Синхронна оптична мережа східного територіально вузла на основі обладнання SL16 v.1, SL16 v.2

   У загальному випадку доводитися використовувати спеціально розроблені синхронні комутатори – SDXC, що здійснюють не тільки локальну, але і загальну або прохідну комутацію високошвидкісних потоків (34 Мбіт/с) і синхронних транспортних модулів STM-N (рис. 7). Важливою особливістю таких комутаторів є відсутність блокування інших каналів при комутації, коли комутація одних груп TU (VC) не накладає обмежень на процес обробки інших груп TU (VC). Така комутація називається неблокуючою.

Рис. 5. Мультиплексор вводу / виводу в режимі внутрішнього коммутатора

Рис. 6. Мультиплексор вводу / виводу в режимі локального комутатора

Рис. 7. Загальний або прохідний комутатор високошвидкісних каналів

 

   Можна виділити шість різних функцій, виконуваних крос-комутатором:

• маршрутизація (routing) віртуальних контейнерів VC, що проводиться на основі використання інформації в маршрутному заголовку POH відповідного контейнера;
• консолідація або об'єднання (consolidation/hubbing) віртуальних контейнерів VC, що проводиться в режимі концентратора / хаба;
• трансляція (translation) потоку від однієї точки до декількох точок, або до мультиточки (point-to-multipoint), здійснювана при використанні режиму зв'язку «точка – мультиточка»;
• сортування або перегрупування (drooming) віртуальних контейнерів VC, здійснювана з метою створення декількох впорядкованих, наприклад по типу контейнерів, потоків VC із загального потоку контейнерів VC, що поступає на комутатор;
• доступ до віртуального контейнера VC (test access), здійснюваний при тестуванні устаткування;
• введення / виведення (drop/insert) віртуальних контейнерів, здійснюване при роботі мультиплексора введення / виведення;

 

3. Топології оптичних транспортних мереж

   Розглянемо базові  топології реальних мереж SDH і особливості їх вибору при побудові архітектури реальних мереж SDH.

    Топологія «крапка-крапка».

   Сегмент мережі, що зв'язує два вузли А і B, або топологія «крапка – крапка», є найпростішим прикладом базової топології SDH мережі (рис. 8). Вона може бути реалізована

за допомогою термінальних мультиплексорів ТМ, як по схемі без резервування каналу прийому/передачі, так і по схемі із 100% резервуванням типу 1+1, використовуючи основний і резервний електричні або оптичні агрегатні виходи (канали прийому/передачі). При виході з ладу основного каналу мережа в лічені десятки мілісекунд може автоматично перейти на резервний.

Рис. 8. Топологія «крапка-крапка», реалізована з використанням ТМ

  Не дивлячись на свою простоту саме ця топологія найбільш широко застосовується при передачі великих потоків даних по високошвидкісних магістральних каналах, що обслуговують магістральний цифровий телефонний трафік. Цю ж технологію застосовують для налаштування мережі при переході до нової більш високій швидкості в ієрархії SDH.

  

   Топологія «послідовне лінійне коло»

   Ця базова топологія  використовується тоді, коли інтенсивність  трафіку в мережі не така  велика і існує необхідність  відгалужень у ряді точок на  лінії, де можуть вводитися  і виводитися канали доступу.

   Вона реалізується  як з використанням термінальних мультиплексорів на обох кінцях кола, так і мультиплексорів вводу/виводу в точках розгалужень. Топологія може бути представлена або у вигляді простого послідовного лінійного кола без резервування, як на рис. 9., або складнішим колом з резервуванням типу 1+1, як на рис. 10. Останній варіант топології часто називають «приплюснутим кільцем».

Рис. 9. Топологія «послідовне лінійне коло», реалізована на ТМ і TDM

Рис. 10. Топологія «послідовне лінійне коло» типу «приплюснуте кільце» із захистом 1+1.

  

  Топологія «зірка», що реалізовує функцію концентратора.

   У цій топології один з віддалених вузлів мережі, пов'язаний з центром комутації або вузлом мережі SDH на центральному кільці, виконує роль концентратора, або хаба, де частина трафіку може бути виведена на термінали користувача, тоді як інша його частина, що залишилася, може бути розподілена по других віддалених вузлах (рис. 11).

 

Рис. 11. Топологія «зірка» з мультиплексором як концентратор

  

   Топологія «кільце».

   Ця топологія  (рис. 12) широко використовується для побудови SDH мереж перших трьох рівнів SDH ієрархії: 155, 622, 2500 Мбіт/с. Основна перевага цієї топології – легкість організації захисту типу 1+1, завдяки наявності в синхронних мультиплексорах SMUX двох пар оптичних каналів прийому/передачі: схід – захід, що дають можливість формування подвійного кільця із зустрічними потоками.

Рис. 12. Топологія «кільце» із захистом 1+1.

 

   Особливість кільцевої  топології в тому, що потоки  в різних перерізах кільця  повинні бути однаковими. Схема організації потоків в кільці можу бути або двох волоконною, або чотирьохволоконно. Кільцева топологія володіє рядом цікавих властивостей, до дозволяють

 

мережі самовідновлюватися, тобто бути захищеною від деяких характерних типів відмов.

  

4. Управління оптичними транспортними мережами

 

Загальна схема управління мережею SDH

 

   Схема організаційного  керування мережею (рис. 13) являється  багаторівневою. Нижній рівень цієї  схеми включає SDH NE, які забезпечують  транспортний сервіс. Функції MAF всередині них здійснюють зв'язок з одноранговими NE і підтримку управління ними, а також пристроями MD і управляючою системою OS.

 

Рис.13. Загальна схема управління мережею SDH

 

   На схемі:

MCF – функція передачі повідомлень;                             A – агент;

MAF – функція керуючої програми;                                 M – менеджер;

NEF – функція мережевого елементу;   МО – об’єкт, що                                                                                      управляється;

ECC – вбудований канал управління;                               F, Q – інтерфейси.

 

 

   Нижній рівень  складається з трьох мережевих  елементів. В кожному елементі  логічно виділено три функції: MCF, MAF і NEF, причому MAF кожного елемента  може містити Агент 

або Менеджер, або їх обох. Керуючі повідомлення, що поступають по ЕСС, через інтерфейси F і Q, або від елемента іншої мережі, передаються з допомогою MCF, потім інтерпретуються з

допомогою MAF і через  агента, інтерпретуючого NEF, передається  на керований об’єкт МО. Реакція  об’єкта передається зворотньо агента і менеджера в канал ЕСС, або через інтерфейси F і Q, на середній рівень – MD, взаємодіючий безпосередньо з OS, яка управляється від ЕМ або NMS. Формат повідомлень в такій багаторівневій структурі підтримується однаковим, як при руху по горизонталі, NE-NE, так і по вертикалі: NE-MD, MD-OS.

 

Функції управління

   Загальні функції управління

   1.Управління каналами ЕСС. Так як ЕСС використовують для зв’язку NE, то канали ЕСС повинні мати наступні функції:

• запит/отримання мережевих параметрів, таких як розмір пакета, часові проміжки, якість сервісу і т. д.
• формування маршруту повідомлень між вузлами DCC;
• менеджмент мережевих адрес;
• запит/отримання мережевого статусу DCC для даного вузла;
• можливість дозволяти/забороняти доступ до DCC.

   2.Фіксація часових подій. На всіх подіях, що потребують фіксації в часі, ставиться часова мітка з розширенням в одну секунду. Час фіксується по показах локального таймера NE.

 

   Управління  повідомленнями про аварійні  ситуації:

   1.Спостереження за повідомленнями про аварійні ситуації.

   Воно включає  виявлення і збереження таких  повідомлень про події і умови, які сприяли їх появі, причому не лише в тому обладнанні, в якому вони були виявлені. Система OS SMN повинна підтримувати наступні функції:

• автономне повідомлення про всі сигнали про аварійні ситуації;
• запит на повідомлення про всі зареєстровані сигнали про аварійні ситуації;
• повідомлення про всі такі сигнали;
• дозвіл/заперечення на автономне повідомлення про всі сигнали про аварійні ситуації;

   2.Відстеження історії сигналів/повідомлень про виникнення аварійних ситуацій.

   Воно включає:  запис моментів виникнення таких  сигналів та їх зберігання  в регістровому файлі, регістри  котрого містять всі параметри  повідомлення про аварійні ситуації. Регістри можуть бути зчитані по запиту або періодично.

   3.Інші функції.

   Тестування і  реєстрація SDH обладнання.

 

      Управління робочими характеристиками:

   1.Збір даних про робочі характеристики системи. Він зв’язаний з визначенням параметрів помилок.

   2.Відстеження історії моніторингу робочих характеристик.

   3.Використання часових вікон.

   4.Генерація звітів про характеристики системи.

   5.Моніторинг системи в недоступні інтервали часу:

   В інтервали часу, коли  система недоступна, зняття даних про характеристики системи заборонений, однак моменти його початку і кінця повинні фіксуватися і зберігатися в регістровому файлі з 6 регістрів і мати можливість зчитуватися з OS хоча б один раз в день.

   6.Моніторинг додаткових параметрів:

   До додаткових параметрів, моніторинг яких можливий, відносяться:

• секунда, що містить сигнал OOF (вихід за границі фрейму), OFS;
• число захисних перемикань, PSC;
• тривалість (визначеного) захисного перемикання, PSD;
• недоступні секунди, UAS.

 

   Управління конфігурацією:

1.Статус і захисне  перемикання. Основне призначення захисного перемикання – підключити резервний пристрій замість основного пристрою. Основні функції, що дають можливість здійснити це є: вмикання/вимикання ручного режиму захисного перемикання; вмикання/вимикання примусового режиму захисного перемикання; вмикання/вимикання блокування; запит/встановлення параметрів автоматичного захисного перемикання.

2.Інші функції. Розробка необхідного програмного-апаратного забезпечення і функції його інсталювання, а також забезпечення необхідної секретності.

Протоколи та внутрісистемна взаємодія

   Взаємодія між  мережами неможлива без протоколів  перетворення формату повідомлень  на інтерфейсних стиках. Далі  будуть розглянуті лише протоколи,  тим чи іншим чином зв’язані з

 

службовими каналами передачі даних DCC.

 

   Огляд використовуваних протоколів

   Для здійснення функцій експлуатації, адміністрування, обслуговування і забезпечення при передачі повідомлень в мережах SDH по канах DCC необхідно використовувати набір, або стек, протоколів, орієнтованих на еталонну модель OSI.

   Нижче приведений  список рівнів OSI і відповідних їм протоколів, вибраних для обслуговування вбудованих каналів управління ЕСС мереж SDH.

 

Фізичний рівень – DCC протокол не обговорений. DCC представляє фізичний рівень, причому DCC регенераторної секції працює для передачі повідомлень у вигляді потоку 192 кбіт/с, а DCC мультиплексної секції – потоку 576 кбіт/с.

 

 Канальний рівень – протокол LAPD. Забезпечує через DCC мережі SDH зв'язок типу «точка-точка» між кожною парою суміжних мережевих вузлів. Використовуються два типи сервісу: передача інформації з підтвердженням прийому AITS, передача інформації без підтвердження прийому UITS. 

 

Мережевий рівень – Використовується протокол ISO 8473. Він забезпечує дейтаграмний сервіс, зручний для високоякісних високошвидкісних мереж. Цей же стандарт визначає протоколи зведення для передачі по орієнтованим і неорієнтованим на встановлення з’єднання підмережах на канальному рівні, для чого використовується функція якості обслуговування QOS.

 

Транспортний рівень – необхідний транспортний протокол – протокол класу 4, що забезпечує надійну доставку по мережі та транспорт не орієнтованого на встановлення з’єднання мережевого сервісу, що здійснюється на рівні ладки даних, як через орієнтовані, так і не через орієнтовані під мережі.