Инструменты пользователя

Инструменты сайта


examination:kg:question441

2.2. Эволюция технологий в магистральных сетях

2.2.1. Эволюция систем передачи

2.2.1.1. Этапы развития систем передачи

Анализ развития систем передачи, составляющих транс-портную основу магистральных сетей, показывает, что за прошедшие более чем 80 лет эти системы последовательно эволюционировали в область все более высоких скоростей передачи, становились более надежными, более простыми в эксплуатации, управлении и обеспечении необходимой про-пускной способности,

А. Аналоговые системы передачи

Первая трансконтинентальная телефонная линия на тер-ритории США была открыта для эксплуатации в 1915 г., ко¬гда был сделан первый вызов через аналоговую систему из Нью-Йорка в Сан-Франциско по медному кабелю с использо-ванием усилителей. Начиная с этого момента, пропускная способность систем передачи росла, а стоимость передачи информации падала. В 1936 г. была построена первая в ми¬ре линия дальней связи на коаксиальном кабеле, позволяв¬шая мультиплексировать множество аналоговых телефон¬ных каналов В 1947 г. была создана первая коммерческая радиорелейная линия, и это означало появление менее до-рогой альтернативы линиям дальней связи на кабелях. Пер-вый спутник связи, запущенный в 1962 г., обеспечивал более дешевую трансокеанскую связь, чем при использовании под-водных кабельных линий, Б. Цифровые системы передачи Относительно недавно, в начале 80-х гг, первые магист-рали на волоконно-оптических кабелях позвонили получить значительно большие пропускные способности, и это совпа¬ло с одним из главных, узловых моментов развития теле-коммуникаций за последние 35 лет - переходом от аналого-вых систем передачи к цифровым системам, начавшимся в 60-х гг. Вначале аналоговые системы передачи, использовавшие принцип частотного разделения каналов, были заменены системами плезиохронной цифровой иерархии (ПЦИ), по-строенными на базе каналов со скоростью 64 кбит/с и ис-пользующими принцип временного разделения каналов. Пе-реход к цифровым системам передачи и замена медных ка-белей на волоконно-оптические сопровождались увеличени¬ем пропускной способности транспортных сетей и ростом их надежности,

В. Системы SONET/SDH

На смену плезиохронным цифровым системам с времен-ным уплотнением пришли системы синхронной цифровой иерархии (СЦИ) со скоростями передачи, равными сотням и тысячам Мбит/с, рассчитанные на широкое применение во-локонно-оптических кабелей. Возможные конфигурации ма-гистральных цифровых сетей при использовании волоконно- оптических кабелей были расширены путем применения кольцевых сегментов, что привело к повышению надежности, увеличению типов возможных сетевых топологий и увеличе-нию гибкости в распределении ресурсов. Первые стандарты по системам синхронной цифровой ие-рархии, получившим название SONET (Synchronous Optical Networks), были приняты Американским национальным ин-ститутом стандартов (ANS\), а стандарты по аналогичным системам SDH, Synchronous Digital Hierarchy, (Европейская версия) были приняты МСЭ в конце 80-х гг. Обе группы стан-дартов были практически идентичны, за исключением тер-минологии. Появление новых систем привело к реконструк¬ции существующих сетей и развитию новой инфраструктуры транспортных сетей на базе стандартов SONET/SDH. В стандартах SONET/SDH были определены скорости переда¬чи синхронной цифровой иерархии часть из которых (наибо¬лее широко используемых) приведена в табл 2.3. Системы SONET Системы SDH Скорости передачи, Мбит/с ОС-3 STM-1 155,52 ОС-12 ' STM-4 622,08 О С-48 STM-16 2488,2 ОС-192 STM-64 9953,3 Реконструкция транспортных сетей, особенно систем

дальней (междугородной и международной) связи, идет по пути замены систем на базе ПЦИ системами SONET/SDH. Быстрые темпы реконструкции определяются рядом факто-ров, наиболее важными среди которых являются:

  • • международное признание стандартов SONET/SDH;
  • • возможность взаимодействия оборудования разных производителей (что ведет в результате к снижению стоимости эксплуатации систем);
  • • свойства самовосстановления, определяющие высо¬кие показатели надежности;
  • • высокоскоростные интерфейсы (до 10 Гбит/с);
  • • возможности реализации усовершенствованных про-цедур эксплуатации, управления, администрирования и обеспечения требуемых пропускных способностей.

Сети SDH/SONET с их возможностью самовосстановления (self-healing capability) в пределах интервала 50 мс являются сегодня наиболее надежными транспортными сетями. Воло-конно-оптические линии связи и сетевые топологии на базе SDH представляют собой основу национальных транспорт-ных сетей и начинают играть все более важную роль в реги-ональных и местных сетях, обеспечивая высокую пропускную способность и надежную передачу всех типов информации. ■ В качестве основных элементов современных транспорт-ных сетей применяются мультиплексоры вставки/выделения (Add/Drop Multiplexer, ADM) и системы кросс-коммутации (Di-gital Cross-Connect System, DXS). Современные транспорт¬ные сети строятся на базе стандартизованных решений от¬крытой архитектуры, соответствующих требованиям взаимо¬действия оборудования, поставляемого различными произ¬водителями. Современные системы SDH/SONET успешно интегриру-ются в коммутируемые телефонные сети общего пользова-ния. При наличии набора скоростей, перечисленных в табл. 2.3, все другие традиционные системы передачи и коммутации могут быть подключены к сети SDH/SONET, ис-пользуя ее как надежную транспортную среду. Большинство современных коммутационных узлов оборудуются интер-фейсами SDH/SONET, обеспечивая интеграцию коммутации речи и данных, реализацию межстанционных функций и под-ключение сетей доступа. В отличие от кадров ПЦИ, структура кадров SDH/SONET имеет достаточный набор избыточных байт, которые используются для управления, конфигурации и самовос-становления транспортной сети. Стандарты SDH/SONET определяют механизмы реализации указанных функций, одной из которых является защита кольца: при повреждении одного из сетевых элементов или повреждении волоконно- оптического кабеля обход поврежденного участка органи-зуется автоматически. Первоначально проектируемые для передачи телефон¬ной нагрузки, новые транспортные структуры, благодаря преимуществам цифровых систем, успешно применяются для поддержки служб, использующих технологии Frame Relay, ATM и Интернет. Однако появление Интернет и других служб, связанных с взрывным ростом объемов передаваемых данных, и начало конкуренции в среде операторов определило новые требования к структуре систем передачи транспортных сетей и к их характе¬ристикам, в первую очередь к пропускной способности.

Г. Технология DWDM •

Основные направления реконструкции транспортных се¬тей сегодня связаны с введением технологии разделения сетевых ресурсов (мультиплексирования) по длине волны (Dense Wave Division Multiplexing, DWDM), которая обеспечи-вает мультиплексирование множества длин волн в одном волокне Внедрение систем уплотнения по длине волны в транс-портных сетях определяется несколькими факторами. В ря¬де случаев увеличение пропускной способности волоконно- оптического кабеля с помощью мультиплексирования на ос-нове технологии DWDM может оказаться более экономич¬ным решением, чем прокладка еще одного волоконно-опти¬ческого кабеля в тех ситуациях, когда пропускная способ¬ность системы передачи на имеющемся кабеле исчерпана, Другой фактор связан с появлением новых служб, полу-чивших название «пожирателей полосы пропускания». В первую очередь здесь речь идет о передаче мультимедийно-го трафика, для которого в транспортных сетях могут потре-боваться скорости передачи, измеряемые десятками и сот-нями Гбит/с. В синхронной цифровой иерархии на базе стан-дарта SDH/SONET следующее после 9,95 Гбит/с (STM-64) значение скорости передачи равно 39,8 Гбит/с, что соответ-ствует уровню STM-256 иерархии STM. Однако необходимо иметь в виду, что при линейных скоростях выше 10 Гбит/с возникает ряд проблем, связанный с ухудшением характери-стик волокна. Попытки преодолеть указанное ограничение с целью уве-личения пропускной способности транспортных сетей на ба¬зе волоконно-оптических кабелей привели к созданию техно-логии DWDM. Системы DWDM увеличивают пропускную спо-собность волоконно-оптического кабеля (уже находящегося в эксплуатации или вновь проложенного) путем распределе¬ния входящих оптических сигналов, отвечающих стандартам SDH/SONET (например, несколько потоков STM-16/64), по определенным длинам волн и последующего мультиплекси-рования этих сигналов в виде единого цифрового потока в одном волокне. Сигнал, мультиплексируемый в системе DWDM, перено-сится в оптической форме без промежуточных оптико-электрических преобразований от точки мультиплексирова-ния до точки демультиплексирования Системы DWDM яв-ляются типичными канальными устройствами, не влияющи¬ми на структуру мультиплексируемых сигналов, т.е облада¬ют свойствами прозрачности. Это дает возможность сетево¬му оператору легко интегрировать системы DWDM с сущест-вующим сетевым оборудованием, одновременно значитель¬но увеличивая пропускную способность кабелей. Поставляе¬мые на рынок системы DWDM позволяют получить пропуск¬ную способность на одном волокне до 400 Гбит/с, что соот-ветствует пропускной способности 40 систем STM-64. В бли-жайшее время ожидается появление на рынке серийного оборудования DWDM со скоростью передачи несколько Тбит/с. Первые системы DWDM были реализованы в двухточеч-ных конфигурациях. Учитывая прогресс в создании оптиче-ских элементов, можно ожидать, что в ближайшем будущем на базе систем DWDM могут быть построены полностью оп-тические транспортные сети. Исследования перспектив рынка оборудования DWDM прогнозируют значительный рост объемов продаж этого оборудования. Результаты исследований североамерикан-ского рынка, проведенные в 1999 г. консалтинговой компани-ей Ryan Hankin Kent показывают, что в 2001 г. объемы про¬даж оборудования DWDM могут достигнуть значений поряд¬ка 5 млрд. долларов.

examination/kg/question441.txt · Последние изменения: 2015/03/26 10:09 — intro