5. Технології глобальних мереж

Глобальні мережі передавання даних забезпечують зв’язок між своїми абонентами з допомогою магістральних і абонентських каналів та спеціального комунікаційного обладнання. Для передавання даних в глобальних мережах використовують індивідуальні виділені канали, комутовані канали, комутацію повідомлень і комутацію пакетів. При одній і тій же структурі WAN різні засоби та способи комутації забезпечують для абонентів і мережі в цілому різні можливості і характеристики.

5.1. Технології цифрових виділених каналів

Глобальні мережі на основі виділених каналів у переважній більшості будуються на основі двох технологій:

1. PDH - плезіосинхронній (майже синхронній) цифровій ієрархії;

2. SONET/SDH - синхронній цифровій ієрархії.

Технологія PDH була розроблена для передавання телефонного трафіку з часовим ущільненням каналів. З середини 70-их років виділені канали на основі технології PDH почали здаватися в оренду для передавання як голосу, так і будь-яких даних, представлених в цифровій формі. Існує дві несумісні між собою європейська і американська версії цієї технології, які відрізняються як швидкостями передавання даних, так і особливостями синхронізації передачі.

Європейська версія технології PDH підтримує наступні рівні ієрархії каналів (рис.5.1):

• абонентський канал DS-0, який підтримує швидкість передавання даних 64 Кбіт/сек;

• канал Е1, який на основі часового розділення забезпечує передачу даних 30-и абонентів із швидкістю 2,048 Мбіт/сек. При цьому кадр даних передається по одному байту від кожного абонента, а після 30 байт передається один біт синхронізації;

• канал Е2, який об’єднує 4-и канали Е1 і передає дані 120 абонентів з швидкістю 8,488 Мбіт/сек;

• канал Е3, який об’єднує 4-и канали Е2 і забезпечує передачу даних 480 абонентів з швидкістю 34,368 Мбіт/сек.

Рис. 5.1. Ієрархія каналів технології PDH

Апаратура Е1, Е2 і Е3 взаємосинхронізована і забезпечує створення ієрархічної мережі з трьома рівнями швидкостей передавання даних. На практиці для побудови магістральних каналів в основному використовують канали Е1 і Е3. Для передавання даних в дуплексному режимі канал Е1 використовує дві скручені пари 3-ої або 5-ої категорії, а канал Е3 - коаксиальний або оптоволоконний кабель.

Технологія синхронної цифрової ієрархії була створена в середині 80-их років з метою забезпечення передавання даних всіх існуючих цифрових каналів в рамках високошвидкісної магістральної мережі на основі оптоволоконних кабелів із швидкістю передавання даних до 10 Гбіт/сек. Ця технологія поєднує два сумісних між собою варіанти цифрової ієрархії : північно-американський SONET і європейський (міжнародний) SDH.

На практиці технологія SONET/SDH продовжує ієрархію американської і європейської версій технології PDH і забезпечує 8-ім рівнів швидкостей передавання даних: від 51,840 Мбіт/сек до 2,488 Гбіт/сек. Використовують наступні рівні ієрархії каналів: канал STS-1 - 51,840 Мбіт/сек; STS-3 - 155,520 Мбіт/сек; STS-9 - 466,560 Мбіт/сек; STS-12 - 622,080 Мбіт/сек; STS-18 - 933,120 Мбіт/сек; STS-24 - 1,244 Гбіт/сек; STS-48 - 2,488 Гбіт/сек.

Приклад побудови мережі на базі технології SONET/SDH наведено на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Приклад побудови мережі на базі технології SONET/SDH

На схемі показано під’єднання низькошвидкісних абонентських каналів плезіосинхронної технології до магістального каналу технології синхронної цифрової ієрархії. Термінальний (сервісний) адаптер ТА приймає дані від термінального обладнання абонентів по каналах ЕІ або Е3 (Т1, Т3 для американської версії) технології PDH і перетворює їх в кадри технології SONET/SDH типу STS-1 із швидкістю передавання даних 51,840 Мбіт/сек. Мультиплексор МХ приймає дані від термінального пристрою і мультиплексує їх в кадри вищої ієрархії STS-n. Мультиплексори вводу/виводу МХВ/В приймають і передають транзитом потоки кадрів з швидкостю STS-n, вставляючи в них або виділяючи з них "на льоту" без демультиплексування дані користувачів Регенератори сигналів R відновлюють потужність і форму електричних сигналів.

Технологія грунтується на повній синхронізації між каналами і комутаційним обладнанням мережі, яка забезпечується з єдиного центру розподілу синхроімпульсів. Синхронна передача кадрів різного рівня ієрархії дозволяє отримати доступ до даних низькошвидкісного абонентського каналу, не виконуючи демультиплексування високошвидкісного потоку. Техніка вказівників дозволяє визначити початок підкадрів користувача в середині синхронного потоку і зчитувати їх або добавляти "на льоту".

Технологія SONET/SDH є основою для більшості сучасних телекомунікаційних мереж. Мережі SONET/SDH забезпечують високу надійність передавання даних за рахунок синхронізації, надлишковості кадрів, здатності мультиплексорів виконувати реконфігурацію шляхів передавання кадрів і використання подвійних оптоволоконних кабелів.