Телекоммуникационные_системы_и_сети_Т_1_Современные_технологии_620
.pdf
8.4. Элементы транспортной сети |
131 |
Рис. 8.4. Функции терминального мультиплексора ТМ
Рис. 8.5. Функции мультиплексора ввода/вывода ADM
132 |
Глава 8. Транспортные сети |
Рис. 8.6. Функции кроссового коммутатора XC
Кроссконнектор (хCross Connects – XC). Это устройство предна-
значено для соединения каналов, закрепленных за пользователями, путем организации постоянных или полупостоянных (длительных) перекрестных соединений между ними. Кроссовый коммутатор ХС обычно оснащается агрегатными и компонентными портами и обес-
8.4. Элементы транспортной сети |
133 |
печивает коммутацию каналов различной пропускной способности (от 2 Мбит/с до 155 Мбит/с).
Регенератор (Regenerator) транспортной сети обеспечивает восстановление формы и длительности импульсных посылок.
Необходимо отметить, что рассмотренные элементы обеспечивают функционирование любой из моделей транспортных сетей. Подчеркнем здесь лишь особенности элементов оптической сети. Для ретрансляции сигналов в линии оптической сети используются оптические усилители. Выделение, ввод и кроссовую коммутацию сигналов выполняют оптические мультиплексоры без использования электронных преобразований сигналов, с волновым мультиплексировани-
ем (Wavelength Division Multiplexing – WDM).
Мультиплексоры WDM в настоящее время разделяют по числу каналов и шагу частотного плана на два типа: мультиплексоры, поддерживающие плотное мультиплексирование с разделением по длине волны (Dense Wavelength Division Multiplexing – DWDM) и редкое мультиплексирование с разделением по длине волны (Coarse Wavelength Division Multiplexing – CWDM).
Эти виды мультиплексоров определены рекомендациями МСЭ-Т G.694.1 и G.694.2.
Для мультиплексоров DWDM определены частотные интервалы между оптическими несущими: 12,5 ГГц; 25 ГГц; 50 ГГц, 100 ГГц и 200 ГГц. Эти интервалы поддерживаются сложными стабилизирующими системами. Несущие частоты определены для третьего окна прозрачности стекловолокна, которое разделено на диапазоны C и L:
−С – стандартный, 1530…1565 нм;
−L – длинноволновый, 1565…1625 нм.
При этом число волн может достигать 160 и более. Например, в
аппаратуре Alcatel-Lucent 1626LM предусмотрено формирование 192 волновых каналов.
Редкое или разреженное мультиплексирование CWDM предполагает волновой интервал между волнами оптических каналов 20нм. Т.о. в диапазоне волн передачи стекловолокна 1260…1625нм возможно мультиплексирование до 18 оптических каналов относительно простыми средствами, т.е. оптическими мультиплексорами без специальных функций стабилизации. По сравнению с мультиплексорами DWDM мультиплексоры CWDM имеют существенно меньшую стоимость.
На базе мультиплексоров DWDM строятся мощные транспортные магистральные сети с цифровым мультиплексированием OTH в отдельных оптических каналах на скоростях до 100 Гбит/с.
На базе мультиплексоров CWDM строятся транспортные сети местного или регионального назначения со скоростями передачи в отдельных оптических каналах от 100 Мбит/с до 2,5 Гбит/с c цифровым мультиплексированием SDH и Ethernet (100 Мбит/с и 1000 Мбит/с).
134 |
Глава 8. Транспортные сети |
8.5. Архитектура транспортных сетей
Транспортная сеть должна быть надежной и живучей. Термин «надежность» означает, что сеть должна безотказно работать на протяжении определенного промежутка времени. Термин «живучесть сети» говорит о том, что абонент сети не получит отказа в услугах связи, даже если сеть повреждена на отдельных участках.
К числу основных архитектур (конфигураций) транспортных сетей относятся: линейная сеть, а также двух- и четырехволоконные кольца.
Линейные сети обычно содержат два приемопередающих оконечных устройства, например мультиплексоры SDH, мультиплексоры ввода/вывода ADM и регенераторы. Пример конфигурации линейной сети приведен на рис. 8.7.
В приведенном примере реализован принцип защиты линейной сети в режиме 1 + 1, т.е. для одной рабочей секции мультиплексирования создается одна резервная.
Кольцевые сети получили широкое распространение у местных и региональных операторов благодаря их особым свойствам «живучести» и относительно невысокой стоимости. Повреждения линий и отказы аппаратуры в таких сетях могут быть заблокированы и обойдены без существенных потерь для информационных сигналов. Примеры кольцевых архитектур транспортных сетей приведены на рис. 8.8 – 8.10.
Несколько мультиплексоров ввода-вывода можно подключать к одному оптоволоконному кольцу через их главные интерфейсы. Такая организация транспортной сети удобна для городских телефонных
Рис. 8.7. Линейная архитектура транспортной сети с резервированием секций мультиплексирования
8.5. Архитектура транспортных сетей |
135 |
сетей (рис. 8.11). Четыре телефонные станции подключены посредством мультиплексоров ввода-вывода (ADM) к синхронному транспортному кольцу. Внутри кольца организована транспортировка модулей STM-4 со скоростью передачи цифрового потока 622 Мбит/с.
Цифровые телефонные станции подключаются к мультиплексорам непосредственно, а аналоговые телефонные станции (координатные АТСК, АТСКУ и декадно-шаговая – АТСДШ) – через устройства сопряжения (MD), переводящие аналоговый сигнал в цифровой и согласовывающие сигналы управления станциями. В качестве примера на рис. 8.11 указаны типы оборудования (мультиплексорного и сопряже-
ния), производимого компанией «Huawei Technologies Co., Ltd».
Рис. 8.8. Однонаправленное кольцо с защитой отдельного тракта
Рис. 8.9. Двунаправленное кольцо с защитой секции мультиплексирования
136 |
Глава 8. Транспортные сети |
Рис. 8.10. Защитное переключение в кольцевой сети
Рис. 8.11. Транспортная сеть городской телефонной сети
8.6. Синхронизация транспортной сети |
137 |
8.6. Синхронизация транспортной сети
Необходимость синхронизации транспортной сети обусловлена жесткими нормами на ошибки при передаче информации. Частота повторяемости ошибок зависит от степени синхронизма транспортной сети и взаимодействующих с ней вторичных сетей.
Все сетевые элементы (Network Element – NE) в транспортной сети SDH работают с использованием одной тактовой частоты, источник этого сигнала называется первичным опорным тактовым сигналом
(Primary Reference Source – PRS) или первичным эталонным генера-
тором (ПЭГ). Характеристики первичного опорного тактового сигнала определяются рекомендацией G.811 ITU-T. Погрешность его частоты и стабильность должны быть порядка ±10–11; эти характеристики реализуются с помощью цезиевого генератора.
Распределение тактирующих сигналов производится с использованием обычных линий передачи, в данном случае, это линии передачи SDH. Промежуточные сетевые элементы, такие, как регенераторы, мультиплексоры ввода-выделения и т.п., работают в ведомом режиме, используя компоненту тактового сигнала, извлекаемую из принимаемого сигнала STM-N.
Ухудшение качества тактового сигнала, такое, как джиттер, накапливающийся за время передачи через цепочку сетевых элементов и линий, уменьшается благодаря высокому качеству ведомого тактирующего оборудования (Secondary Reference Source – SRS) или ведомых задающих генераторов (ВЗГ), характеристики которых приведены в рекомендации G.812 для транзитного и локального NE. ВЗГ представляет собой дополнительно стабилизированный кварцевый генератор с собственной долговременной (в сутки) точностью поддержания частоты не хуже 10–8 и более высокой кратковременной стабильностью (до 10–11 в интервале секунды). Поэтому ВЗГ устраняют фазовые дрожания синхронизирующей их тактовой частоты. Архитектура сети синхронизации в регионе синхронизации должна иметь древовидную структуру без замкнутых колец, для исключения неоднозначного режима работы (рис. 8.12).
Сетевой элемент SDH имеет возможность выводить сигнал такти-
рования к устройству BITS (Building Integrated timing Supply), который уменьшает искажения тактового сигнала. Промежуточные сетевые элементы непосредственно используют тактовый сигнал, извлекаемый при помощи BITS (рис. 8.13).
Тактовые сигналы необходимые для работы сетевого элемента, вырабатываются цепями тактирования, которые работают, главным образом, в ведомом режиме.
138 |
Глава 8. Транспортные сети |
Рис. 8.12. Архитектура сети синхронизации
В каждом сетевом элементе устанавливаются приоритеты для доступных опорных источников тактирования, процедура выбора опорного источника из нескольких кандидатов использует эти приоритеты и уровень качества источников.
Список литературы |
139 |
Таким образом, сеть синхронизации представляет собой совокупность ПЭГ, ВЗГ и генераторов мультиплексоров и регенераторов, средств автоматического резервирования, управления и самих синхросигналов.
Контрольные вопросы
1.Каковы функции мультиплексора ввода-вывода?
2.Как организовано цифровое синхронное кольцо транспортной сети?
3.В чем состоят функции кросс-коннектора?
4.Какова структура транспортных сетей?
5.Какие схемы построения транспортных сетей используются для повышения их надежности и живучести?
6.Как осуществляется управление сетью электросвязи?
7.Какова структура сети синхронизации?
8.Какие разновидности оптических сетей применяются в структуре транспортных сетей?
9.Какие функциональные уровни определены в моделях транспортной сети?
10.Какие типы виртуальных контейнеров «переносятся» в транспортной сети?
Список литературы
1.Варакин Л.Е. Глобальное информационное общество: Критерии развития и соци- ально-экономические аспекты. – М.: МАС, 2001.
2.Крук Б.И., Попантонопуло В.Н., Шувалов В.П. Телекоммуникационные системы и сети. – Новосибирск: СП «Наука» РАН, 1998. Гл. 8.
3.Толковый словарь терминов по системам, средствам и услугам связи. – М.: Радио и связь, 2000. – 256 с.
4.ITU-T Recommendation G.803. Architecture of transport networks based on the SDH (06/97).
5.ITU-T Recommendation I.326. Function architecture of transport networks based on ATM. (11/95).
6.ITU-T Recommendation G.872. Architecture of optical transport networks. (12/98).
7.Нормы на электрические параметры цифровых каналов и трактов магистральной и внутризоновых первичных сетей. – М.: ЦНИИС, 1996. – 106 с.
8.Справочные материалы по вводу в эксплуатацию сетей тактовой сетевой синхронизации. – М.: «Сайрус Системс», 2001. – 150 с.
9.Бакланов И.Г. Технология измерений первичной сети. Ч. II. Системы синхрониза-
ции. B-ISDN, АТМ. – М.: ЭКО-Трендз, 2000. – 150 с.
10.ITU-T Recommendation G.902. Frameworks. Recommendation on functional access networks. Architecture and functions, access types, management and service node aspects. (11/95).
11.Убайдуллиев Р.Р. Волоконно-оптические сети. – М.: Эко-Трендз, 1998. – 266 с.
12.Соколов Н.А. Сети абонентского доступа: принципы построения // Пермь: Книга, 1999.
140 |
Глава 8. Транспортные сети |
13.Слепов Н.Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи. – М.: Радио и связь, 2000. – 468 с.
14.Шмалько А.В. Цифровые сети связи. Основы планирования и построения. –
М.: Эко-Трендз, 2001. – 283 с.
15.Фокин В.Г. Оптические системы передачи и транспортные сети. Учебное пособие.
– М.: Эко-Трендз, 2008, - 288 с.