Аппаратная реализация сетевых элементов сетей SDH

 

Сетевые элементы транспортных сетей SDH

 

Обобщенная структура сетевого элемента NE (Network Element) представлена на рис. 9.1. [Велигжанин].

Рисунок 9.1. Обобщенная структурная схема сетевого элемента

 

Сетевой элемент может представлять собой мультиплексор ввода-вывода ADM (Add – Drop Multiplex), мультиплексор ввода-вывода многоволновых сигналов OADM (Optical Add – Drop Multiplex), цифровой кроссовый коммутатор DXC (Digital*Cross Connect), селективный цифровой коммутатор WSS (Wavelength Selective Switch), оптический усилитель OA (Optical Amplifier), регенератор, концентратор. В нем могут находиться как линейные оптические окончания агрегатных сигналов STM N, WDM, ATM, так и пользовательские интерфейсы электрических компонентных сигналов Е1, Е3, Ethernet, MPLS, IP, FR, xDSL. Кроме того, сетевые элементы оснащаются средствами служебной связи, сигнализации, электропитания, устройствами управления, синхронизации, кроссовым оборудованием.

Современные сетевые элементы используются в виде мультисервисных транспортных платформ, позволяющих строить многофункциональные сетевые элементы и сети разных топологий. Примеры платформенной реализации сетевых элементов:

– Cisco ONS 15454 MSTP (MultiServise Transport Platform);

– Alkatel 1850 TSS (Transport Servise Switch);

– Marconi MNL 3000 DMSP (DWDM Marconi Swart Photonix).

В состав платформ входят:

– электрические коммутационные матрицы с коммутацией виртуальных контейнеров VC-4, VC-12, пакетов Ethernet, ячеек АТМ;

– оптические коммутаторы;

– оптические излучатели и фотоприемники;

– оптические усилители.

Платформа базируется на использовании универсальных корзин емкости от одной платы-слота до 30 плат-слотов.

В корзины устанавливаются карты (блоки) пяти групп:

– общие системные карты (управление, сигнализация, электропитание,

служебной связи, синхронизации);

– карты с электрическими интерфейсами для пользователей;

– линейные (агрегатные) карты с оптическими интерфейсами SDH и WDM;

– карты для передачи данных по сетям SDH; OTH (Optical Transport Hierarchy).

Кроме карт платформа оснащается программным продуктом для налажи-вания всех взаимодействий в сети и каждого сетевого элемента в отдельности.

 

Пример мультиплексора уровня STM -1

 

Синхронные мультиплексоры имеют определенные различия характеристик и возможностей, однако в силу высокого уровня стандартизации технологии SDH они в значительной степени унифицированы по основным параметрам.

Структурная схема мультиплексора STM-1 типа TN-1X компании Nortel (Northern Telecom) приведена на рис.9.1. Мультиплексор смонтирован на стойке и состоит из следующих основных блоков:

- 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. 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).

Блок

каналов

доступа

(

трибов

)

Агрегатный

блок

А

Агрегатный

блок

В

Блок

каналов

доступа

(

трибов

)

Основной

менеджер

полезной

нагрузки

Резервный менеджер

полезной нагрузки

Оптический или

электрический канал

приема

/

передачи

Оптический или

электрический канал

приема

/

передачи

Рисунок 9.2 - Структурная схема мультиплексора TN-1X компании Nortel (STM-1)

 

Мультиплексор 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, или "последовательной линейной цепи";

- мультиплексора 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".

 

Пример мультиплексора уровня STM -4

 

Структурная схема мультиплексора STM-4 типа SMA-4 компании GPT приведена на рис. 9.3. 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.

Рисунок 9.3 - Структурная схема мультиплексора SMA-4 компании GPT

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 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, или с топологией "последовательная линейная цепь";

- 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.

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.