Источник: Компьютерный мониторинг и информационные технологии – 2009/ Материалы четвёртой научно-технической конференции студентов, асперантов и молодых учёных. – Донецк, ДонНТУ – 2009, с.95-96
В настоящее время происходит интенсивный рост предоставления телекоммуникационных услуг. Увеличение числа пользователей Интернет, строительство корпоративных сетей и сетей хранения данных и т.д. требуют расширения полосы пропускания в транспортных телекоммуникационных сетях городов. Существенно увеличить пропускную способность дает возможность технология мультиплексирования по длине волны (WDM). Современные транспортные телекоммуникационные сети, осуществляя передачу на больших скоростях, становятся уязвимы даже при кратковременном перерыве связи, поэтому проблема повышения надежности в WDM сетях сегодня является актуальной. Рассмотрим типичную городскую транспортную телекоммуникационную оптическую сеть на примере сети г. Донецка (рис. 1).
Рис.1. Структура транспортной телекоммуникационной сети г. Донецка
Сеть построена по двухволоконной схеме с механизмом «самовосстанавливающееся кольцо». Архитектурным решением является радиально-кольцевая топология. Обозначим ее основные плюсы и минусы. Безусловным плюсом является использование защиты 1+1 для двухволоконной схемы без дополнительного оборудования. Минусом является недостаточная гибкость, вызванная, во-первых, отсутствием альтернативных маршрутов, постоянство числа каналов в «сечении» сети на любом ее участке, необходимость резервирования потоков для всех каналов радиальных ветвей и вызванное этим быстрое насыщение кольца. Кроме того, длина радиальной секции ограничена возможностями кольцевого мультиплексора и их число на кольце обычно ограничено, а значит, для обслуживания определенной области приходится организовывать несколько колец с дополнительной потерей емкости колец. Ситуация еще больше усугубляется если с целью повышения надежности рассмотреть вариант связи двух колец с использованием двух узлов. Как показывает практика развития сетей SDH в европейских странах, наиболее оптимальной с точки зрения минимизации затрат на сеть в целом, а также наиболее надежной и гибкой является ячеистая архитектура [1]. Расширяя сеть по мере накопления новых узлов и прокладке новых линий связи, даже в случае, если сеть состоит из одного SDH кольца, впоследствии оказывается, что на базе данного сегмента была построена некоторая ячейка. Аналогичный процесс повторяется и на других сегментах, образуя в результате классическую ячеистую сеть с различными потоками в разных ее сегментах, диктуемыми потребителями трафика. Аналогично можно построить ячеистую сеть на основе сети из нескольких колец SDH, соединив некоторые узлы колец звеньями для придания сети большей гибкости и надежности. На начальном этапе модернизации данной сети связи наиболее рациональным и экономически выгодным является комбинированное использование существующего оборудования SDH и внедряемого WDM. Таким образом, системы WDM будут использоваться для передачи больших потоков данных, системы SDH будут использоваться для передачи и выделения низкоскоростного трафика.
В системах WDM, осуществляющих перенос трафика SDH, существуют как специфические методы защиты трафика, например, переключение на резервную длину волны в случае отказа исходной несущей, так и традиционные в принципе, но не всегда возможные в рамках традиционной системы SDH, например, динамическая маршрутизация – перенаправление оптических несущих по новому маршруту при обрыве кабеля или деградации сигнала на предыдущем маршруте [1]. Существуют и другие варианты повышения надежности [1]. Одним из них является резервирование участков сети по схемам 1+1 и 1:1 по разнесенным трассам. В этом случае участки между двумя узлами сети соединяются по двум разнесенным трассам (стопроцентное резервирование), сигналы по которым могут распространяться одновременно. В узле приема они могут обрабатываться по двум схемам:
– резервирование по схеме 1+1 – в узле приема сигналы анализируются и выбирается тот, который имеет наилучшие параметры;
– резервирование по схеме 1:1 – в узле приема альтернативным маршрутам назначаются приоритеты: низкий и высокий, ветвь с низким приоритетом находится в режиме горячего резерва, переключение происходит по аварийному сигналу.
Следующим вариантом является резервирование терминального оборудования по схемам 1:1, или N:1, или N:m [1]. В этом случае восстановление работоспособности осуществляется за счет резервирования на уровне трибных интерфейсов. Схема резервирования, обозначаемая в общем случае как N:m, использует m резервных на N работающих интерфейсных карт, что допускает различную степень резервирования.
Также восстановление работоспособности сети в целом возможно путем обхода отказавшего узла [2]. Наиболее перспективным признается механизм резервирования на основе П - циклов, заключающийся в определении цикла с рассчитанной пропускной способностью, которая будет использована в случае аварии. Суть данного механизма резервирования состоит в выделении замкнутого контура на многосвязной структуре сети с заведомо рассчитанной резервной пропускной способностью, которая будет использоваться в случае возникновения отказа сети. Данная концепция была предложена исследователями W.D. Grover, D. Stamatelakis в конце 90-х годов. Таким образом, проведенный анализ существующих схем и методов обеспечения надежности в транспортной телекоммуникационной сети города показал, что недостаточно эффективны механизмы резервирования для данной топологии сети. Обоснована целесообразность перехода на системы WDM, а также совместное их использование с системами SDH на начальном этапе модернизации сети предложен метод повышения надежности в сетях с ячеистой топологией на основе П-циклов.
1. Слепов Н.Н. Синхронные цифровые иерархии SDH – Эко-Трендз, 1998, 148 с.
2. Stamatelakis D., Grover W. D. Theoretical Underpinnings for the Efficiency of Restorable Networks Using Preconfigured Cycles. IEEE Transactions on Communications, vol. 48, NO. 8, August 2000
© 2009 ДонНТУ Чепак Виталий Сергеевич