Вопросы и ответы к экзамену

1. ADM мультиплексор в сетях SDH.

Технология синхронной цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) позволяет создавать надежные транспортные сети и гибко формировать цифровые каналы в широком диапазоне скоростей — от нескольких мегабит до десятков гигабит в секунду.

Основным элементом сети SDH является мультиплексор

Обычно он оснащен некоторым количеством портов PDH и SDH: например, портами PDH на 2 и 34/45 Мбит/с и портами SDH STM-1 на 155 Мбит/c и STM-4 на 622 Мбит/c.

Порты мультиплексора SDH делятся на:

• Линейные (агрегатные) порты. Агрегатные порты мультиплексора поддерживают максимальный для данной модели уровень скорости STM-N, значение которой служит для характеристики мультиплексора в целом, например мультиплексор STM-4 или STM-64.

• Порты ввода/вывода (трибутарные).

Эти названия портов отражают топологию сетей SDH, где имеется ярко выраженная магистраль, по которой передаются потоки данных, поступающие от пользователей сети через порты ввода/вывода. Эти потоки как бы втекают в агрегированный поток. (Tributary дословно означает «приток»).

Сами мультиплексоры SDH обычно делят на:

• Терминальные (Terminal Multiplexor, TM)

• Ввода/вывода (Add-Drop Multiplexor, ADM).

Разница между ними состоит не в составе портов, а в положении мультиплексора в сети SDH.

Терминальный мультиплексор завершает агрегатные каналы, мультиплексируя в них большое количество трибутарных потоков, поступающих на порты ввода/вывода .

Мультиплексор ввода/вывода транзитом передает агрегатные каналы, занимая промежуточное положение на магистрали (в кольце, цепи или смешанной топологии). При этом данные трибутарных каналов вводятся в агрегатный канал или выводятся из него.

1. GPRS-терминалы

GPRS (General Packet Radio Service) - это система, которая реализует и поддерживает протокол пакетной передачи информации в рамках сети сотовой связи GSM. При использовании системы GPRS информация собирается в пакеты и передается в эфир, они заполняют те «пустоты» (не используемые в данный момент голосовые ка­налы), которые всегда есть в промежутках между разговорами абонентов, а использова­ние сразу нескольких голосовых каналов обеспечивает высокие скорости передачи дан­ных (до 171.2 кбит/с). При этом этап установления соединения занимает несколько секунд. В этом и за­ключается принципиальное отличие режима пакетной передачи данных. В результате у абонента появляется возможность передавать данные, не занимая каналы в промежутках между передачей данных, более эффективно используются ресурсы сети.

Для быстрой маршрутизации информации к мобильному абоненту GPRS-система нуждается в данных о его месторасположении относительно сети, причем с большей точностью, нежели в случае передачи голосового трафика (HLR и VLR хранят номер Location Area (LA), в которой находится абонент). Но представьте себе, как возрастет служебный трафик в сотовой сети и расход энергии мобильным аппаратом, если телефон будет информировать систему каждый раз при переходе от одной соты к другой! Чтобы найти разумный компромисс между объемом сигнального трафика в сети GPRS и необходимостью знать с высокой точностью местонахождение абонента принято деление терминалов на три класса:

• IDLE (неработающий). Телефон отключен или находится вне зоны действия сети. Очевидно, что система не отслеживает перемещение подобных абонентов.

• STANDBY (режим ожидания). Аппарат зарегистрирован (прикреплен) в GPRS-системе, но уже долгое время (определяемое специальным таймером) не работает с передачей данных. Местоположение STANDBY-абонентов известно с точностью до RA (Routing Area - область маршрутизации). RA мельче, чем LA (каждая LA разбивается на несколько RA, но, тем не менее, RA крупнее, чем сота, и состоит из нескольких элементарных ячеек).

• READY (готовность). Абонентский терминал зарегистрирован в системе и находится в активной работе. Координаты телефонов, находящихся в режиме READY, известны системе (а, точнее, SGSN) с точностью до соты.

Согласно этой идеологии, терминалы, находящиеся в STANDBY-режиме, при переходе из одного RA в другой посылают SGSN специальный сигнал о смене области маршрутизации (routing area update request). Если новая и старая RA контролируется одним SGSN, то смена RA приводит лишь к корректировке записи в SGSN. Если же абонент переходит в зону действия нового SGSN, то новый SGSN запрашивает у старого информацию о пользователе, а MSC, VLR, HLR и вовлеченные в работу GGSN ставятся в известность о смене SGSN. Когда телефон, работающий с GPRS-системой, перемещается в другую LA, то SGSN отправляет соответствующему VLR сообщение о необходимости смены записи о местонахождении абонента. Интересно обстоят дела с маршрутизацией данных в случае роуминга GPRS-абонента. При этом возможны два варианта, или, правильней сказать, сценария. SGSN в обоих случаях используется гостевой (VSGSN - Visited SGSN), а вот GGSN может использоваться либо гостевой (VGGSN - Visited GGSN), либо домашний (HGGSN - Home GGSN). В последнем случае между домашним и гостевым операторами должна существовать GPRS-магистраль (InterPLMN GPRS BackBone - GPRS-линия между разными мобильными сетями) для передачи трафика между HGGSN и мобильным абонентом. Кроме того, появляется необходимость в BG (Border Gateway - граничный шлюз) с обеих сторон с целью обеспечения защиты сетей от атак извне.

1. IP-телефония. Принципы построения.

IP-телефония - это технология, которая связывает мир телефонии и мир Internet. До недавнего времени телефонные сети использовались только для передачи голосовой информации, а IP-сети - для передачи данных.

Известны и практически реализуются две базовые схемы IP-телефонии. Первая из них связана с организацией телефонных переговоров между пользователями персональных компьютеров, оснащенных мультимедийным оборудованием и (или) специальными программными (программно-аппаратными) средствами, обеспечивающим ведение дуплексных телефонных переговоров, необходимый сервис и контроль. Пользовательские компьютеры могут входить в состав локальной сети, иметь персональный IP-адрес или подключаться к сети Интернет при помощи модема. 

Вторая схема предусматривает использование специальных многофункциональных устройств - шлюзов. Шлюз предназначен для преобразования аналоговых речевых и служебных сигналов в цифровую последовательность, организации из этой последовательности пакетов глобальной сети Интернет и передачи их в сеть, прием пакетов и восстановление цифровой последовательности - цифровых речевых и служебных сигналов и их преобразование в аналоговую форму, а так же решение большого перечня задач, связанных с организацией интерфейсов, генерированием и детектированием сигналов абонентской сигнализации, управлением режимами телефонных переговоров и многое другое. 

Шлюзы могут устанавливаться на серверах Интернет-провайдеров, городских телефонных станциях, учрежденческих АТС, серверах локальных вычислительных сетей, Web-серверах компаний, нуждающихся в организации голосовых горячих линий, служб технической поддержки, диалоговых справочных служб и т.д. Шлюзы, наконец, могут устанавливаться на маршрутизаторах. 

В зависимости от схемы организации связи архитектура шлюза может меняться, могут модифицироваться некоторые функции, выполняемые шлюзом, интерфейсы. Однако главные задачи шлюза - обеспечение качественного дуплексного телефонного общения абонентов в режиме пакетной передачи и коммутации цифровых сигналов сохраняются. 

Понятно, что рассмотренные выше базовые схемы могут комбинироваться. Возможны разнообразные способы организации IP-телефонной связи с использованием шлюзов, размещенных в функционально различных точках сети. Однако как свидетельствуют результаты многочисленных обзорных публикаций, рекламные сообщения практически всех фирм, работающих в области IP-телефонии, и здравый смысл применение шлюзов является сегодня магистральным направлением, а собственно шлюз - ключевым элементом. 

При организации телефонных переговоров по вычислительным сетям необходимо передавать два типа информации: командную и речевую. К командной информации относятся сигналы вызова, разъединения, а также другие служебные сообщения. 

1. Архитектура сети SDH

Технология синхронной цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) позволяет создавать надежные транспортные сети и гибко формировать цифровые каналы в широком диапазоне скоростей — от нескольких мегабит до десятков гигабит в секунду.

Основная область ее применения — первичные сети операторов связи.

Мультиплексоры SDH с волоконно-оптическими линиями связи между ними образуют среду, в которой администратор сети SDH организует цифровые каналы между точками подключения абонентского оборудования или оборудования вторичных (наложенных) сетей самого оператора — телефонных сетей и сетей передачи данных.

Технология SDH находит также спрос в крупных корпоративных и ведомственных сетях, когда имеются технические и экономические предпосылки для создания собственной инфраструктуры цифровых каналов, например в сетях предприятий энергетического комплекса или железнодорожных компаний.

Каналы SDH относятся к классу полупостоянных (semipermanent) — формирование (provisioning) канала происходит по инициативе оператора сети SDH, пользователи же лишены такой возможности, поэтому такие каналы обычно применяются для передачи достаточно устойчивых во времени потоков. Из-за полупостоянного характера соединений в технологии SDH чаще используется термин «кросс-коннект» (cross-connect), а не коммутация.

Сети SDH относятся к классу сетей с коммутацией каналов на базе синхронного мультиплексирования с разделением по времени (Time Division Multiplexing, TDM), при котором адресация информации от отдельных абонентов определяется ее относительным временным положением внутри составного кадра, а не явным адресом, как это происходит в сетях с коммутацией пакетов.

С помощью каналов SDH обычно объединяют большое количество периферийных (и менее скоростных) каналов плезиохронной цифровой иерархии (Plesiochronous Digital Hierarchy, PDH).

П
римечание. Возможно, ещё стоит посмотреть про мультиплексоры (1 вопрос) и основные топологии – 6 лекция.

1. Виртуальные контейнеры. Назначение.

Контейнеры С-n служат для инкапсуляции (размещения с целью последующей передачи) соответствующих трибов PDH на входах. Уровни контейнера n соответствуют уровням PDH иерархии, т.е. n=1,2,3,4, а число типоразмеров контейнеров n должно быть равно числу членов объединенного стандартного ряда, т.е. 6 (Т1, Е1, Т2, Е3, Т3, Е4.). Четвертый уровень PDH имеется только у ЕС иерархии, т.е. С-4 инкапсулирует Е4. Контейнер С-2 инкапсулирует только Т2 АС иерархии. Контейнеры С-1, С-3 должны быть разбиты каждый на два подуровня для инкапсуляции соответствующих трибов АС и ЕС иерархий.

Виртуальные контейнеры — единица коммутации мультиплексоров SDH. На каждом мультиплексоре имеется таблица соединений (называемая также таблицей кросс-соединений), где указано, например, что контейнер VC-12 порта P3 связан с контейнером VC-12 порта P4, а контейнер VC-3 порта P7 связан с контейнером VC-3 порта P8. Таблицу соединений формирует администратор сети с помощью системы управления или управляющего терминала на каждом мультиплексоре так, чтобы обеспечить сквозной путь между конечными точками сети, к которым подключено пользовательское оборудование.

К
онтейнеры можно рассматривать в качестве первых элементов в номенклатуре элементов иерархии SDH. К контейнеру добавляется маршрутный (или трактовый) заголовок. В результате он превращается в виртуальный контейнер VC уровня n, т.е. VC-n.

Существуют следующие виртуальные контейнеры:

VC-1, VC-2 – виртуальные контейнеры нижних уровней 1 или 2 и VC-3, VC-4 – виртуальные контейнеры верхних уровней 3 или 4, формат которых определяется формулой:

POH + PL, где POH – маршрутный заголовок; PL – полезная нагрузка.

Виртуальные контейнеры VC-1, VC-3 уровней 1, 3, также как и контейнеры C-1, C-3, разбиваются на виртуальные контейнеры подуровней nm, т.е. VC-nm, а именно:

VC-1 разбивается на VC-11 и VC-12;

VC-3 разбивается на VC-31 и VC-32.

1. Защита мультиплексной секции (MSP) в сети SDH.

Примечание. В нашем случае, защита = обеспечение отказоустойчивости.