Лабораторная работа№ 10-12

ТЕМА: Построение транспортных пакетных сетей. Построение сетей доступа. Виды услуг, предоставляемых пользователям

Архитектура сети электросвязи "транспортная сеть – сети доступа"

С каждым годом требования по пропускной способности и масштабируемости сетей электросвязи возрастают. С одной стороны, появляются новые услуги связи – более широкополосные, увеличивается число пользователей ЕСЭ РФ; с другой – все ярче проявляются ограниченность возможностей ПЦИ и потребность создания ЦСП исходя из новых инженерно-технических принципов.

В настоящее время в сетях связи основных операторов РФ магистральные ПСС полностью переведены на оборудование СЦИ. По мере распространения технологии СЦИ системы передачи ПЦИ вытесняются из внутризоновых ПСС. При сохраняющейся тенденции уже в ближайшем будущем ЦСП ПЦИ будут использоваться только в местных ПСС для доставки компонентных цифровых сигналов (Е1–Е4) к узлам внутризоновых и магистральной цифровых ПСС с СЦИ.

Цифровую сеть связи (ЦСС), в которой формируются, распределяются и потребляются сигналы, формируемые иерархическими ЦСП, называют интегрированной цифровой сетью связи (ИЦСС). Таким образом, ИЦСС – это сеть, реализующая перенос данных с коммутацией каналов (КК).

Появление услуг, ориентированных на режим переноса с коммутацией пакетов (КП), потребовало дальнейшего развития ЦСС. Это привело к созданию ЦСИС. Вновь разрабатываемые коммутационные системы теперь наряду с услугами телефонии стали способны предоставлять пользователям услуги ПД с коммутацией пакетов.

В настоящее время с ростом доли ПД в обслуживаемом трафике термин "цифровая автоматическая телефонная станция" (ЦАТС) перестал в полной мере отражать возможности современных узлов распределения информации. Поэтому все чаще в литературе для обозначения данного оборудования стал использоваться более общий термин "цифровая система коммутации" (ЦСК).

Цифровизация ПСС и ВСС привела к унификации компонентной базы и алгоритмов функционирования ЦСП и ЦСК. Внедряемые ЦСП СЦИ стали обеспечивать не только реализацию функций по передаче сигналов, но и стали способны осуществлять непрерывный контроль качества каналов (трактов), резервирование, оперативное переключение и другие функции, свойственные ранее только системам коммутации ВСС.

Сближение ЦСП и ЦСК по выполняемым функциям, принципам построения и функционирования, масштабное внедрение волоконно-оптических направляющих систем и другие факторы позволили по-новому взглянуть на архитектуру телекоммуникаций. Специалисты в разных странах стали говорить о наличии в рамках ЦПСС транспортной сети и сетей доступа (рис. 1) .

Архитектура "транспортная сеть–сети доступа" является неиерархической. Транспортная сеть представляет собой остов ("становой хребет") сети, обеспечивающий перенос (транспортировку) высокоскоростных цифровых потоков между своими узлами. Сети доступа являются "периферией" сети, организующей доставку менее скоростных (компонентных) цифровых потоков от пользователей к узлам транспортной сети и обратно.

Под транспортной сетью (ТС) понимается часть сети связи, охватывающая узлы магистральной, внутризоновых и частично местных ПСС, а также линии связи их соединяющие. Основное назначение ТС – обеспечить высококачественную и бесперебойную (надежную) передачу (транспортировку) информации в виде стандартных или нормализованных цифровых потоков между сетевыми узлами.

Рисунок 1. Неиерархическое представление первичной сети связи

Общие принципы построения транспортных сетей стандартизованы сектором телекоммуникаций Международного союза электросвязи (МСЭ-Т) в серии рекомендаций G.803, G.805, G.872. В этих рекомендациях предложено рассматривать транспортные сети в виде многоуровневых моделей (рис.2). В структурах моделей определены функциональные уровни ТС: физический, трактов и каналов.

Физический уровень ТС. Данный уровень образован средой передачи сигналов (волоконно-оптической, медной кабельной или радиолинией), регенерационными и мультиплексными секциями. Например, данный уровень оптической ТС подразумевает реализацию усиления, регенерации, мультиплексирования, а иногда коммутации и маршрутизации сигнала только оптическими средствами.

Уровень трактов ТС. Тракты ТС создаются, чтобы обеспечить сквозное прохождение информационных сигналов между исходящим и входящим сетевыми узлами (станциями).

Рисунок 2. Используемые МСЭ-Т модели транспортных сетей

В ТС СЦИ тракты прописываются в заголовках циклически передаваемых сигнальных форматов, именуемых виртуальными контейнерами (VС). Тракты в сети АТМ отличаются от трактов сети СЦИ тем, что они образуются только при наличии информационного сообщения, а в его отсутствии физические ресурсы ТС отдаются для передачи других сигналов.

Тракты в оптической ТС (при условии применения мультиплексирования по длине волны) могут определяться номиналами несущих спектральных каналов. При этом возможен вариант, при котором по разным спектральным каналам передаются сигналы разного типа, в том числе аналоговые. Если применяются ЦСП СЦИ, тракты оптической ТС аналогичны трактам ТС СЦИ.

Уровень каналов ТС. Для любой из рассмотренных моделей транспортных сетей этот уровень выполняет функции интерфейса с сетями доступа. Естественно, ТС, построенные в соответствии с различными моделями, совместимы между собой на уровнях каналов или трактов.

Сетевые узлы ТС, независимо от реализуемой модели, подразделяют на оконечные и транзитные узлы, вследствие чего на этих узлах применяются различные типы оборудования: мультиплексоры ввода/вывода, терминальные мультиплексоры, кросс-коннекторы и др. При этом каждый оконечный узел ТС, принимающий компонентные потоки и формирующий из них высокоскоростной транспортный (агрегатный) поток, носит название узел доступа к ТС.

В целом архитектура "транспортная сеть–сети доступа" является удобным инструментом описания и формирования цифровых телекоммуникационных сетей. Для иллюстрации этого рассмотрим варианты построения составной (ассоциированной) телекоммуникационной сети из нескольких сетей передачи данных (СПД).

Составная сеть может быть сформирована благодаря включению между СПД специализированных устройств (ассоциирующих систем): конверторов, концентраторов, коммутаторов, мостов, маршрутизаторов, шлюзов. Мост служит для соединения однотипных СПД на уровне звена данных в логически единую сеть с общими сетевыми адресами.

Маршрутизатор используется для объединения на сетевом уровне разнородных СПД с различной системой адресов и параметрами пакетов. Маршрутизатор также применяется для определения маршрутов для передачи пакетов.

Шлюз – это устройство (программа) ассоциирования разнородных сетей на пятом, шестом или седьмом (иногда на четвертом) уровне ЭМВОС, обеспечивающее обмен данными между сетями, работающими на различных сетевых протоколах.