4. Цифровые сети с интеграцией служб (мультисервисные сети) (4.16-4.17). Интегральные и оптические сети

Интегральные и оптические сети

4. Цифровые сети с интеграцией служб (мультисервисные сети) (4.16-4.17)

4.16. Общие принципы управления в B-ISDN

4.17. Эталонные конфигурации и доступ в B-ISDN



4.16. Общие принципы управления в B-ISDN

Общая характеристика управления в АТМ происходит из модели B-ISDN (рисунок 4.17).

Уровень управления предназначен для реализации функций управления всех систем широкополосной цифровой сети с интеграцией услуг. В этом уровне реализуются кроме функций прямого управления еще и функции координации между слоями и каждого слоя в отдельности.

Функции управления и координации определяются спецификой оборудования и построением сети, а также функциями оперативного управления и администрирования OAM (Operation Administration Management), зафиксированными в рекомендациях ITU-T I.610. Кроме того, функции управления АТМ согласованы с функциями сети управления электросвязи (TMN, Telecommunications Management Network), зафиксированными в рекомендациях ITU-T M.3000…3660.

В соответствии с рекомендациями ITU-T уровень управления исполняет следующие функции управления плоскостями:

  • устранением неисправности;
  • рабочими характеристиками;
  • конфигурацией;
  • выпиской счетов;
  • защитой информации.

В нормальном (рабочем) состоянии сети АТМ мониторинг сетевых элементов обеспечивает непрерывный или периодический контроль неисправности всех контрольных объектов (коммутаторов, концентраторов, узлов доступа, систем передачи и т.д.). Механизм контроля, реализуемый функциями ОАМ, предусматривает информирование оператора сети о качественном состоянии сети за короткий и длительный интервалы времени наблюдения и также позволяет инициировать профилактический контроль.

При непрерывном или периодическим контроле сети в случае аварии происходит опознание места ее возникновения и локализация неисправного оборудования, т.е. его исключение из сети. При этом системная защита должна обеспечить уменьшение негативного эффекта от аварии путем ввода в действие резервного оборудования или обходных каналов. Детальное обнаружение дефекта при аварии осуществляется путем внутреннего или внешнего тестирования поврежденных элементов.

Основой для построения высокоэффективной системы управления являются “высокоинтеллектуальные агенты управления”, которые представляют собой специализированные микроконтроллеры, включенные во все сетевые элементы. Организация управления сетевыми элементами основана на протоколах управления, например, SNMP (Simple Network Protocol), простом протоколе управления сетью, соответствующем стандартам открытых систем (ISO/OSI).

Рисунок 4.37. Уровни ОАМ для АТМ.

Рисунок 4.37. Уровни ОАМ для АТМ.

Необходимо отметить, что SNMP не реализует всех функций уровня управления АТМ. Для полной идентификации состояний Ш-ЦСИО на основе АТМ Международный Союз Электросвязи рекомендует пять уровней физической иерархии ОАМ. Они демонстрируются на рисунке 4.37, где F1, F2, F3, F4, F5 –уровни реализации функций ОАМ. Каждый из них обеспечивает следующие функции:

  • уровень F5 (виртуальных каналов) служит для взаимодействия сетевых элементов через виртуальные каналы;
  • уровень F4 (виртуальных путей) служит для взаимодействия групп сетевых элементов, которые используют одно и то же соединение виртуальных путей;
  • уровень F3 (тракта передачи) служит взаимодействию процессов сборки и разборки ячеек АТМ, защиты заголовков от ошибок с помощью контрольной суммы в HEC и др.;
  • уровень F2 (секции мультиплексирования) служит для контроля за работой каналообразующего оборудования и протоколов, например, SDH, PDH, SONET и др.;
  • уровень F1 (секции регенерации) служит для контроля электрических и оптических преобразований в физической среде (контроль мощности лазера, выделение тактовой частоты, токи схемных элементов).


4.17. Эталонные конфигурации и доступ в B-ISDN

ITU-T определил базовые архитектуры доступа в сети B-ISDN.

Примеры этих архитектур приведены на рисунке 4.38.

Рисунок 4.38. Эталонные конфигурации доступа

Рисунок 4.38. Эталонные конфигурации доступа

Архитектуры представлены функциональными группами (В-ТЕ1, B-NT, В-ТА и т.д.) и эталонными точками (интерфейсами SB, ТB, R). Одно или несколько стандартных широкополосных оконечных устройств пользователей (В-ТЕ1 - Broadband Terminal Equipment) подключается к широкополосному сетевому окончанию (B-NT -Broadband Network Termination). При этом оконечные устройства могут быть однотипными или представлять собой комбинацию разнотипных устройств. B-NT1 выполняет функции линейного окончания. B-NT2 выполняет функции подключения к одной линии доступа нескольких линий для различных услуг. Эталонные точки SB, TB, R предназначены для преобразования сигналов. Устройства, ранее не приспособленные к работе в сети АТМ, могут быть подключены через широкополосные терминальные адаптеры (В-ТА). B-NT1 обеспечивает независимость всех остальных функциональных групп от способа передачи по линии доступа. B-NT2 выполняет функции как физического уровня так и функции протокольных уровней (АТМ, AAL, ISO/OSI).

Такими функциями могут быть:

  • адаптация к различным физическим интерфейсам и топологиям (шина, кольцо, звезда в сетях Ethernet, Token Ring, FDDI и др.);
  • мультиплексирование/демультиплексирование, т.е. концентрация/де концентрация трафика источников;
  • распределение ресурсов по приоритетам;
  • контроль параметров пользователей;
  • управление сигнализацией;
  • замыкание внутреннего трафика.

Пример эталонной конфигурации широкополосной сети АТМ приведен на рисунке 4.39.

Рисунок 4.39. Схема доступа в B-ISDN

Рисунок 4.39. Схема доступа в B-ISDN

Из рисунка 4.39 видна граница между сетью доступа и транспортной сетью, которая проходит через интерфейс ТВ, т.е. точку, в которой формируется поток ячеек АТМ.

Типовыми физическими конфигурациями сети доступа принято считать, согласно ряда рекомендаций ITU-T (G.902, G.982, G.983, G.992, I.432), следующие:

  • пассивную оптическую сеть с оптическими сетевыми блоками на конце и оптоволокном в дом;
  • сеть доступа с медными линиями и технологиями xDSL (ADSL, HDSL, SHDSL};
  • радиодоступ по схеме «точка-точка» или «точка - много точек».

Рисунок 4.40. Варианты сети доступа

Рисунок 4.40. Варианты сети доступа

Пассивные оптические сети могут быть выполнены по одному из следующих вариантов (рисунок 4.40):

  • оптическое волокно до сетевого окончания абонента FTTH (Fibre to the Home);
  • оптическое волокно до распределительного шкафа, к которому подключены несколько пользователей FTTC (Fibre to the Carb);
  • оптическое волокно до офиса FITO (Fibre to the Office);
  • гибридные решения FTTC - медные линии (коаксиальные, давшие название HFC (Hybrid Fibre Coax), и симметричные витые пары - неэкранированные UTP (Unshielded Twisted Pair) и экранированные STP (Shielded Twisted Pair).

    Е/O - электрооптический преобразователь;
    O/Е - оптоэлектронный преобразователь;
    PON (Passive Optical Network) - пассивная оптическая сеть;
    ES - электрический разветвитель;
    OS - оптический разветвитель;
    АТМ NT - сетевое окончание сети АТМ;
    ONT (Optical Network Termination) - оптическое сетевое окончание

Рисунок 4.41. Пример построения пассивной оптической сети АТМ, совмещенной с сетью телевидения

Рисунок 4.41. Пример построения пассивной оптической сети АТМ, совмещенной с сетью телевидения

Пример интегрированной пассивной оптической сети доступа приведен на рисунке 4.41.

Пример сети на рисунке 4.41 характерен низкой стоимостью подключения пользователей и по этой причине решение PON нашло широкое применение. По некоторым оценкам это решение позволит ежегодно подключать в B-ISDN до 80 000 пользователей в Северной Америке.

Альтернативным или дополняющим решением по доступу в ATM-PON считается xDSL (Digital Subscriber Line) - цифровая абонентская линия на медном кабеле.

Некоторые возможные решения по доступу в АТМ с технологиями xDSL показаны на рисунке 4.42.

Технологии xDSL, пригодные для использования в доступе к сети АТМ подразделяются:

HDSL (High-bit-rate Digital Subscriber Loop) - высокоскоростная цифровая абонентская пиния, обеспечивающая скорость передачи данных до 2,048 Мбит/с по одной, двум, трем парам медных кабелей;
SHDSL (Single Pair Symmetrical DSL) -симметричная высокоскоростная цифровая абонентская линия, работающая по одной паре медного кабеля, обеспечивающая передачу данных на скорости до 2,048 Мбит/с;
ADSL и ADSL-lite (Asymmetric DSL) - асимметричная цифровая абонентская линия и облегченная цифровая абонентская линия, не требующая специального разветвителя, обеспечивают передачу данных разными скоростями от абонентов до 1 Мбит/с и к абонентам до 8 Мбит/с;
VDSL (Very-high-rate DSL) - высокоскоростной DSL - дельнейшее развитие ADSL, которое позволяет перейти к режимам передачи к абоненту по симметричной витой паре до 52 Мбит/с и от абонента до 2,3 Мбит/с.

DSLAM (DSL Access Multiplexer) – мультиплексор доступа технологий DSL;
VBx – широкополосный стандартный интерфейс;
Ш – шлюзовое подключение пользователей (адаптеры)

Рисунок 4.42. Решения по доступу в ATM с технологиями xDSL

Рисунок 4.42. Решения по доступу в ATM с технологиями xDSL

Сочетание xDSL и DSLAM также позволяют строить эффективную систему доступа. Учитывая, что для xDSL решений подходят низкочастотные медные кабели телефонных сетей, при соответствующем подборе пар, эти решения могут быстро внедряться на сети доступа.

Важными элементами сетей доступа с ATM являются широкополосные интерфейсы VBx (х = 1, 2, 3, 4, 5), стандартизированные ITU-T и ETSI в 1994 году.

Беспроводной доступ в ATM сеть (радиодоступ) может рассматриваться также альтернативным решением оптическому проводному. Такие решения предлагают ряд ведущих производителей широкополосного оборудования (Alcatel, BOSCH, Siemens). При этом в режиме тока - точка гарантируется скоростной режим передачи от 2Мбит/с до 52 Мбит/с на расстояние от 5 до 10 км в диапазонах частот 300МГц, 800МГц, 2.5ГГц, 10ГГц, 25 ГГц.

Другим вариантом беспроводного доступа может быть атмосферный лазерный канал, зависящий от погодных условий, по которому можно передавать данные от 2 Мбит/с до 155 Мбит/с, но с ограничением дальности передачи соответственно скоростям от 10 до 1 км.

Контрольные вопросы:

1. Почему в сетях связи появилась необходимость в интеграции услуг?
2. Какие элементы выделяются в топологии цифровой сети ISDN ?
3. Что обозначают эталонные точки ISDN ?
4. С какой целью применяется линейное кодирование 2B1Q в ISDN ?
5. Как устроен цикл 2B+D ?
6. Какие каналы могут быть организованы в ISDN ?
7. Какие услуги обеспечивает сеть ISDN ?
8. Какие элементы входят в структуры эталонных моделей доступа ISDN?
9. Какими уровнями представлена протокольная структура ISDN ?
10. С какой целью используется LAPD в ISDN ?
11. Какие системы сигнализации необходимы для работы ISDN ?
12. Чем отличаются DSS-1 и ОКС 7 ?
13. Как организована нумерация в ISDN ?
14. Почему АТМ используется в качестве основы Ш-ЦСИС ?
15. Чем характеризуется модель В-ISDN на основе АТМ ?
16. Какие функции выполняет физический уровень В-ISDN ?
17. Какие функции выполняет уровень АТМ в В-ISDN ?
18. Какие функции выполняет уровень AAL в В-ISDN ?
19. Чем отличаются AAL1, AAL2, AAL3/4, AAL5 друг от друга ?
20. Что обеспечивает S-AAL ?
21. Какие каналы сигнализации используются в В-ISDN ?
22. Что представляет собой PNNI ?
23. Как организуется адресация в В-ISDN ?
24. Какой смысл имеет маршрутизация в сети АТМ ?
25. Какие услуги обеспечивает В-ISDN ?
26. Какое назначение имеет управление в В-ISDN ?
27. Каким образом может быть организован доступ в В-ISDN ?

Список литературы

1. Руководящий технический материал по проектированию коммутационного оборудования с функциями ОКС№7 и ЦСИО.–М.: ЦНИИС, 1997.
2. Бакалов И. Г. ISDN и FRAME RELAY: технология и практика измерений.–М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 1999.–186 с.
3. Лазарев В. Г. Интеллектуальные цифровые сети. Справочник.–М.: Финансы и статистика, 1996.–224 с.
4. Гольдштейн Б. С. Сигнализация в сетях связи. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1998.–Т.1.
5. Гольдштейн Б. С. Протоколы сети доступа. Т.2.–М.: Радио и связь, 1999.–317 с.
6. ITU-T Recommendation Q.512. Digital Exchanges. Digital Exchange Interfares for Subscriber Access // 02.95.
7. Куперман М. Б., Лясковский Ю. К. Технологии и протоколы территориальных сетей связи // Корпоративные территориальные сети связи. Выпуск 3. Информсвязь, 1997.– с. 13-19.
8. Саммерс Ч., Дюнц Б. Высокоскоростное цифровое соединение с сетью Интернет.–М.: радио и связь, 1998.– 232 с.
9. Баркун М. А., Ходасевич О. Р. Цифровые системы синхронной коммутации.–М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2001.– 187 с.
10. Синепол В. С., Цикин И. А. Системы компьютерной видеоконфе-ренцсвязи.–М.: Мобильные телекоммуникации, 1999.– 166 с.
11. Емельянов Ю. А., Крупнов А. Е., Мамзелев И. А. Сертификация оборудования и услуг связи.–М.: РИКЕЛ, 1999.– 248 с.
12. Руководящий документ отрасли РД 45.123-99. Порядок применения технологии АТМ на ВСС России.–М.: Гостелеком России, 1999.– 83 с.
13. Назаров А. Н., Разживин И. А., Симонов М. В. АТМ: Технические решения создания сетей.–М.: Горячая линия – Телеком. 2001.– 376 с.
14. Буассо М., Деманж М., Мюнье Ж. М. Введение в технологию АТМ.–М.: радио и связь, 1997.- 128 с.
15. Шмалько А. В. Цифровые сети связи. –М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2001.– 283 с.
16. Баклаков И. Г. Технологии измерений первичной сети. Часть 2. Системы синхронизации, В-ISDN, АТМ.–М.:ЭКО-ТРЕНДЗ, 2000.-150с.
17. Фокин В.Г. Основы АТМ.– Новосибирск., СибГУТИ, 2003.– 121 с.

Интегральные и оптические сети







© Банк лекций Siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки. Карта сайта
E-mail: formyneeds@yandex.ru