Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Оптические транспортные сети SDH на базе оборудования MADM

И. П. Павлов

Для построения оптических транспортных сетей сегодня широко используется технология SDH. Пропускная способность классических сетей SDH достигает 10 Гбит/с (STM-64). В настоящее время для коммерческого использования доступны и мультиплексоры уровня STM-256 (40 Гбит/с), но при этом резко повышаются требования к дисперсионным характеристикам волоконно-оптических линий, в том числе и к величине поляризационной дисперсии PMD (Polarization Mode Dispersion). При необходимости создания или наращивания транспортной сети с пропускной способностью 40 Гбит/с и выше часто становится экономически выгодным применять системы плотного спектрального уплотнения (DWDM).

Технология SDH начала развиваться в 80-е годы вслед за своей американской “сестрицей” — Sonet (Synchronous Optical Network). Концепция Sonet была разработана в 1986 г. в Bell Labs, а через два года она была принята как стандарт американским институтом ANSI. C 1988 по 1993 г. были разработаны и одобрены 16 стандартов SDH. Сегодня эта технология используется практически во всем мире за исключением США, Канады и Японии, где “обосновалась” Sonet.

На российском рынке представлено оборудование SDH всех ведущих зарубежных производителей, а также отечественных предприятий. В подавляющем большинстве случаев оборудование разных фирм совместимо между собой по SDH-интерфейсам, но не совместимо по системам управления. Это значит, что система управления на уровне сетевых элементов одного производителя не может управлять работой сетевых элементов другого производителя. Более того, система управления не может управлять и “родными” сетевыми элементами по каналам DCC (специальные встроенные в STM-сигнал каналы управления), если на пути к “родному” сетевому элементу стоит элемент другого производителя. Именно несовместимость оборудования SDH по системам управления и вынуждает оператора использовать продукцию одного производителя или создавать независимые по управлению транспортные сети, построенные на оборудовании разных фирм.

Выбор оптимального оборудования для построения или наращивания оптической транспортной сети предполагает, с одной стороны, анализ технических характеристик оборудования, возможности наращивания и стоимости, а с другой — рассмотрение вопросов ответственности поставщиков по выполнению своих обязательств перед заказчиком, организации гарантийного и постгарантийного сервиса. Чтобы обеспечить некоторую независимость от одной фирмы, многие операторы выбирают разных поставщиков, например, один поставщик из Америки, второй — из Европы, или один — из Европы, второй — из Азии.

Прежде чем остановиться на технических требованиях, предъявляемых к оборудованию SDH, рассмотрим архитектуру построения транспортной сети.

Архитектура транспортной сети

В транспортных сетях обычно выделяют три уровня: опорный (или магистральный), распределения и доступа. Магистральный уровень используется для передачи трафика в пределах региона или города. Основные требования, предъявляемые к оборудованию этого уровня, — большие расстояния передачи, большая емкость (DWDM, STM-64, STM-16), а также возможность поддерживать различные протоколы передачи данных. Уровень распределения — это транспортные сети, охватывающие меньшие площади или принадлежащие разным операторам. Особенность данного уровня — сложная сетевая топология, большое число сетевых узлов коммутации трафика, возможность поддерживать различные протоколы передачи данных. Пропускная способность сетей находится в пределах от STM-1 до STM-16. Уровень доступа характеризуется небольшой емкостью — STM-1, STM-4. Для подключения корпоративных сетей опять же желательно поддерживать различные протоколы передачи данных.

К разным уровням транспортной сети нового поколения предъявляются различные требования. На уровне доступа главными являются гибкость и экономичность. На уровне распределения важны объединение различных видов трафика и возможность его диспетчеризации с целью более рационального использования полосы пропускания. На магистральном уровне решающими становятся большая пропускная способность и возможность ее быстрого увеличения по мере роста объемов трафика.

Технические требования

Одно из основных требований к поставщику оборудования SDH — это наличие у него полной линейки продуктов SDH и DWDM, т. е. оборудования, которое может успешно работать на всех трех уровнях: опорном, распределения и доступа. Это обеспечит полную совместимость оборудования и возможность использования единой системы управления. Такая система, работающая со всей предлагаемой производителем линейкой оборудования SDH и DWDM, гарантирует единое управление в масштабах всей сети и экономию при ее наращивании.

Для эффективного использования полосы пропускания необходимо строить транспортные сети, которые одинаково хорошо подходят для предоставления не только традиционных узкополосных услуг TDM, но и услуг передачи данных, например ATM и IP. Кроме того, оборудование должно позволять реализовывать сложную архитектуру транспортной сети и предоставлять возможности для ее наращивания, т. е. обладать большим количеством линейных интерфейсов и интерфейсов доступа.

Перечисленные требования можно рассматривать как основные критерии при выборе поставщика оборудования.

От мини-SDH до DWDM

На сегодня полные линии продуктов SDH и DWDM имеют несколько производителей телекоммуникационного оборудования. В их числе такие компании, как Alcatel, Lucent Technologies, Nortel Networks. Мы же в качестве примера рассмотрим оборудование китайской компании Huawei Technologies. Ее семейство продуктов OptiX включает стандартное оборудование SDH уровней STM-1, STM-4, STM-16 и STM-64, а также мини-SDH уровня STM-1/STM-4 и оборудование DWDM (табл. 1). На базе стандартных систем SDH и DWDM компания Huawei разработала серию оборудования Metro для городской сети передачи (MAN). Помимо традиционных услуг TDM это оборудование поддерживает также доступ к ATM- и IP-услугам, что позволяет назвать его мультисервисной транспортной платформой MSTP (подробнее о MSTP см.: Сети и системы связи. 2001. № 6. С. 88).

Система сетевого управления iManager T2000/2100 компании Huawei обеспечивает управление всем семейством оборудования оптической передачи OptiX, включая оборудование DWDM, SDH и Metro. Региональная система управления iManager T2000 предназначена для управления сравнительно небольшими сетями, где число сетевых элементов не превышает 100, или подсетями больших систем. Для крупных сетей разработана система управления сетевого уровня iManager T2100, которая по протоколам TCP/IP подсоединяется к региональным системам управления iManager T2000 (при этом последние сохраняют за собой функцию непосредственного управления сетевыми элементами). Сетевая система управления взаимодействует только с региональными системами. При этом она хранит в электронном виде информацию обо всех рабочих соединениях на сети и путем опроса региональных систем управления может составить таблицу незанятых каналов. Это обеспечивает возможность автоматического установления соединений между двумя точками в больших сетях.

Архитектура MADM

Как вы помните, одним из сформулированных нами требований к оборудованию SDH была возможность реализации сложной, масштабируемой архитектуры транспортной сети и наличие для этого большого числа линейных интерфейсов и интерфейсов доступа.

Система с большим числом интерфейсов может быть организована на базе архитектуры MADM (Multiple Add and Drop Multiplexing) — совмещения функций нескольких мультиплексоров ввода-вывода (ADM) на базе одной полки. Функциональная схема обычного мультиплексора ADM представлена на рис. 1. На линейной стороне он работает с двумя STM-сигналами, на трибутарной — обеспечивает ввод-вывод PDH- и STM-сигналов. Мультиплексоры ADM можно использовать в сетях с различной топологией. Как правило, они работают в кольце. В этом случае обеспечивается возможность передачи трафика между любыми двумя сетевыми элементами, и существуют надежные механизмы защиты трафика. В классическом ADM используются только две линейные платы, которые поддерживают работу в одном кольце. Задействуя трибутарные платы, можно строить дополнительные кольца или подсети.

В конфигурации MADM на базе одной полки поддерживается большое число линейных STM-интерфейсов, что позволяет организовывать не одно, а несколько колец на линейных интерфейсах. При этом сохраняется возможность использования трибутарных интерфейсов для построения дополнительных подсетей. Обмен трафика между этими подсистемами легко выполняется, что позволяет упростить структуру сети и гибко управлять трафиком. Существуют большие возможности для наращивания сети. В конечном счете все это приводит к выигрышу в стоимости проекта.

Рассмотрим теперь несколько примеров использования оборудования MADM. На рис. 2 и 3 показаны две топологии сети — линейная и кольцевая. Применяя MADM в структуре с линейной топологией, можно параллельно с рабочей оптической линией использовать резервную (рис. 2б). На рис. 3a показаны два кольца, собранные на ADM-мультиплексорах. Взаимодействие между кольцами осуществляется по трибутарным PDH/SDH-интерфейсам. Для передачи трафика между мультиплексорами A и B необходимо прописать соединения внутри каждого кольца, в данном случае между мультиплексорами A и С одного кольца и между мультиплексорами B и D другого. Далее для передачи трафика из одного кольца в другое можно использовать PDH-линии, либо прописать соединение по STM-линии между мультиплексорами C и D. Оборудование MADM в данном случае обеспечивает более простое и экономически выгодное решение. Два мультиплексора C и D объединены в один MADM (рис. 3б). Обмен трафиком между двумя кольцами осуществляется внутри матрицы кросскоммутации MADM. Для защиты трафика между двумя кольцами можно использовать схему, показанную на рис. 3в.

Отличительная особенность мультиплексоров MADM — это большое число интерфейсов: линейных и трибутарных (или интерфейсов доступа), и как следствие — большой размер матрицы коммутации. Все это позволяет использовать MADM в конфигурации кроссконнектора (Digital cross Connector — DXC). Конечно, матрица коммутации классического DXC намного больше матрицы коммутации MADM (основное назначение DXC — коммутация большого числа сигналов 2 Мбит/c и STM-1). Оборудование DXC может коммутировать несколько тысяч сигналов 2 Мбит/c, в то время как для MADM количество коммутируемых сигналов не превышает 500.

При построении разветвленных сетей SDH со сложной топологией использование MADM дает ряд преимуществ: упрощается структура сети, появляются возможности гибкого управления трафиком и дальнейшего наращивания сети.

Диспетчеризация трафика с применением MADM

При построении транспортных сетей SDH со сложной топологией, с использованием нескольких подсистем, встает задача обмена или диспетчеризации трафика между подсистемами.

Оборудование MADM может применяться для централизованной системы диспетчеризации, которая традиционна для сетей SDH и реализуется на базе DXC (рис. 4). К недостаткам централизованной модели диспетчеризации можно отнести отсутствие защиты соединения между подсетями и высокую стоимость оборудования связи между подсетями. Например, для объединения четырех подсетей с помощью потока STM-1 необходимо восемь интерфейсных плат STM-1. Стоит также иметь в виду, что для ADM и DXC могут использоваться разные системы управления.

Одним из главных преимуществ архитектуры MADM является распределенная система диспетчеризации трафика между подсетями (рис. 5). Идея распределенной диспетчеризации заключается в использовании оборудования MADM вместо DXC для формирования специального кольца диспетчеризации трафика между смежными подсетями. Это кольцо имеет функции самовосстановления, и, следовательно, с ростом межсетевого трафика его емкость может быть увеличена. Распределенная модель диспетчеризации лишена многих недостатков, свойственных централизованной модели, и имеет ряд очевидных преимуществ. В первую очередь — это высокая надежность, связанная с функцией самовосстановления. Стоимость сети с распределенной системой диспетчеризации оказывается ниже, чем стоимость сети с централизованной диспетчеризацией. С точки зрения управления всей сетью в целом при использовании распределенной системы диспетчеризации более четким становится разбиение сети на подсети, что повышает ее надежность, экономичность и управляемость.

Кольца доступа строятся на базе оборудования ADM и MADM. Для передачи трафика между кольцами доступа используется несколько транзитных колец. И в кольцах доступа, и в транзитных кольцах мультиплексоры ADM применяются как точки доступа, а мультиплексоры MADM — как устройства распределения трафика между кольцами. Таким образом транзитные кольца совмещают две функции — доступа и собственно транзита. Для распределения трафика между транзитными кольцами на базе MADM построены два кольца диспетчеризации трафика. Такое построение сети обеспечивает возможности гибкой передачи трафика между различными сетевыми элементами и использования разнообразных схем защиты.

Виртуальная защита пути

При построении сложных транспортных сетей SDH с распределенной диспетчеризацией трафика особое внимание надо уделять механизмам защиты трафика. К основным механизмам защиты относятся:

· MS-SPRing — резервирование с совместным использованием секции мультиплексора в кольце. Данный механизм защиты работает на уровне VC-4.

· SNCP — резервирование соединения. Этот механизм защиты работает на уровне VC-12/VC-3/VC4. При работе на уровне VC-4 защита называется HO-SNCP.

Обратите внимание на то, что MS-SPRing и HO-SNCP защищают трафик на одном и том же уровне (VC-4), поэтому их нельзя применять в кольце одновременно для одних и тех же контейнеров VC-4.

Для защиты трафика в сложных транспортных сетях и с целью повышения эффективности использования полосы пропускания в SDH-оборудовании OptiX фирмы Huawei применяется специальный вид защиты — виртуальная защита пути с совместным использованием оптического волокна (fiber-shared virtual path protection), реализованная на программном уровне. Вся пропускная способность волокна делится на уровни VC-4 или VC-12 для формирования логических подсистем, которые отвечают за свой вид трафика: это может быть трафик в кольце, трафик между кольцами или разные типы трафика (речь или данные). Для каждой логической подсистемы с помощью системы управления устанавливается свой режим защиты в зависимости от типа трафика. Таким образом, одно волокно одновременно может поддерживать различные режимы защиты для разных групп трафика (рис. 7). При этом для каждой группы трафика можно задействовать оптимальный способ защиты.

Реализация MADM

Примером реализации архитектуры MADM является оборудование SDH компании Huawei, которое может работать в различных режимах: терминального мультиплексора, регенератора, ADM и MADM. Как уже говорилось выше, ключевым элементом, определяющим преимущества архитектуры MADM, является матрица кросс-коммутации. Продукты OptiX обладают такими матрицами большой емкости (табл. 2) и способны коммутировать трафик высокого (HO) и низкого (LO) порядка на уровнях VC-4/VC-3/VC-12. Матрица кросс-коммутации поддерживает соединения между линейными интерфейсами, линейными и трибутарными интерфейсами и между трибутарными интерфейсами. Таким образом обеспечивается возможность обмена трафиком между STM-кольцами, собранными на линейных и трибутарных интерфейсах.

Именно большой размер матрицы кросс-коммутации позволяет строить несколько колец на базе одного мультиплексора MADM. Например, даже на базе мультиплексора мини-SDH OptiX 155/622H можно организовать одно кольцо STM-4 совместно с двумя кольцами STM-1 или три кольца STM-1. Еще одна важная особенность оборудования серии OptiX — большая емкость доступа (см. табл. 2).

Заключение

Продукция SDH любого производителя ориентирована на определенный сегмент рынка и предлагает оптимальные решения для определенных топологий сети. Оборудование MADM лучше всего подходит для создания транспортных сетей со сложной топологией, состоящих из нескольких подсетей, и обеспечивает хорошие возможности по наращиванию сетей. Благодаря этому значительно снижаются требования по занимаемой площади, удешевляется обслуживание, повышаются степень надежности и управляемость всей сети.

Об авторе

Павлов Игорь Петрович,
компания Huawei Technologies
Телефон: (095) 956-8689
http://www.huawei.ru





  
1 '2002
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Беспроводные ЛВС выходят на рынок услуг связи

бизнес

• Hewlett-Packard дала слово заказчикам

локальные сети

• Стратегии повышения системной готовности

• Огнеупорные материалы для монтажа СКС

• Прокладка кабелей в подземных коммуникациях

• Средства эффективного управления настольными системами

• Как оборудовать вычислительный центр

корпоративные сети

• Новые Web-средства поддержки коллективной работы

• Тестируем серверы для рабочих групп

• NetWare жива, но теперь выступает в новой роли

услуги сетей связи

• Слишком много сообщений? Вас выручит унипочта

• CallPilot против Unity

• Advanta на тернистом пути унификации

• Информационные услуги Кемеровской ГТС: начало XXI века

• Оптические транспортные сети SDH на базе оборудования MADM

электронная коммерция

• Электронный биллинг B2B становится популярным

• Конец века "бумажной" коммерции

защита данных

• Слишком много "заплат", слишком мало времени

новые продукты

• Новые серверы начального уровня от Fujitsu Siemens Computers


• Калейдоскоп



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх