Цифровые системы управления связью (стр. 5 из 12)

В качестве информационной нагрузки для STM-1 может выступать, например, виртуальный контейнер VC-4. Ему соответствует таблица 9 х 261.

Первый столбец цикла VC-4 занимает трактовый заголовок РОН, остальные - контейнер С-4, в котором размешается сигнал ПЦИ 140 Мбит/с.

3.5.4. Аппаратура СЦИ

Для обеспечения высокой надежности в аппаратуре СЦИ используются различные виды резервирования. Как правило, блоки питания и другие важнейшие узлы дублируются. Для менее важных блоков возможна установка одного резервного блока на несколько однотипных основных. В результате коэффициент простоя аппаратуры СЦИ в расчете на одно соединение имеет порядок 10^-5.

3.5.4.1. Функциональные модули цифровых синхронных сетей связи

Мультиплексоры.

Мультиплексоры – устройства, предназначенные для сборки групповых потоков, и их разборки на индивидуальные каналы. В отличие от PDH сетей, в SDH сетях мультиплексоры еще и выполняют функции устройств ввода/вывода информации (устройства терминального доступа).

PDH доступы являются электрическими; SDH доступы могут быть как электрическими, так и оптическими. Имеет два оптических выхода (восток и запад). Это позволяет работать с режимом резервирования, когда по одному каналу информация передается в основном направлении, а по другому – в резервном. Кроме того, в случае выхода мультиплексора из строя информация может проходить через него по обводному пути.

Концентраторы.

Представляет собой мультиплексоры, объединяющие несколько, как правило, однотипные потоки (со стороны входных потоков), и связывает их с основной транспортной сетью.

Такое устройство дает возможность обслуживать удаленные узлы доступа и позволяет экономить на соединительных линиях.

Регенераторы.

Имеет один входной и один выходной канал одного уровня иерархии. Предназначен для увеличения расстояния между узлами сети SDH путем регенерации (восстановления) сигналов полезной нагрузки.

Коммутаторы.

Позволяют установить связь между различными каналами путем организации временной перекрестной связи, или кросс-коммутации. Это дает возможность организовать маршрутизацию в сетях SDH на уровне виртуальных контейнеров. Различают такие виды коммутации:

1). Внутренняя – выполняется внутри мультиплексоров между входными трибами и выходными оптическими каналами.

2). Локальная коммутация – выполняется в мультиплексорах между входными каналами доступа, причем каналы доступа должны быть однотипными, так и разнотипными.

3). Проходная (сквозная) коммутация – выполняет коммутацию высокоскоростных потоков в транспортных модулях STM-N. При этом проходные коммутаторы могут выполнять следующие функции:

- маршрутизация виртуальных контейнеров на основе маршрутных заголовков в контейнере.

- консолидация или объединение виртуальных контейнеров, проводимая в режиме работы концентратора.

- трансляция потока от точки к нескольким точкам.

- сортировка или перегруппировка виртуальных контейнеров, осуществляемая с целью создания нескольких упорядоченных, например, по типу контейнеров, потоков контейнеров из общего потока.

- доступ к виртуальному контейнеру, осуществляемый при тестировании оборудования.

- ввод/вывод виртуальных контейнеров, осуществляемый при работе мультиплексора ввода/вывода.

3.5.4.2. Синхронные топологии

Синхронные мультиплексоры заменяют целый набор оборудования ПЦИ. Они не только осуществляют мультиплексирование всех уровней, но и выполняют функции оборудования линейного тракта.

На вход синхронного мультиплексора могут поступать сигналы ПЦИ и СЦИ (электрические или оптические). Существуют мультиплексоры непосредственно воспринимающие каналы 64 кбит/с, 1,5 Мбит/с, 2 Мбит/с, 6 Мбит/с, 34 Мбит/с, 45 Мбит/с, 140 Мбит/с, а также имеющие интерфейсы для подключения локальных сетей (LAN, MAN, ISDN, B-ISDN) и для работы в режиме АТМ.

На агрегатной (линейной) стороне может осуществляться передача на скоростях 155 Мбит/с (STM-1), 622 Мбит/с (STM-4) или 2,5 Гбит/с (STM-16).

Покажем основные конфигурации на основе мультиплексоров.

Топология «точка-точка».

Является наиболее распространенной топологией построения сетей.

Реализуется при помощи терминальных мультиплексоров (ТМ) как по схеме с резервированием, так и по схеме без резервирования канала передачи. Такие мультиплексоры могут использовать как электрические, так и оптические выводы. Широко применяются для организации высокоскоростных магистральных каналов, например, трансокеанские подводные кабели. Также используются для перехода между уровнями иерархии сети, например, с 622 Мб (STM4) на 2,4 Гб (STM16), с 2,4 Гб (STM16) на 10 Гб (STM64). Используются как составная часть радиально-кольцевых сетей.

Топология «Последовательная линейная цепь».

Является базовой топологией, и используется при малых загруженностях трафика, а также когда существует необходимость ответвлений в ряде точек на линии.

Реализуется при помощи терминального оборудования ТМ на обоих концах цепи и при помощи мультиплексоров ввода вывода TDM в точках ответвления. Может быть представлена в виде простой линейной цепи без резервирования, а может использовать резервный канал, как в топологии «точка-точка».

Топология «звезда».

В этой топологии один из удаленных узлов сети, связанный с центром коммутации или узлом сети SDH на центральном кольце (ADM) играет роль хаба (SMUX), где часть трафика может быть выведена на терминалы пользователей, тогда как оставшаяся часть может быть распределена по другим удаленным узлам (MUX). Такой концентратор должен быть активным, т.е. выполнять функции кросс-коммутации, это связано с увязкой разных уровней иерархии в сетях SDH, например STM-N и STM-N-1.

Топология «кольцо».

Существуют два варианта их построения: однонаправленное и двунаправленное кольцо.

При первом варианте каждый входной поток направляется вокруг кольца в двух направлениях, а на приемной стороне, осуществляется выбор лучшего сигнала. Для построения кольца используются два волокна. Передача по всем основным путям происходит в одном направлении (например, по часовой стрелке), а по всем резервным - в противоположном (деление на основной и резервный пути здесь является условным, так как они оба равноправны). Поэтому такое кольцо называется однонаправленным, с переключением трактов или с закрепленным резервом.

Рис. Однонаправленное кольцо

В случае двунаправленного кольца с двумя волокнами удвоение сигнала не производится. При нормальной работе каждый входной поток направляется вдоль кольца по кратчайшему пути в любом направлении (отсюда и название "двунаправленное"). При возникновении отказа посредством мультиплексоров ввода-вывода на обоих концах отказавшего участка осуществляется переключение всего потока информации, поступавшего на этот участок, в обратном направлении.

Рис. Двунаправленное кольцо в нормальном режиме

Рис. Двунаправленное кольцо в аварийном режиме

Однонаправленные кольца больше подходят для случаев центростремительного трафика. Это типично для сетей доступа, предназначенных для подключения пользователей к ближайшему узлу. Двунаправленные кольца более выгодны при достаточно равномерном распределении трафика, при котором становится заметным их преимущество в пропускной способности. Поэтому их применение целесообразно для соединительных сетей.

При обоих вариантах возможно сохранение полной работоспособности сети при любом одиночном отказе.

На основе перечисленных топологий возможна организация различных архитектурных решений сети SDH.

Радиально-кольцевая архитектура.

Основана на базе двух топологий: «кольцо» и «последовательная линейная цепь». Вместо последней может использоваться более простая топология «точка-точка».

При построении такой архитектуры число радиальных ветвей ограничивается из соображений допустимой нагрузки (общего числа каналов доступа на кольцо). Данный параметр характеризуется уровнем иерархии, который поддерживается кольцевой схемой, т.е. номер транспортного модуля SMN-N.

Архитектура типа «кольцо-кольцо».

Рис. Архитектура «кольцо-кольцо»: а) связь двух колец одного уровня при помощи интерфейсных карт; б) каскадное включение колец разного уровня

При этом кольца могут либо одинакового, либо разного уровней иерархии. Увязка двух одинаковых уровней иерархии выполняется при помощи интерфейсных карт, при этом возможна организация точек ответвления. В случае каскадного включения для увязки с кольцом высшего уровня иерархии используется поток более низкого уровня иерархии. Связь между кольцами выполняется по топологии «точка-точка».