9Технологии городских телекоммуникационных сетей
9.1Плезиосинхронная цифровая иерархия pdh
В структуре сигнала плезиосинхронной цифровой иерархии PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) нет места для сигналов управления и обслуживания сети, присутствовал только мониторинг состояния. Сети передачи PDH с высокой пропускной способностью основаны на иерархии цифровых мультиплексированных сигналов от Е1 до Е4. Базовый блок - первичная скорость 2,048 Мб/с (Е1) включает 30 каналов речевого трафика по 64 кб/с. Четыре сигнала первичной скорости мультиплексировались до вторичной скорости Е2 8,448 Мб/с и так далее до скорости 139 Мб/с (Е4). Таким образом, скорость 139 Мб/с представляет 64*2048Мб/с сигналов или 1920 мультиплексированных каналов.
Существенным недостатком было и то, что в PDH обращение к одному индивидуальному компоненту требует демультиплексирования всего сигнала, следовательно, затраты повышаются из-за демультиплексирования и удваиваются из-за последующего повторного мультиплексировать сигнал. «Классические» телефонные сети основаны на технологии коммутации каналов (рис. 9.1), которая для каждого телефонного разговора требует выделенного физического соединения.
Рисунок 9.1 – Соединение в классической телефонной сети
Следовательно, один телефонный разговор представляет собой одно физическое соединение телефонных каналов. В этом случае аналоговый сигнал шириной 3,1 кГц передается на ближайшую АТС, где он мультиплексируется по технологии временного разделения с сигналами, которые поступают от других абонентов, подключенных к этой АТС. Далее групповой сигнал передается по сети межстанционных каналов. Достигнув АТС назначения, сигнал демультиплексируется и доходит до адресата. Основным недостатком телефонных сетей с коммутацией каналов является неэффективное использование полосы канала - во время пауз в речи канал не несет никакой полезной нагрузки.
9.2Синхронная цифровая иерархия sdh
SDH (Synchronous Digital Hierarchy) - синхронная цифровая иерархия - стандарт для высокоскоростных оптических сетей связи, предназначенный для обеспечения простой, экономичной и гибкой инфраструктуры сети связи.
Стандарт SDH был утвержден в 1988 г.:
G.707. - базовые скорости SDH;
G.708. - сетевой интерфейс узла SDH;
G.709. - структура синхронного мультиплексирования.
Именно эти рекомендации положили начало процессу стандартизации систем SDH на более детальном уровне, который продолжается и по сей день. Технология SDH представляет собой доминирующую концепцию построения цифровой первичной сети.
Особенности технологии SDH (в сравнении с PDH):
предусматривает синхронную передачу и мультиплексирование. Элементы первичной сети SDH используют для синхронизации один задающий генератор, как следствие, вопросы построения систем синхронизации становятся особенно важными;
предусматривает прямое мультиплексирование и демультиплексирование потоков PDH, так что на любом уровне иерархии SDH можно выделять загруженный поток PDH без процедуры пошагового демультиплексирования. Процедура прямого мультиплексирования называется также процедурой ввода-вывода;
опирается на стандартные оптические и электрические интерфейсы, что обеспечивает лучшую совместимость оборудования различных фирм- производителей ;
позволяет объединить системы PDH европейской и американской иерархии, обеспечивает полную совместимость с существующими системами PDH и, в то же время, дает возможность будущего развития систем передачи, поскольку обеспечивает каналы высокой пропускной способности для передачи ATM, MAN, HDTV и т.д.;
обеспечивает лучшее управление и самодиагностику первичной сети. Большое количество сигналов о неисправностях, передаваемых по сети SDH, дает возможность построения систем управления на основе платформы TMN. Технология SDH обеспечивает возможность управления сколь угодно разветвленной первичной сетью из одного центра.
Как показано ранее, иерархия SDH включает в себя несколько уровней STM. В качестве примера использования уровней в сети SDH на рис. 9.2 показана первичная сеть SDH, включающая кольца магистральной сети, построенной на потоках STM-16, региональных сетей, построенных на потоках STM-4, локальных сетей с потоками STM-1.
Рисунок 9.2 - Пример первичной сети на базе технологии SDH
В процессе внедрения технологии SDH на первом этапе вероятно появление комбинированных сетей SDH/PDH. Технология SDH внедряется обычно в виде "островов"; объединенных каналами существующей первичной сети (рис. 19). На втором этапе "острова" объединяются в первичную сеть на основе SDH. В результате на современном этапе необходимо не только рассматривать технологию SDH, но и ориентироваться на изучение комбинированных сетей и процессов взаимодействия SDH и PDH.
Переход от PDH к SDH решал ряд немаловажных проблем связи:
Упрощение схемы построения и развития сети. Упрощение структурной схемы сети и сокращение числа требуемого оборудования стали возможными благодаря тому, что SDH-мультиплексор заменил собой по функциональным возможностям стойку мультиплексоров PDH. Плезиохронный мультиплексор демультиплексировал поток для выведения нескольких компонентных сигналов, а затем мультиплексировал весь набор компонентных сигналов снова. SDH-мультиплексор выделяет требуемые компонентные сигналы, не разбирая весь поток. Оборудования нужно меньше, требования к питанию снижаются, площади освобождаются, затраты на эксплуатацию уменьшаются.
Высокая надежность сети. Централизованное управление сетью обеспечивает полный мониторинг состояния каналов и узлов (мультиплексоров). Использование кольцевых топологий предоставляет возможность автоматической перемаршрутизации каналов при любых аварийных ситуациях на резервный путь.
Полный программный контроль. Управление конфигурацией сети, отслеживание и регистрация аварийных ситуаций осуществляются программными средствами с единой консоли управления. В функции центральной управляющей системы входят также средства поддержки тестирования каналов и контроля за качеством работы основных блоков мультиплексоров.
Предоставление услуг по требованию. Создание новых или перемаршрутизация старых каналов пользователя - вопрос одного часа.
"Высокий уровень" стандартизации SDH-технологии позволяет использовать оборудование разных фирм-производителей в одной сети.
Благодаря перечисленным преимуществам SDH стала технологией №1 для создания транспортной сети.
SDH может использоваться во всех традиционных областях применения сетей. Только инфраструктура сети SDH обеспечивает эффективное прямое взаимодействие между тремя главными видами сетей: локальной сетью, сетью кольцевой структуры и магистральной сетью.
SDH сети спроектированы таким образом, что имеют возможность бороться с отказами, используя защитное переключение. Это достигается дублированием линий передачи между элементами сети. В случае глобального отказа, а именно, обрыва линии, элемент сети переключит передачу на дублирующую линию - защита мультиплексорной секции Multiplexer Section Protection (МСP).