3.2. Темпы и тенденции развития базових технологий
Развитие техники транспортных систем связи (многоканальных систем передачи / МСП) всегда соответствовало высшим достижениям в технологиях для создания элементной базы таких систем, развитие которых часто и стимулировалось задачами передачи сообщений. Примерами могут служить канальные фильтры АСП, усилители с низким уровнем собственных шумов (менее минус 130 дБ), кодеки ‑ фильтры (кофидеки), алгоритмы сжатия сигналов речи и изображения.
Достижения микроэлектроники сделали возможной реализацию самых сложных алгоритмов, которые ещё совсем недавно казались совершенно неэффективными. Последние 10 лет характеризовались следующим:
скорость обработки информации возрастала более чем в 1,5…1,6 раза в год;
плотность памяти (количество элементов в корпусе большой интегральной микросхемы) возрастала почти в 2 раза в каждые полтора-два года (Законы Мура),
Для микроэлектроники характерны следующие ежегодные показатели:
увеличение инвестиций в разработки на 18 %;
увеличение объема рынка на 15 %;
снижение стоимости основных функций интегральных микросхем (ИМС) на 30 %.
На рис. 1.17 в логарифмическом масштабе показаны темпы роста плотности ИМС общего применения и специализированного, используемых в электросвязи [5, 18] (по оси ординат рядом с годами в микронах показана толщина пленок в используемых микроэлектронных технологиях).
Достижения микроэлектроники непосредственно повлияли на объемы и качество транспортных МСП. В 1950-х гг. только основное оборудование 24х и 60ти- канальной АСП могло занимать ряд длиной до 6 м, глубиной 0,5 м и высотой 2,6 м. На рис. 1.18 показаны основные тенденции уменьшения объемов оборудования и увеличения числа каналов различных МСП.
Рис. 1.17. Темпы роста плотности ИМС и специализированных БИС
Можно заметить, что объем оборудования МСП за последние 10 лет снизился в десятки раз, а число каналов на единицу объема увеличилось в сотни раз. За 30 лет исполнение ЦСП изменилось от объемов одного шкафа 2,6 × 0,65 ×0,25 м, затем блока объема 220 × 650 × 250 мм до платы в 2…3 дм2, причем все основные функции сосредоточены в одном кристалле, размещенном в корпусе размером около 1,5 × 2 × 0,4 см. А все основные функции не только сохранены, но улучшены и расширены.
Рис. 1.18. Тенденции в развитии многоканальных системах передачи: уменьшение объема, увеличение числа каналов и удельного веса программного обеспечения
Характерно, что темпы роста числа основных цифровых каналов (ОЦК) приближаются к темпам роста плотности интегральных микросхем. Например, одна ЦСП способна обеспечить по одному волокну передачу почти полмиллиона ОЦК по 64 кбит/с каждый, а в сочетании с волновым (частотным) мультиплексированием оптических трактов (ОТр.) МСП могут обеспечить передачу по одному волокну уже нескольких миллионов ОЦК.
Например, одноволновые МСП синхронной цифрой иерархии (СЦИ) за 2002...2004 гг. повысили пропускную способность от 2,5 Гбит/с (STM-16) последовательно до 10 Гбит/с (STM-64) и до 40 Гбит/с (STM-256). В это же время технология Ethernet пройдя скорость передачи 100 Мбит/с, освоила скорости 1 Гбит/с и 10 Гбит/с.
Каждый новый тип аппаратуры появляется с некоторой задержкой, т. к. может разрабатываться только после появления новых элементов. Для последних 15...20 лет характерно сокращение сроков разработки новых типов и поколений оборудования примерно до 2 лет.
Большие преимущества применения программируемых и перепрограммируемых микросхем, микропроцессорных комплектов и т. п. способствовали снижению сроков разработок новых типов и разновидностей МСП. Для темпов обновления программ, включая микропрограммное обеспечение, характерно обновление каждые полгода.
Перечисленные факторы определили политику в области описания и стандартизации оборудования МСП, направленную на функциональное описание элементов транспортных сетей и оборудования, не связанное с какими-либо конкретными реализациями.