Топология и архитектура сетей sdh
Для проектирования сети необходимо выбрать её топологию, т.е. выбрать оборудование узлов сети в соответствии с решаемой задачей. Основными элементами (функциональными модулями), на которых строится сеть SDH, являются мультиплексоры. В зависимости от конфигурации и комплектации мультиплексоры могут работать в различных режимах и выполнять различные функции.
Функциональный набор оборудования SDH:
Топология — это способ соединения конкретных базовых элементов в соответствии с решаемой задачей. Определено несколько стандартных базовых топологий, на основе которых строится вся сеть SDH:
1. Последовательная линейная цепь: все функциональные модули выстроены в линию и последовательно включены в тракт передачи.
Надежность такой топологии минимальна. Тем не менее, она широко используется на начальном этапе строительства и развития разветвленной сети, при модернизации сети связи, когда оборудование SDH устанавливается на реально существующей сети РDH.
Частный случай линейной цепи — топология "точка-точка". Она может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров ТМ, как по схеме без резервирования канала приема/передачи, так и по схеме со 100% резервированием типа 1 +1. Эта топология широко используется при передаче больших потоков данных по высокоскоростным магистральным каналам, например, по трансокеанским подводным кабелям, обслуживающим магистральный цифровой телефонный трафик, также ее используют для отладки сети при переходе к новой более высокой скорости в иерархии SDH, например, с 622 Мбит/с (STM-4) на 2,5 Гбит/с (STM-16) или с 2,5 (STM-16) на 10 Гбит/с (STM-64).
Рис. Топология "точка - точка", реализованная с использованием ТМ
2. Топология звезда: В центральном узле-концентраторе (DXC) объединяются ветви, построенные по топологии линейная цепь.
Недостатки:
1. невысокая надёжность в линейной цепи;
2. зависимость всех транзитных соединений от устойчивого функционирования концентратора DXC.
Используется такая топология при организации схем канального доступа на местной сети (ГТС).
При таком соединении
можно организовать более гибкое
резервирование и возможность нескольких
альтернативных путей резервирования
за счет увеличения числа кабельных
соединений.
3. Топология кольцо: наиболее распространенная топология при построении сети SDH, имеет большое количество вариантов построения, что дает возможность обеспечения резервирования различных типов.
Простейший вариант кольца: каждый ADM связан с соседним по линейному стыку. Существует два типа резервирования кольца:
— однонаправленный;
— двунаправленный.
При однонаправленном режиме основной трафик передаётся по кольцу в одном направлении по одному (активному) волокну. По второму в противоположном направлении передаются:
— пустой STM-N (без нагрузки);
— дублированный основной трафик;
— трафик, имеющий низкий приоритет.
Второе волокно используется как резервное и в случае выхода из строя активного волокна, низкоприоритетный трафик сбрасывается и передаётся основной (дублированный) трафик.
основной трафик
резервы
Двунаправленный режим — основной трафик передаётся по обоим волокнам. Половина пропускной способности используется для организации резервного пути, по которому передаются:
— пустой STM-N;
— дублированный основной трафик;
— трафик, имеющий низкий приоритет.
основной трафик
резервы
При необходимости использования резервного пути низкоприоритетный трафик сбрасывается, и передаётся основной (дублированный) трафик.
Недостаток обоих режимов: уменьшение использования пропускной способности оборудования. Для исключения этого недостатка используют топологию кольца с дополнительными связями по линейному стыку.
EMBED Word.Picture.8
При таком соединении можно организовать более гибкое резервирование и возможность нескольких альтернативных путей резервирования за счет увеличения числа кабельных соединений.
4. Ячеистая топология используется для соединения между несколькими сетями или между отдельно развивающимися частями одной сети. С помощью дополнительных соединений между элементами сети образуется структура, каждый элемент которой является частью нескольких колец одновременно. При объединении нескольких синхронных колец используются дополнительные связи для увеличения пропускной способности между соседними кольцами и организации резервирования передаваемого между ними трафика. Пропускная способность, отводимая резервным трассам, незначительна на каждом участке. Вероятность одновременного возникновения нескольких аварий в различных частях сети достаточно мала. Поэтому единичное повреждение восстанавливается распределением аварийного трафика по остальной сети, имеющей большое число альтернативных связей между каждыми 2-мя элементами (станциями).
Рис. Схемы простых ячеистых сетей
Архитектуры сетей SDH
1. Радиально-кольцевая архитектура сформирована с использованием базовых стандартных топологий линейных цепей и кольца.
2. Кольцо – кольцо. При соединении 2-х колец одного уровня (например, STM-4) используются интерфейсные карты предыдущего уровня иерархии (STM-1). Интерфейсные карты обеспечивают создание электрического стыка между кольцами на более низком уровне и дают возможность выделения компонентных сигналов (трибов), передаваемых внутри каждого кольца.
Возможна каскадная схема соединения трёх колец различного уровня (STM-1, STM-4, STM-16). Здесь используют оптические трибы предыдущего иерархического уровня для перехода из одного кольца к другому.
а) Одноуровневые кольца
б) разноуровневые кольца
3. Линейная архитектура для сети большой протяжённости.
Для линейных сетей с большой протяженностью расстояние между ТМ значительно больше оптического регенерационного участка. Такую структуру можно представить в виде последовательного соединения ряда секций, которые стандартизированы ITU-T G.957,G.958.
Рис. Сеть SDH большой протяженности со связью типа "точка-точка" и ее сегментация
Различают три типа стандартизированных участков или секций:
1. оптическая секция — участок ВОК между элементами сети.
Оптические секции нормируются по длине и выделяют три категории:
— внутристанционная I<2км.
— короткая межстанционная S=15÷ 20км
— длинная межстанционная секция L=40км при λ=1,3мкм; L=80км при λ=1,55мкм.
2. регенераторная секция (RS) — участок тракта между 2-мя соседними регенераторами или регенератором и другим прилегающим элементом сети.
3. мультиплексная секция (MS) — участок тракта между транспортными узлами, которые допускают автоматическую поддержку работоспособности сети (мультиплексоры, коммутаторы).
Маршрут — участок тракта между терминальными мультиплексорами ТМ, допускающими автоматическое поддержание работоспособности сети с номинальной производительностью.
4. Архитектура разветвлённой сети общего вида.
Такая архитектура используется для построения глобальных сетей. Основой формирования сети является остов. Остов (магистральная или опорная сеть) сформирован в виде одной сетевой ячейки, узлами которой являются цифровые кросс-коммутаторы DXC, связанные между собой по схеме «каждый с каждым». К остову присоединены периферийные сети SDH различных топологий — корпоративные, общегородские или сегменты других глобальных сетей.
