Предисловие

Интенсивное развитие новых информационных технологий в семидесятые годы привело к бурному развитию микропроцессорной техники, которая стимулировала развитие цифровых ме­тодов передачи голоса и данных, что привело к созданию не только технологий локальных сетей (ЛВС), но и новых технологий глобальных сетей: PDH, SONET, SDH, ISDN, Frame Relay и ATM.

Если описание технологий ЛВС на русском языке появилось достаточно быстро, учитывая их широкое распространение и организацию изучения на различных уровнях, то описание новых технологий глобальных сетей (SONET, SDH, ISDN, ATM) появилось сравнительно недавно и в первую очередь в научно-популярных изданиях. В целом, оно отставало от широкого внедрения этих технологий, например, такой технологии, как синхронная цифровая иерархия SDH (СЦИ).

Интерес к технологии SDH среди связистов обусловлен тем, что эта технология пришла на смену методам импульсна-кодовой модуляции РСМ (ИКМ) и плезиохронной цифровой иерар­хии PDH (ПЦИ) и стала интенсивно внедряться в результате массовой установки цифровых АТС, позволяющих оперировать потоками 2 Мбит/с, и создания региональных сетей SDH.

По новым технологиям в отечественной литературе за последние 5 лет было мало публи­каций, см. [5,6], если не учитывать статей в основном обзорного или рекламного характера, опи­сывающих конкретные реализации комерческих сетей. Ведомственные издания, например [12], к сожалению, не могли заменить книжно-журнальные публикации.

В России инженеры при освоении новой технологии пользовались исключительно ориги­нальными материалами западных фирм, полученными вместе с аппаратурой или при обучении этим технологиям на Западе. Другим источником был оригинальный материал рекомендациий и стандартов по данным технологиям (и в первую очередь по технологии SDH). Основные стандар­ты, упомянутые в списке литературы, только часть того, что есть и может быть использовано.

Однако, в связи с развитием корпоративных сетей и широким использованием сетей SDH в качестве транспортных, связывающих локальные сети передачи данных, эта технология заинтере­совала большую аудиторию специалистов по ЛВС. Этот интерес продолжает расти и в связи с бурным развитием технологии ATM, которая становится связующим звеном между ЛВС и сетями SDH, учитывая совместимость ATM коммутаторов с ЛВС и возможность транспортировки ATM потоков в сетях SDH, благодаря стандартам инкапсуляции ячеек ATM в полезную нагрузку фрей­мов PDH и SDH иерархий.

С 1995 г. журналы "Сети" и "Сети и системы связи" начали публикацию статей с изложе­нием основ технологии SDH [26-29] для широкого круга специалистов в области сетей, а в 1997 г. издательство "Эко-Трендз" выпустило книгу автора "Синхронные цифровые сети SDH" [215] с систематизированным и последовательным изложением этой технологии и ее применения для по­строения глобальных транспортных сетей. Она пользовалась успехом у читателей, если учесть, что с 1997 по 2000 г. разошлись ее четыре издания. Однако развитие систем SDH шло такими бы­стрыми темпами, что за прошедшие три года во многом изменилась на только номенклатура сис­тем SDH, но и ряд подходов в организации защиты сетей и их взаимодействие с оптическими се­тями на основе технологии WDM. Все это потребовало переработки указанного издания.

Системы с мультиплексированием по длине волны - системы WDM - за последние три года стремительно развивались и продолжают эволюционировать в оптические системы с воз­можностью маршрутизации и коммутации по длине волны. Они стали использоваться не только в связке с системами SDH (как источниками синхронного потока данных), но и реализуются само­стоятельно (как транспортные системы для магистральной передачи массивного трафика емко­стью до 6,4 Тбит/с), или же используют свои возможности по прозрачной передаче потоков дан­ных, генерируемых другими технологиями (например, ATM, Ethernet, FDDI, IP, Token Ring).

Наконец, в последнее время стали широко использоваться на сетях SDH/WDM чисто оп­тические функциональные элементы (кроме естественных для волоконно-оптических линий связи оптических источников и приемников излучения): оптические усилители, оптические мультип­лексоры ввода-вывода, оптические модуляторы, оптические коммутаторы и маршрутизаторы. Ис-

пользование этих элементы требует не только от разработчиков, но и рядовых инженеров, экс­плуатирующих аппаратуру SDH, знаний в области волоконной оптики и оптических технологий.

Все это вместе взятое, а также желание автора дать описание других технологий, тесно взаимодействующих с SDH/WDM, таких как SONET и ATM, привело к тому, что начав с простой переработки материала автор фактически написал новую книгу - "Современные технологии циф­ровых оптоволоконных сетей связи". В ней он не только изложил основы технологий ATM, PDH, SDH, SONET и WDM, но и дал расширенное введение в оптические сети с изложением основ оп­товолоконной оптики, функциональных оптических элементов, параметров оптических волокон и кабелей.

Учитывая, что при изложении такого большого и разнохарактерного материала автору пришлось проанализировать достаточно большой фактический материал, автор заранее извиняет­ся перед читателями за возможные опечатки и ошибки в приведенном тексте и будет признателен всем, кто пришлет свои замечания, которые могут быть учтены в последующих изданиях. Вместе с тем автор надеется, что эта книга поможет терпеливым читателям, и в первую очередь тем, кто имел возможность познакомиться с его первой книгой [215], разобраться в основах новых техно­логий, углубить свои знания в технологии SDH и двинуться дальше по пути ее активного исполь­зования совместно с технологией WDM.

Основной материал книги состоит из тринадцати глав.

В первой главе рассмотрены основы цифровых технологий: методы мультиплексирования данных, особенности кодирования данных в ИКМ системах, общие параметры некоторых извест­ных типов ИКМ систем, а также технология плезиохронной цифровой иерархии PDH.

Вторая глава посвящена технологии синхронной цифровой иерархии SDH. Рассмотрены особенности построения синхронной цифровой иерархии, ее эволюция в процессе реализации предложенных рекомендаций, основные элементы структуры мультиплексирования, функцио­нальные модули, базовые топологии и основные типы архитектуры таких сетей, методы и схемы организации защиты кольцевых топологий сети от отказов. Приведены схемные реализации и ха­рактеристики основных типов синхронных мультиплексоров и кросс-коммутаторов, а также дан обзор оборудования SDH основных зарубежных и российских производителей.

В третьей главе кратко рассмотрены основные особенности технологии SONET, чтобы дать специалистам по SDH представление о сходстве и различии между технологиями SONET и SDH, используемой в них терминологии и стандартными скоростями указанных иерархий.

В главе 4 описаны особенности фреймов, схем мультиплексирования и структур сети, а также модельного взаимодействия и реализации радиорелейных и спутниковых систем SONET/SDH.

В главе 5 даны основные понятия синхронизации цифровых сетей, приведены сущест­вующие стандарты, нормы и характеристики хронирующих источников, а также оборудования, используемого для синхронизации сетей, включая датчики ГЛОНАСС и GPS. Рассмотрена струк­тура и приведены примеры построения сети синхронизации SDH.

В главе б рассмотрены: обобщенная модель управления сетью телекоммуникаций TMN, общая схема управления сетью SDH (включая общие функции управления, протоколы, интерфей­сы и внутрисистемные взаимодействия), практические методы управления сетью SDH (включая управление по каналам DCC и служебным каналам), а также средства управления - элемент-менеджер и сетевой менеджер. Кроме этого рассмотрены физические и электрические характери­стики основного интерфейса систем SDH - G.703 и вопросы подключения такой сети к аппаратуре пользователя.

В главе 7 рассмотрены основные элементы расчета сетей SDH и дан развернутый практи­ческий пример эскизного проектирования ячеистой сети SDH, включающий расчет сети на основе таблицы потоков межстанционного взаимодействия, выбор топологии и оборудования сети, а также методы адресации и формирование схемы управления сетью и построение сети синхрони­зации для выбранной топологии.

В главе 8 дано расширенное и систематизированное введение в технологию ATM, наце­ленное в первую очередь на специалистов глобальных сетей, изучающих технологии PDH и SDH

и желающих разобраться в особенностях технологии ATM и взаимодействии технологий ATM и PDH/SDH при передачи трафика ATM по сетям PDH и SDH. Кроме этого рассмотрены техноло­гии эмуляции локальных сетей и оптимизации соединений с использованием технологии МРОА.

Глава 9 является расширенным и систематизированным введением в оптические сети и во­локонно-оптическую среду передачи. В ней поясняются основные оптические термины, понятия, линейные и нелинейные эффекты среды передачи, а также приводятся характеристики и основные свойства оптических солитонов и возможность их использования в сетях связи.

В главе 10 рассмотрены основные функциональные элементы оптических и волоконно-оптических сетей связи: оптических усилителей, оптических кросс-коммутаторов, оптических мо­дуляторов и волновых конверторов, а также оптических мультиплексоров ввода-вывода.

В главе 11 рассмотрены новые оптические технологии, которые уже сейчас используются в волоконно-оптических сетях: технология WDM и солитонные системы связи. Для WDM дана классификация систем, стандартный канальный план, технологии реализации и рассмотрена блок-схема промышленного мультиплексора WDM. Для солитонных линий связи описаны примеры как лабораторных, так и практически действующих линий связи.

В главе 12 приведены необходимые для инженеров понятия, термины и параметры, отно­сящиеся к оптическим волокнам (в том числе и специальным, например, волокнам для компенса­ции дисперсии) и кабелям, используемым на современных волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС), а также справочные сведения о выпускаемых на отечественном рынке волоконно-оптических кабелях (ВОК) и их маркировке.

В заключительной 13 главе проведен краткий обзор стандартов цифровых синхронных се­тей для всех рассматриваемых в книге технологий. Учитывая важность используемой терминоло­гии, дан краткий обзор применяемой терминологии и обоснованы используемые автором вариан­ты терминов с целью помочь читателям разобраться в особенностях их использования.

В книге (как и в стандартах, на которых она основана) используется большое количество сокращений. Для удобства чтения в конце книги приведен список этих сокращений с расшифров­кой английского эквивалента и соответствующим русским переводом. Автор полагает, что это не только облегчит чтение книги, но и позволит лучше понимать оригинальные тексты, что в конеч­ном счете поможет заинтересованному читателю глубже изучить рассмотренные технологии.

Для помощи читателю в последующем изучении рассмотренных технологий ATM, PDH и SDH автор привел ссылки на последние версии (по декабрь 1999 г.) действующих стандартов.

Также с целью помочь читателям в освоении изложенного (достаточно объемного) мате­риала, посвященного оптическим сетям, автор приводит список используемых обозначений. С этой же целью приводится краткий толковый словарь неосновных терминов, куда включены в ос­новном оптические и некоторые другие термины, не объясненные в основном тексте (такие тер­мины помечены в тексте звездочкой).

Наконец автор привел довольно обширный список литературы, на которую он ссылается, чтобы читатели смогли углубить свои познания, обратившись к оригиналам цитируемых работ.

Автор естественно (в силу ограниченного объема и общей направленности издания) не смог достаточно полно осветить большое количество смежных вопросов, касающихся, например, проектирования, эксплуатации и измерений параметров систем SONET/SDH, а также оценки показателей ошибок в этих системах, не говоря уже о системах PDH и ATM, рассмотренных достаточно кратко и обзорно. То же можно сказать и об оптических технологиях и оптических системах. По некоторым из указанных вопросов читатель может найти ответы в других изданиях, например, в [260, 268, 272, 382].

Автор и Издательство надеются, что заинтересованные читатели пришлют свои замечания и предложения на адрес редакции или автора, которые помогут улучшить содержание последующих изданий книги.

Краткое содержание

Предисловие ..........

Краткое содержание .........

Введение ..........

Глава 1. Введение в технику передачи цифровых сигналов и технология PDH .

Глава 2. Синхронные цифровые сети на основе технологии SDH.

Глава 3. Основы синхронной технологии SONET .....

Глава 4. Радиорелейные и спутниковые системы SONET/SDH .

Глава 5. Синхронизация цифровых сетей ......

Глава 6. Управление сетью: функционирование, администрирование и обслуживание Глава 7. Основные элементы расчета сетей SDH ......

Глава 8. Введение в технологию ATM .......

Глава 9. Введение в оптические синхронные цифровые сети ....

Глава 10. Функциональные элементы оптических сетей .....

Глава 11. Новые технологии оптических сетей связи и перспективы их использования Глава 12. Промышленные оптические волокна и кабели .....

Глава 13. Стандарты и терминология синхронных цифровых сетей

Заключение ...........

Список используемых обозначений ........

Список используемых сокращений ........

Толковый словарь неосновных терминов .

Список литературы ..........

Оглавление ...........