Государственная администрация по вопросам связи

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА И СВЯЗИ УКРАИНЫ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ АДМИНИСТРАЦИЯ ПО ВОПРОСАМ СВЯЗИ

ОДЕССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ им. А.С. ПОПОВА

Кафедра телекоммуникационных систем передачи

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

НА ТЕМУ:

 

 

РАЗРАБОТКА СЕТИ СВЯЗИ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕНННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ

 

 

студентки 4-го курса, факультета ИС группы ИС – 4.02

 

 

Студентка __________ Гуцова К.С. (подпись)

 

Руководитель __________ Мазур А.Д.

(подпись)

 

Проверяющий __________

(подпись)

 

Одесса 2011

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

 

1 ЗАДАНИЕ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

2 РАЗРАБОТКА СЕТИ SDH

2.1 Характеристика сети, типы модулей сели SDH

2.2 Построение мультиплексного плана, определение уровня STM

2.3 Расчет длины участка регенерации

2.4 Схема организации связи в кольце SDH

 

3 МОДЕРНИЗАЦИЯ СЕТИ SDH

3.1 Тенденции развития технологии WDM. Характеристика кольца с WDM

3.2 Определение количества длин волн. Выбор оборудования WDM

3.3 Схема организации связи в кольце с WDM

 

4 МОДЕРНИЗАЦИЯ СЕТИ SDH НА БАЗЕ ТЕХНОЛОГИИ SDH-NGN

4.1 Особенности сети SDH-NGN. Мультиплексный план сети

4.2 Выбор оптимального варианта модернизации сети

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Технология SDH, разработанная изначально для объединения и синхронной передачи по волоконно-оптическим линиям PDH-потоков, давно получила широкое распространение во всем мире. Такие достоинства, как большая пропускная способность трактов, гибкость, возможность динамически наращивать емкость сети без прерывания трафика, очень высокая степень надежности, обусловленная различными механизмами резервирования, возможность выделения (добавления) каналов в любой точке сети, удобство управления и администрирования, способствовали широкому внедрению SDH, в том числе и в сетях ОТС. Однако бурное развитие информационных технологий и появление концепции NGN привело к резкому росту потребностей предприятий и отраслей в высокоскоростных сетях передачи данных, трафик которых обычно представляет собой пакеты переменной длины. Основная сложность при передаче данных через сети SDH заключалась в том, что пакетную информацию необходимо упаковать в виртуальные контейнеры, предназначенные для передачи TDM-трафика. Оптимальным выходом из сложившейся ситуации явилось создание концепции сетей SDH нового поколения, получившего название NGN SDH.

Первичной сетью называется совокупность типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов системы электросвязи, образованная на базе сетевых узлов, сетевых станций, оконечных устройств первичной сети и соединяющих их линий передачи системы электросвязи. В основе современной системы электросвязи лежит использование цифровой первичной сети, основанной на использовании цифровых систем передачи. Как следует из определения, в состав первичной сети входит среда передачи сигналов и аппаратура систем передачи. Современная первичная сеть строится на основе технологии цифровой передачи и использует в качестве сред передачи электрический и оптический кабели и радиоэфир. SDH позволяет организовать универсальную транспортную систему, охватывающую все участки сети и выполняющую функции как передачи информации, так и контроля и управления. Она рассчитана на транспортирование всех сигналов PDH, а также всех действующих и перспективных служб, в том числе и широкополосной цифровой сети с интеграцией служб (В-ISDN), использующей асинхронный способ переноса (АТМ).

Преимущества SDH по сравнению с PDH:

-Технология SDH основана на принципе прямого синхронного мультиплексирования.

-По существу отдельные низкоскоростные сигналы могут мультиплексироваться непосредственно в высокоскоростные сигналы SDH без промежуточных стадий мультиплексирования.

-Технология SDH более гибкая по сравнению с PDH и обеспечивает расширенные функции управления и технического обслуживания сети.

-Может использоваться в трех традиционных областях электросвязи: сети дальней связи (глобальные сети), сети местной связи и сети абонентского доступа. Также может использоваться для передачи видео трафика кабельного телевидения (CATV).

 

WDM — технология, позволяющая одновременно передавать несколько информационных каналов по одному оптическому волокну на разных несущих частотах. Технология WDM позволяет существенно увеличить пропускную способность канала причем она позволяет использовать уже проложенные волоконно-оптические линии. Благодаря WDM удается организовать двустороннюю многоканальную передачу трафика по одному волокну (в обычных линиях используется пара волокон — для передачи в прямом и обратном направлениях).

 

NGN — это мультисервисная сеть связи, ядром которой является опорная IP-сеть, поддерживающая полную или частичную интеграцию услуг передачи речи, данных и мультимедиа. Реализует принцип конвергенции услуг электросвязи.

 

 

ЗАДАНИЕ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

В данном курсовом проекте используется архитектура кольцо, состоящий из 8 пунктов. 7 пунктов является сетевыми узлами ввода вывода(СУВ) и один сетевой узел переключения(СУП). Нужно:

1.Разработать сеть связи в кольце по технологии SDH с использованием необходимого оборудования.

2.Произвести модернизацию сети с учетом роста потребностей в услугах связи.

3.Рассмотреть особенности построения мультисервисной сети NGN.

Все исходные данные представлены ниже располагающихся таблицах:

 

Таблица 1.1- Исходные данные для варианта 8

Кабель ВОК - одномодовый	Рпер, дБ	Р пр мин, дБ	λ, нм	Δλ,нм	Обрыв между сетевыми узлами
α, дБ/км	lстр, км	Тип ОВ	Кол-во ОВ
0,28	4,4	SF			-31		0,37	2-3

Таблица 1.2- Дополнительные исходные данные

Расстояние в км между СУ колец	За щи та	Количество ПЦП между
СУП и СУВ	С У В
1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	6-7	7-8	8-1
									СУП

 

Примечание: Метод защиты ЦП- SNCP/РП/1:1/2ОВ

 

Таблица 1.3- Исходные данные для WDM

Трафик	Тип линейного кода STM
от СУП-1 ко всем СУВ	Между СУВ
STM-4	Ethernet	STM-n	Ethernet	mBnB	RZ/NRZ
+1	100M	2-3,STM-64	6-7,1G	740B800B	RZ

Таблица 1.4- Исходные данные для SDH-NGN

Трафик	Метод защиты ЦП
От СУП-1к СУВ	Между СУВ
Ethernet	№ СУВ	Ethernet	№ СУВ
FE	3;5;6	FE	6-7	SNCP 1: 1

 

 

РАЗРАБОТКА СЕТИ SDH

 

Технология SDH (Synchronous Digital Hierarchy) обозначает стандарт для транспорта трафика. Стандарт определяет уровни скорости прохождения сигнала синхронного транспортного модуля (Synchronous Transport Module, STM).Стандарт также определяет физический (оптический) уровень, необходимый для совместимости оборудования от различных производителей.Основная скорость передачи — 155,250 Мбит/с (STM-1). Более высокие скорости определяются как кратные STM-1: STM-4 — 622 Мбит/с, STM-16 — 2488,32 Мбит/с, STM-64 — 9953,28 Мбит/с.
Технология предполагает использование метода временного мультиплексирования (TDM) и кросс-коммутации тайм-слотов. При этом оконечное оборудование SDH оперирует потоками E1 (2,048 Мбит/с), к которым подключается клиентское оборудование. Основными устройствами сети являются SDH-мультиплексоры. Важной особенностью сетей SDH является необходимость синхронизации временных интервалов трафика между всеми элементами сети. Обычно мультиплексор может синхронизироваться с любым внешним сигналом, с опорным тактовым сигналом (PRC) или с собственным внутренним генератором синхронизирующих импульсов. Синхронизация на основе опорного тактового сигнала может распространяться по цепи, в которой находится не более 20 сетевых элементов (G.803). При построении сетей SDH обычно используется топология сети типа «кольцо» с двумя контурами. По одному из контуров передается синхронизирующая и сигнальная информация, по другому — основной трафик. Имеются специальные механизмы резервирования сети на случай выхода из строя одного из контуров. Возможно также подключение устройств по топологии «точка-точка», однако в таком случае отказоустойчивость решения будет ниже.
Централизованное управление сетью обеспечивает полный мониторинг состояния каналов и узлов (мультиплексоров). Использование кольцевых топологий создает возможность автоматического переключения каналов при любых аварийных ситуациях на резервный путь. Оборудование SDH предусматривает возможность резервирования линии и основных аппаратных блоков по схеме 1+1, при аварии автоматически переключая трафик на резервное направление. Данное свойство значительно повышает «живучесть» сети и позволяет проводить различного типа технологические работы без перерыва трафика.Управление конфигурацией сети, отслеживание и регистрация аварийных ситуаций осуществляются программными средствами с единой консоли управления. В функции центральной управляющей системы входят также средства поддержки тестирования каналов и контроля за качеством работы основных блоков мультиплексоров.
Сеть на базе SDH может служить в качестве транспортной сети для большинства существующих технологий высокоскоростной передачи информации по оптическим сетям (в том числе ATM и POS).
Существующее сегодня оборудование SDH способно передавать информацию со следующими линейными скоростями: 155 Мбит/c (STM-1), 622 Мбит/c (STM-4), 2,5 Гбит/c (STM-16). При этом для подключения пользователям предлагаются интерфейсы E1-E3.
Функционально мультиплексор SDH имеет два набора интерфейсов: пользовательский и агрегатный. Пользовательский набор отвечает за подключение пользователей, а агрегатный — за создание линейных межузловых соединений. Данные интерфейсы позволяют создавать следующие базовые топологии: «кольцо», «цепочка», «точка-точка».
Из указанных базовых элементов складывается топология всей сети мультиплексоров. Сложные сети обычно имеют многоуровневую структуру. Первый уровень — оборудование доступа пользователей. Этот уровень состоит из оборудования «последней мили» и, как правило, из мультиплексоров STM-1. Оборудование «последней мили» отвечает за доведение сигнала пользователей (чаще — сигнала E1, E3) до мультиплексоров первого уровня. В роли оборудования «последней мили» обычно выступают так называемые оптические модемы, по сути являющиеся конверторами электрического сигнала в оптический и обратно. Мультиплексоры первого уровня собирают каналы пользователей для дальнейшей транспортировки. Следующий уровень могут составлять мультиплексоры уровня STM-4 и STM-16.
Технологию SDH можно рекомендовать для использования в задачах построения опорных сетей при следующих условиях:
- загрузка каналов далека от предельной;
- имеется необходимость предоставлять «прозрачные» каналы связи, например для передачи голосового трафика между АТС;
- в коммерческом плане более выгодно и удобно предоставлять клиентам каналы с фиксированной пропускной способностью, а не определять стоимость услуг по количеству переданного трафика и по качеству предоставляемого сервиса.

Основным отличием системы SDH от системы PDH является переход на новый принцип мультиплексирования. Система PDH использует принцип плезиохронного (или почти синхронного) мультиплексирования, согласно которому для мультиплексирования, например, четырех потоков Е1 (2048 кбит/с) в один поток Е2 (8448 кбит/с) производится процедура выравнивания тактовых частот приходящих сигналов методом стаффинга. В результате при демультиплексировании необходимо производить пошаговый процесс восстановления исходных каналов. Например, во вторичных сетях цифровой телефонии наиболее распространено использование потока Е1.

При передаче этого потока по сети PDH в тракте ЕЗ необходимо сначала провести пошаговое мультиплексирование Е1-Е2-ЕЗ, а затем - пошаговое демультиплексирование ЕЗ-Е2-Е1 в каждом пункте выделения канала Е1. В системе SDН производится синхронное мультиплексиро- вание/демультиплексирование, которое позволяет организовывать непосредственный доступ к каналам PDH, которые передаются в сети SDH. Это довольно важное и простое нововведение в технологии привело к тому, что в целом технология мультиплексирования в сети SDH намного сложнее, чем технология в сети PDH, усилились требования по синхронизации и параметрам качества среды передачи и системы передачи, а также увеличилось количество параметров, существенных для работы сети. Как следствие, методы эксплуатации и технология измерений SDH намного сложнее аналогичных для PDH.

 

Таблица 2.2.1 – Распределение ПЦП между сетевыми узлами

Усл. обознач. пунктов	СУП-1	СУВ-2	СУВ-3	СУВ-4	СУВ-5	СУВ-6	СУВ-7	СУВ-8	Σпцп
СУП-1	-
СУВ-2	-	-
СУВ-3	-	-	-
СУВ-4	-	-	-	-
СУВ-5	-	-	-	-	-
СУВ-6	-	-	-	-	-	-
СУВ-7	-	-	-	-	-	-	-
СУВ-8	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Общее кол-во ПЦП	-
Кол-во ПЦП в/в									-

 

 

Для определения уровня STM необходимо построить мультиплексный план в нормальном режиме работы и при аварии для метода защиты SNCP/РП/1:1/2ОВ.

В данном варианте защиты в каждом волокне ресурсы разделяются между рабочими и защитными каналами примерно поровну, так чтобы при аварии на любой из секций основной (рабочий) трафик можно было переключить на защитные каналы. Данный метод использует защитное переключение кольца (ПК) с разделением ресурсов потоков (РП) по схеме 1:1.

 

На рисунке 2.2.1 приведем мультиплексный план для нормального режима работы сети.

 

СУП1 СУВ2 СУВ3 СУВ4 СУВ5 СУВ6 СУВ7 СУВ8 СУП1

9

6

 

 

Рисунок 2.2.1.Мультиплексный план в нормальном режиме работы

 

На рисунке 2.2.2 приведем мультиплексный план для аварийного режима работы сети для метода защиты SNCP/РП/1:1/2ОВ

 

СУП1 СУВ2 СУВ3 СУВ4 СУВ5 СУВ6 СУВ7 СУВ8 СУП1

	6 6		6	6	6

 

 

Рисунок 2.2.2.Мультиплексный план в аварийном режиме работы сети для метода защиты SNCP/РП/1:1/2ОВ

 

При аварии на секции СУВ-2 – СУВ-3 данный трафик пойдет по каналам, не попавшим под обрыв, тогда общий трафик для каждой секции будет определяться как сумма рабочих каналов. Итак, уровень STM будет равен сумме секции с максимальным трафиком.

Как видим из рисунка 2.1.1 – N max пцп =66, следовательно нужно использовать STM-4, т.к N max пцп >63 и <252.

Таблица 2.4.1 Количество НРП

	1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	6-7	7-8	8-1
Длина секции, км
Количество НРП

 

Необходимо подобрать тип оптического интерфейса для построения схемы организации связи, для этого представлю таблицу 2.4.2

 

Таблица 2.4.2 Оптические интерфейсы

 

ITU-T разработала Рекомендацию G. 957. Она нормирует ОС по длине и определяет три категории их применения. Эти категории имеют следующие обозначения:

-категория I - внутристанционные ОС протяженностью менее 2 км, в которых используются сигналы оптического излучения с длиной волны 1,3 мкм;

-категория S - короткие межстанционные ОС протяженностью порядка 15 км, на которых используются источники оптического излучения с длинами волн 1,3 и 1,55 мкм;

 

-категория L - длинные межстанционные ОС протяженностью до 40 км при длине волны используемого источника оптического излучения 1,3 мкм и до 80 км - при длине волны 1,55 мкм.

Необходимо подчеркнуть, что указанные длины ОС приводятся и используются только для их классификации и не могут рассматриваться как рекомендуемые значения этого параметра для практического использования. Допускается возможность повышения класса (пропускной способности) действующих СЛТ при переходе к длине волны 1,55 мкм.

Указанная классификация трех категорий применения ОС и значения определяющих эти категории параметров, приведены в табл. 2.4.2. Из таблицы следует, что внутри каждой категории (I, S или L) имеются (возможны) ОС, по которым передаются оптические ЦЛС на разных длинах волн (1,3 мкм или 1,55 мкм). Эти секции используются в системах передачи SDH четырех уровней (STM- 1, STM -4, STM -16 или STM -64), а для образования любой ОС могут применяться различные типы ООВ, параметры которых определены в Рекомендациях ITU-T G. 652 - G. 654. В результате получаем 24 варианта категорий ОС, которые представлены в четырех нижних строках табл.2.4.2.

По изложенным выше пояснениям к таблице 2.4.2, для моей сети подходит интерфейс L-4.1, используется STM-4, а длина волны составляет 1310 нм.

После того как выбраны интерфейсы и я знаю структуру сети, то строю схему организации связи в кольце SDH, она представлена на рис 2.4.1.

Примечание:

L – для длинных линий/S-коротких линий

4 –уровень STM

1-длина волны 1310нм

2-длина волны 1550нм

E1 – электрические интерфейсы для ввода/вывода потоков Е1

 

МОДЕРНИЗАЦМЯ СЕТИ SDH

Таблица 3.2.1 Матрица межузловых нагрузок

№СУ	СУП1	СУВ2	СУВ3	СУВ4	СУВ5	СУВ6	СУВ7	СУВ8	Все ПЦП
СУП1	х	STM-16 100М	STM-16 100М	STM-16 100М	STM-16 100М	STM-16 100М	STM-16 100М	STM-16 100М
СУВ2	-	х	STM-64	-	-	-	-	-
СУВ3	-	-	х	-	-	-	-	-
СУВ4	-	-	-	х	-	-	-	-
СУВ5	-	-	-	-	х	-	-	-
СУВ6	-	-	-	-	-	х	1GE	-
СУВ7	-	-	-	-	-	-	х	-
СУВ8	-	-	-	-	-	-	-	х	-
Сущ. трафик	-	-	-	-	-	-	-	-	STM-4
Всего	-	-	-	-	-	-	-	-

 

Для определения необходимого количества длин волн построим мультиплексный план кольца WDM (рис.3.2.1):

 

СУП1 СУВ2 СУВ3 СУВ4 СУВ5 СУВ6 СУВ7 СУВ8 СУП1

λ 1   λ 2     λ3   λ4   λ5   λ6   λ7   λ 8   λ9   λ 10   λ11   λ 12     λ13   λ14     λ15   λ16     λ17

STM-16     STM-1 6   STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   100M   100M   100M   100M     100M   100M     100M     STM-64   1G   STM-4

STM-16     STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   100M   100M /T ZJoNZmdDdtvGf+94sseZ9+WZZ6r17AZ1pCn0ng2kywQUcePbnjsD72+Pi1tQISK3OHgmAz8UYF1f XlRYtv7Er3Tcxk4JhEOJBmyMY6l1aCw5DEs/Eku295PDKOPU6XbCk8DdoLMkWWmHPcsFiyM9WGq+ twcnlE22t/rr6TPvPnJHz5sXtH0w5vpqvr8DFWmO/2X40xd1qMVp5w/cBjUYWKRJKlUJshyUFFY3 WQFqJ4uiAF1X+vyD+hcAAP//AwBQSwECLQAUAAYACAAAACEAtoM4kv4AAADhAQAAEwAAAAAAAAAA AAAAAAAAAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNdLnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQA4/SH/1gAAAJQBAAAL AAAAAAAAAAAAAAAAAC8BAABfcmVscy8ucmVsc1BLAQItABQABgAIAAAAIQD1RjF8egIAAMIEAAAO AAAAAAAAAAAAAAAAAC4CAABkcnMvZTJvRG9jLnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQDANJLF3QAAAAkB AAAPAAAAAAAAAAAAAAAAANQEAABkcnMvZG93bnJldi54bWxQSwUGAAAAAAQABADzAAAA3gUAAAAA "> 100M   100M     100M   100M     100M     STM-64   1G   STM-4

STM-16     STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   100M   100M   100M   100M     100M   100M     100M     STM-64   1G   STM-4

STM-16     STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   100M   100M   100M   100M     100M   100M     100M     STM-64   1G   STM-4

STM-16     STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   100M   100M   100M   100M     100M   100M     100M     STM-64   1G   STM-4

STM-16     STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   100M   100M   100M   100M     100M   100M     100M     STM-64   1G   STM-4

STM16     STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   STM-16   100M   100M   100M   100M     100M   100M     100M     STM-64   1G   STM-4

17 λ

17 λ

17 λ

17 λ

17 λ

17 λ

17 λ

17 λ

 

Рисунок 3.2.1 –Мультиплексный план для WDM

Для определения необходимого оборудования и типа WDMнеобходимо определить требуемую ширину полосы частот. Определим полосу частот для каждого канала с учетом использования технологий SDH и Ethernet. Для расчета выбираем наибольшую скорость.

 

SMT-4=622 Мбит/с;

SMT-16=2,488 Гбит/с;

SMT-64=9,953 Гбит/с;

1GE = 1 Гбит/с.

Наиболее высокоскоростной и широкополосный является SMT-64, соответственно расчеты ведутся по данному типу сигнала. Используем код RZ.

Фактически занимаемая полоса частот определяется по формуле

, (2.1)

где =2 ; (2.2)

= 2 Вс; (2.3)

- увеличение полосы частот за счет конечной величины линии излучения;

- расширение спектра за счет температурного изменения оптического излучения.

+ =2 ГГц

Определим скорость сигнала:

 

 

Спектр немодулированного сигнала с использование линейного кода RZ составит 23,46 ГГц.

Для обеспечения заданной ширины и количества каналов необходимо выбрать оборудование. Выбираем по заданию оборудование 2 – ECI.

Для работы аппаратуры WDM необходимо перейти на длину волны 1550 нм уменьшив α∑ на 0,1 дБ,пересчитаем длнины регенерационного участка по затуханию:

 

 

и по дисперсии:

Для данной сети максимально возможная длина участка без регенераторов по дисперсии составляет 60,3 км, поэтому чтобы не ставить регенераторы на линии можно использовать более дорогой лазер с меньшей шириной спектральной линии лазерного излучения. Будем использовать лазер с =0,05 нм.

Пересчитаем длину регенерационного участка по дисперсии.

 

 

В этом случае нам на линии регенераторы не потребуются.

Так как при длине волны 1550 нм расстояние между соседними оптическими каналами не превышает 100 ГГц, то выбираем вариант 2.1 компании ECI при количестве ОК до 80.

 

NGN- SDH

Особенности сети NGN-SDH

Современное состояние телекоммуникационных сетей можно определить термином "движение к совершенству". Вряд ли можно предугадать, как они будут выглядеть в будущем, сколько генераций сетей и технологий предстоит еще пройти. Но уже сегодня видны первые наработки: мощные сети передачи и коммутации пакетов, высокоскоростные линии доступа, оптические телекоммуникационные технологии и т.д., которые и определяют следующее поколение телекоммуникационных сетей -- Next Generation Networks (NGN).

Что же такое NGN?

Устоявшегося, энциклопедического понятия NGN до сих пор нет, и многие специалисты определяют это понятие по-своему. Если суммировать все определения, то получится следующее: NGN - это гетерогенная мультисервисная сеть, основанная на пакетной коммутации и обеспечивающая предоставление неограниченного спектра телекоммуникационных услуг. Такая сеть должна поддерживать передачу разнородного трафика с различными требованиями к качеству обслуживания и обеспечивать соответствующие запросы оператора и абонентов. На первый взгляд, мы бесконечно далеко ушли в этом определении от традиционных сетей, настолько далеко, что здесь не осталось места привычной нам телефонии. Однако это не так. Ключевое слово в данном случае -- услуга, или сервис. Это всеобъемлющее понятие включает в себя различные виды трафика, в том числе и голос, точнее голосовую составляющую услуги Triple play.

Итак, что же понимается под этим понятием. Традиция технических исследований предлагает сделать вначале отступление в область терминологии. По мнению одного из системных специалистов, понятие сетей нового поколения — это самое неконкретное понятие в истории сетей связи. Оно совершенно не указывает на какие-либо технологические принципы, а просто акцентирует внимание на неком «новом поколении», что само собой подразумевает фатальную неизбежность NGN. Действительно, по этой логике вскоре на смену сегодняшним сетям придет новое поколение со своими техническими решениями, оборудованием и т.п. вне зависимости от направления научно-технического прогресса. Но такое понимание NGN лишает это понятие какого бы то ни было технического содержания, заменяя его декларацией «Завтра все будет по-другому!». Таким образом, понятие NGN является крайне размытым и с самого начала лишенным технического смысла. Каждый специалист насыщает термин NGN субъективным содержанием. Например, специалисты в области коммутации понимают под NGN новые принципы коммутации, а поскольку они выпускают множество стандартов и руководящих материалов, то их понимание NGN перекочевало и на страницы литературы. Специалисты в области первичных сетей понимают под NGN переход к новым технологиям транспортных сетей типа MPLS, OSPF, BGP и пр. Специалисты в области сетей доступа говорят о системах широкополосного доступа, хотя им хватает такта не расширять свое локальное понимание до общетехнологических масштабов. Специалисты в области маркетинга под NGN понимают новые услуги (VoIP, IPTV, Triple Play) и тоже по-своему правы.

Сети NGN — это технические решения, появившиеся на этапе развития цифровой связи, когда трафик данных оказался важнее речевого трафика, а компьютеры — важнее телефонов. Такое определение NGN также не блещет ни оригинальностью, ни конкретностью, но отражает понимание автором специфики темы исследования. В частности, из этого определения вытекают некоторые свойства NGN как определенного симбиоза технологических решений:

• технологии NGN появляются в результате исторического развития, а именно на определенной стадии информатизации общества, когда трафик данных «побеждает» традиционный речевой трафик;
• с концепцией NGN связан качественный скачок в развитии всей технологии систем связи, обусловленный социальным сдвигом и изменением относительной ценности информации в обществе.
• будучи революционной концепцией, технология NGN пронизывает все уровни современных систем связи, а ее новые возможности повлекут за собой коренные изменения в отношении потребителей услуг связи.

На этих свойствах будет основано все последующее исследование. NGN как технология будет рассматриваться с позиций исторического развития, революционности, технологичности и общего приоритета данных над речью, который и привел к новой научно-технической революции в связи. В книге рассматривается концепция NGN в самом широком понимании, отражающем всю структуру современной связи, включая сети доступа, сети транспорта, технологии коммутации и новые услуги.

Технология SDH, созданная сначала для объединения и синхронной передаче по волоконно-оптических линиях PDH-потоков, давно приобрела широкого распространения во всем мире. Такие достоинства, как большая пропускная способность трактов, гибкость, возможность динамически наращивать емкость сети бес прерывания трафика, очень высокая мера надежности, обусловленная разными механизмами резервирования, возможность выделения каналов в любой точке сети, удобство управления и администрирования, способствовали широкому внедрению SDH,в том числе и в сетях ОТС. Но быстрое развитие информационных технологий и появление NGN привело к резкому возрастанию потребностей предприятий и отраслей в высокоскоростных сетях передачи данных, трафик которых обычно являлся пакетами сменной длины.

Основная сложность при передаче данных через сети SDH заключалась в том, что пакетную информацию необходимо упаковывать в виртуальные контейнеры, предназначенные для передачи TDM-трафика. Оптимальным выходом с ситуации, которая сложилась, появилось создание концепции сетей SDH нового поколения, которое получило название NGN SDH.

Преимущества технологии NG-SDH:

-Одновременная передача TDM и Ethernet трафика.

-Скорость до 10 Гбит/с.

-При общем употреблении технологии SDH и спектрального уплотнения DWDM увеличении пропускной способности трактов до 40 Гбит/с

-Поддержание интерфейсов Fast Ethernet (FE) 10/100BaseT и GE 1000BaseX с автоматическим регулированием полосы пропускания линии (LCAS) и функцией виртуального объединения контейнеров (VCAT).

-Функция встроенного коммутатора второго уровня с поддержанием технологии виртуальных ЛВС(VLAN).

-Поддержание QOS, RSTP.

-Поддержание разных алгоритмов защиты передаваемого трафика таких как: SNCP, MSP, Ms-spring; позволяют организовывать резервирование трактов STM-1/4/16/64 полностью или на уровни виртуальных контейнеров в середине данных трактов.

Структура NGN

Наиболее распространенная модель, описывающая NGN, включает в себя четыре уровня: транспорт, доступ, управление и услуги (рис. 4.1.1).

 

Рис. 4.1.1. Модель NGN

От технологий, используемых на этом уровне, во многом зависит качество работы всей сети следующего поколения и количество предоставляемых сервисов. В роли транспорта могут быть использованы ATM, MPLS, Ethernet и другие сети.

Сети IP, основанные на Ethernet-коммутаторах и маршрутизаторах, это наиболее дешевое решение, а потому достаточно часто встречающееся в небольших сегментах NGN. Такие сети просты в проектировании и эксплуатации, легко наращиваются и модернизируются, однако они имеют ряд недостатков, ограничивающих их применение в виде транспортной среды для NGN. Основной из них -- недостаточная адаптированность к пропуску разнородного трафика, особенно потоковых данных, используемых наиболее востребованными приложениями (VoIP, Video IP). При использовании IP-сетей очень сложно обеспечить требуемое качество работы таких приложений. Единственный выход -- это увеличение пропускной способности магистралей, что не всегда приводит к положительному результату.

Технология ATM более адаптирована к применению в NGN, прежде всего благодаря наличию встроенных механизмов обеспечения заданного качества сервиса (QoS), возможности адаптации к разнородному трафику данных, гибкого перераспределения полосы пропускания между различными сервисами. Эта достаточно дорогая технология применяется прежде всего в больших сетях, что обусловлено ее надежностью и гибкостью. В качестве транспортной среды передачи технология ATM часто использует SDH. Такое сочетание позволяет добиться высочайшей надежности и управляемости транспортной сети.

В свою очередь развитие технологии Ethernet привело к появлению нового транспорта -- PoS (Pocket over SDH/SONET), или New Gen SDH (NG SDH) /как ни странно, но именно Pocket. PoS и NG SDH - это одно и то же /. По сути, это симбиоз двух хорошо знакомых технологий -- Ethernet и SDH/SONET. Такая технология имеет все преимущества системы передачи SDH, характеризующейся высочайшей надежностью и управляемостью, и сети IP, позволяющей предоставлять все необходимые услуги передачи пакетного трафика, включая такие приложения, как VPN, VoIP и др. Другое направление развития IP-сетей -- это использование оптических кабелей в качестве среды передачи непосредственно. Наращивание скоростей передачи до 1 или 10 Гбит/с подразумевает использование оптических технологий и создание так называемого Optical Ethernet. О разработке такого относительно дешевого оборудования уже заявили многие компании-производители. Однако даже с учетом огромной полосы пропускания этих каналов такая IP-сеть методологически несет в себе все недостатки "младших" Ethernet.

Дальнейшее совершенствование IP-сетей привело к созданию MPLS. Технология MPLS изначально задумывалась как средство снижения нагрузки на маршрутизаторы и адаптации IP- сетей к разнородному трафику данных. Она давала пути сопряжения сетей IP и ATM и закономерно стал