Екзамен / merged (1)

"PRC" замість "Don't use". Вузол С, отримавши це повідомлення від вузла D, змінює джерело синхронізації на "PRC" від D.

4.8.6. Синхронізація коміркової мережі SDH

Розглянемо схему синхронізації в комірковій мережі SDH. Один із параметрів формування ланцюгів синхронізації в такій мережі приведений на рис. 4.34. Мережа має 12 вузлів і нескладну транспортну топологію зірки, що включає декілька лінійних ділянок, зв'язаних через вузли концентраторів.

Первинний еталон генератора

(PRC) Основна станція

……….Мастер ……….

C&D

Рис. 4.34. Схема синхронізації коміркової мережі SDH

Для полегшення задачі побудови мережі синхронізації схема розбивається на декілька мереж синхронізації, з огляду на особливості топології вихідної транспортної мережі. Отримані ланцюги: W, X, Y, Z - показані в правій частині рис. 4.34. Суцільною лінією показані основні канали синхронізації, пунктиром - резервні канали синхронізації. Майстервузли заштриховані.

Для розподілу синхронізації використовується також ієрархічна схема. Кожен ланцюг синхронізації може бути забезпечений одним чи двома вузлами, що одержують синхронізацію від зовнішніх джерел (PRC). Ці вузли називають майстер-вузлами. Джерело PRC, розташоване на основній станції, є зовнішнім PRC, від якого одержують синхронізацію два майстер-вузли W і Х ланцюгів W і X. Ланцюги Y і Z мають загальний майстер-вузол C&D, що одержує сигнал синхронізації від останнього вузла ланцюга X. Суть запропонованого рішення лежить в організації альтернативного шляху передачі сигналу синхронізації в кожному ланцюзі. Проблеми можуть виникнути тільки при низькій надійності зв'язку, що забезпечує синхронізацію майстер-вузлу C&D. У цьому змісті для цього майстер-вузла логічно використовувати локальний первинний еталон LPR.

Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

Рис. 4.35. Методи захисту подвійного кільця

Втретьому випадку відтворення працездатності здійснюються за рахунок резервування на рівні трибних інтерфейсів. Схема резервування в загальному випадку N:1, що допускає різноманітну степінь резервування: від 1:1 (100 %) до меншої степені, наприклад, 4:1 (25 %), коли на 4-х основних трибних інтерфейсних картах використовується одна резервна, яка автоматично вибирається системою крос-комутації при відмові одної з основних. Цей метод широко (якщо не всюди) розповсюджений в апаратурі SDH для резервування трибних карт 2Мбіт/с (4:1 або 3:1 для STM-1 або 16:1, 12:1, 8:1 для STM-4), а також резервування найбільш важливих змінних блоків, наприклад, блоків крос-комутацій і систем управління і резервного живлення, час переключення яких на запасні зазвичай не перевищує 10 мсек.

Вчетвертому випадку резервування як таке не використовується, а працездатність системи в цілому (на рівні агрегатних блоків) відтворюється за рахунок виключення пошкодженого вузла зі схеми функціонування. Так, системи управління SDH мультиплексорів зазвичай дають можливість організовувати обхідний шлях, що дозволяє пропускати потік агрегатних блоків повз мультиплексор у випадку його виходу з ладу.

Вп’ятому випадку, характерному для мереж загального виду або коміркових мереж, у вузлах мережі встановлюються крос-комутатори систем оперативного переключення, які виконують, у випадку виходу з ладу, викликаного або розривом з’єднувального кабеля, або відмовою вузла послідовного лінійного кола, реконфігурацію прилеглих (вхідних або вихідних) ділянок мережі і відповідну крос-комутацію потоків. Процедура такої реконфігурації може бути централізованою або розподіленою. В першому випадку вона виконується мережевим центром управління, що може бути реалізовано достатньо просто, в другому - сумісне рішення про реконфігурацію повинне вироблятись групою прилеглих систем оперативного переключення. Також можуть використовуватись і комбіновані методи.

Використання систем оперативного переключення по принципу організації захисту нагадує схему резервування 1:1 методу резервування по рознесених трасах. Різниця, однак, полягає в тому, що в останньому фізичний або віртуальний канал уже існує, тоді як в першому він формується в момент оперативного переключення (дія більш характерна для комутатора/маршрутизатора в мережах пакетної комутації).

Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

4.10. Технічні характеристики мультиплексорного обладнання та їх апаратурна реалізація

Розглянемо характеристики синхронних мультиплексорів.

Канали доступу трибутивних інтерфейсних карт. Для трибів PDH стандартний набір каналів 2, 34, 140 Мбіт/с відповідає європейській ієрархії (ЄС), але не включає 8 Мбіт/с. Ряд мультиплексорів мають триби 1,5 і 45 Мбіт/с для сумісності з американською ієрархією (АС). Для мультиплексорів рівня STM-1 SDH триб може бути електричним або оптичним, для рівнів STM-4,16 використовуються тільки оптичні SDH триби. Наявність таких трибів дозволяє використовувати мультиплексори як регенератори в лінійних трактах SDH, а також у схемах з'єднань кілець різного рівня.

Число портів на трибутивній інтерфейсній карті. Донедавна для трибів 2 Мбіт/с на карті було звичайно 16 портів, що вимагало, наприклад, 4 карти (16х4=64 потенційно можливих каналів) для максимального використання можливостей мультиплексорів рівня STM-1 по обробці каналів 2 Мбіт/с (63 канали). Сучасне устаткування дозволяє мати 21 порт на карті, що дає можливість використовувати тільки 3 карти для обробки того ж потоку (63 канали), заощаджуючи 1 слот для інших трибів або для збільшення числа максимально обслуговуваних каналів 2 Мбіт/с (STM-4,16). Звичайне число портів для інших трибів: 3 - для 34 чи 45 Мбіт/с і 1 - для 140 чи 155 Мбіт/с.

Число трибутивних інтерфейсних карт і тип захищеного режиму по входу. У

першій позиції, в дужках подані числа основних і резервних карт, причому число резервних карт повинне відповідати схемі захисту трибів, приведеної в другій, із зазначених, позиції. Наприклад, якщо в типі захищеного режиму по входу зазначене "1:4", то для захисту 4-х карт використовується тільки одна резервна карта (резервування 25%), якщо зазначено "1:3", то на три основних – використовується одна резервна карта (резервування 33%), якщо "1:1", то резервування 100% на рівні трибів.

Максимальне навантаження на мультиплексор (у захищеному режимі). Дана характеристика вказує максимальне число каналів, що обслуговуються, по кожному типі триба окремо. Ця характеристика, як правило, зв'язана з можливостями крос-комутації і системи управління.

Тип локальної комутації каналів доступу. Тут зазначені три можливих варіанти:

триб-лінія (т-л), триб-триб (т-т) і лінія-лінія (л-л).

Можливості неблокуючої крос-комутації. Ця можливість звичайно характеризується еквівалентним числом потоків, що комутуються, STM-N, або потоків 2 Мбіт/с, або ж дається у вигляді рівня віртуальних контейнерів, що комутуються. Звичайно вона узгоджується з максимальним навантаженням на мультиплексор і характеризує можливості крос-комутації самого мультиплексора. Однак при модульній побудові мультиплексора, характерного для сучасних систем, вона може характеризувати можливості матриці крос-комутатора як модуля. Як правило можливості крос-комутації в два (а для мультиплексорів, що допускають перехід на наступний рівень ієрархії й у чотири) рази вище максимально можливого числа каналів, що комутуються, 2 Мбіт/с: для мультиплексорів STM-1 -126 (2х63) каналів, для

STM-4/16 - 504 (244х63) чи 1008 (444х63) каналів.

Варіанти використання устаткування. Зазначені мультиплексори можуть бути, як відомо, сконфігуровані для використання в різних варіантах. Вони можуть бути термінальними мультиплексорами (ТМ), концентраторами (Н), регенераторами (R), мультиплексорами вводу/виводу (ADM), що використані, у свою чергу, в лінійних трактах (л) чи в топології "кільце" (к). Деякі розробки мультиплексорів рівня STM-16, можуть використовуватися тільки у варіантах ТМ і R і не можуть бути використані в топології типу "кільце".

Розміри компактних блоків у стійці. Це звичайно розміри полиць з однорядними чи дворядними "касетами", встановлюваних на полицю в стійку для компактних модифікацій (індекс "С") мультиплексорів, чи блоків, що вставляються в слоти касети.

PC інтерфейс F. Інтерфейс F використовується для підключення локального терміналу доступу оператора, у якості якого звичайно використовується звичайний або портативний

Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

(блокнотного типу) PC. З його допомогою можна здійснювати функції контролю поточного стану і аналіз потоку чи сигналізації контролю/управління конфігурацією синхронного мультиплексора. Для підключення до мультиплексора звичайно використовується модемний канал, що використовує послідовний порт з інтерфейсом V.24/RS-232C і швидкістю передачі 9.6 кбіт/с чи 19.2 кбіт/с.

LAN інтерфейси. Ці інтерфейси використовуються в центрі управління для зв'язку мультиплексорів з елемент-менеджером ЕМ (ЕМ) системи управління мережею NMS. Цей зв'язок здійснюється по локальній мережі Ethernet (10 Мбіт/с) або мережі з комутацією пакетів Х.25, через так званий Q-інтерфейс (загальне позначення Qx (QB2, QB3, Q3 - версії інтерфейсу, що підтримують різні стеки протоколів) - для центральних (безпосередньо зв'язаних з LAN) мультиплексорів і QECC - для вилучених мультиплексорів, що використовують вбудований канал управління ЕСС, реалізований при використанні байтів D4-D12 секційного заголовка SОН. Якщо немає більш конкретних даних, то вказуються відповідні рекомендації ITU-T, яким за даними розробника відповідає зазначений інтерфейс.

Службові канали. Службові канали організовуються шляхом використання відповідних байтів секційного заголовка SОН. Формально можуть бути використані байти D1-D12, Е1-І2, Z1-Z2 і інші резервні байти. Кожен байт, використаний для цієї мети, еквівалентний, як відомо, формуванню каналу 64 кбіт/с (з огляду на частоту повторення фрейму 8000 Гц). Звичайно для цієї мети використовуються або байти D4-D12, що дозволяють сформувати до 4-х каналів, загальною пропускною здатністю не вище 576 кбіт/с

зінтерфейсом V.11, конфігурованих по необхідній пропускній здатності на 64, 192, 256, 512 чи 576 кбіт/с, або байти Е1-І2, що дозволяють сформувати два службових аналогових канали

здвопровідним інтерфейсом і можливістю підключення звичайних телефонних апаратів. Крім того можливе формування до 4-х каналів з інтерфейсом G.703, конфігурованих на 64 кбіт/с чи 2 Мбіт/с. Весь цей набір можливих каналів позначений у таблиці як блок доступу до заголовка ОНА з вказівкою на компанію-виробника устаткування (наприклад, блок ОНААТ&Т - блок доступу до заголовка компанії AT&T), з огляду на розходження в конкретній реалізації цих блоків.

Максимальне число мультиплексорів, керованих ЕМ. Звичайно це число не публікується в проспектах, але є важливою експлуатаційною характеристикою. Воно залежить від багатьох факторів, у тому числі від ємності оперативної пам'яті PC системи управління і припустимого обсягу бази даних устаткування, створюваної ЕМ.

Тип використаної синхронізації. З огляду на важливість синхронізації для синхронних мереж SDH, мультиплексори мають різні дублюючі джерела синхронізації. Зазвичай використовуються чотири типи джерел сигналу синхронізації:

-внутрішній таймер (в.т.), у якості якого використовується внутрішній генератор синхросигналу 2048 кГц;

-мережевий таймер (м.т.), у якості якого використовується зовнішній генератор синхросигналу 2048 кГц;

-сигнал трибного інтерфейсного блоку (тобто), в якості якого звичайно використовується сигнал із трибу 2048 кбіт/с;

-лінійний сигнал (л.с.), в якості якого може використовуватися сигнал з будь-якого SIU (будь-який STM-N).

Тип стійки і модулів. Стійка, як відзначалося вище, звичайно має одну чи дві полиці для розміщення компактних модулів або касет з обладнанням типу змінних модулів, що вставляються в слоти. Розміри стійок, як правило, стандартизовані, хоча число використаних типорозмірів все-таки досить велике, тому що тільки для ETSI, як відзначається нижче, існує три можливих типорозміри по ширині і як мінімум два по висоті. В американських виробників їх навіть більше.

Якщо SDH устаткування випускається зі стійками європейського стандарту ETSI (наприклад, стійка ETS300119 - 19 дюймів), то розміри стійки: 2200х600х300мм (висота х ширина х глибина), якщо північноамериканського, то ширина, як правило, 17 або 19 дюймів (еквівалент IEC-297). Блоки поділяються на дві частини. Верхня частина (іноді, але рідше, це нижня частина) являє собою спеціальну область інтерфейсів зв'язку, де розміщені зовнішні

Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

інтерфейсні карти. Нижня частина (іноді, але рідше, верхня) з однією чи двома полицями (однорядна чи дворядна) служить для розміщення змінних блоків. У таблиці приведені, як правило, дані для однорядної конструкції стандарту ETSI. Конструкція мультиплексорів блокова, причому всі змінні блоки взаємодіють через внутрішню шину. Змінні блоки поділяються зазвичай на 5 категорій (тут за основу взятий розподіл блоків в апаратурі компаній Philips, Nortel, Lucent Technologies):

-синхронні інтерфейсні блоки (чи блоки лінійних або агрегатних виходів) SIU;

-трибні інтерфейсні блоки TIU;

-центральні блоки CCU, BSU, MCU;

-комутуючі і узгоджуючі блоки BBU, CMU, PPU;

-спеціалізовані блоки, наприклад, блок доступу до секційного заголовку OAU. Звичайно в комплекті зі змінними блоками використовуються 5 типів інтерфейсних

карт:

-карта SCI для зв'язку каналів даних із блоками SIU і проведення тестування;

-карти TCI, використані як зовнішній інтерфейс між каналами доступу (трибами) і блоками TIU;

-карти MCI для зв'язку портів синхронізації з блоком центрального генератора синхросигналу CCU, а також PC і LAN портів для зв'язку з блоком управління і зв'язку MCU;

-карти АОІ для зв'язку між каналами даних і блоком OAU;

-карти OWI для зв'язку службових каналів із блоком OAU.

Загальне число замінних блоків у стійці. З огляду на стандартні розміри стійок ETSI,

число розташованих змінних блоків залежить від конструкції стійок, конструктивних особливостей самих блоків, а також номенклатури блоків у різних виробників. Наприклад, збільшення числа портів на карті 2 Мбіт/с трибутивних блоків з 16 до 21 або використання автономних блоків живлення безпосередньо на картах, замість централізованого блоку живлення, зменшує необхідне число гнізд для встановлення основних блоків. Для стійок стандарту ETSI зазвичай використовують два варіанти - 19 чи 17 дюймів (останній зазвичай має меншу ширину, але більше місця для розміщення кабелів), і вони можуть вміщати не більше 17 гнізд для змінних блоків, хоча є і варіант для розміщення 18 змінних блоків. Розміри деяких блоків такі, що можуть займати два гнізда, наприклад, оптичні лінійні агрегатні блоки, або блоки живлення, що приводить до різного загального числа розташовуваних блоків.

Основні характеристики мультиплексного устаткування зведені в таблицю 10-1 для синхронних мультиплексорів SDH - STM-1. У верхній частині таблиці зазначений ряд параметрів мультиплексного устаткування, тоді як у нижній частині таблиці зазначені інші, загальні для всіх мультиплексорів, характеристики, що відносяться до систем управління елементами мережі і мережею в цілому.

Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

Таблиця 4.6. Порівняльні характеристики синхронних мультиплексорів вводу/виводу

Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

Лекції 32, 33

Розділ 7 Перспективні транспортні технології передавання інформації

7.1. Принципи побудови мереж передачі мультимедійних даних

В основі обміну інформацією закладені три принципи та три види з’єднань систем зв’язку. Такими принципами представлення користувача в мережі зв’язку є: автентичність

– наприклад, персональний код або адреса; мобільність – доступ до інформаційних ресурсів, зокрема обмін мовними повідомленнями з будь-якого місця; захищеність – захист повідомлень від прослуховування та захист персональних повідомлень в мережі, що використовується для передачі повідомлень.

Рис. 7.1. Структура мережі доступу до мультимедійних повідомлень

Для передачі голосових даних (а в загальному мультимедійних – аудіо та відео) історично першими застосовувались телефонні мережі загального користування (ТмЗК – PSTN). Це мережі з комутацією каналів, що існують досить давно і спочатку були аналоговими (передача мови в смузі частот 0,3–3,4 кГц) та механічним (за методом здійснення з’єднання) (рис. 7.1). Прогрес в області цифрової техніки та теорії цифрової обробки сигналів призвів до появи АЦП, що проводить перетворення аналогової форми представлення сигналу (в часовій області) у цифрову (дискретні вибірки), а далі в кодову послідовність. Цей прогрес позначився в телефонії появою основного цифрового каналу (ОЦК – частота дискретизації 8 кГц та 8 розрядів на вибірку), тобто передачі даних із швидкістю 64 кбіт/с, та систем передавання з імпульсно-кодовою модуляцією – ІКМ

(PCM – Pulse Code Modulation).

Мережі з комутацією пакетів з’явились значно пізніше – спочатку у вигляді локальних комп’ютерних мереж для організації передачі даних у вигляді пакетів, що містили інформаційні дані та маршрутні заголовки в локальній зоні (у межах відділу, організації, підприємства). З появою персонального комп’ютера стало можливим розробити організацію універсального інформаційного місця, підвищуючи разом з тим продуктивність та ефективність інформаційної системи. Створення телефонії на базі існуючих комп’ютерних мереж, об’єднуючи функціональні можливості обробки пакетного потоку, який визначає спосіб обробки телефонних розмов, без сумніву, є найбільш перспективним напрямком розвитку таких мереж, перш за все тому, що комп’ютерні технології стали невід’ємною частиною бізнес-процесів (компанії користуються єдиною системою обміну даними і голосових повідомлень). Однак впровадження пакетної телефонії вимагає певної реорганізації мережі, адже нові сервіси й можливості вимагають нового програмного та технічного забезпечення.

Отже, існуючі комп’ютерні мережі можуть розширити свої можливості, підпорядкувавши собі ще й телефонні мережі, їх можна об’єднати, застосовуючи технологію VoІР (Voice over IP – передавання мови по мережах з підтримкою ІРпротоколу та в мережах Internet), VoFR (Voice over Frame Relay – мережа з комутацією

Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

пакетів реального масштабу часу) і VoАТМ (Voice over –АТМ, асинхронна транспортна мережа з комутацією пакетів).

Описана модель доступу до мультимедійних повідомлень (рис. 7.1) є базовою для вивчення (аналізу) і побудови (синтезу) систем VoІР. Асинхронність транзакцій дозволяє, з одного боку, оптимізувати трафік за рахунок зниження середньої швидкості передачі, з іншого – за рахунок відносної свободи у відтворенні кожної транзакції компенсувати недоліки каналу передачі.

Організація мовного зв’язку між двома пристроями в телекомунікаційній мережі може відбуватися за різними технологіями. Основною особливістю їх є те, що вони можуть поєднувати технології як глобальних, так і локальних мереж, передаючи різні за природою дані (мову, цифрові дані, відео, зображення), що дозволяє узгодити конкуренцію для різних типів даних за смугою пропускання. Постійне сприяння цьому розвитку надає наявність та постійне розширення глобальної мережі Інтернет, що побудована на базі протоколу TCP/IP.

Для телекомунікаційних мереж у найближчому майбутньому технологія обміну даних згідно протоколу IP буде базовою. Ця технологія планується для використання у всіх мережах наступного покоління (NGN). Протокол ІР – мережевого рівня і забезпечує маршрутизацію пакетів у мережі, проте, він не гарантує надійну доставку пакетів. Тому пакети можуть пропадати, затримуватися, передаватися по різних маршрутах (а значить мати різний час передачі) і т. д., що призводить до погіршення якості зв’язку.

7.2. Принципи і можливості технології мереж з маршрутизацією пакетів

Сьогодні часто обговорюються придатність мереж FR, IP і АТМ для передачі голосу і переваги одних мереж перед іншими. Ясно, що кожна з цих трьох технологій має своїх прихильників, і що кожна підходить для певних потреб і оточення. У зв’язку з цим, всі вони, ймовірно, будуть затребувані через деякий час.

На шляху до інтеграції мереж телефонії і передачі даних у останні декілька років мережі передачі даних росли набагато швидше, ніж телефонні мережі, головним чином ізза розвитку мережі Internet. Незабаром об’єм трафіку передачі даних перевищить об’єм трафіку голосу.

Результатом цієї тенденції стане передача трафіку голосу, що постійно збільшується, по мережах передачі даних (VoFR, VoIP і VoАТМ), ніж передача даних по телефонних мережах (через модеми V.34 і V.90).

Мережі Frame Relay, IP і АТМ відомі, як мережі з комутацією пакетів. Це відрізняє їх від телефонної мережі загального користування, яка використовує технологію комутації каналів, розроблену для організації телефонних з’єднань. Frame Relay і IP поміщають дані в кадри або пакети змінного розміру.

АТМ розбиває дані на маленькі пакети, що полегшує швидку комутацію даних через мережу.

Мережі комутації пакетів здійснюють статистичне мультиплексування. Іншими словами, вони динамічно розподіляють пропускну спроможність між різними каналами зв′язку, організованими в їх системах передачі.

Оскільки пропускна спроможність не зарезервована для якого-небудь конкретного тракту, доступна пропускна спроможність розподіляється відповідно до мережевих потреб в будь-який конкретний момент часу, тоді як в мережі з комутацією каналів, канал виділяється для передачі сигналів на весь час існування виклику, що передається в безперервному цифровому потоці. Канал монопольно зайнятий обслуговуванням виклику до тих пір, поки він не завершується, навіть, коли одна із сторін знаходиться в режимі очікування, і під час періодів мовчання.

Розроблені спочатку для обробки трафіку даних, мережі з комутацією пакетів (окрім АТМ) за своєю природою менш ефективні при роботі з телефонними сигналами,

Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

чим мережа з комутацією каналів. Щоб досягати хорошої якості передачі мові, затримка мовних пакетів в мережі повинна бути мінімальна і фіксована.

Із-за загальнодоступного характеру мережі з комутацією пакетів їх рух по мережі може зайняти певний час. Передача може бути відтермінована із-за перевантаження в мережі, а також привести до втрати пакетів, що призводить до втрат цілісності телефонних з’єднань.

7.2.1. Передача голосу по мережі Frame Relay (VоFR)

З трьох популярних технологій передачі пакетів (Frame Relay, IP і АТМ), Frame Relay реалізована найширше. Frame Relay зазвичай використовується в корпоративних мережах передачі даних завдяки гнучкій пропускній спроможності, широкої доступності, підтримки різноманітних комбінацій трафіку і технологічної зрілості.

Послуги Frame Relay засновані на постійних віртуальних з’єднаннях (PVC). Frame Relay доречна для закритих груп абонентів і рекомендується для зіркоподібних топологій у тому випадку, коли є необхідність у високій ефективності мережі VоFR. На рис. 7.2 наведена схема підключення телефонного обладнання до мережі Frame Relay.

Рис. 7.2. Схема організації телефонного зв'язку по мережі передачі даних Frame Relay

Формат кадру Frame Relay

Передавання інформації в мережі Frame Relay здійснюється кадрами (див. рис. 7.3.), які являють собою модифікацію кадрів протоколу HDLC (індифікатора каналу передавання).

Рис. 7.3. Структура кадру Frame Relay з адресним полем

Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)