Склад мережі SDH. Топологія і архітектура

4.1. Слад мережі SDH.

Опишемо основні елементи системи передачі даних на основі SDH, або функціональні модулі SDH. Ці модулі можуть бути пов'язані між собою в мережу SDH. Логіка роботи або взаємодії модулів в мережі визначає необхідні функціональні зв'язки модулів - топологію, або архітектуру мережі SDH.

Мережа SDH, як і будь-яка мережа, будуватися з окремих функціональних модулів обмеженого набору: мультиплексорів, комутаторів, концентраторів, регенераторів і термінального обладнання. Цей набір визначається основними функціональними завданнями, вирішуваними мережею:

- збір вхідних потоків через канали доступу в агрегатний блок, придатний для транспортування в мережі SDH - задача мультиплексування, вирішувана термінальними мультиплексорами - ТМ мережі доступу;

- транспортування агрегатних блоків по мережі з можливістю введення / виведення вхідних / вихідних потоків - завдання транспортування, розв'язувана мультиплексорами введення / виводу - ADM, логічно управляючими інформаційним потоком в мережі, а фізично - потоком у фізичному середовищі, що формує в цій мережі транспортний канал;

- перевантаження віртуальних контейнерів відповідно до схеми маршрутизації з одного Сементів мережі в іншій, здійснювана у виділених вузлах мережі, - завдання комутації, або крос-комутації, вирішувана за допомогою цифрових комутаторів або крос-комутаторів - DXC;

- об'єднання кількох однотипних потоків в розподільний вузол - концентратор (або хаб) - завдання концентрації, розв'язувана концентраторами;

- відновлення (регенерація) форми і амплітуди сигналу, що передається на великі відстані, для компенсації його загасання - задача регенерації, розв'язувана з допомогою регенераторів - пристроїв, аналогічних повторювачам в LAN;

- сполучення мережі користувача з мережею SDH - задача сполучення, вирішувана за допомогою кінцевого обладнання - різних узгоджувальних, пристроїв, наприклад, конверторів інтерфейсів, конверторів швидкостей, конверторів импедансов і т.д.

Розглянемо роботу деяких модулів.

Основним функціональним модулем мереж SDH є мультиплексор.

Мультиплексори SDH виконують як функції власне мультиплексора, так і функції пристроїв термінального доступу, дозволяючи підключати низькошвидкісні канали PDH ієрархії безпосередньо до своїх вхідним портам. вони є універсальними і гнучкими пристроями, що дозволяють вирішувати практично всі перераховані вище завдання, тобто крім завдання мультиплексування виконувати завдання комутації, концентрації та регенерації. Це оказується можливим в силу модульної конструкції SDH мультиплексора - SMUX, при якій виконувані функції визначаються лише можливостями системи управління і складом модулів, включених в специфікацію мультиплексора. Прийнято, проте, виділяти два основних типи SDH мультиплексора: термінальний мультиплексор і мультиплексор вводу / виводу.

Термінальний мультиплексор TM є мультиплексором і кінцевим пристроєм SDH мережі з каналами доступу, відповідним трибам доступу PDH і SDH ієрархії (рис. 22). Термінальний мультиплексор може або вводити канали, тобто коммутировать їх з входу трибного інтерфейсу на лінійний вихід, або виводити канали, тобто коммутировать з лінійного входу на вихід трибного інтерфейсу.

Мультиплексор вводу / виводу ADM може мати на вході той же набір трибов, що і термінальний мультиплексор (рис. 22). Він дозволяє вводити / виводити відповідні їм канали. Додатково до можливостей комутації, забезпечуваним ТМ, ADM дозволяє здійснювати наскрізну комутацію вихідних потоків в обох напрямках, а також здійснювати замикання каналу прийому на канал предачі на обох сторонах ("східний" і "західний") у разі виходу з ладу одного з напрямків. Нарешті, він дозволяє (у разі аварійного виходу з ладу мультиплексора) пропускати основний оптичний потік повз нього в обхідному режимі. Все це дає можливість використовувати ADM в топологіях типу кільце.

Рис. 22. Синхронний мультиплексом (SMUX)

Регенератор являє собою вироджений випадок мультиплексора, що має один вхідний канал - як правило, оптичний триб STM-N і один або два агрегатних виходу (рис. 23).

Він використовується для збільшення допустимої відстані між вузлами мережі SDH шляхом регенерації сигналів корисного навантаження. Зазвичай це відстань становить 15 - 40 км. для довжини хвилі порядку 1300 нм або 40 - 80 км - для 1500 нм.

Рис. 23. Мультиплексор в режимі регенератора

Коммутатор.

Фізичні можливості внутрішньої комутації каналів закладені в самому мультиплексорі SDH, що дозволяє говорити про мультиплексоре як про внутрішній або локальному комутаторі. На рис. 24, наприклад, менеджер корисного навантаження може динамічно змінювати логічне відповідність між трибного блоком TU і каналом доступу, що рівносильне внутрішньої комутації каналів. Крім цього, мультиплексор, як правило, має можливість комутувати власні канали доступу, (рис. 25), Що рівносильно локальної комутації каналів. На мультиплексори, наприклад, можна покласти завдання локальної комутації на рівні однотипних каналів доступу, тобто завдання, які вирішуються концентраторами (рис. 25).

У загальному випадку доводитися використовувати спеціально розроблені синхронні комутатори - SDXC, здійснюють не тільки локальну, а й загальну або прохідну (наскрізну) комутацію високошвидкісних потоків і синхронних транспортних модулів STM-N (рис. 26). Важливою особливістю таких комутаторів є відсутність блокування інших каналів при комутації, коли комутація одних груп TU НЕ накладиваетограніченій на процес обробки інших груп TU. така комутація називається неблокірующіх.

Рис. 24. Мультиплексор вводу/виводу в режимі внутрішнього комутатора

Рис. 25.Мультиплексор вводу/виводу в режимі локального комутатора

Рис. 26. Загальний або прохідний комутатор високошвидкісних каналів

Можна виділити шість різних функцій, виконуваних комутатором:

- маршрутизація (routing) віртуальних контейнерів VC, що проводиться на основі використання інформації в маршрутному заголовку ROH відповідного контейнера;

- консолідація або об'єднання (consolidation / hubbing) віртуальних контейнерів VC, що проводиться в режимі концентратора / хаба;

- трансляція (translation) потоку від точки до кількох точках, або до мультиточка, здійснювана при використанні режиму зв'язку "точка - мультиточка";

- сортування або перегрупування (drooming) віртуальних контейнерів VC, здійснювана з метою створення несколких впорядкованих потоків VC із загального потоку VC, що надходить на комутатор;

- доступ до віртуального контейнера VC, здійснюваний при тестуванні обладнання;

- введення / виведення (drop / insert) віртуальних контейнерів, здійснюваний при роботі мультиплексора вводу / виводу.

4.2. Топологія мережі SDH.

Розглянемо топологію мереж SDH. Існує базовий набір стандартних топологій. Нижче розглянуті такі базові топології.

Топологія «точка – точка»

Сегмент мережі, зв'язуючий два вузла A і B, або топологія "точка - точка", є найбільш простим прикладом базової топології SDH мережі (рис. 16). Вона може бути реалізована за допомогою термінальних мультиплексорів ТМ, як по схемі без резірвірованія каналу прийому / передачі, так і за схемою зі стовідсотковим резервуванням типу 1 + 1, що використовує основний і резервний електричні або оптичні агрегатні виходи (канали прийому / передачі).

Рис. 27. Топологія «точка – точка», реалізована з використанням ТМ

Топологія «послідовний лінійний ланцюг»

Ця базова топологія використовується тоді, коли інтенсивність трафіку в мережі не так велика і існує необхідність відгалужень у ряді точок лінії, де можуть вводитися канали доступу. Вона може бути представлена або у вигляді простої послідовної лінійної ланцюга без резервування, як на рис. 28, Або більш складної ланцюгом з резервуванням типу 1 + 1, як на рис. 29. Останній варіант топології часто називають "спрощеним кільцем".

Рис. 28. Топологія «послідовний лінійний ланцюг», реалізована на TM і TDM

Рис. 29. Топологія «послідовний лінійний ланцюг» типу «спрощене кільце» з захистом 1+1

Топологія «зірка» реалізуючи функцію концентратора

У цій топології один з віддалених вузлів мережі, пов'язаний з центром комутації або вузлом мережі SDH на центральному кільці, грає роль концентратора, або хаба, де частина трафіку може бути виведена на термінали користувача, тоді як залишилася його частина може бути розподілена по інших віддаленим вузлам (рис. 30).

Рис. 30. Топологія «зірка» з мультиплексором в якості концентратора

Топологія «кільце»

Ця топологія (рис. 31) широко використовується для побудови SDH мереж перших двох рівнів SDH ієрархії (155 і 622 Мбіт / с). Основна перевага цієї топології - легкість організації захисту типу 1 + 1, завдяки наявності в синхронних мультиплексорах SMUX двох пар оптичних каналів прийому / передачі: схід - захід, що дають можливість формування подвійного кільця із зустрічними потоками.

Рис. 31. Топологія «кільце» з захистом 1+1

4.3. Архітектура мережі SDH.

Архітектурні рішення пріпроектірованіі мережі SDH можуть бути сформовані на базі використання розглянутих вище елементарних топологій мережі як її окремих сегментів.

Радіально – кільцева архітектура

Приклад радіально-кільцевої архітектури SDH мережі приведений на рис. 32. Ця мережа фактично побудована на базі використання двох базових топологій: "кільце" і "послідовний лінійний ланцюг".

Рис. 32. Радіально – кільцева мережа SDH

Архітектура типу «кільце – кільце»

Інша часто використовувана в архітектурі мереж SDH рішення - з'єднання типу "кільце-кільце". Кільця в цьому з'єднанні можуть бути або однакового, або різного рівнів ієрархії SDH. На рис. 33 показана схема з'єднання двох кілець одного рівня - STM-4, а на рис. 34 каскадна схема з'єднання трьох кілець - STM-1, STM-4, STM-16.

Рис. 33. Два кільця одного рівня

Рис. 34. Каскадне з’єднання трьох кілець

Лінійна архітектура для мереж великої протяжності

Для лінійних мереж великої протяжності відстань між термінальними мультиплексорами більше або значно більше того растояния, яке може бути рекомендованно з точки зору максимально допустимого загасання волоконно-оптичного кабелю. У цьому випадку на маршруті між ТМ (рис. 35) повинні бути встановлені окрім мультиплексорів і прохідного комутатора ще і регенератори для востановления затухаючого оптичного сигналу. Цю лінеёную архітектуру можна представити у вигляді послідовного з'єднання ряду секцій, специфікованих в рекомендаціях ITU-T G.957 і ITU-T G.958.

Рис. 35. Мережа SDH великої протяжності зі зв’язком типу «точка – точка»

У процесі розвитку мережі SDH розробники можуть використовувати ряд рішень, характерних, для глобальних мереж, таких як формування свого "остова" (backbone) або магістральної мережі у вигляді комірчастої (mush) структури, що дозволяє організувати альтернативні (резервні) маршрути, використовувані у разі виникнення проблем при маршрутизації віртуальних контейнерів по основному шляху. Це поряд з притаманними мереж SDH внутрішнім резірвірованіем, дозволяє підвищити надійність всієї мережі в цілому. Причому при такому резервуванні на альтернативних маршрутах можуть бути использовния альтернативні середовища поширення сигналу. Наприклад, якщо на основному маршруті використовується ВОК, то на резервному - РРЛ, або навпаки.

Висновок

Нові технології формування й передачі сигналів істотно вплинули на побудову мереж зв'язку. Перспективна мережа зв'язку ґрунтується на дворівневій ієрархії й складається із транспортної мережі й абонентської мережі. Транспортна мережа містить у собі потужні інформаційні магістралі, побудовані на основі синхронної цифрової ієрархії SDH. Широкосмугова мережа абонентського доступу, реалізована на базі волоконо-оптичного кабелю, разом із транспортною мережею утворює єдиний інформаційний простір і гнучке середовище для створення й реалізації нових видів інформаційного сервісу.

SDH являє собою універсальну цифрову ієрархію застосовувану операторами зв'язку в усьому світі. Крім всебічної стандартизації й уніфікації, системи SDH надають більші можливості по конфігуруванню, моніторингу і якісної експлуатації сучасних мереж. При синхронній передачі блок елементів інформація передається безперервно у вимушеному темпі, а синхронізація передавального та приймального пристроїв досягається за допомогою додаткового синхросигналу, посиланням спеціальних кодових комбінацій, або ж введенням спеціальних обмежень у кодову послідовність.

Мережеві технології SDH не тільки відчиняють нові можливості в побудові сучасних цифрових мереж зв’язку, але й вимагають спеціального вивчення і застосування її на якісно новому рівні. Планування мережі являє собою визначену послідовність прийняття організаційно-технічних рішень по вибору архітектури, тополоії, структури, базових технологій і апаратури на основі деяких принципів і технічних вимог до цифрової мережі.

Поиск по сайту: