1 Общие сведения Быстрое развитие телекоммуникационных сетей и необходимость существенного увеличения объема, надежности и экономичности передачи цифровых




Название1 Общие сведения Быстрое развитие телекоммуникационных сетей и необходимость существенного увеличения объема, надежности и экономичности передачи цифровых
страница1/4
Дата конвертации09.03.2013
Размер0.6 Mb.
ТипДокументы
  1   2   3   4
1. КРАТКОЕ ВВЕДЕНИЕ В СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ И СЕТИ SDH


1.1. Общие сведения


Быстрое развитие телекоммуникационных сетей и необходимость существенного увеличения объема, надежности и экономичности передачи цифровых сигналов привели к коренным изменениям в практике построения и использования интегральных цифровых сетей.

В настоящее время телекоммуникационные сети должны строиться на базе современных технологий цифровых систем передачи и устройств автоматической коммутации цифровых потоков, иметь гибкую и легко управляемую структуру. В них необходимо обеспечивать:

  1. надежную, высококачественную передачу и оперативное переключение сигналов разноскоростных цифровых потоков на разветвленной транспортной сети;

  2. выделение/вставку этих потоков в произвольных пунктах доступа цифрового линейного тракта;

  1. возможность совместной работы оборудования SDH различных фирм-производителей на сети одного оператора и удобство взаимодействия нескольких сетевых операторов;

  2. выполнение автоматизированного контроля качества функционирования, оперативного управления и эксплуатационного обслуживания различных элементов сети;

  3. развитие существующих и появление различных новых видов электросвязи и дополнительных видов обслуживания, использующих как синхронный, так и асинхронный способы передачи цифровых сигналов.

Перечисленные и другие требования к плезиохронным ЦСП, на основе которых первоначально строились цифровые сети электросвязи, практически невыполнимы - это во-первых.

Во-вторых, с появлением ООВ оказалось возможным создавать волоконно-оптические линейные тракты, обеспечивающие высокие (единицы - десятки гигабит в секунду) и сверхвысокие (сотни - тысячи гигабит в секунду) скорости передачи цифровых сигналов. При этом длина секции (участка) регенерации составляет 80... 120 км и более. В таких линейных трактах на разветвленной сети практически отсутствуют необслуживаемые регенерационные пункты. Они совмещаются с пунктами выделения/вставки цифровых потоков. Производительность волоконно-оптических линейных трактов (произведение скорости передачи на длину регенерационной секции) превышает производительность трактов, образуемых с использованием кабелей с металлическими проводниками, в 100 и более раз, что радикально увеличивает экономическую эффективность первых [40].

Использование на волоконно-оптических трактах плезиохронных ЦСП для получения высокоскоростных цифровых потоков со скоростями передачи 140 и 565 Мбит/с приводит к громоздким и малонадежным техническим решениям. В указанных ЦСП применяется асинхронный метод группообразования цифровых сигналов, где результирующий цифровой поток формируется в последовательно соединенных мультиплексорах. При этом затруднен доступ к составляющим (компонентным) цифровым потокам для их выделения/вставки, ответвления и транзита, так как в промежуточном пункте нужно выполнять многоступенчатое демультиплексирование полученного цифрового группового сигнала (ЦГС). При нарушениях синхронизации ЦГС сравнительно большое время тратится на многоступенчатое восстановление синхронизации компонентных потоков.

Эти трудности легко преодолимы при использовании синхронного объединения цифровых сигналов, или синхронного мультиплексирования, которое используется в системах передачи SDH.

В третьих, пользователи сети электросвязи (сервис потребителей) непрерывным повышением своих требований к поставщикам оборудования сети ставят перед ними бесконечные проблемы (создают им постоянную «головную боль»), потому что традиционные сети электросвязи абсолютно не приспособлены к быстро изменяющемуся сервису потребителей.

Поэтому, учитывая накопленный в мире опыт разработки и использования синхронных систем передачи, Международный союз электросвязи ITU-T (International Telecommunication Union - Telecommunication Standartization) в 1988 г. приступил к разработке и к настоящему времени в основном принял рекомендации (см. поздразд. 1.2.2) по созданию и использованию систем передачи и сетей SDH.

Применение на сетях связи систем передачи SDH представляет собой качественно новый этап развития цифровых телекоммуникаций. В рамках технологии SDH разработаны не только новая иерархия скоростей передачи цифровых сигналов и новый метод мультиплексирования цифровых потоков, но и перспективная концепция построения и развития цифровых транспортных сетей, которая поддерживается международными рекомендациями и стандартами.

Концепция сети SDH позволяет оптимальным образом сочетать процессы высококачественной передачи высокоскоростных цифровых сигналов с процессами автоматизированного контроля, управления и обслуживания элементов сети в рамках единой системы. Для этого сеть SDH подразделяется на информационную сеть потребителей и сеть сервисных систем, обеспечивающих глубокую автоматизацию функций контроля, управления и обслуживания оборудования и элементов сети. Последнее достигается органическим внедрением техники специализированных ЭВМ в аппаратуру и оборудование цифровой сети.

Новая концепция сетей SDH предусматривает, что на первом этапе их внедрения и развития оборудование систем передачи SDH может использоваться для передачи цифровых потоков плезиохронных ЦСП по высокоскоростным волоконно-оптическим линейным трактам в структуре «точка-точка». В дальнейшем, благодаря заложенным в системах передачи SDH возможностям многократных выделений/вставок и ответвлений цифровых потоков, будут создаваться линейные, кольцевые и разветвленные сетевые структуры с пунктами выделения/вставки разноскоростных цифровых потоков.

В соответствии со структурой сети SDH в ней реализуется комплексный процесс перемещения сообщений, который включает собственно передачу информационных сигналов и функции контроля, управления и обслуживания. Для названия этого процесса в системах передачи и сетях SDH используется термин транспортирование, а соответствующие системы и устройства называются транспортными (транспортная система, цифровая транспортная сеть, синхронный транспортный модуль и т. д.).

Универсальные возможности транспортирования различных сигналов достигаются в сети SDH благодаря использованию принципа контейнерных перевозок. В сети перемещаются не сами сигналы нагрузки, а новые цифровые структуры - виртуальные контейнеры VC (Virtual Container), в которых размещаются информационные сигналы. Сетевые операции с контейнерами выполняются независимо от их содержания. После доставки на место и «выгрузки из контейнеров» сигналы нагрузки обрабатываются и обретают исходную форму.

Нагрузкой транспортной цифровой сети могут быть сигналы, формируемые на выходе мультиплексоров плезиохронных ЦСП, потоки ячеек асинхронного режима переноса ATM (Asynchronous Transfer Mode) или иные цифровые сигналы. Аналоговые сигналы предварительно должны быть преобразованы в цифровую форму, что может быть выполнено с помощью имеющегося или появившегося на сети нового оборудования. Во всех случаях передаваемые цифровые сигналы «выстраиваются по времени», т. е. из них формируются стандартные циклы передачи сигналов, или фреймы, повторяющиеся через 125 мкс.

В структуре сигнала систем передачи SDH предусмотрено формирование нескольких типов служебных сигналов, которые называют заголовками. Использование этих заголовков, буферов (оперативных запоминающих устройств) и специализированных ЭВМ позволяет оператору сети перемещать сигналы из конца одного цикла передачи в начало другого и наоборот. При этом возможно однозначно определить в общем цифровом потоке место расположения каждого первичного цифрового потока. Это позволяет оператору сети в любой момент знать, где находится закодированный сигнал пользователя и во времени, и в пространстве, что обеспечивает ему (оператору) доступ к отдельно взятому первичному цифровому потоку без ряда преобразований общего цифрового потока.

Для эффективного внедрения функций контроля, управления и обслуживания в действующие сетевые структуры и в существующие плезиохронные ЦСП потребовалась бы их существенная переработка. Например, в циклы передачи, формируемые мультиплексорами плезиохронных ЦСП, нужно было бы включить дополнительные позиции для контрольных и управляющих сигналов, а в оборудование передачи и оперативного управления - интерфейсные, контрольные и исполнительные устройства. В свете изложенного разработку систем передачи SDH можно рассматривать в качестве способа введения вышеупомянутых новшеств «с чистого листа». Фактически в рамках технологии SDH создается новая перспективная концепция не только цифровых сетей, но также аппаратуры и оборудования, учитывающая современные достижения системотехники и программирования. Однако при этом концепция SDH разработана так, чтобы она могла функционировать в окружении существующих сетей с использованием большей части действующей аппаратуры плезиохронных ЦСП.

Создание сетевых структур различных конфигураций, контроль и управление отдельными элементами сети и всей информационной сетью SDH в целом осуществляются программно и дистанционно с помощью специальной системы контроля, управления и технического обслуживания. Физической основой этой системы являются входящие в аппаратуру контрольно-управляющие микропроцессоры, Q-интерфейсы, встроенные каналы служебной связи и программное обеспечение. Такая система успешно решает задачи эксплуатационного обслуживания оборудования систем передачи SDH различных фирм-производителей в зоне одного оператора сети и обеспечивает автоматическое взаимодействие зон сети различных операторов. Все операции по выполнению функций контроля, управления и обслуживания сети SDH и каждого её элемента могут выполняться как из центрального пункта управления, так и из других пунктов сети, которым такое право предоставлено.

Уровни систем передачи SDH определяют структуру сигналов и скорость их передачи на интерфейсах сетевых узлов. По Рекомендации ITU-T G.704 (1995) для первого уровня иерархии в качестве основного цикла передачи синхронного сигнала с периодом повторения 125 мкс в системах передачи SDH был принят синхронный транспортный модуль 1-го уровня STM-1 (Synchronous Transport Module of level 1) [125]. По Рекомендации ITU-T G.709 (1996) сигнал STM-1 имеет скорость передачи 155,52 Мбит/с [127].

Скорости передачи сигналов высших уровней иерархии получаются умножением данной скорости на целое число, равное более высокому уровню систем передачи SDH. До 2000 г. указанными рекомендациями были определены также 4, 16 и 64-й уровни иерархии. Четвертому уровню соответствует сигнал STM-4 со скоростью передачи 622,08 Мбит/с, 16 му - сигнал STM-16 со скоростью передачи 2448,32 Мбит/с (2,5 Гбит/с) и 64-му - сигнал STM-64 со скоростью передачи 9953,28 Мбит/с (10 Гбит/с).

В октябре 2000 года ITU-T принял Рекомендацию G.707/Y.1322 по использованию сигнала 256-го уровня иерархии, т. е. сигнала STM-256 со скоростью передачи 39813,12 Мбит/с (40 Гбит/с) [126]. Этой же рекомендацией определен сигнал нулевого уровня STM-0 со скоростью передачи 51,84 Мбит/с, что соответствует синхронному транспортному сигналу STS-1 системы передачи синхронной оптической сети SONET (Synchronous Optical Network) (США) [43].

Принятие рекомендации по сигналу уровня STM-0 следует только приветствовать, так как мультиплексирование трех таких сигналов образует поток уровня STM-1, т. е. 51,84 Мбит/с х 3 = 155,52 Мбит/с. Это способствует еще большему развитию международной транспортной сети связи.

Системы передачи SDH 1, 4, 16, 64 и 256-го уровней позволяют образовать соответственно 1920, 7680, 30720, 122880 и 491520 основных цифровых каналов со скоростью передачи 64 кбит/с.

Сигнал STM-0 или синхронный транспортный модуль для радиорелейных систем передачи SDH STM-RR (Synchronous Transport Module for Radio Relay link) может использоваться на радиорелейных и спутниковых линиях передачи, где широко распространены тракты с полосой пропускания порядка 40 МГц. Кроме того, указанный тракт рекомендуется использовать в тех многочисленных приложениях, когда на данном участке сети нет необходимости в сравнительно большой пропускной способности тракта первого уровня систем передачи SDH.

В волоконно-оптический кабельный тракт сигналы систем передачи SDH поступают в коде линейного сигнала, в качестве которого используется бинарный код без возврата к нулю NRZ (Non Return to Zero).

Перед поступлением в линейный мультиплексор передаваемые сигналы скремблируются, что делает битовую последовательность сформированного цифрового линейного сигнала (ЦЛС) случайной. Цифровой линейный сигнал на входе линейного тракта имеет ту же скорость передачи, что и ЦГС данной системы передачи SDH.

Сегодня системы передачи SDH признаны во всем мире как самая современная и хорошо отработанная технология для построения транспортных сетей связи. Практически все развитые страны широко применяют системы передачи SDH, а некоторые развивают свои сети только на базе систем передачи SDH уже с 1996 года. Ведущие фирмы-производители резко сократили производство аппаратуры плезиохронных ЦСП. Альтернативы применению систем передачи SDH на широкополосных мультисервисных сетях до недавнего времени фактически не существовало.

Однако предоставление пользователям сети все большего числа новых услуг и переход на пакетные принципы передачи и коммутации цифровых сигналов требуют применения в сети высокопроизводительного и многофункционального оборудования, обладающего необходимой масштабируемостью, гибкостью и надежностью. Указанная проблема успешно решается путем комбинированного применения целого спектра новейших технологий:

1) одномодовых оптических волокон типа TrueWave RS, TrueWave XL, AllWave компании Lucent и типа SMF-28; LEAF, MetroCor фирмы Corning [1, 96];

2) технологии временного мультиплексирования сигналов, в частности,
технологии SDH различных уровней;

3) технологии плотного волнового мультиплексирования сигналов
DWDM.

Использование этих технологий позволяет увеличить трафик до сотен гигабит в секунду и более без замены волоконно-оптического кабеля (ВОК) и незначительными изменениями состава оборудования систем передачи на пунктах доступа транспортной цифровой сети.

Современная технология SDH обеспечивает мультиплексирование, прямую передачу цифрового потока уровня STM-256 (40 Гбит/с) по одному ООВ и демультиплексирование принятого потока.

Сущность технологии DWDM состоит в одновременной передаче по одному волокну нескольких десятков потоков, например, технологии SDH с различными скоростями передачи по «узким» спектральным полосам, например, 50 или 100 ГГц в заданном диапазоне длин волн ООВ. Указанные выше типы одномодовых волокон с нулевой смещенной дисперсией специально разработаны для технологии DWDM [80].

Таким образом, современные тенденции развития средств телекоммуникаций свидетельствуют о перспективности систем передачи, работающих по ООВ. В них совмещаются временное мультиплексирование для образования сигналов STM-N (Synchronous Transport Module of level N) и их передача по одному ООВ с использованием технологии DWDM [78, 101, 103].

Здесь уместно заметить, что на рубеже XX - XXI веков в печати появились публикации, предрекающие «закат» технологии SDH [12]. Но видя, что эти «пророчества» не сбываются, автор указанной работы убедился в возможности перехода «к оборудованию SDH нового поколения» [14].

В настоящее время установленное на транспортной сети оборудование волоконно-оптической магистральной связи в основном поддерживает потоки уровней от STM-1 до SТM-16. Системы передачи SDH уровня STM-64 уже появились на рынке и пользуются большим спросом. Их продажа для установки на транспортных сетях будет продолжаться высокими темпами. Технология, позволяющая создавать аппаратуру и оборудование SDH уровня STM-256, также отработана. Однако по экономическим соображениям реальное поступление на рынок мультиплексоров уровня STM-256 начнется не ранее 2005 г. [67]. Основой интегральной цифровой сети следующего поколения будут системы передачи SDH высокой пропускной способности (уровней STM-64, STM-256), системы передачи DWDM и оптическая аппаратура оперативного переключения, или оптические кросс-коннекторы.

Технология SDH продолжает развиваться, ее последними достижениями являются [68]:

  1. недорогие и простые в установке и обслуживании мультиплексоры доступа (терминальные мультиплексоры ТМ (Terminal Multiplexer), мультиплексоры выделения/вставки DIM (Drop/Insert Multiplexer), или МВВ) уровней STM-1, STM-4, STM-16 с полным набором электрических и оптических интерфейсов, а также с поддержкой новых возможностей, например, IP over SDH;

2) высокопроизводительные универсальные мультиплексоры и кросс-коннекторы, поддерживающие скорости передачи сигналов до уровней STM-64, STM-256 и имеющие полные неблокируемые матрицы коммутации на уровне сигналов STM-1;

3) поддержка на выходных интерфейсах линейных мультиплексоров перестраиваемых на заданную длину волны оптических сигналов для их непосредственного ввода в оптические мультиплексоры систем передачи волнового или плотного волнового мультиплексирования, что позволяет упростить обслуживание сети и снизить ее суммарную стоимость.

По мнению специалистов компании Lucent, системы передачи SDH еще долгое время будут применять операторы для обеспечения доступа к транспортным сетям, а также для построения зоновых и местных сетей, в первую очередь, благодаря поддержанию разнообразных низкоскоростных интерфейсов доступа - от первичных цифровых потоков E1 (скорость передачи 2,048 Мбит/с) до сигналов уровня STM-1.

Технология SDH является достаточно апробированной и надежной основой для дальнейшего расширения как транспортных волоконно-оптических сетей, так и сетей доступа. Её несомненными достоинствами являются [63]:

1) международная стандартизация в рамках рекомендаций ITU-T, стандартов Европейского института стандартов по связи ETSI (European Telecommunications Standarts Institute) и Международной организации по стандартизации ISO (International Standartization Organization);

  1. наличие автоматического резервирования различных видов, обеспечивающего высокую надежность и живучесть (отказоустойчивость) сетей;

  2. развитые средства автоматического контроля, обслуживания и программного управления.

Более подробно другие достоинства систем передачи SDH рассмотрены ниже (см. подразд. 2.4.4), а также в работе [85].

Системы передачи SDH постоянно совершенствуют в соответствии с требованиями времени. Современное оборудование позволяет интегрировать технологию SDH с другими существующими и новыми технологиями (ATM, GE, IP, DWDM), обеспечивая транспортирование различных видов трафика. В перспективе такое оборудование может быть основой для построения мультисервисных сетей [56, 61, 62].

  1   2   3   4

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

1 Общие сведения Быстрое развитие телекоммуникационных сетей и необходимость существенного увеличения объема, надежности и экономичности передачи цифровых iconРабочая программа учебной дисциплины построение телекоммуникационных сетей и оценка показателей надежности (название дисциплины) Специальность научных работников: 05. 12. 13 «Системы, сети и устройства телекоммуникаций»
Учебная дисциплина «Построение телекоммуникационных сетей и оценка показателей надежности» относится к циклу «Специальные дисциплины...

1 Общие сведения Быстрое развитие телекоммуникационных сетей и необходимость существенного увеличения объема, надежности и экономичности передачи цифровых iconИнновационные тенденции развития кабельных цифровых систем передачи
Анализируются причины низкой помехоустойчивости цифровых систем передачи прошлого столетия. Объясняются основные тенденции в конструировании...

1 Общие сведения Быстрое развитие телекоммуникационных сетей и необходимость существенного увеличения объема, надежности и экономичности передачи цифровых iconЛекция №8 Конвергенция компьютерных и телекоммуникационных сетей
Ярко выраженная в последнее время тенденция сближения различных типов сетей характерна не только для локальных и глобальных компьютерных...

1 Общие сведения Быстрое развитие телекоммуникационных сетей и необходимость существенного увеличения объема, надежности и экономичности передачи цифровых iconИсследование работ в данном направлении показало, что на сегодняшний
Быстрое развитие информационных и телекоммуникационных технологий, обеспечивающих

1 Общие сведения Быстрое развитие телекоммуникационных сетей и необходимость существенного увеличения объема, надежности и экономичности передачи цифровых iconЛекция: Общие сведения о сетевых технологиях Приведены основные элементы и устройства телекоммуникационных сетей, их классификация, описание семиуровневой модели взаимодействия открытых систем
Приведены основные элементы и устройства телекоммуникационных сетей, их классификация, описание семиуровневой модели взаимодействия...

1 Общие сведения Быстрое развитие телекоммуникационных сетей и необходимость существенного увеличения объема, надежности и экономичности передачи цифровых iconКонтрольная работа по стиС в тк ч зф 2009г гр. 403001, 2, 3
Основные принципы построения интегральных цифровых сетей и цифровых сетей с интеграцией служб (цсис)

1 Общие сведения Быстрое развитие телекоммуникационных сетей и необходимость существенного увеличения объема, надежности и экономичности передачи цифровых icon4 Общие положения по сетям и службам передачи данных
Происходящие в мире процессы конвергенции в сфере инфокоммуникаций, а также общие изменения в экономической, социальной и политической...

1 Общие сведения Быстрое развитие телекоммуникационных сетей и необходимость существенного увеличения объема, надежности и экономичности передачи цифровых iconПрограмма вступительных экзаменов в магистратуру по специальности
Основные требования к деталям и узлам машин. Понятия работоспособности, технологичности, экономичности. Понятие надежности, основные...

1 Общие сведения Быстрое развитие телекоммуникационных сетей и необходимость существенного увеличения объема, надежности и экономичности передачи цифровых iconРабочая программа дисциплины основы построения современных телекоммуникационных сетей
Изучение теоретических принципов построения и функционирования современных телекоммуникационных сетей

1 Общие сведения Быстрое развитие телекоммуникационных сетей и необходимость существенного увеличения объема, надежности и экономичности передачи цифровых iconСибирское отделение
Проблемы создания глобальных и интегрированных информационно-телекоммуникационных систем и сетей. Развитие технологий grid


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница