Основными тенденциями развития современных транспортных сетей является переход на полностью цифровые системы связи и широкое использование в качестве среды передачи данных оптического волокна, что уменьшает стоимость передачи единицы данных на километр и значительно повышает само качество передачи данных (вероятность возникновения ошибок на бит данных).
Использование современных цифровых методов передачи позволило значительно расширить число используемых сред передачи (радио, спутниковые, оптические, медные, лазерные и т.д.), а также увеличило информационную емкость традиционных сред передачи (прежде всего, медных кабелей) благодаря применению новых систем передачи - ISDL, HDSL, SHDSL, VDSL, ADSL и т.д.
Транспортные сети SDH
В настоящее время в магистральных и сетях доступа используются две основные технологии временного мультиплексирования - плезиосин-хронная цифровая иерархия - PDH (plesiochro-nous digital hierarchy) и синхронная цифровая иерархия - SDH (synchronous digital hierarchy). При этом основной тенденцией является переход от соединений типа "точка-точка", присущих технологии PDH, к сетям со сложной топологией и встроенным управлением - SDH-транспортным сетям.
Для облегчения сетевого управления и увеличения надежности и производительности транспортные сети могут иметь многоуровневую архитектуру, каждый уровень которой обслуживает географические зоны различного размера.
Магистральная транспортная сеть может содержать три уровня иерархии - национальный, региональный и местный. Каждый из них является независимой системой со своими собственными резервными элементами и альтернативными путями. При этом неисправность в каком-либо сетевом элементе одного уровня не будет влиять на функционирование и вышестоящих, и нижестоящих уровней.
Для увеличения коэффициента надежности каждый уровень должен иметь как минимум две точки подключения к последующему уровню -так называемый "двойной хоуминг" (dual homing). Оптическое волокно является
Сети SDH могут иметь различную топологию. В традиционных сильносвязных транспортных сетях устройства DXC могут располагаться на узлах, обеспечивая установку необходимых и альтернативных коммуникационных путей с помощью системы управления. Таким образом, использование SDH в традиционных полносвязных/сильносвязных магистральных сетях создает большую нагрузку на систему управления, которая должна обеспечивать максимально эффективное использование сетевых ресурсов. Другой альтернативой является использование логических кольцевых структур в полносвязных/сильносвязных транспортных сетях. Данные кольца могут быть сформированы благодаря выбору соответствующих волоконных пар и объединению узлов на различных уровнях. Каждое кольцо имеет определенную скорость передачи, например, STM-4 и ниже. При этом в состав сетевых узлов входят мультиплексоры ввода/вывода, которые позволяют выделять или вводить трибутарные группы потоков.
Мультиплексирование в сетях доступа
Основная идея использования мультиплексирования в сетях доступа заключается в значительном сокращении числа используемых медных пар, которые на практике всегда очень дефицитны. Сегодня это достигается путем преобразования аналоговых абонентских окончаний (которые используют полосу частот 300-3,400 Гц) в цифровые потоки со скоростью 64 Кбит/с с последующим их мультиплексированием в стандартный 2 Мбит/с-поток, который благодаря использованию современных SDSL-модемов может быть передан по одной абонентской паре.
Таким образом, достигается практически тридцатикратное сокращение числа необходимых медных пар в сети доступа. Как уже говорилось, в настоящее время интерфейс подключения мультиплексоров доступа к коммутационному оборудованию стандартизирован и носит название V5.1.
Для подключения мультиплексоров к коммутационному оборудованию все чаще используются оптоволоконные решения, рост числа которых будет наблюдаться при устойчивой экспансии оптоволокна в сети доступа. Еще одно популярное решение - применение разнообразного радиорелейного оборудования.
В целом же использование мультиплексоров доступа гораздо менее выгодно, чем применение абонентских концентраторов, однако мультиплексирование может быть достаточно неплохим решением при относительно небольшом числе абонентов (до 100). В рассмотренном случае требования пользователей по поводу предоставления услуг ISDN весьма редки: обычно пользователи ограничиваются аналоговой телефонией.
Потребности корпоративных пользователей гораздо шире - мелкому бизнесу могут понадобиться услуги доступа в ТфОП, ISDN BRA-доступ и/или centrex, более крупным предприятиям может потребоваться подключение УПАТС, PRA-доступ к ISDN, а также услуги передачи данных, например, доступ к сетям TCP/IP и frame relay, и, возможно, организация каналов связи внутри компании на основе выделенных линий. Большим компаниям может понадобиться доступ к сетям ATM и соединения с городскими/ глобальными сетями (MAN/WAN).
Разнообразие типов трафика подразумевает то, что много различных видов вторичных сетей будет использовано для его передачи: телефонные сети, сети передачи данных и т.д. Оператор транспортной сети при этом должен отсортировать (groom) трафик в сети доступа и установить необходимые каналы передачи между мультиплексором доступа и соответствующим коммутационным оборудованием.
Мультиплексоры доступа, поддерживающие вышеописанные возможности, иногда называют "гибкими мультиплексорами". Они включают в себя функции цифрового кросса, обычно DXC 1/0, которые обеспечивают перемаршрутизацию/удаление 64 Кбит/с временных слотов между входом и выходом устройства (рис. 1).
Рис. 1 – Мультиплексирование и сортировка различных типов трафик
Надежный транспорт для сетей доступа
А теперь рассмотрим вопрос надежного подключения узлов доступа к цифровым кроссам (DXC), которые обеспечивают подсоединение коммутационного оборудования сети, важный прежде всего для операторов связи. Подключение с резервированием может быть достигнуто несколькими способами: оптоволоконные системы передачи могут использоваться с другими решениями, например, с радиорелейными линиями таким образом, что от узла доступа существует несколько физически независимых путей к узлу коммутации; узел доступа может быть подключен одновременно к нескольким узлам коммутации (двойное подключение); оптоволоконное кольцо, используемое для подключения узлов доступа, может иметь структуру с защитной коммутацией (protection switching).
Последнее решение требует более подробного рассмотрения (см. рис. ). Как видно из рисунка, абонентский трафик поступает в мультиплексоры ввода/вывода. В этом случае, если произойдет разрыв кольца, трафик будет передан в обратном направлении по кольцу, что исключит его потери. ADM-мультиплексор, подключенный к узлу коммутации оператора, может быть дополнен или заменен синхронным цифровым кроссом - SDXC (synchronous digital cross-connect).
Рис. 2 – SDH-кольцо с защитной коммутацией
Оптическое кольцо в рассматриваемом варианте может быть построено на базе STM-1, STM-4 или STM-16 SDH-мультиплексоров. Надо отметить, что минимальная скорость цифрового потока, которая может быть предоставлена пользователю в таком случае - 2 Мбит/с, также при этом вспомогательное кольцо может быть использовано для подключения крупных пользователей, самостоятельно генерирующих трафик уровня STM-1.
В будущем, очевидно, такое решение будет наиболее востребовано, поскольку появится все большее число потребителей, которым будут необходимы в сетях доступа скорости передачи 2 Мбит/с и выше - концентраторы, мультиплексоры, УПАТС, базовые радиостанции, устройства доступа к ATM и т.д.