Вы нашли то, что искали?
Главная Разделы

Добавить страницу в закладки ->
Обязательно посмотрите энциклопедию:

Радиоэлектроника, Схемы радиолюбителям


2.1. Модели транспортных сетей SDH, ATM, ON. Интегральные и оптические сети

Интегральные и оптические сети

2.1. Модели транспортных сетей SDH, ATM, ON

2.1.1. Модель транспортной сети SDH

2.1.2. Модель транспортной сети ATM

2.1.3. Модель оптической транспортной сети OTN (Optical Transport Network)

Развитие сетей связи без надежных транспортных информационных магистралей немыслимо. Основу таких магистралей составляют волоконно-оптические и радиорелейные системы передачи с технологическими решениями SDH, ATM, WDM на волоконно-оптических линиях и SDH, ATM на радиолиниях. Эти магистрали соединяют не только национальные узлы связи, но и международные. Изначально при проектировании таких сетей были решены задачи согласования сетей связи разных операторов. Это достигнуто благодаря международным стандартам.

В стандартах отражены модели транспортных сетей (рисунок 2.1), имеющих уровневую архитектуру. Каждая модель достаточно подробно представлена в соответствующих рекомендациях ITU-T.

Указания на рекомендации приведены в названиях на рисунке 2.1.



2.1.1. Модель транспортной сети SDH

Модель транспортной сети SDH определена рекомендацией G.803 “Архитектура транспортных сетей, основанных на синхронной цифровой иерархии” (06/1997) и базируется на основных положениях рекомендаций G.707 “Интерфейсы сетевых узлов для SDH” (06/1996), G.783 “Характеристики функциональных блоков оборудования SDH” (06/1997) и G.841 “Типы и характеристики архитектур защиты сетей SDH” (07/1995).

Моделью определяются возможности каждого уровня сети. Для понимания этих возможностей необходимо рассмотреть процедуры мультиплексирования и передачи данных в структурах SDH.

Что представляет собой SDH?

По определению ITU-T, SDH – это иерархия цифровых транспортных структур, стандартизированных для транспортировки соответственно адаптированной полезной нагрузки к физическим сетям передачи.

Иерархия SDH представлена в таблице 2.1 синхронными транспортными модулями STM-N (synchronous transport modul, N=0, 1, 4, 16, 64, 256).

Таблица 2.1. Иерархия синхронных транспортных модулей

Уровень STM Скорость передачи ,кбит/с Длительность цикла, мкс
STM - 0 5184 125
STM - 1 155520 125
STM - 4 622080 125
STM - 16 2488320 125
STM - 64 9953280 125
STM - 256 39813120 125

Базовым уровнем принято считать (по определению ITU-T) STM-1, так как скоростные режимы передачи последующих STM-N получены простым умножением на 4, 16, 64, 256. Уровень STM-0, принятый за базовый ANSI для Северной Америки, составляет третью часть STM-1.

SDH позволяет при любой текущей скорости передачи данных, прежде всего плезиохронных (исключая 8,448 Мбит/с), преобразовывать их в данные виртуальных контейнеров, которые, в свою очередь, можно объединять в стандартные форматы (структуры), чтобы формировать STM-N.

Различные контейнеры можно смешивать, что позволяет переносить различные скорости одновременно внутри одной структуры. Рекомендациями ITU-T определена общая схема мультиплексирования SDH (рисунок 2.2), в которой приняты следующие обозначения:

С-n, n=11,12,2,3,4 – контейнер, блок данных, предназначенный для транспортировки через сеть в составе STM-N сигналов со скоростями от 1,5 Мбит/с до 140 Мбит/с.Число n указывает на исходную нагрузку. В европейских стандартах принято переносить данные 2 Мбит/с, 34 Мбит/с, 140 Мбит/с.

Чаще всего применяется контейнер С-12, в который асинхронно распределяются данные по скорости 2048 кбит/с. При этом выполняются операции согласования скоростей контейнера и поступающих данных.

VC-n, n=11, 12, 2, 3, 4 – виртуальный контейнер, это контейнер с определенным маршрутом передачи через сеть. VC-n – это контейнер плюс заголовок маршрута POH (Path Over Head).

Рисунок 2.2. Общая схема мультиплексирования SDH

Рисунок 2.2. Общая схема мультиплексирования SDH

Виртуальные контейнеры нижнего порядка (VC-n, n=1,2) составляются из базовых контейнеров C-n, n=1,2.

Виртуальные контейнеры высокого порядка VC-n (n=3,4) составляются либо из базовых контейнеров (C-n, n=3,4), либо из набора групп блоков, образованных из транспортных блоков TUG (Tributary Unit Groups) вместе с POH. Заголовок тракта верхнего порядка включает также как и заголовок тракта нижнего порядка, информацию о качестве маршрута виртуального контейнера, сигналы служебного назначения и индикацию тревожных состояний.

РОН верхнего порядка включает информацию о составе VC-n нижнего порядка.

TU-n, n=1,2,3 – транспортный блок, включает виртуальный контейнер и указатель (PTR). Он предназначен для адаптации между уровнями маршрута нижнего и верхнего порядков. Значение указателя указывает фазу выравнивания виртуального контейнера по отношению к указателю TU-n. Расположение этого указателя фиксируется по отношению к этому виртуальному контейнеру высокого уровня.

На рисунке 2.3 представлены блоки C-n, VC-n, TU-n на примере C-12, VC-12, TU-12.

Рисунок 2.3. Блоки данных C-12, VC-12, TU-12

Рисунок 2.3. Блоки данных C-12, VC-12, TU-12

TUG-n, n=2 или 3 – группа транспортных блоков, формируемая группой идентичных блоков с виртуальными контейнерами, позволяет конструировать нагрузки со смешанной пропускной способностью.

Формирование этих структур показано на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4. Мультиплексирование TU-12 (TUG-2/TUG-3)

Рисунок 2.4. Мультиплексирование TU-12 (TUG-2/TUG-3)

Распределение TU-12 в TUG-2 и TUG-2 в TUG-3 это фиксированное распределение. Включение TUG-3 предназначено для того, чтобы предоставить структуру для скорости передачи 34,368 Мбит/с или 44,736 Мбит/с. Индикатор нулевого указателя NPI (Null Pointer Indicator) состоит из первых трех байтов первого столбца и вводится для того, чтобы дать возможность различать группы TUG-3, содержащие несколько групп TUG-2, и группы TUG-3, содержащие TU-3. Временной интервал формирования каждого блока – 125 мкс.

Распределение TUG-3 в VC-4 является фиксированным, как показано на рисунке 2.5. Первый столбец VC-4 содержит девять байт трактового заголовка РОН, которые обеспечивают контроль ошибок, маркировку сигнала, информацию о состоянии маршрута и информацию о структуре мультиплексирования VC-4. Второй и третий столбцы – фиксированный заполнитель.

AU-n, n=3 или 4 – административный блок, состоит из виртуального контейнера VC-n (n=3,4) плюс указатель административного блока и обеспечивает адаптацию между маршрутами высокого порядка и уровнем секции мультиплексирования. Значение указателя отмечает фазу выравнивания виртуального контейнера VC-n по отношению к циклу STM-1 (STM-N). Значение указателя фиксируется внутри STM-1.

Рисунок 2.5. Распределение TUG-3 в VC-4

Рисунок 2.5. Распределение TUG-3 в VC-4

На рисунке 2.6 показано распределение VC-4 в STM-1 через AU-4/AUG.

Рисунок 2.6. Распределение VC-4 в STM-1 через AU-4/AUG

Рисунок 2.6. Распределение VC-4 в STM-1 через AU-4/AUG

Адресуемое пространство указателя AU-4 PTR составляет 0-782 триады байтов. AU-4 помещается прямо в AUG, который вместе с секционными заголовками SOH (Section Over Head) формирует STM-1 и STM-N.

Таким образом, рассмотрена структура мультиплексирования SDH. В этой структуре чаще всего применяется путь объединения данных, изображенный на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7. Мультиплексирование данных 2.048 Мбит/с в STM-N

Рисунок 2.7. Мультиплексирование данных 2.048 Мбит/с в STM-N

На рисунках 2.8, 2.9 представлены заголовки РОН VC-12 и VC-3/4 с указанием назначения всех битов в каждом байте.

На рисунках 2.10, 2.11 представлены указатели PTR транспортных TU-12, TU-2, TU-11 и административных AU-3, AU-4 (и TU-3) блоков с указанием назначения битов в байтах.

На рисунке 2.12 отмечено назначение всех байтов и битов секционных заголовков STM-1 (RSOH и MSOH).

Структура цикла STM-N, если N=4,16,64,256, содержит группы административных блоков AUG, например, сигнал STM-4 содержит четыре группы AUG и информацию заголовка секции. Четыре AUG мультиплексируются через байт (побайтно) и имеют фиксированное фазовое соотношение с STM-4.

Пример мультиплексирования цикла STM-4 показан на рисунке 2.13.

Структура SOH STM-4 показана на рисунке 2.14.

В этот заголовок секций входят данные по синхронизации регенераточной секции (А1, А2), сохраняемые для каждого STM-1 внутри STM-N, входят данные служебного обмена на секции STM-4, данные контроля ошибок на секции мультиплексирования STM-4 с сохранением данных секций STM-1, метка качества тактового синхросигнала и служебный обмен на секции STM-4. В поле административных указателей сохраняются значения указателей AU-4.

Аналогично STM-4 строится любая структура STM-N, N=16,64,256.

Рисунок 2.8. Структура трактового заголовка POH VC-12, представленного байтами V5, J2, N2, K4

Рисунок 2.8. Структура трактового заголовка POH VC-12, представленного байтами V5, J2, N2, K4

Рисунок 2.9. Структура трактового заголовка POH VC3/VC4

Рисунок 2.9. Структура трактового заголовка POH VC3/VC4

Рисунок 2.10 Структуры указателей TU2, TU12, TU11

N – биты флага новых данных (1001 или 0110)
S – бит спецификации (00-TU2, 10-TU12, 11-TU11)
I – возрастание величины указателя (PTR)
D – уменьшение величины указателя (PTR)
Адресуемое пространство указателя TU2 0-427
TU12 0-139
TU11 0-103

Рисунок 2.11. Структуры указателей AU-n / TU

Рисунок 2.11. Структуры указателей AU-n / TU

N – биты флага новых данных (1001 или 0110)
S – биты индикации (10 AU4/AU3, TU3)
I – возрастание величины указателя (PTR)
D – уменьшение величины указателя (PTR)
Адресуемое пространство указателя AU3, AU4 0-782 TU3 0-764
Индикатор сцепления нагрузки, переносимой TU3, 1001SS1111111111 AU3, AU4

Рисунок 2.12. Структура секционных заголовков в STM-1

Рисунок 2.12. Структура секционных заголовков в STM-1

Каждый прямоугольник структуры заголовка представляет собой один байт служебного назначения. Скорость передачи каждого байта 64 кбит/с.

A1, A2 – два типа байтов синхронизации STM-1:
A1: 11110110; A2: 00101000;
I0 – маршрут регенерационной секции или номер STM-1 в STM-N;
B1 – контроль ошибок по алгоритму паритета битов BIP-8 на регенерационной секции;
E1, E2 – речевой канал служебной связи;
F1 – канал передачи данных обслуживания регенерационной секции;
D1-D12 – каналы передачи данных сети управления транспортировкой
(D1…D3 192 кбит/с на RSOH, D4…D12 576 кбит/с на MSOH);
B2 – контроль ошибок по алгоритму паритета битов BIP-24 на секции мультиплексирования;
K1, K2 – автоматическое переключение на резервную секцию мультиплексирования;
S1 – статус синхронизма, переносимого битами STM-1 (синхронизм от первичного, вторичного или других источников);

M1 – индикация ошибок секции мультиплексирования от удаленной стороны;
- байты, определяемые физической средой (для радиолиний и медных кабелей);
- байты национального использования;
- нескремблируемые байты первой строки SOH.

Рисунок 2.13. Мультиплексирование STM-4

Рисунок 2.13. Мультиплексирование STM-4

Рисунок 2.14. Заголовок SOH STM-4

Рисунок 2.14. Заголовок SOH STM-4

Рассмотренная схема мультиплексирования SDH полностью отражает модель транспортной сети SDH. При этом необходимо дополнить содержимое физического уровня сведениями о физической среде и передаче в ней. В качестве основной среды передачи STM-N признана среда с одномодовым оптическим кабелем.

Вид линейного сигнала это скремблированный без возвращения к нулю на тактовом интервале (скремблированный – NRZ) – первый всемирный стандарт на передачу сигналов в оптических линиях. Альтернативной средой передачи STM-1 может служить радиорелейная линия или линия с медным коаксиальным кабелем.

На короткие расстояния возможна передача атмосферными оптическими сигналами (менее 1 км). На уровне физическом транспортной сети SDH возможна организация защиты секции мультиплексирования. Для этого в составе MSOH предусмотрены байты управления К1, К2. Разумеется, что для организации защиты требуется другая альтернативная секция мультиплексирования, которая строится параллельно основной рабочей, но с некоторым географическим разнесением.

В завершении краткой характеристики модели транспортной сети SDH необходимо отметить, что сеть SDH, получая информационные данные в виде известных скоростных режимов, формирует из них блоки данных, то есть преобразует последовательную битовую передачу в транспортные блоки. Эти транспортные блоки в виде циклов STM-N также побитно передаются с высокими скоростями в физической среде, однако при этом имеют эффективную защиту от ошибок передачи.



2.1.2. Модель транспортной сети ATM

Модель транспортной сети ATM определена рекомендацией I.326 “Функциональная архитектура транспортных сетей, основанных на ATM” (11/1995) и базируется на основных положениях ряда других рекомендаций: G.805 “Общая функциональная архитектура транспортных сетей” (1995), I.311 “Общие сетевые аспекты B-ISDN” (1993) и другие.

Моделью определяются возможности более эффективного использования ресурсов цифровых транспортных сетей, в частности сетей SDH. Это достижимо благодаря переходу к передаче информационных пакетов (ячеек), формируемых из данных реального трафика при его поступлении. Таким образом, в физической транспортной сети не происходит распределение ресурсов (емкостей) передачи на фиксированной основе за пользователями, как это имеет место в SDH сети. Физический ресурс (емкость) транспортной сети ATM остается общим и предоставляется только на время передачи информации любого вида (речи, видео, данных), то есть несинхронизированно (асинхронно) к переносящей среде. Кроме того, эффективность повышается за счет процедур предварительной обработки данных (процедур исключения избыточности в сигнале), например, сжатия.

Физический уровень модели транспортной сети ATM чаще всего ассоциируется с сетью SDH, поэтому выясним сущность выше расположенных уровней (виртуального канала и виртуального тракта). Для этого необходимо определить, что представляет собой асинхронный режим передачи АТМ.

ATM – это пакетная технология коммутации, мультиплексирования и передачи, использующая пакеты малой и фиксированной длины, которые называются ячейками АТМ. Формат ячейки приведен на рисунке 2.15. В ячейке постоянной длины 53 байта (октета) информация пользователя помещается в 48 байт, а заголовок ячейки, 5 байт, содержит информацию для передачи, мультиплексирования и коммутации в сети. Ячейки, передаваемые очень большими скоростями, например, 155Мбит/с или 622 Мбит/с, обеспечивают сети гибкость и эффективность использования ресурсов.

Рисунок 2.15. Структура ячейки ATM

Рисунок 2.15. Структура ячейки ATM

Технология ATM определена ITU-T как технология с ориентацией на соединение, то есть до передачи ячеек с данными между двумя оконечными узлами должно быть установление соединения. Для этого пользователь информирует сеть с помощью сигнальной системы о требованиях в отношении качества услуг (пиковое или среднее значение скорости передачи или ширины полосы частот).

Сеть с помощью сигнальной системы образует соединение через все промежуточные узлы. Соединение должно соответствовать требованиям пользователя. Если выделенная скорость передачи соответствует пиковой, то ATM не дает никаких преимуществ по сравнению с STM, которая работает с пиковыми значениями. Если выделенная скорость передачи меньше пиковой, то возрастает вероятность возникновения перегрузки сети. Для устранения перегрузок необходимо применение механизмов контроля перегрузок и управления трафиком.

Сеть ATM не только ориентирована на соединения, она может поддерживать передачу данных без установления соединения, то есть дейтаграммный режим. В случае если в сеть ATM не поступает нагрузки, по ней передается непрерывный поток пустых ячеек, которые могут заполнять пространство и между информационными ячейками.

Последовательность принимаемых ячеек в точке назначения одинакова последовательности ячеек, посылаемых от источника. В других пакетных сетях это условие необязательно.

Технология ATM обеспечивает приспосабливание скорости передачи к скорости генерации ячеек, что позволяет рационально использовать емкость сети. Таким образом, при снижении скорости передачи одним источником может быть организована или увеличена скорость передачи другими источниками, то есть мультиплексирование имеет статистический характер.

Такое мультиплексирование ячеек обеспечивает простую интеграцию разной исходной информации по одному каналу (тракту), что является одним из основных достоинств ATM.

Необходимо подчеркнуть и проблемы ATM.

При передаче ячеек наблюдается неравномерность отклонения времени передачи ячеек CDV (Cell Delay Variation). При сборке и разборке ячеек наблюдается отклонение во времени CAD (Cell Assembly/Reassembly Delay).

CDV возникает в очередях ожидания в коммутации и мультиплексорах, в результате чего изменяется интервал между двумя соседними ячейками. CAD появляется потому, что информационные данные записываются временно в память до их упаковки в ячейку. Время ожидания в памяти зависит от скорости генерирования данных.

Однако главный недостаток ATM состоит в том, что должна обеспечиваться значительная избыточность при установлении соединения, даже в случае передачи нескольких ячеек, что эффективнее реализуется в дейтаграммных сетях.

Важно подчеркнуть, что ATM не зависит от реализации физического уровня, то есть ячейки можно передавать внутри STM-N, цикла PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) и другими системами.

Важнейшая функция ATM – коммутация. Она осуществляет:

  • контроль запросов на соединение;
  • контроль перегрузки сети;
  • распределение ресурсов сети между пользователями;
  • контроль трафика сети (пиковой или средней скорости) и другие.

Функции ATM выстроены относительно ячеек ATM. Структуры ячеек и их заголовки приведены на рисунке 2.16.

Обозначения на рисунке 2.16:

GFC, Generic Flow Control – общее управление/контроль потока;
VPI, Virtual Path Identifier – идентификатор виртуального пути;
VCI, Virtual Canal Identifier – идентификатор виртуального канала.

Рисунок 2.16. Ячейки ATM с различными заголовками

Рисунок 2.16. Ячейки ATM с различными заголовками

PTI, Payload Type Identifier – идентификатор типа полезной нагрузки (нагрузка пользователя или сети, наличие или отсутствие перегрузки);

CLP, Cell Loss Priority – управление приоритетом потери ячеек;

HEC, Header Error Control – контроль ошибок в заголовке (исправление одиночных ошибок, синхронизация приемника ячеек).

Вид ячейки зависит от информации в поле данных (48 байт), получаемой от адаптационного устройства. Различают следующие виды ячеек:

  • пустая (свободная) ячейка, выравнивает общий поток ячеек;
  • присвоенная (определенная) ячейка, обеспечивает определенные услуги электросвязи по переносу трафика;
  • исправная ячейка, имеет заголовок без ошибок в физическом уровне;
  • неисправная ячейка, заголовок которой содержит ошибки, которые на физическом уровне не устранены;
  • неприсвоенная ячейка, ячейка уровня ATM, которая не присвоена трафику, но имеет значения VPI и VCI;
  • ячейка сигнализации, переносит информацию сигнального назначения между уровнями сигнализации;
  • ячейка управления, может функционировать отдельно на виртуальный канал и виртуальный путь.

Центром внимания в транспортной сети ATM выступают виртуальный путь и виртуальный канал.

Виртуальный канал – основное понятие, описывающее однонаправленную передачу ячеек ATM.

Заголовок каждой ячейки содержит обозначение в идентификаторах VCI и VPI, которые точно определяют, какому виртуальному каналу и виртуальному пути принадлежит ячейка.

Идентификаторы VCI и VPI используются при коммутации. Именно они обеспечивают уникальный, то есть единственный адрес ячейки в сети транспортировки. Каждый участок сети между коммутаторами содержит в памяти таблиц маршрутизации идентификаторы определенных соединений. Ячейки, проходя через коммутаторы, меняют маршруты и, естественно, заголовки. Для каждого соединения виртуального канала маршрутная таблица формируется в среде установления вызова с помощью сигнальной системы или оператором сети.

Виртуальный путь – общее понятие, описывающее путь каналов (виртуальных каналов) с теми же самыми оконечными пунктами. В отличие от коммутации виртуальных каналов, в узлах, в которых производится коммутация виртуальных путей, значения VCI проходят через узел прозрачно. Виртуальные каналы внутри одного виртуального пути имеют одни и те же VPI.

На рисунке 2.17 представлено для наглядности изображение виртуальных путей и виртуальных каналов.

Рисунок 2.17. Представление виртуальных путей и каналов

Рисунок 2.17. Представление виртуальных путей и каналов

Транспортные сети ATM, построенные на основе виртуальных путей и каналов, могут поддерживать различные конфигурации сетей с различным требуемым числом каналов заданной пропускной способности. Разделение транспортных функций на функции каналов и путей – важная особенность ATM. При установлении соединения из конца в конец, пользователю нужен виртуальный канал. Виртуальные каналы одного пользователя или многих группируются в виртуальные пути. Через сеть соединение коммутируется в нескольких узлах ATM. Некоторые узлы коммутируют виртуальные пути, другие коммутируют пути и каналы.

Общий принцип коммутации ATM показан на рисунке 2.18.

При коммутации каналов и виртуальные пути, и виртуальные каналы заканчиваются в узле, то есть изменяются оба значения VCI и VPI. Если производится коммутация виртуального пути, то в узле заменяются только VPI.

Соединение виртуальных каналов – это последовательность звеньев виртуального канала между двумя точками, в которых происходит обмен содержания ячеек между уровнями ATM.

В соединении виртуального пути в оконечных точках меняются значения VPI. При этом оконечные точки не всегда совпадают с точками коммутации каналов.

Виртуальные пути и каналы являются предметом управления. Для этого в каждом канале и пути организуется передача служебных ячеек функций управления (наблюдения за качеством передачи).

Рисунок 2.18. Общий принцип коммутации в транспортной сети ATM

Рисунок 2.18. Общий принцип коммутации в транспортной сети ATM

При организации управления важнейшими функциями считаются:

  • определение перегрузки коммутаторов и образование очередей на коммутацию;
  • управление потоком трафика в пути и канале;
  • оценка качества передачи информации (по задержкам передачи, по вариациям задержки передачи, по потерянным ячейкам).


2.1.3. Модель оптической транспортной сети OTN (Optical Transport Network)

Возможности построения оптических транспортных сетей рассмотрены в фундаментальных рекомендациях ITU-T G.872 ”Архитектура оптических транспортных сетей”.

Основной целью создания оптических транспортных сетей (OTN) признано резкое увеличение эффективности использования существующих и перспективных волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Это создаст предпосылки по удовлетворению спроса на услуги электросвязи на многие годы вперед. При реальной пропускной способности существующих ВОЛС в десятки Тбит/с (1012 бит/с) фактические скорости передачи не превышают 2,5-10 Гбит/с, что обусловлено физическими ограничениями передачи оптических импульсов. Эти ограничения определяются хроматической и поляризационной дисперсиями в одномодовом кабеле. Реальными путями преодоления этого ограничения признаны методы мультиплексирования оптических сигналов с разделением по длине волны, известные как WDM (Wavelength division multiplexing), и передачей оптических солитонов, то есть специальной формы оптических импульсов, которые за счет большой энергии способны преодолевать уширение, вызываемое дисперсией.

Принятые рекомендации ITU-T и стандарты ANSI, ETSI отражают точку зрения на построение сетей оптической транспортировки на основе WDM. Все необходимые компоненты для создания сетей WDM в настоящее время разработаны. Эти компоненты образуют уровень среды WDM в модели транспортной оптической сети.

Рисунок 2.19. Характеристика затухания одномодового оптического волокна по рекомендации ITU-T G.957 у которого сглажены выбросы затухания (рисунок 2.20) и определены диапазоны использования (таблица 2.2);

Рисунок 2.19. Характеристика затухания одномодового оптического волокна по рекомендации ITU-T G.957 у которого сглажены выбросы затухания (рисунок 2.20) и определены диапазоны использования (таблица 2.2);

Таблица 2.2. Спектральные диапазоны длин волн ITU-T для одномодовых стекловолокон

Обозначение Наименование Диапазон волн, нм
O-диапазон Основной 1260-1360
E Расширенный 1360-1460
S Коротковолновый 1460-1530
C Стандартный 1530-1565
L Длинноволновый 1565-1625
U Сверхдлинноволновый 1625-1675

Обозначение Наименование Диапазон волн, нм
O-диапазон Основной 1260-1360
E Расширенный 1360-1460
S Коротковолновый 1460-1530
C Стандартный 1530-1565
L Длинноволновый 1565-1625
U Сверхдлинноволновый 1625-1675

Рисунок 2.20. Характеристики затухания стекловолокна All Wave с обозначением окон прозрачности, которые преобразованы в диапазоны

Рисунок 2.20. Характеристики затухания стекловолокна All Wave с обозначением окон прозрачности, которые преобразованы в диапазоны

Основными компонентами среды WDM принято считать:

  • стекловолоконный световод, используемый в одномодовом режиме в окнах прозрачности стандартных волокон (согласно G.652, G.653, G.654, G.655) 1280-1360 нм и 1430-1580 нм (рисунок 2.19) и волокно типа All Wave,
  • указанные стекловолокна соответствуют рекомендациям по величине дисперсии в указанных диапазонах (от 3 до 20 пс / ( нм * км ));
  • оптические усилители (полупроводниковые, эрбиевые, рамановские и другие);
  • оптические мультиплексоры и демультиплексоры;
  • оптические переключатели и кроссовые коммутаторы;
  • оптические регенераторы;
  • компенсаторы дисперсионных искажений;
  • оптические эквалайзеры;
  • оптические фильтры, циркуляторы и многие другие компоненты.

В оптической транспортной сети могут быть образованы оптические тракты, которые используются для загрузки информационными сигналами различного происхождения (PDH: E1, E2, E3, E4; SDH: STM-N, VC-4/VC-3, ячейки ATM, пакеты IP и так далее). При этом каждый оптический тракт самостоятелен в организации, кроссовых переключениях, обслуживании (рисунок 2.21).

Рисунок 2.21. Электрические и оптические тракты в транспортной оптической сети

Рисунок 2.21. Электрические и оптические тракты в транспортной оптической сети

Для каждого тракта выделяется отдельная оптическая несущая волна. Распределение волн приведено в рекомендации ITU-T G.692. Частотный интервал между волнами может составлять 1000 ГГц, 600 ГГц, 400 ГГц, 200 ГГц, 100 ГГц, 50 ГГц, 25 ГГц. Оптическая секция мультиплексирования обеспечивает соединение/разделение этих волн. В оптической секции образуется модуль с несущими частотами (n-несущих), который сопровождается сервисным оптическим сигналом. Для обслуживания каждого оптического тракта может быть применен пилот-тон.

На рисунке 2.22 представлен пример организации передачи в одноволновой сети SDH и многоволновой сети WDH.

Рисунок 2.22. Пример трансляции передачи одноволновой и многоволновой сети

Рисунок 2.22. Пример трансляции передачи одноволновой и многоволновой сети

Оптическая секция ретрансляции – это участок между оптическими усилителями многоволновой сети. Пример конфигурации линейного оптического ретранслятора приведен на рисунке 2.23.

Рисунок 2.23. Оптический ретранслятор

Рисунок 2.23. Оптический ретранслятор

При организации волновых трактов оптической сети возможны две разновидности трактов: волновой физический тракт и волновой виртуальный тракт (рисунок 2.24).

Рисунок 2.24. Варианты волновых трактов

Рисунок 2.24. Варианты волновых трактов

На рисунке 2.25 представлены примеры организации сетей с физическими и виртуальными волновыми трактами.

Рисунок 2.25. Примеры организации оптических сетей с различными волновыми трактами

Рисунок 2.25. Примеры организации оптических сетей с различными волновыми трактами

Для преобразования длин волн в узлах оптической сети могут применяться оптические волновые конверторы, в которых нет преобразований оптических сигналов в электрические и транспондеры, которые преобразуют входящие оптические сигналы в электрические и снова в оптические заданной длины волны на выходе.

Узлы кроссовой коммутации могут быть выполнены как на основе быстродействующих оптических коммутаторов, так и с использованием электромеханических, медленных переключателей/маршрутизаторов. Пример построения узла кроссовой коммутации высокого быстродействия приведен на рисунке 2.26. Каждый кроссовый коммутатор оснащается таблицей маршрутизации волновых трактов.

Рисунок 2.26. Кроссовый коммутатор оптической транспортной сети

Рисунок 2.26. Кроссовый коммутатор оптической транспортной сети

Необходимо отметить, что стандарты на оптические транспортные сети находятся в стадии формирования, доработки и проходят проверку в практике. Поэтому рассмотренные в предлагаемом разделе решения не претендуют на обязательность исполнения.

В завершении нужно подчеркнуть, что оптические транспортные сети позволяют перейти от многоуровневых протокольных решений по транспортировке к двухуровневой схеме “нагрузка-транспортировка”, которая может иметь более простое управление, чем многоуровневая многопротокольная архитектура IP/ATM, SDH, ON.

Интегральные и оптические сети






© Банк лекций Siblec.ru
Электронная техника, радиотехника и связь. Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки. Карта сайта

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

E-mail: formyneeds@yandex.ru