PART_1 (Коммутатор цифровых каналов системы передачи)

ГЛАВА 1

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ НА ПРИМЕРЕ КОМПАНИИ «МТУ-ИНФОРМ»

Компания "МТУ-Информ" (сокращение от "Московские телекоммуникационные услуги и информатика") создана в 1992 году и является целиком российским предприятием. "МТУ-Информ" действует преимущественно на территории Москвы и Московской области – как самостоятельно, так и через дочерние компании. Основные сферы деятельности в настоящее время – предоставление услуг проводной телефонии и услуг по передаче цифровых данных. "МТУ-Информ" располагает собственной крупнейшей в Москве оптоволоконной транспортной сетью. По числу обслуживаемых абонентов телефонной связи компания занимает сейчас в столице второе место. В ближайшее время перечень услуг значительно расширится: планируется ввод в действие цифровой сети радиотелефонии, трансляция программ кабельного телевидения, появление "интеллектуального" коммуникационного сервиса, обеспечение полноценного выхода в Интернет и др. Среди клиентов – крупнейшие отечественные и зарубежные фирмы, банки, гостиницы, аэропорты, информационные агентства и т.д. "МТУ-Информ" – молодая и стремительно развивающаяся компания, постоянно совершенствующая свою техническую базу и непрерывно расширяющая набор предоставляемых услуг. С помощью их сервера всегда можно получать самую оперативную и полную информацию.

ЭТИ СЕТИ ЕСТЬ СЕГОДНЯ:

• Цифровая транспортная сеть;

• сеть передачи данных;

• телефонная сеть общего пользования;

• "интеллектуальные" телефонные услуги.

• сеть для доступа к Интернет.

ЭТИ СЕТИ СКОРО ПОЯВЯТСЯ:

• сотовая радиотелефонная сеть стандарта CDMA;

• сеть беспроводного телевидения;

2.1 ЦИФРОВАЯ ТРАНСПОРТНАЯ СЕТЬ

2.1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В сентябре 1996 г. компания "МТУ-Информ" ввела в эксплуатацию первую очередь собственной цифровой транспортной сети. На этом этапе было задействовано 70 узлов, которые разместились в зданиях АТС Московской городской телефонной сети (МГТС). Такое решение позволило эффективно объединять по мере необходимости технические ресурсы "МТУ-Информ" и МГТС. В узлах сети были расположены цифровые мультиплексоры, связанные друг с другом магистральными оптоволоконными кабелями, общая протяженность которых составила около 600 км. Уже первая очередь цифровой транспортной сети охватила практически всю Москв
у: расстояние от ближайшего узла сети до потенциального пользователя составило не более 3 км.

Рис. 2.1

Сеть топологически состоит из трех колец STM-4 (622 Мбит/с) и одного кольца STM-16 (2.5 Гбит/с), связанных друг с другом потоками STM-1 (155 Мбит/с) и примыкающих к ним двадцати пяти периферийных колец STM-1 (155 Мбит/с). Сеть построена с применением технологии SDH (Synchronous Digital Hierarchy — Синхронная Цифровая Иерархия), позволяющей создать единую транспортную среду для разнородных информационных потоков. При этом совокупная пропускная способность сети достаточна для того, чтобы в едином потоке передавать большие массивы информации — как телефонно-голосовой, так и изначально существующей в виде цифровых данных. За счет высокой пропускной способности (по этому показателю сеть является одной из крупнейших в Москве) на ее базе возможна организация вторичных сетей большой мощности, в том числе наложенной сети передачи данных.

Транспортная сеть компании высоконадежна. Ее оборудование постоянно самотестируется и при возникновении какой-либо неисправности соответствующее сообщение посылается центральной системе управления, которая выдает диагностическое сообщение на монитор оператора и одновременно сохраняет его в базе данных для последующего анализа. Каналы в сети продублированы с помощью обходных путей, на которые система переключается в случае ухудшения качества передачи или пропадания основного канала. Такой принцип управления обеспечивает полное сохранение связи в случае аварии на кабельных трассах или выходе из строя каких-либо элементов сетевого оборудования.

Центральная система управления размещается в главном офисе компании. С ее помощью ведется постоянное наблюдение за состоянием сети в целом и за работой оборудования на ее отдельных участках, оперативно маршрутизируются информационных потоки, оптимизируется загрузка отдельных элементов, а при необходимости, сеть автоматически переконфигурируется.

Цифровая транспортная сеть позволяет передавать телефонный трафик как от собственных АТС "МТУ-Информ", так и транзитный, исходящий от сетей МГТС и других телефонных операторов. Номерная емкость, которую обслуживает сеть, составляет ныне примерно 100000 номеров.

На базе транспортной сети создана наложенная сеть передачи данных "МТУ-Информ". Данная сеть предназначена для сдачи пользователям в аренду коммутируемых и некоммутируемых цифровых каналов связи.

2.1.2 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

В планы компании "МТУ-Информ" по развитию своей транспортной сети входит:

дальнейшая прокладка оптического кабеля и увеличение количества узлов в Москве (к концу 1997 планируется проложить в столице еще 300 километров оптического кабеля и довести количество узлов до 150);

расширение транспортной сети на Московский регион;

интеграция с телекоммуникационными сетями и сетями кабельного телевидения отечественных и зарубежных компаний.

2.1.3 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ТЕХНОЛОГИЯ SDH

Стремление к созданию единого стандарта транспортной сети привело к разработке и последующему широкому внедрению оборудования синхронно-цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy — SDH), являющемуся на сегодняшний день основой для создания широкополосных транспортных сетей. Его важнейшие особенности — наличие гибкой легко управляемой структуры для передачи и переключения потоков информации разной мощности (в том числе и плезиохронных), ввода и выделения этих потоков в произвольных пунктах, систем контроля качества. Все это либо невыполнимо, либо крайне затруднительно при существовавших ранее других цифровых системах — плезиохронных цифровых иерархиях (PDH). Оператору сети SDH абсолютно безразлично, какие виды информации передаются по сети, поскольку и телефония, и компьютерные данные, и сигналы кабельного телевидения представляют с точки зрения SDH лишь цифровой поток различной скорости. От сети же требуется лишь достаточная пропускная способность. В связи с неоспоримыми преимуществами SDH-технологии компания «МТУ-Информ» выбрала ее для реализации своей транспортной сети.

ОБОРУДОВАНИЕ СЕТИ

Транспортная сеть «Компании МТУ-Информ» построена на оборудовании SDH производства компании ECI Telecom (Израиль). В узлах сети расположены синхронные цифровые мультиплексоры (Synchronous Digital Multiplexer — SDM), находящиеся в зданиях АТС АО «МГТС» и связанные друг с другом магистральными оптоволоконными кабелями.

Первая очередь сети запущена в эксплуатацию осенью 1996 г. В составе первой очереди сети насчитывается 13 мультиплексоров SDM-16 и 59 мультиплексоров SDM-1 семейства SYNCOM.

Топологически сеть состоит из первичного центрального кольца со скоростью передачи информации 2,488 Гбит/с (STM-16) и нескольких вторичных колец со скоростями передачи 155,5 (STM-1) и 622 Мбит/с (STM-4). При этом от пользователей в SDM поступают потоки 2,048 Мбит/с; трассы прохождения потоков задаются программно. Кольцевая структура и резервирование каналов обеспечивают связность сети при авариях на магистралях и бесперебойность передачи данных.

Вторая очередь сети будет представлять собой 3 кольца STM-4 и 18 колец STM-1 и состоять из 23 мультиплексоров SDM-4 и более чем из 72 мультиплексоров SDM-1C производства компании ECI Telecom.

Все сетевые элементы управляются из единого центра управления сети, находящегося в главном офисе компании. Система управления eNM производства ECI Telecom отвечает всем самым современным требованиям, предъявляемым к системам такого рода, а многие ее функции являются уникальными.

Система управления предоставляет оператору множество различных возможностей для управления сетью. В частности, система позволяет:

• собирать и анализировать аварийные сообщения в режиме реального времени;

• осуществлять мониторинг и конфигурацию удаленного сетевого элемента (до уровня блока);

• автоматически создавать канал указанием его начальной и конечной точек;

• контролировать качество канала без нарушения связи;

• устанавливать «петли» на ближнем и дальнем концах, а также контрольные точки на любом участке пути, что существенно облегчает поиск неисправности;

• строить каналы с одним входом и несколькими выходами, что создает удобную среду для передачи оцифрованных сигналов кабельного телевидения;

• редактировать конфигурации канала без перерыва связи;

• переводить периферийное оборудование сети на новую версию программного обеспечения из центра управления без перерыва связи.

К концу 1997 года «Компания МТУ-Информ» планирует проложить дополнительно 300 километров оптического кабеля и увеличить количество узлов в черте Москвы до 150.

ТОПОЛОГИЯ И ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ СЕТИ

Сеть топологически состоит из трех колец STM-4 (622 Мбит/c) и одного кольца STM-16 (2.5 Гбит/с), связанных друг с другом потоками STM-1 (155 Мбит/c) и примыкающих к ним двадцати пяти периферийных колец STM-1 (155 Мбит/c).

Сеть предоставляет возможность передачи по каждому из направлений до 63, 252 или 1008 потоков Е1 (2Мбит/с) по кольцам STM-1, STM-4 или STM-16 соответственно. Такая пропускная способность обеспечивает передачу 1890, 7560 или 30240 телефонных каналов, используя при этом лишь два оптических волокна в кабеле. Используемым PDH-интерфейсом является G.703.

Совокупная пропускная способность сети достаточна для того, чтобы в едином потоке передавать большие массивы информации — как телефонно-голосовой, так и изначально существующей в виде цифровых данных. За счет высокой пропускной способности (по этому показателю сеть является одной из крупнейших в Москве) на ее базе возможна организация вторичных сетей большой мощности, в том числе наложенной сети передачи данных.

2.2 СЕТЬ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

(ATM/Frame Relay)

2.2.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

На базе собственной цифровой транспортной сети компания "МТУ-Информ" создала наложенную сеть передачи данных. Данная сеть предназначена для сдачи пользователям в аренду коммутируемых и некоммутируемых цифровых каналов связи. Скорость передачи информации по каналам связи — до 2,488 Гбит/с. Сеть строится на основе технологии FR/ATM, позволяющей оптимизировать информационный поток, идущий от многих одновременно работающих пользователей, гарантируя каждому из них определенную пропускную способность. Применение технологии FR/ATM дает возможность сэкономить до 30% затрат, приходящихся на оплату услуг связи, по сравнению с использованием выделенных линий. Сеть высоконадежна: за счет кольцевой структуры и резервирования магистральных оптоволоконных линий обеспечивается устойчивость к авариям и бесперебойность передачи данных.

На территории Москвы максимальное расстояние от потенциальных пользователей до узлов сети составляет 1-3 км. Такая плотность обеспечивается за счет равномерного заполнения территории Москвы транспортной сетью "МТУ-Информ" (см. рис. 2.1).

Компания "МТУ-Информ" полностью решает вопросы организации "последней мили" до абонентов: либо путем аренды выделенных телефонных пар у своего партнера — спецузла АО "МГТС", либо, при необходимости, прокладкой новых кабелей (медных или оптоволоконных).

Оборудование сети позволяет осуществлять:

• интегрированную передачу компьютерных данных, речи, факсов и видеоизображений;

• коммутацию каналов/пакетов/ячеек;

• взаимодействие абонентов на скоростях 2048 Кбит/с, n * 64 Кбит/с, 64 Кбит/с и менее по выделенным каналам связи;

• поддержку протоколов X.25, CE, интерфейсов V.24/RS-232, X.21/RS-449, V.35, V.36 и классов обслуживания CBR (Constant Bit Rate), VBR (Variable Bit Rate), UBR (Unspecified Bit Rate), ABR (Available Bit Rate);

• централизованный сквозной контроль и тестирование устройств сети (узлов, трактов, плат, портов, включая оборудование "последней мили" и вплоть до выходного разъема абонента);

• автоматическую альтернативную маршрутизацию (реконфигурацию маршрутов и каналов) в случае перегрузки или аварий опорной цифровой сети;

• сбор статистики по трафику, качеству работы и авариям.

Применяемые технологии полностью соответствуют международным стандартам и рекомендациям CCITT (МККТТ) / ITU и ANSI.

На базе сети передачи данных "МТУ-Информ" возможна организация виртуальных корпоративных подсетей, управляемых абонентом с его станции управления — с определенным объемом полномочий по управлению и реконфигурации и с должной степенью защиты от вмешательств в работу подсети.

Первая очередь сети передачи данных "МТУ-Информ", рассчитанная на 10000-17000 абонентов, введена в эксплуатацию в августе 1997 г.

2.2.2 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

Основными направлениями развития сети передачи данных "МТУ-Информ" являются: