Схема организации связи в кольце с WDM

 

В СУП будет установлен терминальный мультиплексор с регенерацией каналов. В СУВ – мультиплексор с регенерацией выводимых каналов. Ниже я представлю обозначения основных элементов WDM:

 

 

 

Рисунок 3.3.1 Обозначение СУП

 

 

Рисунок 3.3.2 Обозначение СУВ

 

Рисунок 3.3.3 Обозначение регенератора

 

Рисунок 3.3.4 Обозначение оптического линейного усилителя

 

Построим схему организации связи в кольце WDM (рис.3.3.1).Т.к. установка регенераторов в кольце WDM является слишком дорогой, то установим вместо них линейные оптические усилители.

МОДЕРНИЗАЦИЯ СЕТИ SDH НА БАЗАЕ ТЕХНОЛОГИИ

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 стала одной из основных технологий транспортного уровня NGN. Это произошло прежде всего благодаря реализованным на ее основе приложениям управления трафиком, таким как: ТЕ (Traffic Engineering), виртуальные частные сети (VPN), быстрое восстановление соединений -- FRR (Fast ReRoute), обеспечение качества обслуживания (QoS). Сегодня большинство производителей оборудования NGN так или иначе декларируют поддержку технологии MPLS.

Для заданного варианта приведем матрицу межузловой нагрузки. Необходимо передать пакетный трафик, учитывая что канал FastEthernet будет передаваться с использованием 47 VC-12.

 

Таблица 4.1.1 -Матрица межузловой нагрузки для SDH-NGN

Усл. обознач. пунктов	СУП-1	СУВ-2	СУВ-3	СУВ-4	СУВ-5	СУВ-6	СУВ-7	СУВ-8
СУП-1	х	-		-			-	-
СУВ-2	-	х	-	-	-	-	-	-
СУВ-3	-	-	х	-	-	-	-	-
СУВ-4	-	-	-	х	-	-	-	-
СУВ-5	-	-	-	-	х	-	-	-
СУВ-6	-	-	-	-	-	х		-
СУВ-7	-	-	-	-	-	-	х	-
СУВ-8	-	-	-	-	-	-	-	х

 

Приведем мультиплексный план модернизованной сети SDH на Рис. 4.1.1:

 

 

СУП1 СУВ2 СУВ3 СУВ4 СУВ5 СУВ6 СУВ7 СУВ8 СУП1

Новый трафик

Трафик до модерниз.

Трафик после модерниз.

 

Рисунок 4.1.1 –Мультиплексный план для SDH-NGN

Так как, после модернизации сети, у меня получилось максимальное количество VC-12 равное 254, превышающее 252, то уровень STM-16 нам необходим.

 

4.2 Выбор оптимального варианта модернизации сети

После того, как мы выполнили все расчеты модернизации сетей при использовании технологий WDM и SDH-NGN, можно сделать вывод о том, что с ростом передаваемого трафика по существующим сетям SDH необходимо высокая пропускная способность сетей. Этого можно добиться используя технологию спектрального уплотнения каналов WDM.Она позволяет организовать передачу по одному оптическому волокну десятки виртуальных каналов. При этом происходит замена только станционного оборудования.

Применяя эту технологию можно значительно улучшить характеристики волоконно-оптического кабеля, увеличив его широкополосность в десятки раз. Возможна передача в обоих направлениях одновременно абсолютно разного трафика(интернет,телефония и т. д.).

При модернизации сети с использованием технологии WDMне требуется замена оптического кабеля, а только добавление волновых мультиплексоров, демультиплексоров и при необходимости использование регенераторов и усилителей.

Когда у нас свободна полоса пропускания, и нам необходимо добавить в эту полосу несколько потоков, целесообразно будет использооввать технологию SDH-NGN.

Таким образом, эти технологии предоставляют широкие возможности для построения интеллектуальных, самовосстанавливающихся сетей с качественно новым набором услуг.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мною была проделана работа по разработке сети связи используя современные технологии. Сначала я разработала сеть SDHсначала определив типы преминяемых модулей в этой сети и на основе этого построила мультиплексный план. В построении мультиплексного плана были учитаны уровень STMи длина регенерационного участка, которые я так же расчитала при длине волны 1310 нм.

Во следующем разделе я модернизировала сеть SDHс использованием технологии WDM. Изучила характеристики кольца с WDMи определила длину регенерационного участка на длине волны 1550 нм. Построила схему организации связи в кольце с WDM.

В последнем разделе мною была произведена модернизация существующей сети на базе технологии NGN-SDH,построение мультиплексного плана модернизированной сети. Сделала вывод, что мало брать уровень STM-4,т.к. полученное значение ПЦП превысило 252,по-этому взяла уровень STM-16, которого вполне должно хватить.

Проделав все это, считаю, что полученные результаты соответствуют всем правилам и нормам. Следовательно я справилась с поставленной задачей построения сети связи с использованием новых технологий.

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Хмелев К.ф. Основы SDH: Монография.-К.: ІВЦ Видавництво «Політехніка» 2003. -583 с.

2. Корнейчук В.И., Макаров Т.В., Панфилов И.П. Оптические системы передачи. – К.: Техника,1994

3. Макаров Т.В. Когерентные волоконно-оптические системы передачи. –Одесса: Друк,2003

4. Андрэ Жирар. Технология и тестирование систем WDM: Руководство по современным волоконно-оптическим сетям. – М.: EXFO, 2001 / Перевод с англ. Под ред. А.М. Бродниковского, Р.Р. Убайдуллаева, А.В.Шмалько / Общая редакция А.В. Шмалько

5. Однорог П.М., Омецінська О.Б., Михайленко Є.В. «WDM»,видання 3, Київ, 2005 р., під ред.. Катка В.Б.

6. Конспект лекций, практических и лабораторных работ поТкСП