Общие положения. Аппаратура оперативного переключения

Архитектура сетей СЦИ

Аппаратура оперативного переключения

Под оперативным переключением понимается установление полупостоянных соединений между различными каналами и трактами. Следует подчеркнуть разницу между оперативным переключением и коммутацией. При коммутации устанавливаются временные соединения на вторичной сети, причем осуществляется это под управлением абонентов сети. Полупостоянные соединения при оперативных переключениях устанавливаются на первичной сети по командам сетевого оператора с использованием средств сетевого управления.

На сети СЦИ выполнение функций по оперативному переключению может производиться с помощью встроенных устройств, имеющихся во многих видах аппаратуры. Именно с помощью подобных устройств осуществляются, например, различные переключения потоков в МВВ. Таким образом, функции оперативного переключения могут быть распределены по сети между многими сетевыми элементами.

Тем не менее, во многих случаях удобно иметь специальную автономную аппаратуру оперативного переключения (АОП) СЦИ. Такая аппаратура имеет гораздо больше портов, чем мультиплексоры (до нескольких сотен портов STM-1 или нескольких тысяч портов 2 Мбит/с). С помощью АОП могут создаваться сети, имеющие ячеистую (решетчатую) структуру. Выделяют несколько типов АОП, различающиеся тем, на каких уровнях виртуальных контейнеров осуществляется ввод и переключение потоков.

АОП типа 4/4 может обрабатывать сигналы всех уровней СЦИ, т.е. STM-1, STM-4 и STM-16 (155, 622 Мбит/с и 2,5 Гбит/с соответственно), а также плезиохронные сигналы 140 Мбит/с. Переключение производится на уровне VC-4.

АОП типа 4/1 имеет порты для синхронных сигналов STM-1 (иногда и STM-4) и плезиохронных сигналов 140 и 2 Мбит/с. Переключение производится на уровнях VC-4 и VС-1.

АОП типа 4/3/1 имеет кроме того порты для плезиохронных сигналов 34 Мбит/с, а переключение может производится на уровнях VC-4, VC-3 и VC-1.

Согласно современным взглядам, принятым в большинстве развитых стран, реконструирующих свои сети связи на базе СЦИ, перспективная сеть должна иметь иерархическую трехуровневую архитектуру (Рис. 6.44). Такая архитектура позволяет наиболее рационально построить гибкую, надежную и экономичную сеть.

Рис. 6.44. Трехуровневая архитектура сети СЦИ

Верхний (базовый, магистральный) уровень образуется главными узлами, в которых устанавливается АОП 4/4. Основными единицами, которыми обмениваются эти узлы, служат виртуальные контейнеры VC-4. Каждая линия несет по несколько STM-4 или STM-16. Структура сети на этом уровне решетчатая.

Средний уровень состоит из нескольких соединительных (региональных) сетей, каждая из которых охватывает определенную территорию. Узлы этих сетей обмениваются не только VC-4, но и более мелкими единицами, например, VC-12. Поэтому в узлах используется АОП 4/1, а также МВВ. Важнейшие узлы этого уровня выходят на один или несколько узлов верхнего слоя. Структура соединительных сетей может быть и кольцевой, и решетчатой. В линиях организуются тракты STM-4.

Нижний уровень составляют сети доступа, куда и включаются основные источники и потребители нагрузки. Каждая из сетей доступа выходит на один или несколько узлов среднего уровня. Структура сетей кольцевая на основе МВВ, тракты STM-1 или STM-4.

В самых общих чертах можно охарактеризовать функции каждого уровня следующим образом: верхний уровень создает сеть трактов VC-4, средний - осуществляет перераспределение трактов VC-12 и VC-3 между VC-4, нижний - обеспечивает доступ к сети пользователей.

Преимуществами подобной иерархической архитектуры являются:

• возможность независимого развития и реконструкции каждого из уровней;
• концентрация потоков нагрузки, позволяющая использовать линейные тракты высокой пропускной способности, что дает экономию при построении сети;
• возможность осуществлять контроль, управление и резервирование отдельно на каждом уровне, что упрощает и ускоряет ликвидацию последствий отказов на сети.

Разумеется, описанная модель дает только общую схему, от которой возможны различные отступления. В каждом конкретном случае может быть изменены количество уровней, структуры сетей, функции уровней могут частично перекрываться и т.п. Типовыми структурами при построении сетей СЦИ являются кольцевые на базе МВВ и решетчатые на базе АОП.

Важным аспектом проектирования сетей СЦИ является обеспечение их надежности и живучести. Сама по себе аппаратура СЦИ, как уже указывалось выше, весьма надежна. Кроме того, встроенные средства контроля и управления облегчают и ускоряют обнаружение неисправностей и переключение на резерв.

Однако, преимущества СЦИ в части надежности и живучести не реализуются в полной мере сами по себе. Это объясняется тем, что ВОЛС обладают огромной пропускной способностью, и отказ даже одного участка может привести к разрыву связи для десятков тысяч пользователей и значительным экономическим потерям. Например, когда в начале 1991 года в США был случайно оборван один оптический кабель, обслуживающий Нью-Йорк, то 60% всех вызовов на городской сети оказались блокированы на 8 часов, прекратилась работа товарных бирж, на 5 часов были выведены из строя средства управления воздушным движением в аэропортах Нью-Йорка, Вашингтона и Бостона.

Поэтому необходимо применять специальные меры по обеспечению отказоустойчивости сетей, закладывая резервные емкости и предусматривая алгоритмы реконфигурации сетей при отказах ее элементов. Целый ряд факторов облегчает принятие указанных мер: значительные емкости ВОЛС и снижение стоимости одного каналокилометра в них; наличие средств контроля и управление СЦИ; деление сети СЦИ на независимые функциональные слои; возможности интеллектуальных мультиплексоров и АОП.

Отмеченные обстоятельства привели к концепции построения так называемых самозалечивающихся сетей на основе СЦИ. Ее суть - создание сети, которая при выходе из строя отдельных элементов способна сохранять или автоматически восстанавливать в короткое время нарушенные связи без серьезных последствий для пользователей.

Простейшим способом самозалечивания является резервирование по схеме 1+1 при соединении "точка-точка" (см. Рис. 6.42). В этом случае два пункта соединяются между собой двумя кабелями по географически разнесенным трассам. Каждый сигнал передается одновременно по обеим трассам, а на приемном конце осуществляется автоматический контроль поступающих сигналов и выбор лучшего из них.

Дата добавления: 2014-01-04