Лекция 6

Топология сети SDH

Существует базовый набор стандартных топологий. Рассмотрим топологию сетей SDH.

Топология "точка-точка".

Сегмент сети, связывающий два узла A и B, или топология "точка - точка", является наиболее простым примером базовой топологии SDH сети. Она может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров ТМ, как по схеме без резервирования канала приёма/передачи, так и по схеме со стопроцентным резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный электрические или оптические агрегатные выходы (каналы приёма/передачи).

Топология "точка-точка", реализованная с использованием ТМ.

Топология "последовательная линейная цепь".

Эта базовая топология используется тогда, когда интенсивность трафика в сети не так велика и существует необходимость ответвлений в ряде точек линии, где могут вводиться каналы доступа. Она может быть представлена либо в виде простой последовательной линейной цепи без резервирования, либо более сложной цепью с резервированием типа 1+1. Последний вариант топологии часто называют "упрощённым кольцом".

Топология "последовательная линейная цепь", реализованная на ТМ и ADM.

Топология "последовательная линейная цепь" типа "упрощённое кольцо" с защитой 1+1.

Топология "звезда", реализующая функцию концентратора.

В этой топологии один из удалённых узлов сети, связанный с центром коммутации или узлом сети SDH на центральном кольце, играет роль концентратора, или хаба, где часть трафика может быть выведена на терминалы пользователя, тогда как оставшаяся его часть может быть распределена по другим удалённым узлам .

Топология "звезда" c мультиплексором в качестве концентратора.

Топология "кольцо".

Эта топология широко используется для построения SDH сетей первых двух уровней SDH иерархии (155 и 622 Мбит/с). Основное преимущество этой топологии - лёгкость организации защиты типа 1+1, благодаря наличию в синхронных мультиплексорах SMUX двух пар оптических каналов приёма/передачи: восток - запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встречными потоками.

Топология "кольцо" c защитой 1+1.

Архитектура сети SDH

Радиально-кольцевая архитектура.

Пример радиально-кольцевой архитектуры SDH сети основан на применении двух базовых топологий: "кольцо" и "последовательная линейная цепь".

Архитектура типа "кольцо-кольцо".

Другое часто используемое в архитектуре сетей SDH решение - соединение типа "кольцо-кольцо". Кольца в этом соединении могут быть либо одинакового, либо разного уровней иерархии SDH. На первом рисунке показана схема соединения двух колец одного уровня - STM-4, а на втором - каскадная схема соединения трёх колец - STM-1, STM-4, STM-16.

Два кольца одного уровня.

Каскадное соединение трёх колец.

Линейная архитектура для сетей большой протяженности.

В сетях SDH только для линейных сетей большой протяженности, где расстояние между терминальными мультиплексорами больше допустимого с точки зрения затухания волоконно-оптического кабеля, существует стандартная регламентация (ITU-T Rec.G.957 и G.958). В этом случае на маршруте между ТМ должны быть установлены кроме мультиплексоров и проходного коммутатора (SDXC) ещё и регенераторы для восстановления затухающего оптического сигнала.

Принято различать три типа стандартизованных участков – секций: оптическая секция (участок от точки электрооптического до точки оптоэлектронного преобразования сигнала, на рисунке не показана), регенераторная секция и мультиплексная секция, показанные на рисунке.

Оптические секции нормируются по длине, при этом выделяют три категории: I – внутристанционная секция, длиной до 2 км, S – короткая межстанционная секция, порядка 15 км, и L – длинная межстанционная секция, порядка 40 км (при длине волны 1310 нм) и 80 км (при длине волны 1550 нм). Указанные длины секций используются только для классификации и не являются рекомендуемыми значениями для выбора технических параметров. Общая длина маршрута может составлять при этом сотни или же тысячи километров.

Классификация секций приведена в табл. 3. Она дает стандартное обозначение секций в зависимости от уровня STM (1, 4, 16) и приведена для указанных трех типов применения: внутри станции (код использования I), между станциями – короткая секция (код использования S), между станциями – длинная секция (код использования L). В общем случае кодировка типов использования линейных регенераторных секций как оборудования SDH включает три элемента и имеет формат:

<код использования> – <уровень STM> . <индекс источника>.

Индекс источника приведен ниже:

• 1 (или без индекса) – указывает на источник с длиной волны 1310 нм;

• 2 – указывает на источник с длиной волны 1550 нм для волокна, соответствующего G.652 (секции S) и G.652, G.654 (секции L);

• 3 – указывает на источник с длиной волны 1550 нм для волокна, соответствующего G.653.

Например, L-4.3 расшифровывается как длинная межстанционная регенераторная секция линейного оборудования STM-4, использующая источник с длиной волны 1550 нм.

Классификация стандартных оптических интерфейсов

Обеспечение отказоустойчивости в технологии SDH.

К современной цифровой первичной сети предъявляются повышенные требования в части параметров ее надежности. В связи с этим современные первичные сети строятся с использованием резервных трактов и коммутаторов, выполняющих оперативное переключение в случае неисправности на одном из каналов. В сети SDH осуществляется постоянный мониторинг параметров ошибки (процедура контроля четности BIP) и параметров связности. В случае значительного ухудшения качества передачи в мультиплексорной секции выполняется оперативное переключение на резервную мультиплексорную секцию. Это переключение выполняется коммутаторами.

Первичные сети SDH привлекают разнообразным набором средств обеспечения отказоустойчивости, благодаря которым сеть способна быстро (за десятки миллисекунд) восстановить свою работоспособность при выходе из строя какого-либо элемента — канала связи, порта, карты мультиплексора или мультиплексора в целом.

В качестве общего названия механизмов отказоустойчивости в SDH используется термин «автоматическое защитное переключение» (Automatic Protection Switching, APS). Он отражает факт перехода (переключения) на резервный путь или резервный элемент мультиплексора при отказе основного.

В оборудовании и сетях SDH применяются следующие основные виды автоматической защиты в зависимости от типа защищаемого (с помощью резервирования) элемента сети:

• защита блоков и элементов оборудования SDH (Equipment Protection Switching, EPS);

• защита агрегатных и трибутарных карт мультиплексора (Card Protection, CP);

• защита мультиплексной секции, т. е. участка сети между двумя смежными мультиплексорами SDH (Multiplex Section Protection, MSP);

• защита пути (соединения) через сеть для определенного виртуального контейнера (Sub-Network Connection Protection, SNC-P);

• разделяемая между пользовательскими соединениями защита путей в кольцевой топологии (Multiplex Section Shared Protection Ring, MS-SPRing).

В SDH предусмотрены схемы защиты «1+1», «1:1» и «1:N». Защита «1+1» означает, что резервный элемент выполняет ту же работу, что и основной. Например, при защите трибутарной карты по схеме «1+1» трафик проходит как через рабочую карту (резервируемую), так и через защитную (резервную). Схема «1:1» подразумевает, что защитный элемент в нормальном режиме не выполняет функции защищаемого, а переключается на них только в случае отказа. «1:N» предусматривает выделение одного защитного элемента на N защищаемых; при отказе одного из них его функции начинает выполнять защитный, при этом остальные элементы остаются без прикрытия — до тех пор пока отказавший элемент не будет заменен.

Защита EPS применяется для таких жизненно важных элементов мультиплексора, как процессорный блок, блок коммутации (кросс-коннект), блок питания, блок ввода сигналов синхронизации и т. п. EPS обычно работает по схемам «1+1» или «1:1».

7