных пунктов доступа от скорости передачи оптических сигналов;

2)      разработка методов формирования и передачи сигналов, а также соответствующей аппаратуры,   которые   позволяют  на   развитой  сети   обходиться   без   необслуживаемых регенераторов, в технике проводной связи появилось новое понятие – однопролетная линия [3];

3)      создание   универсальной  многофункциональной   аппаратуры   в    виде   базового синхронного      мультиплексора      с      программным      управлением,      который      может конфигурироваться как ТМ, DIM, кросс-коннектор, SLM и регенератор;

4)      увеличение   пропускной   способности   построенных  волоконно-оптических линий передачи без дополнительного капитального  строительства путем замены аппаратуры, т. е. мультиплексоров пунктов доступа;

5)      применение  на  сети  программных  средств управления, которые   осуществляют постоянный автоматический контроль за её функционированием, локализацию возникающих неисправностей элементов сети и автоматическую  маршрутизацию трафика по резервным трактам,  управление конфигурацией   сети   и  её  элементами,  а  также  другие  функции управления и обслуживания.

Эти решения стали возможны благодаря созданию и широкому внедрению на  сетях связи технологии SDH, которая является очередным этапом эволюции ЦСП. В  90-х гг. в развитых     странах     оборудование    систем     передачи     SDH     на      всех     участках телекоммуникационных сетей стало основным, а сети связи стали  называться цифровыми транспортными сетями. Такое стремительное (см. подразд. 1.2.1) и повсеместное внедрение технологии  SDH  объясняется  преимуществами   систем  передачи  и  сетей  SDH  перед плезиохронными ЦСП. Основные из этих преимуществ приводятся ниже:

1.      Применение синхронного мультиплексирования плезиохронных цифровых потоков при  формировании  структуры  циклов  передачи  STM-1  и   последующего  синхронного мультиплексирования этих потоков при формировании модулей STM-N (N = 4, 16, 64, 256), что обеспечивает:

а)  упрощение     техники     мультиплексирования    (демультиплексирования)      по сравнению с плезиохронными ЦСП [164];

б)  доступ к компонентным цифровым потокам и возможность их выделения/вставки в любом пункте линейного тракта практически без преобразований  всего массива передаваемой полезной нагрузки [34,164];

в)   применение    кросс-коннекторов   в      трактах    различного    порядка    согласно планируемой конфигурации транспортной сети [59, 163].

2.      Высокая  эффективность использования оборудования линейного  тракта,  которая достигается:

а)  применением в качестве среды передачи ООВ, параметры которых обеспечивают длину участка регенерации порядка 100… 120 км без  оптических усилителей и порядка 600…800 км при их включении в линейный тракт [80,105];

б)  переходом    к    передаче    по    линейному    тракту    в       основном     сигналов высокоскоростных цифровых потоков, сформированных в  мультиплексорах SDH

верхних уровней иерархии,  т.  е.  транспортных  модулей  STМ-64 и  STM-256  со скоростями передачи 10 и 40 Гбит/с соответственно [43, 78];

в)   использованием технологии DWDM, которая уже сегодня позволяет в  диапазоне длин  волн 1530…  1612  нм  одного  волокна образовать  192  оптических  тракта (канала)  и  одновременно передавать  по   ним  сигналы  уровня  STM-64,  что составляет суммарную   пропускную  способность  волокна  1920  Гбит/с  –  это продукт  типа  CoreStream компании Ciena или другой пример: система  передачи типа OPTera 1600G компании Nortel, обеспечивающая  пропускную способность одного волокна 1600 Гбит/с [84].

3.      Аппаратура систем передачи SDH многофункциональна и имеет  высокую степень унификации.   Её   основу   составляет  базовый    синхронный   мультиплексор,   который представляет собой стандартный блок и комплект ТЭЗ, обеспечивающих сопряжение между электрическими и оптическими трактами, а также кроссовую коммутацию. Такое построение аппаратуры позволяет [163]:

а)  задавать конфигурацию любого элемента системы передачи SDH (терминального мультиплексора, кросс-коннектора, регенератора и  т.  д.) в  каждом конкретном случае путем выбора определенных  ТЭЗ,  благодаря чему система передачи SDH всегда будет  соответствовать постоянно растущим потребностям оператора сети SDH;

б)  легко преобразовать один элемент системы передачи SDH в другой, например, ТM в  DIM или локальный (местный) кросс-коннектор, для чего достаточно добавить соответствующие   интерфейсы    и     изменить    конфигурацию    с    помощью программных средств управления.

4.      Возможность централизованного дистанционного мониторинга и управления всеми элементами сети SDH. Для этих целей в структуре цикла передачи модуля STM-1 (заголовки RSOH и MSOH) выделены байты  D1…D12, которые образуют каналы служебной связи с общей  скоростью  передачи  768  кбит/с.  По  этим  каналам  от  централизованной системы управления ко всем элементам сети (мультиплексорам, кросс-коннекторам, регенераторам) и обратно передается управляющая информация. Система управления предоставляет не только все возможности по конфигурированию  сетевых элементов, отслеживанию и регистрации аварий, сбору статистики, но и обеспечивает управление на сетевом уровне [23]:

а)  контролирует состояние элементов  сети, устанавливает  постоянные  соединения между любыми конечными точками и в случае повреждения основных маршрутов может даже перераспределять трафик по обходным маршрутам;

б)  следит за работоспособностью трактов и каналов, контролирует прохождение по ним (по сети) «контейнеров» и «модулей»,  обеспечивает качество обслуживания

«от абонента до абонента»;

в)   организовывает        управление         сетью          (реконфигурация,          функции самовосстанавливающейся   сети  при  авариях),  что   создает   предпосылки  для достижения высокой надежности и живучести сети.

Все это означает, что сети SDH являются полностью программно управляемыми [95].

В рамках технологии SDH разработаны не только новая иерархия скоростей передачи сигналов и схемы мультиплексирования  цифровых потоков, но и перспективная концепция построения   и   развития   сетей   связи.    Синхронные   мультиплексоры   (терминальные, выделения/вставки)  и   кросс-коннекторы  конструктивно обеспечивают поддержку  таких сетевых   топологий,  как  узловая   сеть,  линейная  сеть  с  пунктами   выделения/вставки, кольцевая топология сети и др. И, что самое важное, разработаны эффективные и полностью автоматические   механизмы    защиты,    действующие   сразу    на    нескольких    уровнях, автоматическое переключение  на резервный линейный тракт, что повышает надежность и живучесть сетей SDH.

6.      Транспортная  сеть  SDH  имеет  четкое  послойное  строение,  она   содержит  три сетевых слоя: каналов, трактов и среды передачи. Самый  верхний слой образует сетевой слой каналов, обслуживающий собственно пользователей. Группы каналов объединяются в групповые тракты, которые образуют сетевые слои трактов высшего и низшего порядков –

это  средний  слой.  Групповые тракты  организуются  в   линейные  тракты,  относящиеся  к нижнему  слою –  сетевому слою среды передачи,  построение  которого  зависит от  среды передачи (ООВ или РРЛ). Этот слой подразделяется на  слой секций и слой физической среды, первый из которых делится на слои  мультиплексных и регенерационных секций. Каждый слой имеет определенные  точки доступа и свои средства контроля, управления  и оперативного переключения.

Деление по сетевым слоям и их автономность позволяют [42,88]:

а)  внедрять новые технологии  в   каждом  сетевом слое  или  менять  оборудование отдельных сетевых слоев независимо от других слоев;

б)  иметь в каждом слое собственные средства контроля, управления и обслуживания, а  также  средства для  борьбы  с  отказами,  например  аппаратуру  оперативного переключения,  что  повышает качество  предоставляемых услуг,  эффективность использования средств  резервирования и снижает воздействие аварий на другие слои.

7.      Системы передачи SDH имеют встроенные средства контроля, управления и борьбы с  отказами.  Они  облегчают  и  ускоряют  обнаружение   неисправностей  и  переключение оборудования на  резервные ёмкости  трактов  (или  наоборот),  что  позволяет построить транспортные  сети  высокой  надежности  и  живучести. Однако  преимущества технологии SDH в  части  надежности и живучести сами по себе в  полной мере не реализуются. Хотя аппаратура систем передачи SDH весьма надежна, необходимо учитывать, что  волоконно- оптические линейные тракты и, особенно, линии передачи имеют  огромную пропускную способность. Поэтому отказ даже на одном участке  сети  может привести к потере связи между десятками тысяч пользователей и значительным экономическим потерям.

Для  предупреждения  подобных  случаев должны  быть  предусмотрены  специальные меры по обеспечению отказоустойчивости сетей – это создание резервного оборудования и трактов, процедур реконфигурации сетей в процессе их эксплуатации. Возникла концепция самовосстанавливающихся, или так называемых «самозалечивающихся» (Self-Healing) сетей. Такие   сети,   в    случае   выхода  из   строя   отдельных   элементов,   способны   сохранять работоспособность   или   за   короткое   время  автоматически  восстанавливать связь  без серьезных последствий для пользователей.

Построению   самовосстанавливающихся сетей,   использующих   технологию    SDH,

способствует ряд факторов [59]:

а)  огромная   пропускная   способность   волоконно-оптических  линий   передачи   и снижающаяся стоимость оптических кабелей;

б)  наличие встроенных средств контроля, управления и борьбы с отказами;

в)   деление транспортной сети на независимые функциональные слои;

г)   интеллектуализация  сети  SDH,  которая  имеет  свою интеллектуальную  подсеть управления,     а      также      использует      «интеллектуальные»       возможности мультиплексоров    и     кросс-коннекторов    или      аппаратуры      оперативного переключения.

8.      Сети  SDH  обеспечивают эффективное использование пропускной   способности, повышенную  надежность   и   быстрое   предоставление  услуг.    Одно   из   преимуществ транспортной   сети   –   высокая  доступность   сервисных   функций,   реализуемая   путем применения различных схем резервирования секций, трактов и других элементов сети [163]. Сети SDH являются более гибкими во всех отношениях – как в плане предоставления услуг, так  и  в  части  перемаршрутизации  цифровых потоков  с  точки  зрения  пользователей и оператора  сети.  Образование новых трактов  требует  меньше  времени и  обеспечивается меньшим количеством оборудования. Все работы по  переключению трактов выполняются программно и дистанционно из центра  управления в  течение нескольких десятков секунд [23, 95].

Такие возможности сети SDH были продемонстрированы в 1995 г. на сети «Макомнет» в Москве, когда при проведении работ строители повредили оптический кабель. Трафик был автоматически переключен на резервную линию передачи, и потребители даже не ощутили последствий аварии [17].

9.      На сети SDH можно объединять оборудование разных  производителей, так как в системах передачи SDH стандартизированы все  оптические и электрические интерфейсы. Это означает, что строго определены линейные скорости передачи и линейные коды, уровни и  длины   волн оптического  излучения,  а  также  структуры  циклов передачи   линейных сигналов (размещение в них заголовков, указателей и полезной нагрузки). Правда, при этом все равно система  управления оборудованием  сети  и  всей транспортной  сетью  в  целом остается у каждого  производителя своя. Однако, как правило, современное оборудование SDH имеет стандартный интерфейс Q3 для подключения к системе управления сетью TMN. В настоящее время уже созданы системы TMN, управляющие оборудованием  двух, а то и трех поставщиков [36,95].

Рассмотренные   выше  преимущества  систем   передачи   и   сетей   SDH   позволяют заключить, что на базе технологии SDH создается универсальная транспортная сеть, которая является высшим достижением для систем с канальным разделением ресурсов сети.

Современный мировой уровень развития цифровых транспортных сетей и  глобальная тенденция расширения номенклатуры и повышения качества телекоммуникационных услуг делают актуальной проблему создания широкополосных сетей с интеграцией обслуживания B-ISDN. Основой для их построения являются [23, 43, 58]:

–    сочетание технологий SDH и ATM, когда ячейки ATM транспортируются по сети SDH

в качестве нагрузок виртуальных контейнеров и их сцепок;

–    появление технологий POS (Packets over SDH) – пакеты поверх SDH  и  LAPS (Link Procedure for SDH) – процедура доступа к каналу SDH, размещение сигналов FDD/, имеющих скорость передачи 125 Мбит/с, в контейнерах VC-4 и др.

Технология ATM и технология SDH позволяют использовать одно и то же оптическое волокно (как физический носитель) одновременно для  осуществления сетевых соединений различных типов,  в равной  мере основанных как на принципе коммутации каналов, так и на принципе коммутации пакетов.

Последняя разработка в  области транспортирования данных по сетям  SDH – общая процедура   кадрирования  GFP   (Generic   Framing   Procedure),    которая   определена   в Рекомендации   ITU-T   G.704/Y.1303   (2002).   Она   представляет  собой   общий   механизм адаптации клиентских сигналов для размещения их в контейнерах SDH или их сцепках [63].

Источник: Хмелёв К. Ф. Основы SDH: Монография. – К.: ІВЦ «Видавництво «Полігехніка»», 2003.-584 с.:ил.

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100