4. Выбор оптимальной структуры первичной сети

Система SDH позволяет организовать универсальную транспортную сеть, решая задачи не только передачи информационных потоков, но контроля и управления данной сетью. Она рассчитана на транспортирование всех сигналов PDH (ИКМ –30, ИКМ-120, ИКМ-480, ИКМ-1920), а также всех действующих и перспективных служб, в том числе и широкополосной цифровой сети с интеграцией служб (B-ISDN), использующей асинхронный способ переноса информации (АТМ).

В системе SDH использованы последние достижения в электронике, системотехнике, вычислительной технике, программировании и т.п. Применение SDH для построения первичных сетей различного уровня позволяет существенно сократить капитальные затраты, эксплуатационные расходы, сократить сроки монтажа и настройки оборудования. При этом повышается надежность сетей, их гибкость и качество связи.

Линейные сигналы SDH организованы в синхронно транспортные модули STM (агрегатные блоки).

Первый из них – STM-1 - соответствует скорости передачи 155 Мбит/с. Каждый последующий имеет скорость в 4 раза большую, чем предыдущий. Уже стандартизированы STM – 4 (622 Мбит/с) и STM – 16 (2,5Гбит/с). Ожидается принятие STM – 64 (10 Гбит/с). Основной направляющей системой для SDH являются ВОЛП.

В сети SDH используется принцип контейнерных перевозок. Передаваемые сигналы предварительно размещаются в стандартных контейнерах .

Все операции производятся с контейнерами независимо от их содержимого. Благодаря этому и достигается универсальность сети SDH.

4.1 Принципы построения первичной сети на базе sdh

Для того чтобы спроектировать сеть SDH, необходимо, прежде всего, выбрать структуру данной сети. Известны следующие основные базовые топологии (структуры), на основе которых может быть составлена топология сети SDH в целом.

• Топология "точка-точка".

В этом случае соединение двух узлов А и В осуществляется с помощью терминальных мультиплексоров (рисунок 4.1.1).

Топология "точка-точка" может быть использована для участков магистральной сети с большой протяженностью и значительной нагрузкой (уровни STM-16, STM-64) при 100% резервировании линий и группового оборудования аппаратуры (мультиплексоров и регенераторов).

Рис.4.1.1 Топология "точка-точка"

• Топология "линейная цепь".

Эта конфигурация используется тогда, когда интенсивность нагрузки в сети невелика и существует необходимость ответвления в ряде точек на линии, где могут вводиться и выводится каналы доступа. Линейная цепь реализуется с помощью ТМ на обоих концах цепи и мультиплексоров ADM в точках ответвления. Структура - линейная цепь - представлена на рисунке 4.1.2

Рис.4.1.2 Последовательная линейная цепь без резервирования.

Указанная структура может быть реализована без резервирования или при 100% резервировании (резервирование типа 1+1). Структура "линейная цепь" с резервированием типа 1+1 представлена на рисунке 4.1.3

Рис.4.1.3 Линейная цепь с резервированием типа 1+1 (уплощенное кольцо)

• Топология "звезда".

Данная топология применяется для подключения удаленных узлов сети к транспортной магистрали. При этом один из мультиплексоров выполняет функции концентратора, у которого часть нагрузки выводится к терминалам пользователя, а оставшаяся нагрузка распределяется по другим узлам сети. В этом случае мультиплексор должен обладать свойствами мультиплексора ввода/вывода с развитыми возможностями коммутатора. Пример топологии "звезда" изображен на рисунке 4.1.4.

Рис.4.1.4 Топология "звезда".

• Топология "кольцо"

Данная топология широко используется для построения местных и внутризоновых первичных сетей связи. В синхронной цифровой иерархии это наиболее используемая структура для уровней STM-1, STM-4 и STM-16. Основное преимущество кольцевой структуры – простота реализации защиты 1+1, благодаря использованию для построения кольца мультиплексоров ADM. Переключения в кольце позволяют локализовать (организовать обход) поврежденные участки линий или мультиплексоры. Кольцевая структура первичной сети может быть двух видов: двухволоконное кольцо и четырех волоконное кольцо. Второй вариант рекомендуется для организации сети на уровне STM-16.

Кольцевые сети могут обеспечить высокую надежность и экономичность по сравнению с указанными выше вариантами построения первичной сети.

Существуют два варианта построения сети кольцевой топологии: однонаправленное или двунаправленное кольцо.

При первом варианте каждый входящий в сеть цифровой поток направляется вокруг кольца в обоих направлениях, а в пункте приема осуществляется выбор лучшего сигнала. Для построения кольца используются два волокна. Передача по основному пути происходит в одном направлении (например, по часовой стрелке), а по резервному – в противоположном. Следует отметить, что деление на основной и резервный здесь является условным, т.к. оба пути равноправны. Поэтому, такое кольцо, называется однонаправленным с переключением трактов или с закрепленным резервом.

Схема прохождения сигналов обоих направлений передачи для одного соединения по основному и резервному путям в однонаправленном кольце показана на рисунке 4.1.5.

Рис.4.1.5 Однонаправленное кольцо

Однонаправленное кольцо целесообразно использовать для случая центростремительного трафика. Например, для построения внутризоновой первичной сети и т.п.

В двунаправленном кольце при нормальной работе, если используется два волокна, каждый входящий в сеть поток направляется вдоль кольца по кратчайшему пути в любом направлении к заданному узлу (отсюда и название "двунаправленное").

При возникновении отказа, с помощью мультиплексора ADM на обоих концах отказавшего участка, осуществляется переключение всего потока информации, поступающего на этот участок, в обратном направлении. В таком кольце осуществляется переключение секций сети SDH или защита с совместно используемым резервом. Пример двунаправленного кольца приведен на рисунке 7. На нем показана схема прохождения сигналов обоих направлений передачи для одного соединения при нормальном режиме работы (рисунок 4.1.6.а) и в аварийном режиме при отказе одного из участков кольца (рисунок 4.1.6.б).

Рис.4.1.6.а Двунаправленное кольцо в нормальном режиме.

Рис.4.1.6.б Двунаправленное кольцо в аварийном режиме.

Возможно строительство двунаправленного кольца с четырьмя волокнами. При этом надежность кольца увеличивается, но существенно возрастают и затраты на его построение.

Двунаправленные кольца более выгодны при достаточно равномерном тяготении узлов коммутации вторичной сети. Поэтому двунаправленные кольца широко используются для построения первичной сети города.