Вы нашли то, что искали?
Главная Разделы

Добавить страницу в закладки ->

1.3. Общая архитектура телекоммуникаций. Интегральные и оптические сети

Интегральные и оптические сети

1.3. Общая архитектура телекоммуникаций

1.3.1. Плоскость компонентов

1.3.2. Плоскость систем передачи

1.3.3. Плоскость транспортировки

1.3.4. Плоскость коммутационных услуг

1.3.5. Плоскость доступа

1.3.6. Плоскость пользовательских услуг

Рисунок 1.1.

На рисунке 1.1 представлена общая архитектура телекоммуникаций, подразделенная на плоскости технических решений:

  • компоненты;
  • cистемы передачи;
  • транспортные сети;
  • коммутационные услуги;
  • сети доступа и пользовательские услуги через соответствующие терминалы.

Ниже приведены краткие характеристики указанных плоскостей.



1.3.1. Плоскость компонентов

Эту плоскость можно считать фундаментальной, так как решения для нее во многом определяют возможности технических решений выше лежащих плоскостей.

Современные компоненты для построения телекоммуникационных устройств имеют большую номенклатуру. Условно их можно разделить на электрические и электронные, оптические и программные.

К электрическим и электронным компонентам относятся: металлические кабели и провода; транзисторы и интегральные микросхемы (аналоговые и цифровые) с разной степенью интеграции транзисторов; микропроцессоры; усилители; регенераторы электрических сигналов и многие другие [3].

В настоящее время электронная часть этой базы испытывает новый этап преобразований, связанный с внедрением арсенид-галиевых гетероструктур и уменьшением габаритов отдельных транзисторов до нанометровых размеров (нанотехнологии). Эти преобразования позволяют повысить быстродействие схем, уменьшить габариты устройств и сократить энергопотребление. При реализации схем чаще всего уделяется внимание процедурам параллельных преобразований двоичных данных в векторно-конвеерных структурах.

Оптические компоненты и модули на их основе получили особенно широкое применение за последнее десятилетие в технике телекоммуникаций. Среди оптических компонентов выделяются следующие группы изделий: стекловолоконные световоды с возможностью передачи данных на скоростях от десятков Гигабит в секунду до десятков Терабит в секунду; высокостабильные полупроводниковые лазеры, включаемые в состав передающих оптических модулей; высокочувствительные фотодетекторы (фотодиоды конструкций p-i-n и ЛФД), включаемые в состав приемных оптических модулей; волоконные и полупроводниковые оптические усилители с большими коэффициентами усиления (до 50дБ) и широкой полосой усиливаемых частот (от 5 до 10 ТераГерц); оптические коммутаторы и маршрутизаторы; мультиплексоры (демультиплексоры волновых и временных оптических каналов; компенсаторы искажений оптических сигналов, вызванных хроматической и поляризационной модовой дисперсиями; оптические процессоры на основе фотонных кристаллов и многие другие.

Программные компоненты и модули представляют собой алгоритмическое обеспечение для электрических и оптических устройств, в которых реализуются последовательные или параллельные процедуры обработки сигналов, например, цифровая фильтрация, кроссовая коммутация (переключение), выравнивание фаз цифровых данных при мультиплексировании, функции управления и так далее.

Необходимо подчеркнуть, что развитие компонентной базы определяется достижениями в фундаментальных научных исследованиях физических явлений и исследованиями в области теории информации.



1.3.2. Плоскость систем передачи

В плоскости систем передачи могут рассматриваться аналоговые системы с частотным мультиплексированием каналов, типовыми групповыми трактами и электрическими и радиорелейными линейными трактами. Роль этих систем постепенно снижается в современных сетях связи. Им на смену уже пришли более эффективные цифровые системы передачи плезиохронной и синхронной иерархий с волоконно-оптическими линейными трактами и автоматизированным обслуживанием.

Волоконно-оптические кабели позволяют постоянно совершенствовать передачу информационных данных. Так на смену одноволновой передачи пришли системы с WDM (wavelength division multiplexing – мультиплексирования с разделением длин волн), а электрическое мультиплексирование с разделением по времени дополнилось оптическим мультиплексированием с разделением во времени OTDM (optical time division multiplexing) и оптическим мультиплексированием с кодовым разделением каналов OCDM (optical code division multiplexing).

Применение солитонной передачи может решить проблему дисперсионных искажений, ограничивающих дальность передачи в системах WDM, OTDM, OCDM.

Системы передачи оснащаются средствами эффективного контроля управления, резервирования участков передачи. В структуре систем передачи выделяются оконечные и промежуточные станции, которые объединяются в секции регенерации и усиления, мультиплексирования. При этом каждая секция может иметь встроенные средства обслуживания.

Системы передачи являются составной частью транспортной сети связи [2].



1.3.3. Плоскость транспортировки

Плоскость транспортировки образована комплексом технологических решений по переносу информационных данных в виде аналоговых и цифровых сигналов.

В этот комплекс входят технологии:

  • синхронной цифровой иерархии SDH (synchronous digital hierarchi);
  • асинхронного режима передачи ATM (asynchronous transfer mode);
  • протоколов межсетевого взаимодействия IP (internet protocol);
  • оптических технологий с разделением длин волн WDM (wavelength division multiplexing);
  • синхронной оптической сети SONET (synchronous optical network) – прародительнице SDH.

Все технологические решения по транспортировке имеют проработанную протокольную архитектуру и могут быть увязаны между собой на основе единых интерфейсов, утвержденных в стандартах ANSI, ETSI, ISO и, как правило, базирующихся на рекомендациях ITU-T.

Основным предметом внимания в плоскости транспортировки выступают тракты и каналы, образуемые на основе секций мультиплексирования систем передачи. Плоскость транспортировки, кроме того, предусматривает проработанные решения по автоматизированному созданию, вводу в эксплуатацию, контролю и защите трактов и секций с физическими и виртуальными каналами, создание таблиц маршрутизации трафика, его контроля и управления.

В плоскости транспортировки должны реализовываться принципиальные решения по тактовой сетевой синхронизации и управлению, принятые ITU-T для обеспечения требуемого качества услуг транспортных сетей. Услуги транспортной плоскости напрямую отражаются в плоскость коммутации.



1.3.4. Плоскость коммутационных услуг

Плоскость коммутации обращена непосредственно к потребителям услуг электросвязи.

Эти возможные услуги могут быть представлены средствами коммутации каналов (телефонные коммутаторы), средствами коммутации пакетов данных (коммутации в сетях передачи данных и компьютерных сетях), средствами быстрой коммутации ячеек (пакетов фиксированной длины) в сетях с асинхронным режимом передачи и широким спектром интегрированных услуг, средствами коммутации сообщений.

Реализация возможностей по коммутационной плоскости происходит в основном благодаря средствам сигнализации, например, сигнализации по выделенному каналу (ОКС-7).

Именно плоскость коммутационных услуг является базовой для создания интеллектуальных сетей, баз данных услуг и их доступностью технической и экономической для пользователей. Эффективность функционирования коммутационных узлов определяет нагрузку (трафик) транспортных сетей и их развитие.

На рисунке 1.2 показана взаимосвязь в развитии транспортных сетей и расширения возможных услуг электросвязи за десятилетний период (1997-2007 года).

Рисунок 1.2. Тенденции роста трафика транспортных сетей во всем мире

Рисунок 1.2. Тенденции роста трафика транспортных сетей во всем мире

Однако указанные тенденции только тогда могут иметь уверенный прогноз, когда развиваются сети доступа, соединяющие конкретных потребителей услуг с соответствующими коммутационными узлами.



1.3.5. Плоскость доступа

Одно из самых неразвитых мест современных телекоммуникаций – это доступ терминалов пользователей к узлам предоставления услуг.

Однако в последнее время доступ стал предметом повышенного внимания операторов сетей связи и разработчиков сетевого оборудования. Это связано с ростом потребностей в различных высококачественных услугах. ITU-T разработана общая концепция доступа в рекомендации G.902, которая уже принята к исполнению многими производителями. При этом наблюдаются следующие тенденции развития доступа:

  • удаленный доступ с выносом номерной емкости в зону пользователей;
  • интеграция услуг доступа на основе платформы DSLAM (digital subscriber line access multiplexer – цифровой мультиплексор доступа на основе оборудования асимметричной линии ADSL);
  • создания оптических сетей с гибридным доступом (медные + волоконно-оптические линии);
  • радиодоступ;
  • мультисервисные платформы доступа.

Важнейшим показателем доступа является стоимость одного окончания. Это во многом определяется прямыми затратами на создание физической среды. По этой причине остается актуальным использование на медных низкочастотных кабелях технологий передачи под общим названием DSL (digital subscriber line – цифровая абонентская линия) во всех разновидностях (HDSL, ADSL, VDSL, SDSL и т.д. [2,3]). В таких линиях могут передаваться сигналы на скоростях от десятков кбит/с до десятков Мбит/с (64 кбит/с – 50 Мбит/с) на относительно небольших расстояниях (десятки и сотни метров).

Различным технологиям будет уделено соответствующее внимание в последующих разделах.



1.3.6. Плоскость пользовательских услуг

Плоскость пользовательских услуг отражает все известные и востребованные услуги электросвязи, к которым относятся: телефония с коммутацией каналов и IP-телефония; видеосвязь; видеоконференции; электронная почта; радиовещание; телевидение; телепутешествия и так далее. Для реализации услуг необходимы различные терминалы для пользователей. Это и обычные телефонные аппараты, и теле- и радиоприемники, терминалы сетевых подключений ISDN (цифровых сетей с интеграцией услуг) и так далее [1].

Услуги и терминальное оборудование также являются предметом внимания организаций по стандартизации, производителей аппаратуры и операторов сетей.

Востребованность, количество и качество услуг электросвязи и платежеспособность пользователей определяют смысл существования всей архитектуры телекоммуникаций.

Контрольные вопросы и задания:

1. Что представляет собой ВСС?
2. Какие виды первичных сетей определены?
3. Чем отличается вторичная сеть от первичной?
4. Чем отличается сеть общего пользования от корпоративной сети?
5. Что общего между транспортной сетью и сетью доступа?
6. Какое назначение имеют сети синхронизации и управления?
7. Какие организации разрабатывают и принимают международные стандарты в области телекоммуникаций?
8. Из каких плоскостей состоит общая архитектура телекоммуникаций?
9. Какие функции определены для плоскости пользовательских услуг?
10. Проведите анализ взаимосвязи плоскости пользовательских услуг с другими плоскостями архитектуры телекоммуникаций.

Список литературы:

1. Основные положения развития Взаимосвязанной сети связи Российской Федерации на перспективу до 2005года. Руководящий документ. - М.: ЦНИИС, 1995.

2. Шмалько А.В. Цифровые сети связи: основы планирования и построения. – М.: ЭКО-Трендз, 2001.- 283с.

3. Уайндер С. Справочник по технологиям и средствам связи. Перевод с англ. – М.: Мир, 2000.- 429с.

Интегральные и оптические сети





Добавить страницу в закладки ->
© Банк лекций Siblec.ru
Электронная техника, радиотехника и связь. Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные и гуманитарные науки.

Новосибирск, Екатеринбург, Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Чебоксары.

E-mail: formyneeds@yandex.ru