Архитектура разветвленной сети общего вида

В процессе развития сети SDH разработчики могут использовать ряд решений, характерных для глобальных сетей, таких как формирование своего остова (b ack b one) или магистральной сети в виде ячеистой (mash) структуры, позволяющей организовать альтернативные (резервные) маршруты, используемые в случае возникновения проблем при маршрутизации виртуальных контейнеров по основному пути. Это, наряду с присущим сетям SDH внутренним резервированием, позволяет повысить надежность всей сети в целом. Причем при таком резервировании на альтернативных маршрутах могут быть использованы альтернативные среды распространения сигнала. Например, если на основном маршруте используется оптический кабель (ОК), то на резервном – радиорелейная линия (РРЛ), или наоборот.

На рис. 2.38 представлена архитектура такой разветвленной (глобальной) сети, остов (или опорная/магистральная сеть) которой сформирован для простоты в виде одной сетевой ячейки, узлами которой являются коммутаторы типа SDХС, связанные по типу "каждый с каждым". К этому остову присоединены периферийные сети SDН различной топологии, которые могут быть "образами" либо корпоративных сетей (с выходом на LAN), либо общегородских сетей SDН или МАN (ОГС), либо сегментов других глобальных сетей WAN (ГСС). Эта структура может рассматриваться как некий образ глобальной сети SDH.

Ещё один пример сети SDH общего вида приведен на рис. 2.39. Эта сеть рассматривается как пример законченного решения сети, связывающей сегменты, использующие как топологии SDH, так и PDH.

Рис. 2.38. Разветвлённая сеть SDH с каскадно-кольцевой и ячеистой структурой

Рис. 2.39. Сеть общего вида с сегментами PDH и SDH

Схема сети (рис. 2.39) состоит из трех колец SDH, связанных между собой тремя сегментами. Два верхних кольца SТМ -4 связаны последовательной линейной SDH цепью уровня SТМ -16. Левые верхнее (SТМ -4) и нижнее (SТМ -1) кольца связаны линией Е 4 Р D Н (140 Мбит/с), терминальные мультиплексоры РDН которой Р S М -1 на уровне триба Е 4 непосредственно связаны с SDН мультиплексорами SDМ -1. Замыкающее звено между правым верхним и нижним кольцами SDH использует кросс-коммутатор Т:: D AX, связанный на уровне PDH трибов с двумя мультиплексорами SD М -1 нижнего кольца SТМ -1 с одной стороны и мультиплексором SDМ -1 с другой. Последний выполняет несколько функций:

– терминального мультиплексора последовательной линейной цепи SDМ -1;

– мультиплексора вывода / ввода для сети доступа, организуемой через РСМ -2, и потоков от кросс-коммутатора Т:: DАХ;

– концентратора-коммутатора потоков между Т:: D АХ, верхним кольцом S ТМ -4, линейной цепью SDМ -1 и РDН мультиплексором РСМ -2 в сети доступа.

Наконец, сети SDН общего вида можно рассматривать как транспортную сеть для АТМ трафика, учитывая, что виртуальные контейнеры VС-n могут нести в упакованном виде поток АТМ ячеек в качестве полезной нагрузки. Можно отметить, что в настоящее время стандартизованы процедуры такой упаковки (инкапсуляции) АТМ ячеек в виртуальные контейнеры VС- 4 и VС -4- Хс, используемые в схемах мультиплексирования SD Н (более подробно см. рекомендации ITU-Т G. 709 [18] или работу [162]).

Для сопряжения SDН и АТМ сетей (рассматриваемых как сети доступа) уже сейчас существуют коммутаторы доступа АТМ, осуществляющие упаковку ячеек АТМ в виртуальные контейнеры SDН. Одним из них является, например, коммутатор АТМ компании ЕС І. Схема общей сети SDН и АТМ сети доступа приведена на рис. 2.40.

Рис. 2. 40. С еть SDH-ATM, использующая технологию АТМ в сетяхдоступа

2.9. ИНТЕРФЕЙС G. 703

Использование современных систем телекоммуникаций возможно только при наличии соответствующих стандартных интерфейсов в терминальных устройствах (устройствах приема и передачи сигналов). Ряд таких интерфейсов хорошо известны ввиду их универсальности, например, RS -232 (или V. 24), другие – менее известны в силу своей ориентации на определенные технологии телекоммуникаций, например, V. 35, G. 703. Если назначение и схема разводом сигналов одних интерфейсов, например, V. 24, V. 35, приводится практически во всех специализированных справочниках и приложениях к каталогам телекоммуникационного оборудования, то информацию о других, например, об интерфейсе G. 703, приходится черпать из описания регламентирующих их стандартов.

В связи с широким распространением технологий цифровой передачи данных, например таки РDН и SDН, пользователи каналов 64 кбит/с и 2 Мбит/с столкнулись с необходимостью обеспечить стыковку уже имеющейся терминальной аппаратуры с новым для них интерфейсом G. 703, применяемым в этих технологиях. Информацию об этом интерфейсе можно почерпнуть, в основном, и:

Довольно объемного описания рекомендации ITU-Т Rес. G. 703 [14]. Большинству пользователей для снимания того, что это за интерфейс и а каких случаях его нужно использовать, такого исчерпываемо описания, необходимого, как правило, разработчикам аппаратной реализации самого интерфейса, не нужно. Поэтому ниже дано краткое описание особенностей самого интерфейса и его использование.

Интерфейс G. 703 не новичок в мире телекоммуникаций. Он был впервые описан в упомянутой рекомендации G.703 ("Физические и электрические характеристики иерархических цифровых интерфейсов") еще в 1972 году, однако окончательно сформировался в редакциях этого стандарт 1984 и 1988 годов и был дополнен в 1991 году. Переиздан в "Белой книге" стандартов ITU - Т 1993 года как рекомендация 1991 года.

Формально стандарт G. 703 в редакции 1991 года основан на трех стандартах ITU-Т:

– G. 702 – "Скорости передачи цифровой иерархии" ([13], редакции 1984, 88, 90 гг.);

– С. 704 – "Структура синхронных фреймов, основанных на первичном и вторичном иерархических уровнях" ([15], редакции 1984, 68, 90 гг……);

– 1.430 – "Пользовательский интерфейс сети ISDH, использующий основную скорость – 1-ый уровень спецификации (Протокол сигнализации D -канала)" (1988 год, рекомендация переиздана в 1983 году).

Однако фактически интерфейс обслуживает сети с иерархией как РDН. так и SDН (заметим, что скорость передачи 155:520 Мбит/с была внесена только (стандарта 1991 года), хотя исходно разрабатывался как основной интерфейс, используемый системами с импульсно- кодовой модуляцией.

2.9.1. Физические и электрические характеристики интерфейса G. 703

Физические и электрические характеристики данного интерфейса регламентированы стандартом ITU-Т G. 703 для обеспечения возможности соединения различных цифровых сетей с целью формирования международных линий связи или соединений.

В соответствии с этим описаны характеристики интерфейсов для скоростей передачи данных, соответствующих скорости основного цифрового канала (ОЦК) передачи данных 64 кбит/с, а также скоростям, порождаемым цифровыми РDН иерархиями: американской – 1544, 6312, 32064, 44736 кбит/с, европейской – 2048, 8446. 34368, 139264 кбит/с, а также частично японской, первые два уровня скоростей передачи которой совпадают с американской (табл. 1.2), третий – не используется, а четвертый – соответствует скорости 97728 кбит/с. Дополнительно описаны характеристики интерфейса для скорости, соответствующей первому уровню SDH иерархии 155,52 Мбит/с.

Для сигналов со скоростями n × 64 кбит/с (n = 2,3,...,31), проходящими через оборудование, специфицированной для первичного уровня 2048 кбит/с, характеристики интерфейса те же, что и для 2048 кбит/с. Если же оборудование специфицировано для 1544 кбит/с, то характеристики интерфейса для таких сигналов (но с n = 2, 3,..., 23} те же, что и для 1544 кбит/с.

Стандарт не регламентирует характеристики интерфейсов для сигналов не относящихся к указанным категориям.

Основными характеристиками интерфейса являются:

– тип организации взаимодействия аппаратуры интерфейса – три типа, см. ниже:

– скорость передачи данных и частота синхронизирующего сигнала – указана выше;

– тип кода или алгоритм его формирования – зависит от скорости, см. ниже;

– форма (маска) импульса и соответствующее поле допуска – зависит от скорости, см. G. 703;

– тип используемой пары для каждого направления передачи – коаксиальная/симметричная;

– нагрузочный импеданс:

– для коаксиального кабеля – 75 Ом (активный);

– для симметричной пары – 100-120 Ом (активный).

– номинальное пиковое напряжение импульса – 1,0 В (нормируемое),

1…3 В (фактическое):

– пиковое напряжение при отсутствии импульса – 0 ± 0.1 В (нормируемое), 0.1 – 1 В (фактическое);

– номинальная ширина импульса – зависит от скорости, см. ниже;

–отношение амплитуд положительного и отрицательного импульсов – 0,95 – 1,05;

– отношение ширины положительного и отрицательного импульсов – 0,95 – 1,05;

– максимальное дрожание фазы на выходном порту – соответствует ITU - Т G. 823.

Как видно из этого перечня, ряд характеристик зависят от скорости передачи, а тип кода, как указано в стандарте, зависит еще и от типа организации взаимодействия аппаратуры интерфейса. Рассмотрим более подробно некоторые из этих характеристик.

Тип организации взаимодействия аппаратуры интерфейса. Эта характеристика регламентирована дня скорости 64 кбит/с, при которой через интерфейс передаются три типа сигналов: информационный сигнал 64 кбит/с, и два синхронизирующих, или тактовых сигнала, 64 кГц и 8 кГц.

Стандартом предусмотрено три типа организации взаимодействия терминальной (управляющей-управляемой или приемно-передающей) аппаратуры между двумя терминальными устройствами: сонаправленный (СНИ), разнонаправленный (РНИ), с центральный тактовым генератором (ЦГИ).

Сонаправленный тип интерфейса – тип, при котором как информацией, так и тактовый (синхронизирующий) сигналы направлены в одну сторону: терминалы равноправно симметричны: оба указанных сигнала передаются от каждого терминала к каждому (рис. 2.50).

 

Рис. 2. 50. Сонаправ л енный интерфейс для скорости 64 кбит/с

Разнонаправленный тип интерфейса – тип, при котором терминалы неравноправии и делятся на управляющий и управляемый; здесь тактовые сигналы направлены только от управляющего терминала к управляемому, а информационный сигнал как и симметричен и может передаваться от каждого терминала к каждому (рис. 2.51).

Рис. 2. 51. Разнонаправленный интерфейс для скорости 64 кбит/с

Интерфейс с центральным тактовы м генератором – тип, при котором тактовые сигналы направлены от центрального тактового генератора к обоим терминалам, а информационный сигнал, как и раньше, симметричен и может передаваться от каждого терминала к каждому (рис. 2.52).

Рис. 2. 52. Интерфейс с центральным тактовым генератором для скорости 64 кбит/с

Скорость передачи данных и частота синхронизирующего сигнала. Скорости передачи данных, указанные в стандарте в основном соответствуют иерархии РDН. Тактовый (синхронизирующий) сигнал, используемый для синхронизации, может передаваться от отдельного источника, либо формироваться из передаваемого информационного сигнала. Частота тактового сигнала может в таких случаях совпадать с приведенной выше скоростью передачи данных и, в последнем случае, она может быть, в 2, 4, 8 раз меньше в зависимости от применяемого метода кодирования данных. Например, для скорости 64 кбит/с номинальной является тактовая частота 64 кГц, но может использоваться тактовая частота (октетная синхронизация).

Тип кода или алгоритм его формирования. Тип кода зависит не только от скорости передачи данных, но и от типа организации аппаратуры интерфейса, например, для скоростей 64 кбит/с. Если код не стандартизован, то описание алгоритма его формирования дается в самом стандарте, как например, для скорости 64 кбит/с при использовании сонаправленного интерфейса. Если же код стандартизован, как например, АМI, то указывается его название или дается краткое описание его особенностей.

Форма импульса и соответствующее поле допуска (маска импульса). Форма импульса и соответствующее поле допуска (маска импульса) приведены в стандарте отдельно для каждой скорости передачи и типа организации взаимодействия аппаратуры интерфейса для скорости 64 кбит/с. Маска одиночного импульса для скорости 64 кбит/с и сонаправленного интерфейса, приведена на рис. 2.53 [14] лишь для иллюстрации, так как маски представляют интерес только для разработчиков подобных интерфейсов.

Тип используемой пары и нагрузочный импеданс. Как указано, могут использоваться либо коаксиальный кабель, либо симметричная пара, либо то и другое (табл.2-5, позиция "импеданс"). Тестируемый нагрузочный импеданс при использовании симметричной пары зависит от используемой скорости передачи и варьируется в пределах 100 – 120 Ом.

Максимальные напряжения импульса и уровень сигнала в паузе. Эти параметры зависят от ряда факторов, в том числе от скорости передачи и относительного уровня шума, которые могут быть указаны специально. Порядок значений возможных при этом уровней сигналов и шума можно оценить по рис. 2.53.

Ширина импульса. В стандарте указаны либо две ширины, соответствующие ширине импульса данных и ширине тактового импульса, либо указана ширина кодированных импульсов, либо только номинальная ширина импульса данных (см. пояснения к табл. 2.5).

Остальные характеристики ясны из комментариев, указанных выше.

Рис. 2.5 3. Маска одиночного импульса для скорости 64 кбит/с и сонаправленного интерфейса

2.9.2 Реализация интерфейса G. 703

Скорости передачи данных и соответствующие им типы кода, тип используемой пары и нагрузочный импеданс, номинальное напряжение импульса (амплитуда сигнала), напряжение при отсутствии импульса (амплитуда паузы) и номинальная ширина импульса приведены в табл. 2.5.

Табл. 2.5

Скорость передачи	64 СНИ	64 ЦГИ	64 НГИ	1544	32064	44736	2048	8448	3468	139264	97728	15520
Тип кода	Спец код	AMI	AMI	AMI B 8 Z S	B 6 ZS B 8 ZS	AMI	B 3 ZS	HDB 3	HDB 3	HDB 3	CMI	AMI
Импенданс (кракс), Ом				75	75	75	75	75	75	75	75	75
Амплитуда сигнала, В	120	110	120	100	110			120
Амплитуда паузы, В	1	1,1	1,0	3,0	1.0	1.0	1,0	2,37	2,37	1	+/-0.55	2.3
Ширина импульса, нс	3,9	15,6	16.6	323,5	79	15,5	11,2	244	59.	14,65	3,69	5,12

Из этой таблицы ясно, что полная реализация интерфейса G. 703 для всех возможных скоростей и типов организации взаимодействия аппаратуры дело весьма трудоемкое, поэтому производители ограничиваются реализацией указанного стандарта для конкретно используемой скоростями передачи, например, для скорости 2048 кбит/с в случае SDН канала 2 Мбит/с. Для скорости 64 кбит/с производители а большинстве случаев указывают и тип организации взаимодействия аппаратуры интерфейса, например. сонаправленный. Для сигналов со скоростями передачи п ×64 кбит/с, характерных для систем ISDN и передаваемых через мультиплексирующее оборудование иерархий, порожденных первичными скоростями 1544 и 2048 кбит/с, интерфейс, как отмечалось выше, должен иметь те же физические и электрические характеристики, что и соответствующий интерфейс 1544 кбит/с для п = 2,…, 23) или интерфейс 2048 кбит/с (для n = 2,…, 31).

В заключение дадим некоторые пояснения к табл. 2.5 (в соответствии с номерами, указанными для определенных параметров):

– цифровой двухчастотный двоичный код, преобразуемый в двухполярный трехуровневый код путем последовательного изменения полярности каждого двоичного блока с отменой изменения на каждом восьмом блоке (октетное кодирование – пятишаговая процедура кодирования описана в стандарте G. 703 [14]);

– большее значение соответствует ширине двойного импульса (логическая "1"), меньшее – ширине одинарного импульса (логический "0");

– большее значение рекомендуется использовать в случае повышенного уровня шума;

– большее значение соответствует ширине импульса данных, меньшее – ширине тактового импульса;

– код В 8 ZS рекомендуется применять при использовании коаксиального кабеля, код В 6 ZS – при использовании симметричной пары;

– большее значение соответствует допуску на область после среза импульса, меньшее – на область перед фронтом импульса;

– приблизительное значение, соответствующее области после среза импульса на 1Т от центра (допуск задается экспоненциальными кривыми);

– большее значение соответствует использованию симметричной пары, меньшее – коаксиальному кабелю;

– используется симметричное поле допуска.

Заметим также, что ширина импульсов приведена в мне для скорости 64 кбит/с и в нс для остальных скоростей.

Пользователь должен так же иметь ввиду, что указанные типы кода относятся только к интерфейсу, а не к линии в целом. Для электрических линий связи эти коды могут совпадать, для оптических – коды, как правило, не совпадают в силу невозможности непосредственного использования биполярных кодов в оптическом кабеле. Например, при использовании кода HDB 3 в оптических линиях связи в качестве интерфейсного могут использоваться также коды CMI, MCMI или код типа nBmB.

ТЕРМИНОЛОГИЯ ЦИФРОВЫХ СЕТЕЙ

Стремительное развитие компьютерных, информационных и сетевых технологий в мире за последнее десятилетие привело к появлению большого числа новых терминов, циркулирующих в среде специалистов в виде особого жаргона, основанного в массе своей на использовании русских калек с английских терминов. Отечественные институты стандартизации в силу ряда известных обстоятельств оказалась неподготовленными к тому, чтобы переварить нахлынувший поток терминов и предложить их отечественные эквиваленты, узаконенные соответствующими стандартами.

В этой связи специалисты по сетевым технологиям, сами занялись наведением порядка в терминологии, используя единственно возможный в такой ситуации подход с позиции здравого смысла и использования статистики применения тех или иных терминов.

Альтернативная терминология отечественных специалистов по электросвязи, зародившаяся еще до широкого развития компьютерных сетевых технологий [166], продолжала существовать в русских переводах стандартов ССIТТ и ITU - Т и была отражена в РТМ [12].