Технические характеристики оборудования сетей SDH

На рынке SDH можно выделить группу из наиболее крупных поставщиков оборудования SDH, а именно: GPT, Alcatel, Lucent Technologies, LME (Ericson), NEC, Northern Telecom, ECI, Nokia, Marconi и Fujitsu. Все разнообразие оборудования SDH 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.

Из указанного оборудования наиболее широко используются синхронные мультиплексоры, которые применяются и в линейных трактах, и как кросс-коммутаторы.

Основные характеристики мультиплексного оборудования.

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. 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.

Число портов на трибной 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 трибных интерфейсных карт и тип защищенного режима по входу. Ч исло основных и резервных карт, причем число резервных карт должно соответствовать схеме защиты трибов. 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).

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.

PC интерфейс F. Интерфейс F используется для подключения локального терминала доступа оператора, в качестве которого обычно используется обычный или портативный 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.

Служебные каналы. Служебные каналы организуются путем использования соот­ветствующих байтов секционного заголовка. Формально могут быть использованы байты D1-D12, Е1-Е2, Z1-Z2 и другие резервные байты.

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.

Тип стойки и блоков. Стойка 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). 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.

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.

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.

Лекция №10

Проектирование сети SDH

 

1. Техническое задание на проектирование сети SDH

 

Рассмотрим типовое Техническое задание на проектирование сети SDH на примере модернизации телефонной сети, обслуживающей некоторый район телефонизации.

- 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;

- существующий и предполагаемый на первом этапе сетевой трафик, пересчитанный на число каналов 2 Мбит/с, представлен в таблице 10.1 числами слева от главной диагонали ABCDEF;

- 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.

 

Таблица 10.1 – Сетевой межстанционный трафик

 

Схема решениявключает 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;

· формирование сети управления;

· формирование сети синхронизации.

 

Выбор топологии сети

 

В ряде случаев для обеспечения связи друг с другом станции в пределах одного района связываются в технологическое кольцо. Если потоки на различных участках технологического кольца значительно отличаются, то использование 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-коммутации в центральном узле.

Таким образом,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. 10.1 - поток через узел А на втором этапе. 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, 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, если нужна защита, где "точка", контактирующая с кольцом или мультиплексор связидолжен 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 роль мультиплексора 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. 10.1. 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).

 

 

Рисунок 10.1 - Схема простой ячеистой сети SDH

Эта схема приводит к минимальному числу 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.

В качестве основных и резервных выбраны следующие маршруты:

Заметим, что резервные маршруты в этой топологической структуре выбираются в пределах одной ячейки.

Расчет потоков в ветвях выполняется на основе принятых маршрутов и данных табл. 10.1. В результате получена таблица 10.2, 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 периодам. В последней строке помещены итоговые суммы на последнем этапе.

 

Таблица 10.2 - Основные и резервные потоки по сегментам ячеистой сети

 

 

3. Выбор уровня иерархии SDH, числа мультиплексоров и необходимого оборудования

 

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 рис. 10.1 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.

Для конфигурации узлов, составления спецификации сменных модулей и прорисовки блок-схемы соединений сменных блоков всех узлов, нужно иметь номенклатуру функциональных сменных блоков. 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.