Вопросы и ответы к экзамену, страница 6

Уровень OC-1 иногда обозначают как STM-0 и реализуют мультиплексорами SDH, хотя его нет в стандарте G.707. Тем более в стандарте нет промежуточных уровней STM-2, 8, 32, 128, которые соответствовали бы уровням OC-6, 24, 96, 384.

1. Проводка и аппаратные средства канала Е1/Т1

Проводка и соединения

В идеальном случае линии Т-типа используют в качестве физической среды передачи экранированные кабели из витых пар, обладающие низкой емкостью. Многие компании пытаются (и небезуспешно) использовать существующую телефонную проводку из витых пар. Подобное использование телефонной проводки возможно только после самого тщательного тестирования и определения уровня шума в линии.

Стандартная линия Т-1 состоит из двух витых пар медного провода. Одна пара передает данные абоненту, другая — от абонента. Такие соединения обычно оканчиваются разъемами RJ48.

Несмотря на то, что без усиления аналоговый сигнал может быть передан на расстояние до 5400 метров, технология Т-1 требует отсутствия шума в линии. В результате через каждые 1800 метров устанавливаются ретрансляторы, которые не усиливают сигнал, а просто "дублируют" его в следующий сегмент линии.

Развернуть линию Т-3 на витых парах просто невозможно. Спецификации линий Т-1 и Т-3 допускают использование альтернативных физических сред передачи данных, в том числе коаксиальных кабелей, волоконно-оптических кабелей, инфракрасных и сверхвысокочастотных кабелей. В таблице перечислены характеристики различных типов сред передачи.

Таблица: Пропускная способность различных сред передачи.

Среда	Пропускная способность
Витая пара	Не более одной линии Т-1
Коаксиальный кабель	До четырех линий Т-1
Волоконно-оптический кабель	До двадцати четырех линий Т-3

Модуль обслуживания канала - CSU

Модуль CSU выполняет несколько функций:

• Завершает соединение с телефонной компанией на физическом и электрическом уровне.

• Отвечает за преобразование цифровых данных в электрические сигналы. Алгоритм изменения порядка чередования импульсов и алгоритм B8ZS реализованы именно на уровне устройства обслуживания канала.

• В соответствии с протоколом D4 или ESF формирует кадры, осуществляет коррекцию ошибок и отслеживает состояние линии.

Модуль обслуживания данных - DSU

Основная функция модуля DSU — преобразование стандартного униполярного сигнала мультиплексора в биполярный сигнал. Модуль обслуживания данных отвечает также за синхронизацию сигналов.

В большинстве случаев функции модулей DSU и CSU выполняет одно устройство, которое так и называется — модуль CSU/DSU.

Мультиплексор (multiplexer) собирает данные различных устройств и формирует из них информативный сигнал. Самые первые мультиплексоры назывались банками каналов (channel bank). Банк каналов располагал аппаратным интерфейсом для каждого канала DS0 линии Т-1. Такая фиксированная конфигурация ограничила область применения банков каналов: даже если абоненту было достаточно пропускной способности 9.6 Кбит/с (например, для устаревшего модема 9600 бод), банк каналов выделял для передачи сигнала весь канал с пропускной способностью 64 Кбит/с.

Современные мультиплексоры в состоянии как агрегировать каналы с целью создания линии с пропускной способностью более 64 Кбит/с, так и выделять в канале полосы пропускания менее 64 Кбит/с. Мультиплексоры распознают большую часть терминального оборудования и могут быть настроены с помощью соответствующего программного обеспечения. Более того, мультиплексоры иногда выполняют процедуру импульсно-кодовой модуляции данных для аналоговых устройств.

Довольно часто возникает необходимость мультиплексировать несколько источников сигнала. Без так называемого терминального оборудования (terminal equipment), которое выступает в роли интерфейса пользователя с сетью, это невозможно. К терминальному оборудованию относятся:

• сетевые маршрутизаторы,

• системы видеоконференций,

• офисные АТС и т.д.

Чаще всего к линии Т-типа подключается сетевой мост или маршрутизатор. Мост устанавливает соединение между двумя разнотипными сетями, осуществляя для этого необходимое преобразование протоколов. В большинстве случаев мосты устанавливают соединение между модулем CSU/DSU и локальной сетью Ethernet.

Почти все мосты между линиями Т-1 и локальными сетями Ethernet выполняют некоторые функции маршрутизации. В процессе маршрутизации (routing), которая является более сложной версией процедуры ретрансляции (bridging), содержимое каждого пакета анализируется с целью определения его адресата в локальной сети или на линии Т-1. На рынке сейчас предлагаются модели мостов T-1-Ethemet, которые в состоянии маршрутизировать пакеты различных протоколов.

Конкретный поддерживаемый протокол зависит от типа сетей, между которыми устанавливается соединение. Если объединяются две сети AppleTalk, маршрутизатор должен поддерживать соответствующий протокол. Аналогично, если необходимо установить соединение между двумя сетями Novell, маршрутизатор должен поддерживать протокол IPX. Для подключения локальной сети к Internet маршрутизатор должен поддерживать протокол TCP/IP.

Маршрутизаторы обычно имеют один последовательный порт, к которому подключается модуль CSU/DSU, и разъемы RJ45, к которым подключаются устройства локальной сети Ethernet. Некоторые изготовители, например, компания Cisco, предлагают маршрутизаторы с интегрированным модулем CSU/DSU. Такие устройства позволяют с минимальными усилиями подключить локальную сеть к линии Т-1.

1. Разделяемая защита кольца в сети SDH.

Хотя защита SNC-P вполне подходит для кольцевой топологии сети SDH, в некоторых случаях применение SNC-P уменьшает полезную пропускную способность кольца, так как каждое соединение потребляет удвоенную пропускную способность вдоль всего кольца. Например, в кольце STM-16 можно установить только 16 защищенных с помощью SNC-P соединений VС-4.

З
ащита с разделением кольца MS-SPRing обеспечивает более эффективное использование пропускной способности, поскольку последняя не резервируется заранее для каждого соединения. Вместо этого резервируется половина пропускной способности кольца, но она выделяется для соединений динамически, по мере необходимости, только после обнаружения факта отказа линии или мультиплексора. Степень экономии в случае защиты MS-SPRing зависит от распределения трафика.

Если весь трафик сходится в один мультиплексор, т. е. имеет место топология «звезда», то защита MS-SPRing экономии по сравнению с SNC-P вообще не дает. Весь трафик направляется к мультиплексору А, а в кольце установлено те же 16 защищенных соединений, что и в примере SNC-P. Для защиты соединений резервируется 8 из 16 виртуальных контейнеров а
грегатного потока STM-16.

При возникновении неисправности, например обрыве линии, трафик в мультиплексорах с нарушенной связью «разворачивается» в обратном направлении. Для этого используются резервные виртуальные контейнеры агрегатных портов, с которыми соединяются виртуальные контейнеры пострадавших соединений. В то же время соединения, на которые отказ не повлиял, функционируют в прежнем режиме и резервные контейнеры не задействуют. Для уведомления мультиплексоров о реконфигурации кольца применяется протокол K-байт. Время переключения на защитные соединения MS-SPRing составляет около 50 мс.

При смешанном распределении трафика экономия пропускной способности в кольце MS-SPRing может оказаться еще более значительной.

1. Сети PDH. Иерархия скоростей.

Американский институт национальных стандартов (ANSI) занимался разработкой стандартов для передачи цифровых сигналов еще в начале восьмидесятых. Это семейство стандартов называется номенклатурой цифровых каналов (Digital Signal Hierarchy — DSH). В его состав входят пять спецификаций, пронумерованных от DS-0 до DS-4. В таблице приводятся эти спецификации, соответствующие им скорости передачи и число поддерживаемых голосовых каналов.

Первичные сети предназначены для создания коммутируемой телекоммуникационной инфраструктуры, с помощью которой можно достаточно быстро и гибко организовать постоянный канал с двухточечной топологией между двумя пользовательскими устройствами, подключенными к такой сети. На основе каналов, образованных первичными сетями, работают компьютерные и телефонные сети.

Временное уплотнение каналов (Time Division Multiplexing — TDM) характеризуется разделением доступной полосы пропускания на элементарные интервалы времени. Устройство связи может монополизировать всю полосу частот на период элементарного интервала. Эти интервалы времени распределяются между устройствами согласно с заранее известным алгоритмом. Методика TDM является эффективной, поскольку передающим станциям разрешается использовать всю полосу частот. Если станция не собирается передавать данные, ее элементарный интервал времени отводится другой станции, которой необходимо передать данные. Таким образом, повышается эффективность использования доступной полосы частот канала передачи.

Однако методика TDM перегружает трафик сигналами синхронизации. В случае нарушения синхронизации передаваемые данные повреждаются. Существует два основных метода синхронизации передачи в линии с TDM:

• Введение битов синхронизации

• Введение каналов синхронизации

Оба метода используются в современных выделенных линиях. Европейский стандарт цифровых сообщений предпочитает метод добавления синхронизирующего канала, тогда как в Северной Америке используются дополнительные биты.

Существуют три поколения технологий цифровых первичных сетей:

• технология плезиохронной («плезио» означает «почти», то есть почти синхронной) цифровой иерархии (Plesiochronic Digital Hierarchy, PDH),

• технология синхронной цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy, SDH), в Америке технологии SDH соответствует стандарт SONET;

• технология уплотненного волнового мультиплексирования (DWDM).

Указанные иерархии, известные больше под общим названием плезиохронная цифровая иерархия PDH, сведены в таблицу.

Три системы цифровых иерархий: американская (АС), японская (ЯС) и европейская (ЕС)

Уровень цифровой иерархии	Скорости передачи, соответствующие различным системам цифровой иерархии, кбит/с
	АС	ЯС	ЕС
DS0 (основной)	64	64	64
DS1 (первичный)	1544	1544	2048
DS2 (вторичный)	6312	6312	8448
DS3 (третичный)	44736	32064	34368
DS4 (четверичный)	274176	97728	139264
DS5 (пятеричный)	-	397200	564992

1. Сети SDH. Основные компоненты.

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.