Краткий исторический обзор – ЧАСТЬ 1

Возникновение и развитие систем передачи и сетей SDH

В 1981 – 1983 гг. в результате проведенных интенсивных исследований и полученных разработок, в которых участвовали крупнейшие мировые компании, такие как Alcatel, ECI, Lucent, Nortel, Siemens и другие, на международном рынке появились волоконно-оптические компоненты со следующими параметрами [29]:

1)      одномодовые   лазерные   диоды   с   шириной   спектральной   линии   оптического излучения 0,3…0,5 нм и вводимым в волокно сигналом с уровнем оптической мощности до 3 дБм;

2)      одномодовые оптические волокна с коэффициентом затухания 0,3 дБ/км  на длине волны 1,55 мкм и ВОК из этих волокон с потерями на одно  соединение двух волокон не более 0,25 дБм;

3)      фотодетекторы на основе лавинных и Р-I-N-фотодиодов с чувствительностью минус 61,5 дБм и последующим каскадом малошумящего  усилителя на кремниевом биполярном или полевом транзисторе с большим входным сопротивлением (Rвх = 1 МОм; Свх= 5 пФ).

В то же время развитые страны мира повсеместно внедряют  волоконно-оптические

линии  передачи,  используя  оборудование  плезиохронных  ЦСП,  или  систем   передачи плезиохронной цифровой иерархии PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy).

К  середине  80-х  гг.  становится  очевидным  тот  факт,  что  это  оборудование  из-за свойственных  ему   недостатков  (см.  подразд.  2.4.2)  на   волоконно-оптических  линиях передачи  малоэффективно,  в  нем  не   использована   неограниченная  широкополосность оптических волокон. Но главным недостатком традиционных цифровых сетей, построенных с  использованием  волоконно-оптических  кабелей  и  систем  передачи  PDH,  является  их неспособность соответствовать постоянно возрастающим требованиям пользователей к сети [77, 108, 166].

В 1984 – 1986 гг. Американский национальный институт стандартов ANSI  (American National Standart Institute) и фирма Bellcore, с целью устранения  недостатков волоконно- оптических систем передачи (ВОСП) и сетей PDH разработали элементы сети SONET. В это же время комитет 71 института ANSI,  изучив ряд альтернатив, предложил использовать в качестве  основного  сигнала  в  сети  SONET  синхронный  транспортный  сигнал  STS-1  со скоростью передачи 50,688 Мбит/с.

Однако разработчики технологии SONET не могли не учитывать стандарты  МККТТ (Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии) на американскую и европейскую иерархии плезиохронных ЦСП. Необходимо было также облегчить процедуры взаимодействия  систем  передачи  этих  иерархий  в   единой  синхронной  сети,  так  как предложенный  сигнал  STS-1  не   согласовывался  с  сигналами  2,048  и  139,264  Мбит/с европейской иерархии.

Согласительные дискуссии между МККТТ и институтами ANSI и ETSI  продолжались более  двух  лет.  В  конце  1988  г.  МККТТ  принял   основополагающие  международные Рекомендации G.707, G.708 и G.709 по технологии SDH. В 1989 г. эти рекомендации были опубликованы в так называемой «Синей книге» (CCITT Blue Book).

В Рекомендации G.707 для первого уровня систем передачи SDH в качестве основного

синхронного сигнала был принят синхронный транспортный модуль STM-1 со  скоростью передачи  155,52  Мбит/с.  Формат  этого  сигнала  позволяет   мультиплексировать  циклы передачи   сигналов   американской   и   европейской   иерархий   плезиохронных   ЦСП   со скоростями передачи от 1,544 до 139,264  Мбит/с. Подчиняясь указанным международным рекомендациям, комитет T1  института ANSI принял решение увеличить скорость передачи сигнала  STS-1  до  51,84  Мбит/с,  что  позволяет  мультиплексировать  три  таких  потока  в формат сигнала STM-1.

С   1990   г.   начинается   подлинная   волоконно-оптическая   революция   в   цифровых транспортных системах передачи и сетях. Никогда еще в телекоммуникационной индустрии не   существовало   более   восхитительного    времени   [105].   Сегодня   технология   SDH победоносно  шагает  по  странам  и  континентам,  создавая  глобальную  сеть  связи  Земли, суперинтернет   будущего,   который   охватит   широкополосной   мультисервисной   сетью практически все страны.

Ниже приведены только некоторые фрагменты этого триумфального шествия [86].

1.    В течение 1990 – 1991 гг. впервые в мире компания Philips испытала в  полевых условиях систему передачи SDH с пропускной способностью 2,5 Гбит/с, построив опытную линию протяженностью около 300 км между городами  Валенсия и Куэнка (Испания). В состав линейного тракта входили два  синхронных терминальных мультиплексора уровня

STM-16 типа SLT-16 и семь линейных регенераторов типа SLR-16 [82].

В  1991  г.,  после успешного  проведения  первой  серии  испытаний,  компания  Philips получает  заказ  на  строительство  между  городами  Мадрид  и  Барселона  двух  волоконно- оптических линий передачи SDH уровня  STM-16 с пропускной способностью 2,5 Гбит/с каждая.

В 1992 г. перед началом Олимпийских Игр в Барселоне обе линии были построены и сданы   в   эксплуатацию.   Линия   передачи   Мадрид   –    Валенсия    –   Барселона   имеет протяженность 770 км, а вторая линия  Мадрид – Сарагоса – Барселона – протяженность 650 км. До конца 1992 г. компания Philips ввела в эксплуатацию еще одну линию передачи SDH  уровня  STM-16  (2,5  Гбит/с)  протяженностью  600  км  между  городами  Мадрид  и Севилья.

Таким  образом,  в  течение  полутора  лет  компания  Philips  построила   и  ввела  в эксплуатацию свыше 2000 км волоконно-оптических линий передачи SDH уровня 5ТМ-16. Перспективность построенных линий передачи  заключается в том, что в любое время их пропускную способность можно расширить до уровня STM-64 (10 Гбит/с) без замены кабеля, а также, убрав часть регенераторов, заменить оставшиеся оптическими усилителями.

В   это   же   время   уже   повсеместно   велось   интенсивное   строительство   ВОСП   с использованием оборудования SDH. Синхронные линейные мультиплексоры типа SL-1, SL-4 и  SL-16  фирмы  Siemens  уровней  STM-1  (155  Мбит/с),  STM-4  (622  Мбит/с)  и  STM-16 (2,5 Гбит/с),  соответственно, успешно внедряли на этих линиях с 1992 года [16]. К концу 1992 г. такие линии передачи работали уже более чем в 20 странах мира [82].

2.   К середине 1993 г. первая сеть SDH была построена в Москве [44], а к концу года аналогичная  сеть  была  сдана  в  эксплуатацию  в  Санкт-Петербурге  [28].  Для  этих  сетей использовали оборудование SDH первого уровня типа TN-IX компании Nortel. Одновременно велось  строительство  волоконно-оптического  линейного  тракта  протяженностью  690  км, чтобы  связать  воедино  эти  две  сети.  Для  строительства  линейного  тракта  использован самонесущий 28-волоконный оптический  кабель компании Pirelli, закрепленный на опорах контактной  сети   железной   дороги.  Одномодовые  волокна  кабеля  имели  коэффициент затухания 0,35 дБ/км на длине волны 1,3 мкм. В проложенном кабеле было задействовано 8 оптических  волокон,  которые  использовались  для  построения  двух  линейных  трактов  с системой защиты «1+1».

В апреле 1994 г. сети Москвы и Санкт-Петербурга были соединены в единую сеть SDH. В  этой  объединенной  сети  в  то  время  было  задействовано  более  1000  км  волоконно- оптического кабеля, 19 мультиплексоров и 40 регенераторов типа TN-IX.

Оборудование  SDH  типа  TN-IX  –  это  базовый  синхронный  мультиплексор  уровня STM-1,   который   может   быть   сконфигурирован    как    терминальный   или   линейный мультиплексор, мультиплексор выделения/вставки, оптический концентратор или линейный регенератор [77, 164].

В последнее десятилетие средства связи развиваются столь стремительно,  что весьма трудно  уследить  за  появлением  новых  сетей  и  новых  услуг  связи.  Забегая  вперед,  т.  е. нарушая хронологическое изложение материала, отметим, что через 2,5 года московская сеть SDH была реконструирована [22].

Осенью  1996  г.  была  введена  в  эксплуатацию  первая  очередь  реконструированной, фактически новой сети SDH. Новая транспортная сеть имела многокольцевую архитектуру и была оснащена самым современным оборудованием SDH компании ECI. Эта сеть состояла из 13 мультиплексоров  уровня STM-16 типа STM-16 и 60 мультиплексоров уровня STM-1, общая длина используемого ВОК составляла более 600 км. Оборудование SDH типа SDM-1, SDM-4  и  SDM-16  –  это  базовые  синхронные  мультиплексоры  соответствующих  уровней иерархии,  каждый  из  которых  может  быть   сконфигурирован  как  терминальный  или линейный мультиплексор, или как DIM.

В начале 1998 г. была введена в эксплуатацию уже третья очередь  московской сети SDH, в результате чего общее число мультиплексоров в  сети  возросло почти в 2 раза и достигло 140, а некоторые оптические кольца  уровня STM-4 были переведены на уровень STM-16 (см. рис. 4.13).

Последняя  по  времени  модернизация  московской  транспортной  сети  SDH   была проведена  в  сентябре  2001  г.  К  концу  2001  г.  в  сети  было   установлено   около  500 мультиплексоров различного типа. Шесть центральных высокоскоростных оптических колец уровня STM-16 были объединены в мощное  ядро путем применения новейшего сетевого оборудования типа XDM компании ECI.

Изделие  XDM  –  это  интеллектуальная,  универсальная,  интегрированная  оптическая сетевая платформа, полнодоступная матрица которой позволяет  осуществить прямой ввод любого компонентного потока El в линейный  мультиплексор уровня STM-16 либо STM-64 технологии  SDH  или  в  оптический  мультиплексор  технологии  DWDM.  Общее  описание изделия XDM приведено в работе [109].

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