2.7.1. Схемная реализация и характеристики синхронных мультиплексоров
2.7.1.1. Реализация мультиплексоров STM-1
2.7.2. Обзор аппаратной реализации оборудования сетей SDH
2.7.2.1. Технические характеристики оборудования
2.7.2.2. Новые технологические решения
2.7.2.3. Номенклатура аппаратуры SDH компаний-производителей
2.7.1. Схемная реализация и характеристики синхронных мультиплексоров
Синхронные мультиплексоры разрабатываются различными зарубежными компаниями и имеют определенные различия характеристик и возможностей, однако в силу высокого уровня стандартизации технологии SDH они в значительной степени унифицированы по основным параметрам. Чтобы понять их внутреннюю структуру, ниже для примера рассмотрены блок-схемы трех мультиплексоров различных уровней: STM-1 (компании Model), STM-4 (компании GPT) и уровней STM-4/16 (компании Alcatel). Приведенные спецификации соответствуют, как правило, спецификациям, указанным в фирменной документации.
2.7.1.1. Реализация мультиплексоров STM-1
Структурная схема мультиплексора STM-1 типа TN-1X компании Nortel (Northern Telecom) приведена на рис.2-41. Мультиплексор смонтирован на стойке и состоит из следующих основных блоков [48]:
- четырех грибных интерфейсных блоков TIU с 16 электрическими портами 2 Мбит/с для ввода/вывода до 63 входных потоков;
- двух (основного и резервного) менеджеров полезной нагрузки - устройств для формирования и управления полезной нагрузкой (различные типы полезной нагрузки в виде VC-n, TU-n, TUG-2, TUG-3 см. выше). Он, например, управляет операциями ввода/вывода каналов доступа (трибов), мультиплексированием и внутренней коммутацией потоков, производит сортировку (grooming) на уровне трибных блоков TU-n, формирует полезную нагрузку до уровня агрегатных блоков AU-n и передает ее на интерфейсы агрегатных блоков;
- двух оптических или электрических агрегатных блоков AU А и В с выходными портами 155 Мбит/с (STM-1) "восток" и "запад" для формирования выходных потоков;
- двух (основного и резервного) блоков питания (на схеме не показаны);
- одного контроллера и локальной панели оператора (на схеме не показаны).
Он также обеспечивает мультиплексирование до шестидесяти трех входных потоков 2 Мбит/с, подаваемых на входные порты трибных интерфейсных блоков, в один или два потока по 155 Мбит/с, формируемых на выходе электрических или оптических агрегатных блоков.
TN-1X может быть использован (сконфигурирован) для работы в качестве:
- терминального мультиплексора ТМ с двумя агрегатными блоками, используемыми в режиме "основной/резервный" для создания защиты типа 1+1 агрегатных портов;
- мультиплексора ввода/вывода с двумя агрегатными блоками (портами "восток" - "запад") для работы в сетях с топологией "кольца" и защитой типа 1+1, создаваемой при организации двойного кольца со встречными потоками (рис. 2-33), или "последовательной линейной цепи" (рис. 2-29);
- мультиплексора ввода/вывода с одним агрегатным блоком для работы в качестве ТМ без защиты в сетях с топологией "точка - точка" или в сетях с топологией "последовательная линейная цепь".
Мультиплексор и его блоки имеют следующие характеристики:
Интерфейсные входы и выходы трибов:
- скорость передачи данных на входе - 2048 кбит/с;
- линейный код - HDB3;
- входной импеданс - 75 Ом (коаксиальный вход), 120 Ом (симметричный вход);
- амплитуда импульса на выходе - ±2.37 В (75 Ом) и ±3.0 В (120 Ом);
- номинальная длительность импульса - 244 не;
- максимально допустимые потери в кабеле - 6 дБ;
- максимально допустимые потери на отражение на входе/выходе - 18/8 дБ;
- соответствие стандартам - ITU-T Rec. G.703.
Оптические входы и выходы агрегатных блоков:
- выходная мощность - 1 мВт;
- чувствительность приемника - -34 дБ (при коэффициенте ошибок 10~10);
- максимально допустимые потери на секцию - 28 дБ;
- длина волны - 1310 нм;
- тип волокна оптического кабеля - одномодовый;
- соответствие стандартам - ITU-T Rec. G.957 (для STM-1).
Электрические входы и выходы агрегатных блоков:
- линейный код - CMI;
- входной импеданс - 75 Ом;
- максимально допустимые потери на отражение на входе/выходе - 15 дБ;
- максимально допустимые потери в кабеле на входе - 12.7 дБ;
- амплитуда выходного импульса - 1.0 В;
- соответствие стандартам - ITU-T Rec. G.703.
2.7.1.2. Реализация мультиплексоров STM-4
Структурная схема мультиплексора STM-4 типа SMA-4 компании GPT приведена на рис.2-42. Мультиплексор смонтирован на двойной стандартной стойке (980x450x280 мм) и состоит из следующих основных блоков:
- трибных блоков с набором электрических портов для приема входных потоков различной скорости (от 1.5 и 2 до 140 и 155 Мбит/с);
- двух пар (основной и резервной) мультиплексоров и коммутаторов для мультиплексирования, локальной коммутации и управления потоками;
- двух оптических агрегатных блоков с выходными портами 622 Мбит/с (STM-4) "восток" и "запад" для формирования выходных потоков;
- двух (основного и резервного) блоков питания (на схеме не показаны);
- интерфейсами контроля и управления, служебным каналом.
Он обеспечивает мультиплексирование различных входных потоков, подаваемых на входные электрические порты трибных интерфейсов: до 252 или 504 потоков 1.5 Мбит/с или 2 Мбит/с, или до 12 или 24 потоков 34 Мбит/с или 45 Мбит/с, или до 4 или 8 потоков 140 Мбит/с, или до 6 или 12 частично заполненных потоков 155 Мбит/с (при суммарном потоке не выше 252 или 504 потоков 2 Мбит/с) а один или два потока 622 Мбит/с, формируемых на выходе оптических агрегатных блоков.
SMA-4 может быть использован (сконфигурирован) для работы в качестве:
- терминального мультиплексора (ТМ) с двумя агрегатными блоками, используемыми в режиме: "основной/резервный" - для создания защиты типа 1 + 1 агрегатных портов для схемы "точка-точка" или защиты типа 1:п для потоков 1.5 или 2 Мбит/с, осуществляемой блоком резервирования трибов (рис. 2-42) при наличии соответствующего резерва входных портов;
- мультиплексора ввода/вывода с двумя агрегатными блоками (портами "восток" - "запад") для работы в сетях с топологией "кольцо" и защитой типа 1+1, создаваемой при организации двойного кольца со встречными потоками (рис. 2-33), или с топологией "последовательная линейная цепь" по схеме на рис. 2-29;
- мультиплексора ввода/вывода с одним агрегатным блоком для работы в качестве ТМ без защиты в сетях с топологией "точка - точка" или в сетях с топологией "последовательная линейная цепь";
- оптического концентратора (хаба) для осуществления функций консолидации и сортировки в качестве центрального узла в топологии "звезда", на вход которого подаются потоки STM-1 (до 12 частично заполненных STM-1 потоков могут консолидироваться на уровне VC-12 в один или два STM-1 или STM-4 потока);
- небольшого коммутатора, функционирующего самостоятельно или способного объединить до четырех колец 622 Мбит/с.
Мультиплексор и его блоки имеют следующие характеристики:
Интерфейсные входы и выходы трибов:
- скорость передачи данных на входе - 1.5, 2, 34, 45 и 140 Мбит/с, по стандарту - ITU-T Вес. G.703 или 155 и 622 Мбит/с по стандарту ITU-T Rec. G.709 [18];
- входной импеданс - 75 Ом (коаксиальный вход) – для 1.5 – 140 Мбит/с, 120 Ом (симметричный вход) - для 1.5 и 2 Мбит/с.
Оптические входы и выходы трибов и агрегатных блоков:
- длина волны - 1310 нм - для коротких и средних оптических секций, 1550 нм - для длинных секций;
- максимально допустимые потери на секцию:
- STM-4 - 12/12/24 дБ - для коротких, средних и длинных секций при 1310 нм и 24 дБ - для длинных секций при 1550 нм;
- STM-1 - 18/18/28 дБ - для коротких, средних и длинных секций при 1310 нм и 28 дБ - "для длинных секций при 1550 нм;
- тип волокна оптического кабеля - одномодовый;
- оптические соединители - FC, PC или DIN;
- соответствие стандартам - ITU-T Rec. G.709 [18] и ITU-T Rec. G.957 [24].
Электрические входы и выходы блоков с STM-1:
- линейный код - CMI;
- входной импеданс - 75 Ом;
- соответствие стандартам - ITU-T Rec. G.703 [14].
Одной из особенностей мультиплексоров SMA-4 является развитая система защиты, реализуемая путем резервирования различного типа:
- типа 1:1 - для любой пары портов и агрегатных блоков;
- типа 1:п, где n ? 8, для 2 Мбит/с трибов;
- дублирование блоков коммутатора, контроллера мультиплексора, связи и питания;
- использование обеих ветвей "восток" - "запад" с выбором лучшего по качеству сигнала, получаемого приемным блоком, для автоматической защиты трибных блоков;
- автоматическое переключение на обходной путь основного потока (4xVC-4) в случае неисправности мультиплексора.
Другой особенностью является преемственность: SMA-4, являясь членом семейства мультиплексоров для уровней STM-1, STM-4 и STM-16, путем простой замены блоков может быть модифицирован в SMA-16 для работы на скорости 2.5 Гбит/с.
2.7.1.3. Реализация мультиплексоров STM-4/16
Рассмотрим еще один пример мультиплексора уровня STM-4, позволяющего производить его модификацию до уровня STM-16. Это мультиплексор ввода-вывода 1651 SM компании Alcatel. На рис.2-43 приведена его структурная - схема, которая выглядит компактной и модульной [57].
Мультиплексор 1651 SM может быть использован для работы в качестве:
- линейного терминального (одинарного или двойного) мультиплексора с двумя агрегатными блоками, используемыми в режиме "основной/резервный" для создания защиты типа 1 + 1 агрегатных портов;
- мультиплексора ввода/вывода с двумя или четырьмя агрегатными блоками (портами "восток" - "запад") для работы в сетях с топологией обычного или сдвоенного кольца и в линейной цепи с защитой типа 1 + 1 или без защиты;
- линейного регенератора, работающего по схемам с защитой 1 + 1 или без нее;
- концентратора (хаба) для осуществления функций центрального узла в топологии "звезда";
- коммутатора, функционирующего в рамках мультиплексора и самостоятельно с максимальной емкостью до 16 STM-1 портов.
Мультиплексор и его блоки имеют следующие характеристики: Трибные интерфейсы:
- скорость передачи данных на входе - 2, 34, 45 и 140 или 155 Мбит/с (электрические) или 155 Мбит/с (оптический);
- входной импеданс - 75 Ом (коаксиальный вход) - для всех трибов, 120 Ом (симметричный вход) - для 2 Мбит/с.
Оптические входы агрегатных блоков:
- 622 Мбит/с (STM-4) и 2488 Мбит/с (STM-16);
Оптические интерфейсы (табл.2-1):
- для STM-1: S-1.1, L-1.1, L-1.2;
- для STM-4: S-4.1, L-4.1, L-4.2, L-4.1 JE, L-4.2 JE;
- для STM-16: S-16.1, L-16.1, L-16.2, L-16.2 JE;
- оптические соединители - FC, PC;
- соответствие стандартам - ITU-T Rес. G.709 [18], Rec. G.957 [24], Rec. G.958 [25].
Особенности режимов ввода/вывода и возможности кросс-коммутации:
максимальное число трибов. коммутируемых без блокировки:
- 8 - для трибов 140 Мбит/с и 155 Мбит/с;
- 24 - для грибов 34 Мбит/с или 45 Мбит/с;
- 63 - для грибов 2 Мбит/с.
дополнительное число коммутируемых 2 Мбит/с трибных портов ввода/вывода:
- 189 на каждую полку (кассету) типа 1641SM-D, установленную на стойке, типы кросс-коммутации:
- на уровне виртуальных контейнеров VC-4:
- линия-линия (агрегатный блок-агрегатный блок) - сквозная кросс-коммутация;
- линия-триб - внутренняя кросс-коммутация;
- триб-триб - локальная кросс-коммутация.
- на уровне виртуальных контейнеров VC-3 и VC-12:
- 8 VC-4 эквивалентов в режиме обхода узла - байпасная кросс-коммутация;
- 8 VC-4 эквивалентов в режимах сквозной, внутренней и локальной кросс-коммутации.
Особенности режимов защиты:
защита сети:
- типа 1 + 1, 1:1 - для мультиплексных секций любого вида линейной сети (на уровне агрегатных блоков и SDH трибов);
- защита маршрута (тракта) линейной сети в целом;
- типа самовосстанавливающегося двунаправленного двухволоконного кольца с выбором лучшего по качеству сигнала, получаемого приемным блоком;
- типа самовосстанавливающихся взаимодействующих колец со сдвоенными узлами.
защита оборудования:
- типа 1+1 - для любого общего блока (коммутатора, контроллера мультиплексора, связи и блоков питания и др.);
- типа 1+N, где N = 3 - для трибов 2 Мбит/с;
- типа 1+1, 1+N - для других типов трибов.
Особенности системы управления:
интерфейсы систем управления:
- Qx, Qвз, Qecc - Q-интерфейсы - для доступа по сети Ethernet типа 10BASE2 на уровне менеджера сети NM в соответствии с стандартами ITU-T Rec. G.773 [89], Rес. G.784 [23];
- RS-232 (разъем DB-9) - для модемного доступа (9600 бит/с) к NM через крафт-терминал СТ;
- Е1/Е2 - для доступа по служебным цифровым каналам EOW (DTMF с внутриполосной сигнализацией);
- G.703 (сонаправленный интерфейс) - для организации служебных (DSO) каналов данных 3x64 или 6x64 кбит/с;
- G.703 (G.704, G.736) - для организации служебных (Е1) каналов данных 4x2 Мбит/с;
- V.11 - разнонаправленный интерфейс - для организации служебных каналов передачи данных (3x9600 бит/с).
управление передачей данных:
- SОН (байты D1-D3 и D-4-D-12) - для управления регенераторами на уровне NM;
- 8 входов/7 выходов - для осуществления операций тестирования и сбора данных.
оперативное управление:
- дистанционный сбор учетных (инвентарных) данных на уровне интерфейсных карт;
- загрузка программного обеспечения без прерывания трафика;
- контроль ошибок и параметров настройки в соответствии со стандартами ITU-T Rec. G.784 [23], G.826 [75].
Синхронизация:
внутренняя:
- +/- 4.6*10-6 с дрейфом не хуже 0.37x10-6 в день;
внешняя:
- 2048 кГц в соответствии с G.703.10 (импеданс: 120 Ом - симметричное подключение и 75 Ом - коаксиальный кабель);
- трибы 2 Мбит/с;
- линейный сигнал STM-N.
выходы:
- 2048 кГц (импеданс: 120 Ом - симметричное подключение и 75 Ом - коаксиальный кабель) в соответствии с ITU-T Rec. G.703.10.
Выбор типа синхронизации осуществляется в соответствии с установленными приоритетами или по алгоритму, использующему сообщения о статусе синхронизации SSM.
Особенностью мультиплексора является его преемственность: SMA-4, являясь членом семейства мультиплексоров для STM-1, STM-4 и STM-16, может использовать интерфейсные карты STM-1, а также путем простой замены блоков может быть модифицирован в компактный вариант мультиплексора SMA-16 для работы на скорости 2.5 Гбит/с путем установки 2 агрегатных карт STM-16. Такой вариант мультиплексора с возможностью ввода-вывода потоков 2 Мбит/с соответствует модели 1661 SM-C. Другой особенностью является наличие специального входа системы синхронизации, на который подается радиосигнал с глобальной системы определения местоположения GPS, позволяющий подстраивать источник синхронизации по мировому скоординированному времени UCT (см. п.3.4.3).
Схема размещения интерфейсных карт и модулей в корпусе полки, устанавливаемой на стойке S9 (Alcatel), соответствующей стандартной стойке ETS300119, приведена на рис.2-44. Таких полок в стойке может быть две. Блоки используют печатную плату европейского стандарта (233x220 мм). Верхняя часть полки используется для панели межсоединений (интерфейсы кабельной связи). Средняя часть полки (верхняя кассета) имеет 16 слотов (разъемов): 3 (SW1-4, SW1-10, SW6-9) - для коммутации интерфейсных карт, 10 - для трибных интерфейсных карт, два матричных коммутатора (стопроцентное резервирование), один блок питания. Нижняя часть полки (нижняя кассета) имеет 10 слотов: 4 (WA, ЕВ, ЕА, WB) линейных агрегатных блока и два таймера (для всех стопроцентное резервирование), два блока питания (резервирование 50% с учетом блока на верхней кассете), один контроллер и один блок для внешних подключений (AUX).
Рис-2-44. Схема размещения интерфейсных карт и модулей на стандартной стойке
2.7.2. Обзор аппаратной реализации оборудования сетей SDH
В предыдущих параграфах 2.7.1 - 2.7.2 были приведены функциональные блоки и описана архитектура сетей SDH. Указанные в них примеры реализации мультиплексоров уровня STM-1,4 дают, в целом, представление о структуре и характере используемых в мультиплексорах блоках. Вместе с тем интересно провести обзор аппаратурной реализации функциональных блоков SDH сетей, производимых не только компаниями Nortel, GPT и Alcatel, но и другими компаниями, оперирующими на российском рынке. Этот материал как нам кажется, будет интересен не только проектировщикам сетей, но и всем, вовлеченным в процесс принятия решений о закупке SDH оборудования. Это естественно, т.к. всегда хочется иметь информацию об оборудовании всех возможных его поставщиков, чтобы оценить все его многообразие, а также возможные различия его характеристик. Для помощи в этом в обзоре приводятся данные, собранные у различных фирм-поставщиков.
На рынке SDH можно выделить группу из 12 наиболее крупных поставщиков оборудования SDH, а именно: Siemens, GPT, Alcatel (Aicatel N.V.), AT&T (новое имя части компании, занимающейся производством оборудования SDH - Lucent Technologies), LME (Ericson), PKI (Philips Kommunications Industrie - компания продала свой SDH бизнес), NEC, Nortel (новое название компании Northern Telecom), ECI, Nokia, Marconi и Fujitsu. Практически все они, за исключением, быть может, двух последних, представлены на Российском рынке. Этот рынок в последнее время становится все более насыщенным оборудованием SDH различного класса. Это связано с разнообразием и масштабностью осуществляемых совместно с этими компаниями проектов, в которых оперируют уже сотнями комплектов оборудования SDH. Достаточно привести пример радиорелейной линии Москва-Хабаровск, использующей технологию SDH (режим многоканальной (6+2) передачи потоков STM-1), торжественно открытой 14 марта 1996г., на которой установлено несколько сот мультиплексоров компании Siemens, связанных радиорелейными станциями Siemens и NEC.
Все разнообразие этого оборудования можно представить в виде пяти групп:
- синхронные мультиплексоры - SMUX или SM;
- оборудование линейных трактов - SL;
- синхронные кросс-коммутаторы - SXC;
- синхронные радиорелейные линии (РРЛ) - SR;
- системы управления оборудованием SDH.
Подробное рассмотрение всех типов оборудования задача большая и трудоемкая, учитывая, что не все указанные выше компании публикуют или готовы предоставить нужную информацию. В нашем обзоре представлены компании, материалами которых располагает автор: Siemens, GPT, Alcatel, AT&T, Philips, NEC, Nokia, Nortel и ECI.
Из указанного оборудования наиболее широко используются синхронные мультиплексоры, которые, как было указано выше, применяются и в линейных трактах, и как кросс-коммутаторы, поэтому мы и ограничимся, в основном, их рассмотрением. Другое оборудование, выпускаемое указанными компаниями, будет кратко перечислено в номенклатурных списках оборудования. Все характеристики и параметры оборудования приведены в большинстве случаев так, как они представлены в проспектах компаний.
2.7.2.1. Технические характеристики оборудования
Основные характеристики мультиплексного оборудования сведены в таблицу 2-2 отдельно для синхронных мультиплексоров различных уровней SDH - STM-1, STM-4 и STM-16. В верхней части таблицы указан ряд параметров мультиплексного оборудования, тогда как в нижней части таблицы указаны другие общие для всех мультиплексоров характеристики, относящиеся к системам управления элементами сети и сетью в целом.
Некоторые из этих характеристик требуют комментариев.
Каналы доступа грибных интерфейсных карт. Для трибов PDH стандартный набор каналов 2, 34, 140 Мбит/с соответствует европейской иерархии (ЕС), но не включает 8 Мбит/с (см. 2.2.4). Ряд мультиплексоров имеют трибы 1.5 и 45 Мбит/с {или 6 Мбит/с - оговариваемая опция) для совместимости с американской иерархией (АС). Для мультиплексоров уровня STM-1 SDH триб может быть электрическим или оптическим, для уровней STM-4,16 используются только оптические SDH трибы. Наличие таких трибов позволяет использовать мультиплексоры в качестве регенераторов в линейных трактах SDH, а также в схемах соединения колец разного уровня (рис.2-36).
Число портов на грибной интерфейсной карте. До недавнего времени для трибов 2 Мбит/с на карте имелось обычно 16 портов, что требовало, например, 4 карты (16x4=64 потенциально возможных каналов) для максимального использования возможностей мультиплексоров уровня STM-1 по обработке каналов 2 Мбит/с (63 канала). Современное оборудование позволяет иметь 21 порт на карте, что дает возможность использовать только 3 карты для обработки того же потока (63 канала), экономя 1 слот для других трибов или для увеличения числа максимально обрабатываемых каналов 2 Мбит/с (STM-4,16). Обычное число портов для других трибов: 3 - для 34 или 45 Мбит/с и 1 - для 140 или 155 Мбит/с.
Число грибных интерфейсных карт и тип защищенного режима по входу. В первой позиции, в скобках даны числа основных и резервных карт, причем число резервных карт должно соответствовать схеме защиты трибов, приведенной во второй, из указанных, позиций. Например, если в типе защищенного режима по входу указано "1:4", то для защиты 4-х карт используется только одна резервная карта (резервирование 25%), если указано "1:3", то на три основных используется одна резервная карта (резервирование 33%), если "1:1", то резервирование 100% на уровне трибов.
Максимальная нагрузка на мультиплексор (в защищенном режиме). Данная характеристика указывает максимальное число обслуживаемых каналов по каждому типу триба в отдельности. Эта характеристика, как правило, связана с возможностями кросс-коммутации и системы управления.
Тип локальной коммутации каналов доступа. Здесь указаны три возможных варианта: триб-линия (т-л), триб-триб (т-т) и линия-линия (л-л) (рис.2-22, 2-23).
Возможности неблокируемой кросс-коммутации. Эта возможность обычно характеризуется эквивалентным числом коммутируемых потоков STM-N, или потоков 2 Мбит/с, или же дается в виде уровня коммутируемых виртуальных контейнеров. Обычно она согласуется с максимальной нагрузкой на мультиплексор и характеризует возможности кросс-коммутации самого мультиплексора. Однако при блочном построении мультиплексора, характерного для современных систем, она может характеризовать возможности матрицы кросс-коммутатора как блока. Как правило возможности кросс-коммутации в два (а для мультиплексоров, допускающих переход на следующий уровень иерархии и в четыре) раза выше максимально-возможного числа коммутируемых каналов 2 Мбит/с: для мультиплексоров STM-1 -126 (2x63) каналов, для STM-4/16 - 504 (2x4x63) или 1008 (4x4x63) каналов.
Варианты использования оборудования. Приведенные мультиплексоры могут быть, как известно, сконфигурированы для использования в различных вариантах. Они могут быть терминальными мультиплексорами (ТМ), концентраторами (Н), регенераторами (R), мультиплексорами ввода/вывода (ADM), используемыми, в свою очередь, в линейных трактах (л) или в топологии "кольцо" (к). Некоторые разработки мультиплексоров уровня STM-16, могут использоваться только в вариантах ТМ и R или не могут быть использованы в топологии типа "кольцо".
Размеры компактных блоков в стойке. Это обычно размеры полок с однорядными или же двухрядными "кассетами", устанавливаемых на полку в стойку для компактных модификаций (индекс "С") мультиплексоров, или же блоков, вставляемых в слоты кассеты (см. например, рис.2-44, а также ниже пункт "Тип стойки и номенклатура блоков").
PC интерфейс F. Интерфейс F (см. гл. 4) используется для подключения локального терминала доступа оператора, в качестве которого обычно используется обычный или портативный (блокнотного типа) PC. С его помощью можно осуществлять функции контроля текущего состояния и анализа потока аварийной сигнализации или контроля/управления конфигурацией синхронного мультиплексора. Для подключения к мультиплексору обычно используется модемный канал, использующий последовательный порт с интерфейсом V.24/RS-232C и скоростью передачи 9.6 кбит/с или 19.2 кбит/с.
LAN интерфейсы. Эти интерфейсы используются в центре управления для связи мультиплексоров с элемент менеджером ЕМ (ЭМ) системы управления сетью NMS. Эта связь осуществляется по локальной сети Ethernet (10 Мбит/с) или сети с коммутацией пакетов Х.25, через так называемый Q-интерфейс (общее обозначение Qх (QB2, QB3, Q3 - версии интерфейса, поддерживающие различные стеки протоколов, см. 3.3.4) - для центральных (непосредственно связанных с LAN) мультиплексоров и QECC - для удаленных мультиплексоров, использующих встроенный канал управления ЕСС, реализуемый при использовании байтов D4-D12 секционного заголовка SОН (см. гл. 4). Если нет более конкретных данных, то указываются соответствующие рекомендации ITU-T, которым по данным разработчика удовлетворяет указанный интерфейс.
Служебные каналы. Служебные каналы (см. гл. 4) организуются путем использования соответствующих байтов секционного заголовка ЗОН. Формально могут быть использованы байты D1-D12, Е1-Е2, Z1-Z2 и другие резервные байты. Каждый байт, используемый для этой цели, эквивалентен, как известно, формированию канала 64 кбит/с (учитывая частоту повторения фрейма 8000 Гц). Обычно для этой цели используются либо байты D4-D12, позволяющие сформировать до 4-х каналов общей пропускной способностью не выше 576 кбит/с с интерфейсом V. 11, конфигурируемых по требуемой пропускной способности на 64, 192, 256, 512 или 576 кбит/с, либо байты Е1-Е2, позволяющие сформировать два служебных аналоговых канала с двухпроводным интерфейсом и возможностью подключения обычных телефонных аппаратов. Кроме того возможно формирование до 4-х каналов с интерфейсом G.703, конфигурируемых на 64 кбит/с или 2 Мбит/с. Весь этот набор возможных каналов помечен в таблице как блок доступа к заголовку ОНА с указанием на компанию - производителя оборудования (например, блок ОНА-АТ&Т - блок доступа к заголовку компании AT&T), учитывая различия в конкретной реализации этих блоков.
Максимальное число мультиплексоров, управляемых ЕМ. Обычно это число не публикуется в проспектах, но является важной эксплуатационной характеристикой. Оно зависит от многих факторов, в том числе от емкости оперативной памяти PC системы управления и допустимого объема базы данных оборудования, создаваемой ЕМ.
Тип используемой синхронизации. Учитывая важность синхронизации для синхронных сетей SDH мультиплексоры имеют различные дублирующие источники синхронизации. Обычно используются четыре типа источников сигнала синхронизации:
- внутренний таймер (в.т.), в качестве которого используется внутренний генератор синхросигнала 2048 кГц;
- сетевой таймер (с.т.), в качестве которого используется внешний генератор синхросигнала 2048 кГц;
- сигнал трибного интерфейсного блока (т.е.), в качестве которого обычно используется сигнал с триба 2048 кбит/с;
- линейный сигнал (л.с.), в качестве которого может использоваться сигнал с любого SIU (любой STM-N).
Тип стойки и блоков. Стойка, как отмечалось выше, обычно имеет одну или две полки для размещения компактных блоков или кассет с оборудованием типа сменных блоков, вставляемых в слоты. Размеры стоек, как правило, стандартизованы, хотя число используемых типоразмеров все же достаточно велико, так как только для ETSI, как отмечается ниже, существует три возможных типоразмера по ширине и как минимум два по высоте. У американских производителей их даже больше.
Если SDH оборудование выпускается со стойками европейского стандарта ETSI (например, стойка ETS300119 - 19 дюймов), то размеры стойки: 2200x600x30Омм (Высота х Ширина х Глубина), если северо-американского - то ширина как правило 17 или 19 дюймов (эквивалент IEC-297). Блоки делятся на две части. Верхняя часть (иногда, но реже, это нижняя часть) представляет собой специальную область интерфейсов связи, где размещены внешние интерфейсные карты. Нижняя часть (иногда, но реже, верхняя) с одной или двумя полками (однорядная или двухрядная) служит для размещения сменных блоков. В таблице приведены, как правило, данные для однорядной конструкции стандарта ETSI. Конструкция мультиплексоров блочная, причем все сменные блоки осуществляют взаимодействие через внутреннюю шину. Сменные блоки делятся обычно на 5 категорий (здесь за основу взято деление блоков в аппаратуре компаний Philips, Nortel, Lucent Technologies):
- синхронные интерфейсные блоки (или блоки линейных или агрегатных выходов) SIU;
- трибные интерфейсные блоки TIU;
- центральные блоки CCU, BSD, MCU;
- коммутирующие и согласующие блоки BBU, CMU, PPU;
- специализированные блоки, например, блок доступа к секционному заголовку OAU. Обычно в комплекте со сменными блоками используются 5 типов интерфейсных карт:
- карта SCI для связи каналов данных с блоками SIU и проведения тестирования;
- карты TCI, используемые как внешний интерфейс между каналами доступа (трибами) и блоками TIU;
- карты MCI для связи портов синхронизации с блоком центрального генератора синхросигнала CCU, а также PC и LAN портов для связи с блоком управления и связи MCU;
- карты OAI для связи между каналами данных и блоком OAU;
- карты OWI для связи служебных каналов с блоком OAU.
Все расшифровки указанных сокращений помещены в списке сокращений.
Общее число сменных блоков в стойке. Учитывая стандартные размеры стоек ETSI, число размещаемых сменных блоков зависит от конструкции стоек, конструктивных особенностей самих блоков, а также номенклатуры блоков у разных производителей. Например, увеличение числа портов на карте 2 Мбит/с трибных блоков с 16 до 21 или использования автономных блоков питания непосредственно на картах, вместо централизованного блока питания, уменьшает требуемое число гнезд для установки основных блоков. Для стоек стандарта ETSI обычно используют два варианта - 19 или 17 дюймов (последний обычно имеет меньшую ширину, но больше места для размещения кабелей), и они могут вмещать не более 17 гнезд для сменных блоков, хотя есть и вариант для размещения 18 сменных блоков. Размеры некоторых блоков таковы, что могут занимать два гнезда, например, оптические линейные агрегатные блоки, или блоки питания, что приводит к различному общему числу размещаемых блоков. В качестве примера, на рис.2-44 показан вариант размещения блоков в стойке ETSI (19 дюймов) для мультиплексора 1651 SM компании Alcatel - 16 блоков на верхней кассете, 10 блоков на нижней кассете.
2.7.2.2. Новые технологические решения
Наряду с улучшением оптоэлектронной элементной базы, позволяющей совершенствовать отдельные модули оборудования, увеличивая, например, число портов 2 Мбит/с на интерфейсной карте, или позволяя устанавливать автономные блоки питания на интерфейсные карты, компании - производители SDH оборудования ищут новые технологические решения, позволяющие принципиально или существенно улучшить характеристики оборудования SDH. К таким решениям относится использование оптических усилителей, позволяющих существенно улучшить характеристики, и методов мультиплексирования с разделением по длине волны, позволяющих провести оптическое (спектральное) уплотнение каналов в несколько раз, максимально (на данный момент) - до шестнадцати.
Использование оптических усилителей. Большинство компаний стали использовать оптические усилители для увеличения возможностей мультиплексоров уровней STM-4, STM-16 и STM-64, включая их в список основных блоков. Эти усилители позволяют увеличить длину оптической регенераторной секции линейных сетей SDH до 110-160 км при длине волны лазерного источника 1550 нм практически вдвое уменьшая число требуемых регенераторов. Достоинством таких усилителей является отсутствие необходимости оптоэлектронных и электроннооптических преобразований сигнала при усилении. При использовании в других топологиях оптический усилитель позволяет повысить надежность приема/передачи при повышенных потерях в волоконно-оптическом кабеле (ВОК). Существующие оптические усилители позволяют обеспечить усиление (в зависимости от типа накачки) на уровне 9, 12 или 16 dBm и работают как со стандартным ВОК, так и с ВОК со сдвигом дисперсии. Конструктивно оптические усилители могут быть оформлены как блоки, устанавливаемые на отдельной стойке (AT&T), так и как стандартные блоки, устанавливаемые на той же стойке (Philips).
Использование мультиплексирования с разделением по длине волны. Обычно мультиплексоры в сетях SDH используют технологию временного разделения каналов и ориентированы на применение стандартного одномодового ВОК. В этом случае по одному волокну можно передавать один канал (полудуплексный или полнодуплексный, если используются оптические ответвители). Современный уровень технологии и применение оптических усилителей позволяет использовать мультиплексирование с разделением по длинам волн WDM или спектральное уплотнение каналов.
Учитывая, что спектральная характеристика ВОК имеет определенную ширину непрерывной полосы пропускания, в ней можно разместить несколько оптических несущих (каналов), отличающихся длиной волны настолько, чтобы уверенно разделяться приемной аппаратурой. Минимальный вариант такого мультиплексирования позволяет передавать два достаточно широко разнесенных канала по одному ВОК (1550 нм) со сдвигом дисперсии. При использовании же оптимизированного по дисперсии одномодового волокна (1550 нм), например, TrueWave компании AT&T, можно реализовать так называемое высокоплотное мультиплексирование с разделением по длинам волн DWDM, позволяющее передавать по одному волокну 4, 8 и даже 16 каналов [50]. Использование такой технологии особенно перспективно для увеличения пропускной способности линейных оптических SDH систем.
2.7.2.3. Номенклатура аппаратуры SDH компаний-производителей
Ниже приведен список оборудования SDH различных производителей, как мультиплексоров различных уровней, помещенных в таблице 2-2, так и оборудования другого типа, указанного в начале раздела 2.7.2. Список этот не претендует на полноту, так как автор ориентировался только на информацию из доступных ему каталогов. Аппаратура в списке размещена по группам, а внутри групп в порядке номеров моделей. Последними в перечне указаны системы управления.
Alcatel
Аппаратура SDH представлена серией Alcatel 16xx (мультиплексоры/кросс-коммутаторы), 96хх (радиорелейные системы) и 13хх (системы управления).
1631 FX - волоконно-оптический расширитель; имеет 3 входных модуля 4x2 Мбит/с и линейный оптический выход 51.84 Мбит/с (уровень SONET ОС-1) для стыковки с дополнительным входом ОС-1 у мультиплексоров 1641 SM и 1651 SM;
1641 SM - мультиплексор ввода/вывода уровня STM-1 SDH, дополнительно к указанным имеет вход ОС-1;
1641 SM/C - компактный вариант мультиплексора 1641 SM для узлов с малым числом каналов 2 Мбит/с (карты 8х2Мбит/с);
1651 SM - мультиплексор ввода/вывода уровня STM-4 SDH;
1651 SM/C - мультиплексор ввода/вывода уровня STM-4 SDH, который может быть оборудован 2 интерфейсными платами уровня STM-16 с возможностью обработки половины потока с пропуском без обработки другой половины потока;
1661 SM - мультиплексор ввода/вывода уровня STM-16 SDH;
1661 SM/C - мультиплексор ввода/вывода уровня STM-16 SDH (с трибами PDH нижнего уровня - VC-12), имеет мощные встроенные средства кросс-коммутации;
1664 SM/C - мультиплексор ввода/вывода уровня STM-16 SDH, аналогичен 1661 SM, но оптимизирован для работы на 4-волоконных кольцевых магистралях;
1674 SM/C - мультиплексор ввода/вывода уровня STM-64 SDH;
1654 SL - линейная система передачи, рассчитанная на работу с потоком STM-4 SDH (4 триба PDH 140 Мбит/с, или 4 триба SDH STM-1, или их комбинация);
1664 SL - линейная система передачи, рассчитанная на работу с потоком STM-16 SDH (16 трибов PDH 140 Мбит/с или 4 триба SDH STM-1 или их комбинация);
1641 SX - синхронный кросс-коммутатор класса DXC-4/3/1 потоков 1.5/2, 34/45, 140, 155 и 622 Мбит/с с максимальной производительностью эквивалентной коммутации 192 потоков STM-1;
1644 SX - электронный кросс-коммутатор потоков уровня 140 Мбит/с PDH или 155 Мбит/с SDH - позволяет осуществить неблокируемую кросс-коммутацию до 512 потоков 140/155 Мбит/с;
96хх - радиорелейная (микроволновая) система SDH, включающая следующие модификации; LH - система уровня STM-1 с длинными межстанционными секциями; UH - система уровня STM-1 для работы в городских условиях; LM - система уровня ОС-1 для работы с сетями доступа; UM - система уровня ОС-1 для работы в городских условиях;
9667 ТН - транспортная радиорелейная система уровня STM-1;
1353 RM - региональный менеджер систем SDH на уровне управления сетью (управляет 1353 SH);
1353 SH - менеджер элементов для систем SDH, рассчитан на работу со скоростями STM-1, 4, 16;
1353 WX - менеджер элементов для кросс-коммутаторов, рассчитанных на работу как с PDH, так и SDH трибами.
1354 NN - менеджер национальной сети для систем передачи PDH и SDH (управляет 1354 RM);
AT&T (Lucent Technologies)
Аппаратура SDH представлена серией 2000 мультиплексоров и линейных систем.
ISM-2000 - базовый мультиплексор, который может быть сконфигурирован как терминальный и линейный мультиплексор, регенератор и мультиплексор ввода/вывода SDH каналов уровня STM-1, как терминальный и линейный мультиплексор и мультиплексор ввода/вывода уровня STM-4 и как терминальный мультиплексор уровня STM-16;
SLM-2000-4 - синхронный линейный мультиплексор уровня STM-4, который может быть сконфигурирован как терминальный и линейный мультиплексор, регенератор и мультиплексор ввода/вывода с четырьмя трибами уровня VC-4/STM-1; он может использоваться в качестве мультиплексора ввода/вывода и в топологии "кольцо";
SLM-2000-16 - синхронный линейный мультиплексор уровня STM-16, который может быть сконфигурирован как терминальный и линейный мультиплексор, регенератор и мультиплексор ввода/вывода с 16 трибами уровня VC-4/STM-1; он может использоваться в качестве мультиплексора ввода/вывода и в топологии "кольцо";
DACS-VI-2000-неблокирующий кросс-коммутатор общего вида класса DXC-4/1, допускающий максимально 32 интерфейса, эквивалентных STM-1;
ITM-SC - элемент-менеджер для управления оборудованием SDH сетей;
ITM-XM/NM - сетевой менеджер для управления сетями SDH.
Возможно расширение номенклатуры изделий в связи с тем, что AT&T приобрела бизнес, связанный с производством оборудования SDH у компании Philips.
ECI
Аппаратура SDH представлена сериями SYNCOM SDM-xx и SLX-xx., SLR-xx.
SDM-1 - базовый мультиплексор уровня STM-1, может быть сконфигурирован как терминальный или линейный мультиплексор, или мультиплексор ввода/вывода;
SDM-1m - малогабаритный базовый мультиплексор уровня STM-1;
SDM-4 - базовый мультиплексор уровня STM-4, может быть сконфигурирован как терминальный мультиплексор или как мультиплексор ввода/вывода;
SDM-4/16 - базовый мультиплексор уровня STM-16 (совмещенный на уровне съемных блоков с уровнем STM-4), может быть сконфигурирован как терминальный или линейный мультиплексор, или как мультиплексор ввода/вывода;
SDM-16 - базовый мультиплексор уровня STM-16, может быть сконфигурирован как терминальный или линейный мультиплексор, или как мультиплексор ввода/вывода;
SDM-16F - базовый мультиплексор уровня STM-16 с трибами нижнего уровня, начиная с 2 Мбит/с, может быть сконфигурирован как терминальный или линейный мультиплексор, или как мультиплексор ввода/вывода;
SLR-4 - синхронный линейный регенератор уровня STM-4;
SLR-16 - синхронный линейный регенератор уровня STM-16;
SLX-4 - синхронный линейный мультиплексор ввода/вывода уровня STM-4 с трибами Е4/T4 и STM-1;
SLX-16 - синхронный линейный мультиплексор ввода/вывода уровня STM-16 с трибами нижнего и верхнего уровней (Е4/T4 и STM-1);
T::DAX - широкополосный кросс-коммутатор общего назначения класса DXC-4/3/1, поддерживающий стандарты Async, PDH, SDH, SONET, допускающий максимально 64 интерфейса, эквивалентных STM-1;
PSM-1 - система связи (шлюз) между сетями SDH и PDH с полноформатным преобразованием сигнала и возможностью организации связи двух сетей SDH через сегмент сети PDH;
SDH-Radio- радиорелейные системы SDH уровня STM-1 и STM-4;
еЕМ - элемент-менеджер для управления оборудованием сетей SDH;
eNM - сетевой менеджер для управления сетями SDH;
eRMS - система контроля и дистанционного мониторинга для подключения к центральным управляющим рабочим станциям сети SDH.
GPT
Аппаратура SDH представлена сериями SL-xx и SMA-xx.
SMA-1 - базовый синхронный мультиплексор уровня STM-1, который может быть сконфигурирован как терминальный или линейный мультиплексор, оптический концентратор или мультиплексор ввода/вывода;
SMA-1c - компактный вариант базового терминального мультиплексора SMA-1;
SMA-4 - базовый синхронный мультиплексор уровня STM-4, который может быть сконфигурирован как терминальный или линейный мультиплексор, оптический концентратор или мультиплексор ввода/вывода;
SMA-4c - компактный вариант базового терминального мультиплексора SMA-4;
SMA-16 - базовый синхронный мультиплексор уровня STM-16, который может быть сконфигурирован как терминальный или линейный мультиплексор, или мультиплексор ввода/вывода;
SMA-16C - компактный вариант базового терминального мультиплексора SMA-16;
SL-4 - синхронный линейный мультиплексор уровня STM-4, который может быть сконфигурирован как регенератор (SLR-4), терминальный мультиплексор (SLT-4) или линейный мультиплексор ввода/вывода (SLA-4);
SL-16 - синхронный линейный мультиплексор уровня STM-16, который может быть сконфигурирован как регенератор (SLR-16), терминальный мультиплексор (SLT-16) или линейный мультиплексор (SL-16);
EM-OS - элемент-менеджер регионального уровня для управления элементами оборудования SDH сетей;
SMN-OS - сетевой менеджер национального уровня для управления сетями SDH.
GPT и Siemens используют ряд общих разработок оборудования SDH и систем управления (см. Аппаратуру фирмы Siemens).
NEC
Аппаратура SDH представлена серией SMS-xxx.
SMS-150 - базовый мультиплексор уровня STM-1, выпускаемый в четырех модификациях: A, L, R, Т;
SMS-150A - мультиплексор ввода/вывода с защитой 1 + 1 уровня STM-1;
SMS-150L - линейный мультиплексор уровня STM-1;
SMS-150R - регенератор уровня STM-1;
SMS-150T - терминальный мультиплексор с защитой 1 + 1 уровня STM-1;
SMS-600 - базовый мультиплексор уровня STM-4, выпускаемый в трех модификациях R, T, W;
SMS-600R - регенератор (оптический ретранслятор) уровня STM-4;
SMS-600T - терминальный мультиплексор с защитой 1+1 уровня STM-4;
SMS-600W - широкополосный мультиплексор ввода/вывода с защитой 1 + 1 уровня STM-4;
SMS-2500 - базовый мультиплексор уровня STM-16, выпускаемый в двух модификациях R, Т;
SMS-2500R- регенератор (оптический ретранслятор) уровня STM-16;
SMS-2500T- терминальный мультиплексор с защитой 1+1 уровня STM-16;
SDH MRS - радиорелейная система передачи сигналов SDH уровня STM-1 или сигналов PDH 140 М бит/с;
ACT NET-X- система управления элементами оборудования сетей SDH.
Nokia
Аппаратура SDH представлена серией SYNFONET STM-N мультиплексорами и системой управления TMS. Особенностью является блочная структура построения мультиплексоров с отдельными коммутаторными блоками двух типов и расширителем трибных интерфейсов.
STM-1 - базовый синхронный мультиплексор уровня STM-1, который может быть сконфигурирован как терминальный (ТМ) или мультиплексор ввода/вывода (ADM);
STM-1E - расширитель трибных интерфейсов до 126 каналов 2 Мбит/с;
STM-4 - базовый синхронный мультиплексор уровня STM-4, который может быть сконфигурирован как терминальный (ТМ) или мультиплексор ввода/вывода (ADM);
STM-16 - базовый синхронный мультиплексор уровня STM-16, который может быть сконфигурирован как терминальный или линейный мультиплексор, или регенератор;
DXC - неблокируемый цифровой кросс-коммутатор с коммутирующим эквивалентом 16xSTM-1;
TMS-OS - система управления элементами оборудования сетей SDH и PDH.
Nortel
Аппаратура SDH представлена серией TN-xx.
TN-1C - компактный синхронный мультиплексор уровня STM-1, имеющий 16 портов 2 Мбит/с или один порт 34 Мбит/с;
TN-1X - базовый синхронный мультиплексор уровня STM-1, который может быть сконфигурирован как терминальный или линейный мультиплексор, регенератор, оптический концентратор или мультиплексор ввода/вывода;
TN-4X - базовый синхронный мультиплексор уровня STM-4, который может быть сконфигурирован как терминальный или линейный мультиплексор, регенератор, оптический концентратор или мультиплексор ввода/вывода;
TN-16X - базовый синхронный мультиплексор уровня STM-16, который может быть сконфигурирован как терминальный или линейный мультиплексор, или регенератор.
TN-MS - система управления элементами оборудования сетей SDH.
Philips
Аппаратура SDH представлена серией PHASE-FNS, включающей четыре возможных типа сетевых элемента: ADM, LR, LXC, ТМ для трех уровней SDH - STM-1, STM-4, STM-16.
ADM-1/1 - мультиплексор ввода/вывода с защитой 1 + 1 уровня STM-1 и связью на уровне VC-12;
ADM-4/1 - мультиплексор ввода/вывода с защитой 1 + 1 уровня STM-4 и связью на уровне VC-12;
ADM-4/4 - мультиплексор ввода/вывода с защитой 1 + 1 уровня STM-4 и связью на уровне VC-4;
ADM-16/4 - мультиплексор ввода/вывода с защитой 1 + 1 уровня STM-16 и связью на уровне VC-4;
LR-1 - линейный регенератор уровня STM-1;
LR-4 - линейный регенератор уровня STM-4;
LR-16 - линейный регенератор уровня STM-16;
LXC-1/1 - локальный кросс-коммутатор уровня STM-1 и связью на уровне VC-12;
LXC-4/1 - локальный кросс-коммутатор уровня STM-4 и связью на уровне VC-12;
LXC-4/4 - локальный кросс-коммутатор уровня STM-4 и связью на уровне VC-4;
LXC-16/4 - локальный кросс-коммутатор уровня STM-16 и связью на уровне VC-4;
ТМ-1/1 - терминальный мультиплексор с защитой 1 + 1 уровня STM-1 и связью на уровне VC-12;
ТМ-4/1 - терминальный мультиплексор с защитой 1 + 1 уровня STM-4 и связью на уровне VC-12;
ТМ-4/4 - терминальный мультиплексор с защитой 1 + 1 уровня STM-4 и связью на уровне VC-4;
ТМ-16/4 - терминальный мультиплексор с защитой 1+1 уровня STM-16 и связью на уровне VC-4;
PHAMOS-SDH -усовершенствованная система управления и администрирования элементов SDH сетей компании Philips; используется как региональный элемент-менеджер, так и национальный сетевой менеджер.
Siemens
Аппаратура SDH представлена сериями: SMA-xx, SXC-xx, SL-xx.
SMA-1 - базовый блочный синхронный мультиплексор уровня STM-1, который может быть сконфигурирован как терминальный мультиплексор, локальный кросс-коммутатор или мультиплексор ввода/вывода;
SMA-1-R2 - базовый блочный синхронный мультиплексор 2-го поколения уровня STM-1, который может быть сконфигурирован как терминальный мультиплексор, локальный кросс-коммутатор или мультиплексор ввода/вывода;
SMA-4 - базовый блочный синхронный мультиплексор уровня STM-4, который может быть сконфигурирован как терминальный мультиплексор, локальный кросс-коммутатор или мультиплексор ввода/вывода;
SMA-4-R2 - базовый блочный синхронный мультиплексор 2-го поколения уровня STM-4, который может быть сконфигурирован как терминальный мультиплексор, локальный кросс-коммутатор или мультиплексор ввода/вывода;
SMA-16 - базовой блочный синхронный мультиплексор уровня STM-16, который может быть сконфигурирован как терминальный мультиплексор, локальный кросс-коммутатор или мультиплексор ввода/вывода;
SMA-16-R2- базовый блочный синхронный мультиплексор 2-го поколения уровня STM-16, который может быть сконфигурирован как терминальный мультиплексор, локальный кросс-коммутатор или мультиплексор ввода/вывода;
SMT-1D - двухтерминальный синхронный мультиплексор 2-го поколения уровня STM-1, который может быть сконфигурирован как терминальный мультиплексор, концентратор или мультиплексор ввода/вывода;
SL-1 - линейная SDH система уровня STM-1 (линейные мультиплексоры ввода/вывода, регенераторы - SLR-1) или терминальные мультиплексоры SLT-1;
SL-4 - синхронный линейный мультиплексор уровня STM-4, который может быть сконфигурирован как регенератор (SLR-4), терминальный мультиплексор (SLT-4), линейный мультиплексор ввода/вывода (SLA-4);
SL-16 - синхронный линейный мультиплексор уровня STM-16, который может быть сконфигурирован как регенератор (SLR-16), терминальный мультиплексор (SLT-16) или линейный мультиплексор (SL-16);
SL-64 - синхронный линейный мультиплексор уровня STM-64 (10 Гбит/с), который может быть сконфигурирован как регенератор (SLR-64), терминальный мультиплексор (SLT-64) или линейный мультиплексор (SL-64);
SRT1x155 - синхронный радиотранк для передачи каналов STM-1 общей емкостью от 4 до 24 каналов;
SRT2x155 - сдвоенный синхронный радиотранк для передачи каналов STM-1 общей емкостью от 2x4 до 2x12 каналов;
SXC-4/1 - синхронный модульный кросс-коммутатор, который может быть использован для коммутации без блокировки PDH (Е1, E3, Е4) и SDH (STM-1) сигналов с эквивалентной максимальной нагрузкой до 16384 портов (2 Мбит/с), старое обозначение - ССМ2;
SXC-4/4 - синхронный модульный кросс-коммутатор, который может быть использован для коммутации без блокировки PDH (E4) и SDH (STM-1) сигналов с эквивалентной максимальной нагрузкой до 1024 портов (140/155 Мбит/с), старое обозначение - СС155;
EM-OS - элемент-менеджер регионального уровня для управления элементами оборудования SDH сетей;
SMN-OS - сетевой менеджер национального уровня для управления сетями SDН.
Кроме указанных на европейский рынок поставляется мультиплексор SMA-64-R2, аналогичный SMA-16-R2, но рассчитанный на уровень STM-64 SDH.
2.7.3. Практический пример расчета сети SDH
Широкое распространение сетей SDH в последнее время связано не только со строительством новых, преимущественно линейных или кольцевых, сетей, но и с модернизацией старых телефонных сетей, в том числе и тех, которые используют достаточно современные, особенно для России, PDH сети на основе ВОК. В ряде случаев такие станции для обеспечения связи друг с другом в пределах одного района связывались в так называемое технологическое кольцо. Если потоки на различных участках такого технологического кольца значительно отличаются, то использование характерных кольцевых SDH топологий бывает не всегда оправдано, так как приводит к завышению необходимого числа каналов, циркулирующих по кольцу, и, как следствие, к необходимости использовать SDH мультиплексоры ввода/вывода более высокого уровня. В этих случаях может оказаться, что дешевле использовать сети с ячеистой структурой, основанные на топологиях "точка-точка" и "звезда", тем более, что современные мультиплексоры позволяют использовать последнюю топологию с достаточно большим числом лучей за счет использования более гибких схем кросс-ком мутации в центральном узле.
Рассмотрим достаточно типичное Техническое Задание на проектирование сети SDH:
- в районе построено 6 цифровых АТС;
- предполагается использовать технологию SDH, связав все станции в единую сеть;
- цифровая коммутация АТС позволяет использовать как основные цифровые каналы (ОЦК) со скоростью 64 кбит/с, так и каналы с первичной скоростью иерархии PDH - 2 Мбит/с;
- каналы имеют интерфейсы G.703 и могут быть состыкованы с РРЛ или ВОК линиями магистральной связи;
- сеть предполагается построить в два этапа: первый - осуществляется, например, в 1997г., а второй - в 1998г.;
- существующий и предполагаемый в 1998г. сетевой трафик, пересчитанный на число каналов 2 Мбит/с, представлен в таблице 2-3 числами слева от главной диагонали ABCDEF (за основу для примера принята схема трафика, приведенная в [58]);
- часть каналов должны иметь 100% резервирование, т.е. защиту типа 1+1 (в терминологии SDH сетей), они представлены числами в той же таблице, справа от диагонали ABCDEF.
Требуется выбрать топологию и необходимое оборудование.
Схема решения включает следующие этапы:
· выбор топологии,
· выбор требуемого уровня и числа мультиплексоров,
· выбор поставщика оборудования и изучение номенклатуры сменных блоков,
· конфигурация мультиплексорных узлов и составление спецификации оборудования.
Выбор топологии
Не вдаваясь подробно в анализ ситуации, можно предложить три возможные топологии: кольцевую, радиально-кольцевую и ячеистую.
Кольцевая топология, объединяя все шесть станций в кольцо, требует использования мультиплексоров уровня STM-4 с суммарным потоком до 252 (4x63=252) каналов 2 Мбит/с, так как общий поток по кольцу, определямый максимальным потоком на одном из его участков, равен 212 каналов 2 Мбит/с (см. таб.2-3 - поток через узел А в 1998г.). Преимуществом такого решения может быть только стопроцентное резервирование всех, а не только требуемых, каналов.
Радиально-кольцевая топология. Так как только два узла; Е и F имеют потоки меньше 63 каналов - 27 и 31 соответственно (см. таб.2-3), то кольцо должно состоять из 4 мультиплексоров уровня STM-4 и одной радиальной ветви (если Е и F связаны между собой непосредственно) или двух радиальных ветвей (если они подключаются к кольцу порознь: Е к С, а F к D и не связаны между собой непосредственно). Радиальные ветви требуют топологии "точка-точка" типа уплощенного кольца (рис.2-28), если нужна защита, где "точка", контактирующая с кольцом (рис.2-34) или мультиплексор связи должен быть типа ADM, а не ТМ, для организации перегрузки потока с кольцевого узла на радиальный. В первом варианте решения поэтому потребуется 4 мультиплексора уровня STM-4 и три - уровня STM-1, во втором - на один мультиплексор уровня STM-1 больше. В ряде случаев (наличие свободных слотов для кросс-коммутатора) роль мультиплексора связи может играть мультиплексор кольцевого узла, что уменьшает надежность сети, но приводит к экономии одного (первый вариант) или двух (второй вариант) мультиплексоров связи.
Ячеистая топология может иметь вид, приведенный на рис.2-45. Ячеистая сеть состоит из двух квадратных ячеек и содержит шесть узлов. Каждый из них на практике соответствует мультиплексору уровня STM-N, установленному на цифровой АТС. В нашем случае в узлах А, В, С, D - мультиплексоры уровня STM-4, а в узлах Е и F - уровня STM-1 (потоки между С и Е, Е и F, D и F несут меньше 63 каналов).
Эта схема приводит к минимальному числу требуемых мультиплексоров различных уровней и с этой точки зрения она оптимальна, однако сложности возникают при необходимости организации защиты выделенных каналов. Вопросы защиты решаются здесь как и в обычных сетях путем направления выделенного канала по двум маршрутам с совпадающими конечными точками, например, по маршрутам А®В и А®С®D®B. Такая схема защиты "по разнесенным маршрутам" (1:1) иногда более предпочтительна, чем схема защиты 1:1 в кольце SDH. Однако она требует более тщательного расчета числа потоков, проходящих по отдельным ветвям сети, для того, чтобы убедиться, что оно не превышает возможности кросс-коммутатора узлового мультиплексора, прежде чем ответить на вопрос о том, какого уровня мультиплексор может быть использован в данном узле.
Рассмотрим эту проверку более подробно, основываясь на информации из таб.2-3. В результате получим следующую таблицу 2-4, дающую сводную информацию о потоках, проходящих по ВОК между узловыми мультиплексорами на станциях (защищаемые каналы, проходящие по резервным маршрутам, помечены буквой "р"). Число каналов дано по годам 1997/1998. В последней строке помещены итоговые суммы на последнем этапе.
В качестве резервных были выбраны следующие маршруты:
- основной А®В, резервный А®С®D®В;
- основной А®С, резервный А®В®D®С;
- основной В®D, резервный В®А®С®D;
- основной С®D, резервный С®А®В®D;
- основной С®Е, резервный С®D®F®Е;
- основной D®F, резервный D®С®Е®F;
- основной Е®F, резервный Е®С®D®F.
Заметим, что резервные маршруты в этой топологической структуре выбираются в пределах одной ячейки.
Выбор требуемого уровня и числа мультиплексоров. Полученная таблица подтверждает правильность выбора уровней мультиплексоров в узлах A-F и может служить показателем эффективности использования коммутационной способности узлов. В результате данного краткого обзора возможных топологий можно рекомендовать для использования ячеистую сеть с топологией на рис.2-45 как оптимальную, так как она при минимальном числе мультиплексоров (4 - уровня STM-4 и 2 - уровня STM-1) удовлетворяет поставленным условиям по резервированию определенных указанных каналов.
Выбор требуемого оборудования. Для конфигурации узлов, составления спецификации сменных модулей и прорисовки блок-схемы соединений сменных блоков всех узлов, кроме топологии сети (рис.2-45) и той информации, которая содержится в таблицах 2-3, 2-4, нужно иметь номенклатуру функциональных сменных блоков (неплохо также иметь ясное понимание их назначения и функциональных возможностей). Для этого необходима привязка к оборудованию конкретного производителя. Для нашего примера выбрано оборудование компании Nokia. Учитывая два этапа развития сети, следует указать какие блоки будут установлены на первом и какие на втором этапах.
Номенклатура сменных блоков SDH компании Nokia, используемых в примере:
- 2М - трибный интерфейсный блок 2 Мбит/с - интерфейсная карта на 16 портов 2 Мбит/с без терминального адаптера (ТА), функционирует только при наличии сменного блока 2МТА (до трех карт 2М на одну карту 2МТА);
- 2МТА - трибный интерфейсный блок 2 Мбит/с - интерфейсная карта на 16 портов 2 Мбит/с с терминальным адаптером (ТА);
- STM-1 - линейный оптический агрегатный блок 155 Мбит/с;
- STM-1E - линейный электрический агрегатный блок 155 Мбит/с;
- STM-4 - линейный оптический агрегатный блок 622 Мбит/с;
- SSW - блок системного кросс-коммутатора - центральный блок кросс-коммутатора типа DXC-4/4/1 с эквивалентной емкостью коммутации 16xAU-4 для коммутации VC-4, VC-12;
- TSW1 - терминальный блок системного кросс-коммутатора - блок синхронизации AU-12 и AU-4 на входе для осуществления кросс-коммутации;
- CU - блок управления и синхронизации;
- SPIU - блок питания полки (кассеты);
- SU - блок обслуживания интерфейсов.
Конфигурация мультиплексорных узлов и составление спецификации оборудования
Конфигурация узлов с мультиплексорами STM-1. Для работы любого SDH мультиплексора уровня STM-1 при минимальной конфигурации (1 трибная интерфейсная карта - 16 каналов 2 Мбит/с) требуется следующий набор блоков: 2xSTM-1, SSW, 2MTA, CU, SPIU, SU. Следовательно, для узлов Е и F (обслуживающих на первом этапе 15 и 14 каналов, а на втором этапе 27 и 31 канал соответственно) достаточно иметь минимальную конфигурацию на первом этапе с добавлением по одному блоку типа 2М на втором этапе. Так как узлы Е и F соединяются с узлами С и D оптическим каналом уровня STM-1, то никаких других блоков преобразования не требуется (рис.2-46, узлы Е и F).
Конфигурация узлов с мультиплексорами STM-4. Для работы SDH мультиплексора уровня STM-4 при минимальной конфигурации (1 трибная интерфейсная карта - 16 каналов 2 Мбит/с) требуется следующий набор блоков: 2xSTM-4, SSW, 2xTSW1, 2MTA, CU, SPIU, SU, если данный мультиплексор связан с другим таким же мультиплексором по оптическому каналу уровня STM-4 (как например мультиплексор узла В).
Для мультиплексора узла В, обслуживающего на первом этапе 50, а на втором - 112 каналов соответственно, следовательно, достаточно иметь на первом этапе минимальную конфигурацию с добавлением 1 блока 2МТА и 2 блоков типа 2М, а на втором этапе добавить еще 4 блока 2М.
Для мультиплексоров узлов С и D, работающих фактически в режиме концентраторов и дающих доступ потокам ячейки уровня STM-1 к ячейке уровня STM-4 (являющейся по сути "технологическим" кольцом STM-4), нужно предусмотреть по одному блоку STM-1 для связи с мультиплексорами Е и F соответственно на уровне оптического триба STM-1. Дополнительно они должны быть укомплектованы необходимым числом трибных интерфейсных блоков 2 Мбит/с, учитывая, что на первом этапе С и F должны обрабатывать 39 и 36 каналов, а на втором - 77 и 81 канал соответственно, необходимо максимально 5 карт для узла С и 6 - для D, 2 из которых должны быть типа 2МТА, (рис.2-46, узлы С и О).
Для мультиплексорного узла А, работающего в режиме мультиплексора ввода/вывода в технологическом кольце A®B®D®C, требуется обслуживать 110 каналов на первом и 212 каналов на втором этапах. Это требует 9 (7 типа 2М + 2 типа 2МТА) трибных интерфейсных блоков на первом и 14 (10 типа 2М + 4 типа 2МТА) на втором этапах. Учитывая, что возможность кросс-коммутации узла STM-4 минимально составляет 252 (4x63) канала 2 Мбит/с, а возможность размещения большого числа трибных интерфейсных блоков на одной полке ограничена, предлагается использовать дополнительные полки (помечаемые как узлы А1, А2, A3), связанные с основной полкой на уровне электрических три-бов STM-1 (на рис.2-46 приведено одно из возможных решений узла А).
Учитывая вышесказанное и рис.2-46, на котором для простоты не показаны блоки SPIU и SU, можно составить спецификацию на оборудование, необходимое для формирования указанной сети.
