Сети подземелья

СТРУКТУРА МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЯ SDH
Технология SDH

ГЛАВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА SDH
7 плюсов SDH

После того как рухнул "железный занавес", явное технологическое отставание бывшей "империи зла" от стран развитого капитализма во многих важнейших областях, и в том числе в телекоммуникацях, стало очевидным. Основной проблемой при наверстывании упущенного была необходимость создания соответствующей инфраструктуры. Понятно, что начинать "с нуля" всегда тяжелее, чем опираться на какие-то готовые решения. Но если в глубинке дело обстояло совсем плохо, то в Москве выход из положения лежал на поверхности. Образно говоря, на поверхности, а на самом деле под - речь идет о туннелях московского метрополитена, которые давно использовались для прокладки телефонных линий и идеально подходили для развертывания волоконно-оптической сети. Во-первых, использование уже готовых туннелей позволяло сократить время и расходы на прокладку кабелей. Во-вторых, упрощалась проблема доставки и монтажа оборудования и материалов. В-третьих, при организации системы контроля и эксплуатации сети можно было опираться на существующие службы. К тому же, рано или поздно, метро приходит и в новые районы, позволяя расширять сеть.

ДЕЙСТВУЮЩИЕ ЛИЦА

В 1991 году идея использования туннелей метрополитена, как основы для прокладки волоконно-оптических кабелей, воплотилась в жизнь в виде регистрации совместного предприятия, учредителями которого выступили Московский метрополитен и компания Andrew (США). Если Московский метрополитен известен читателю как один из крупнейших в мире, ежесуточно обслуживающий свыше 8 миллионов пассажиров на 155 станциях, соединенных 250 километрами путей, то о компании Andrew, основанной еще в 1937 году, следует рассказать подробнее.

За время своего существования Andrew стала лидером в области разработки и внедрения разнообразных технических методов коммуникации. Компания с наилучшей стороны зарекомендовала себя в России еще в начале 1980-х годов; именно тогда она начала поставки антенн для наземных систем радиорелейной связи Транссибирского трубопровода между бывшим Советским Союзом и странами Западной Европы. В настоящий момент Andrew является учредителем нескольких совместных предприятий, поставляющих оборудование для цифровых волоконно-оптических систем, а также предоставляющих услуги национальных и международных телекоммуникационных сетей.

Примером наиболее развитых совместных предприятий подобного типа стало трио - "Макомнет", "Метроком" и "Раском". "Метроком" создала сеть, аналогичную сети "Макомнет", в 100-километровой зоне метрополитена Санкт-Петербурга. "Раском" на основе Октябрьской железной дороги построила сеть SDH, сеть, обладающую пропускной способностью на сегодняшний день в 3780 каналов 64 Кбит/с (да извинит нас читатель, что мы "измерили питона в попугаях"). Использовав преимущества новой технологии, данные предприятия создали, по сути, сеть, объединившую две столицы.

НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ - ПУТЬ К УСПЕХУ

Такие преимущества волоконно-оптических линий, как большая пропускная способность, малое затухание, высокая помехозащищенность, низкая стоимость (из расчета 1 канал - километр), определили их широчайшее использование в современных системах передачи. Применение волоконно-оптических магистралей стало настолько повсеместным в современном мире, что не имеет смысла описывать это подробно. А вот технология синхронно-цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) заслуживает более пристального внимания. Вообще, под данным термином, описанным в рекомендациях МСЭ-Т, скрывается комплекс международных стандартов, относящихся к синхронному мультиплексированию и передаче данных. Не вдаваясь в цитирование указанных рекомендаций, постараемся донести до читателя основные черты этой технологии, а если еще проще, перечислим характерные возможности оборудования, созданного на ее основе. Итак, существующее на сегодняшний день оборудование SDH может передавать информацию со следующими линейными скоростями: 155 Мбит/c (1 уровень); 622 Мбит/c (4 уровень); 2,5 Гбит/c (16 уровень). Причем для ввода/вывода компонентных потоков не всем потокам требуется демультиплексирование. Например, для 1 уровня иерархии (155 Мбит/с), который несет в себе 63 компонентных потока в 2 Мбит/с, нет необходимости для ввода/вывода нескольких из них демультиплексировать все, чем занимались системы плезиохронной иерархии (технологии - предшественницы SDH). Оборудование SDH предусматривает возможность резервирования линии и основных аппаратных блоков по схеме 1+1, при аварии автоматически перемаршрутизируя трафик по резервному направлению. Это свойство значительно повышает "живучесть" сети и позволяет проводить различного плана технологические работы без перерыва трафика. Одним из немаловажных факторов является и то обстоятельство, что технология SDH позволяет осуществлять централизованное управление сетью.

Система управления SDH дает широчайшие возможности в области мониторинга, администрирования и оперативной перемаршрутизации каналов, обеспечивая полную автоматизацию процесса эксплуатации сети, позволяя зачастую решать проблемы заказчиков без выезда на конечные точки канала. Простота перехода на другие, более высокие уровни иерархии делает возможным осуществление развития сети с минимальными затратами. Стандартизация оптического интерфейса позволяет соединять оборудование SDH различных производителелей. Все вышеперечисленное определяет данную технологию как технологию #1 для строительства первичной сети. Выбор же SDH компанией "Макомнет", став поучительным примером для многих телекоммуникационных компаний, во многом предопределил успех ее предприятия. Как показала последняя международная выставка "СВЯЗЬ-96", не менее 10 предприятий по Москве занялись строительством собственных сетей на основе данной технологии и, надо сказать, довольно успешно перенимают опыт первопроходцев.

ТОПОЛОГИЯ СЕТИ

Транспортной средой сети стали одномодовые 32-, 16- и 8-ми жильные волоконно-оптические кабели фирмы Pirelli, проложенные в туннелях метрополитена. Опутав собой все его ветки, они определили физический уровень сети, позволив строить все остальное. В метро уложено уже более 350 км кабеля. В метро, отметим, кабель прокладывался с более высокой скоростью, чем на "поверхности". Это при том, что подземные коммуникации "отдыхают" от движения поездов лишь 3-4 часа в сутки. Кабельная сеть "Макомнет" не остановила свой рост. На сегодняшний момент ее протяженность с учетом соединений "последней мили" составляет уже более 1000 километров, в процессе развития достигая все новых, определенных заказчиками адресов.

Изначально в сети "Макомнет" использовалось оборудование SDH только 1 уровня (155 Мбит/с) - мультиплексоры TN-1X фирмы Northern Telecom (Nortel), обладающие функциями оперативного переключения и ввода/вывода 63 каналов E1 (G.703). Из данных мультиплексоров было организовано две кольцевые топологии "Восточная" и "Западная" (они разделили кольцевую линию метрополитена на два полукольца вдоль Сокольнической линии) и несколько отрезков "точка-точка", протянувшихся к ряду клиентов, абонировавших сравнительно большие емкости сети. Данные топологии, наложившись на топологию московского метрополитена, создали "хребет" сети, к узлам которого со всех сторон потянулись волоконно-оптические линии модемных участков. Однако наплыв клиентов довольно быстро потребовал увеличения пропускной способности сети.

Растущие день ото дня потребности заказчиков заставляли создавать новые топологии и переконфигурировать старые, ибо максимальное количество каналов на 2 Мбит/c в одной топологии составляет 63. В течение двух лет "Макомнет" боролся за пропускную способность прокладкой новых кабелей и установкой нового оборудования, позволивших утроить количество топологий по кольцевой линии. Причем отдельные кольцевые топологии для некоторых клиентов были созданы. Число узлов возросло до семидесяти. Но настал момент, когда остро встал вопрос о количестве резервных оптических волокон на некоторых участках сети, и с учетом прогнозов на развитие было принято решение о построении нового 4 уровня SDH (622 Мбит/с), что позволило бы не только увеличить транспортную емкость сети без прокладки новых каналов и высвободить оптические волокна, но и увеличить количество вариантов возможного прохождения канала по сети. Последнее, в свою очередь, обеспечило бы к тому же перераспределение нагрузки топологий при более оптимальном использовании сетевых ресурсов.

STM-4 - НОВЫЙ ПРОРЫВ!

Надстройка нового, более высокого сетевого уровня, в рамках технологии SDH, не представляет особых трудностей. Подготовительные работы по переконфигурации и введению действующих потоков в сеть нового уровня происходят без прекращения работоспособности сети в целом, что еще раз свидетельствует о развитости используемой технологии. В качестве оборудования 4 уровня (622 Мбит/с) "Макомнет" установила мультиплексоры TN-4X (фирмы Nortel). Вместе с новым оборудованием была приобретена принципиально новая высокоинтеллектуальная система управления (NRM - Network Resource Manager). По сути эта система является надстройкой над системами управления оборудования 1 и 4 уровней. Она обладает не только всеми функциями контроля оборудования, присущими каждой из систем, но и рядом дополнительных возможностей. Именно в данной системе реализована автоматическая прокладка канала по сети, когда оператору требуется лишь указать начальную и конечную точки. Возможность трассировки канала (т.е. выделение на экране с помощью средств графического интерфейса всех узлов и карт, обеспечивающих его работоспособность) также значительно помогает оператору, не говоря уже о встроенных функциях инвентаризации каналов, обеспечивающих их быстрый поиск в системе.

Ввод всего шести узлов TN-4X значительно увеличил транспортную емкость сети, а высвободившиеся волокна сделали возможным дальнейшее наращивание таковой. Способность же новой аппаратуры осуществлять внутреннюю электронную кроссовую коммутацию компонентных потоков, явившись мощным средством при оперировании трафиком, позволила сделать процесс создания и переконфигурации каналов более гибким. Включение оборудования нового уровня синхронной иерархии надолго решило вопросы транспортной емкости сети, обеспечив ресурсы, столь необходимые для дальнейшего развития компании.

ИТОГИ ПЕРВОЙ ПЯТИЛЕТКИ

Первых клиентов "Макомнет" нашла весной 1992 года, а уже в августе 1993 вступила в эксплуатацию сеть SDH, довольно быстро зарекомендовавшая себя как самая надежная. 24 часа в сутки и 365 (а то и 366) дней в году высококвалифицированные операторы Центра управления сети обеспечивают непрерывный контроль качества передачи по всем каналам и регистрацию аварийных ситуаций, зачастую предупреждая даже возможность их возникновения. Еще раз была доказана низкая себестоимость эксплуатации высокотехнологичного оборудования - в течение года всего десять человек обслуживали аппаратуру, размещенную на тот момент в 150 пунктах города. Сегодня количество адресов размещения оборудования превысило 500, а персонал службы эксплуатации составляет девятнадцать человек. Время устранения аварии по внутренним нормативным документам варьируется от 30 минут до 2 часов, в зависимости от удаленности места аварии от Центра управления.

"Макомнет" предлагает заказчикам выделенные линии следующих уровней передачи данных:

Средой передачи данных каналов является волоконно-оптический кабель. В зависимости от количества абонируемых каналов E1 у пользователя возможна инсталляция оборудования со следующим количеством интерфейсов подключения:

На первых порах клиентами "Макомнет" стали телекоммуникационные компании, использующие каналы "Макомнет" для строительства собственных сетей. Однако со временем круг клиентов значительно расширился: банки, различные коммерческие и государственные структуры сделали свой выбор, остановившись на "Макомнет" как на самом надежном партнере.

КОНКУРЕНЦИЯ - СТИМУЛ РАЗВИТИЯ

Оптические ветви "Макомнет" ведут в более чем 300 офисов различных банков. Оборудование компании расположено и на территории многих городских АТС и основных международных и междугородних телефонных станций. Однако демонополизация телекоммуникационного бизнеса и спрос на подобные услуги приводит к увеличению числа конкурентов; в данном случае только путь развития и самосовершенствования позволит компании удержать передовые позиции. Исходя из этого, а также руководствуясь диктуемым рыночной экономикой законом спроса и предложения, компания, осваивая новые направления, строит сеть низкоскоростного доступа. "Макомнет" уже давно предоставляет пользователю низкоскоростные услуги (Nx64 Кбит/с), но ввод в строй современного низкоскоростного оборудования даст возможность не только сократить загрузку сети SDH, но и значительно расширить спектр предлагаемых клиентам услуг. К концу этого года планируется ввести в действие единую сеть, обеспечивающую подключение пользователей с помощью протоколов V.24, V.35, X.21, X.25, а также frame relay. Данная сеть будет иметь централизованное управление и обладать возможностями резервирования каналов по схеме 1+1. Расширение сервиса даст старт новому витку гонки за передовые позиции на рынке телекоммуникационных услуг, что несомненно положительно скажется на его состоянии.

СТРУКТУРА МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЯ SDH

Технология SDH

Технология SDH, описанная рекомендациями G.707, G.708 и G.709 МККТТ - это комплекс международных стандартов, относящихся к синхронному мультиплексированию и передаче данных.

• G.707 - скорости передачи данных в битах для SDH;
• G.708 - сопряжение сетевого узла для SDH;
• G.709 - структура синхронного мультиплексирования.

Компонентные сигналы могут упаковываться в контейнер стандартного размера и помещаться в легко идентифицируемую позицию в мультиплексированной структуре. Мультиплексирующая структура содержит каналы встроенного сетевого управления.

Первый уровень SDH предусматривает передачу данных со скоростью 155 Мбит/с и известен как сигнал синхронного транспортного модуля 1 (STM-1). Более высокие скорости являются целочисленными кратными STM-1 и обозначаются соответствующим коэффициентом умножения. В настоящее время стандарт SDH определяет следующие скорости передачи данных:

• STM-1: 155 Мбит/с
• STM-4: 622 Мбит/с
• STM-16: 2,4 Гбит/с

SDH предусматривает возможность отображения любых существующих скоростей передачи данных (за исключением скорости 8 Мбит/с) в контейнеры, называемые виртуальными (VC). Эти контейнеры можно объединять в стандартные форматы, образующие полезную нагрузку сигнала STM-1. При этом допускается смешение различных контейнеров, т.е. данные с различными скоростями передачи можно одновременно переносить в рамках одной и той же структуры.

Структура мультиплексирования SDH представлена на Рисунке 1.

ГЛАВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА SDH

7 плюсов SDH

1. Упрощение мультиплексирования/демультиплексирования по сравнению с PDH.

2. Доступ к низкоскоростным компонентным сигналам без необходимости мультиплексирования/демультиплексирования высокоскоростного сигнала целиком.

3. Встроенные каналы сетевого управления, обеспечивающие расширенные возможности работы централизованного управления и обслуживания.
4. Простота перехода на более высокие уровни мультиплексирования.

5. Возможность транспортировки цифровых сигналов с "иерархическими" скоростями в битах, оговоренными в рекомендации G.702 MKKTT (за исключением скорости 8 бит/с) и со скоростями широкополосных каналов в битах. Благодаря этому оборудование SDH можно включать непосредственно в существующие сети, а также реализовать широкий набор дополнительных услуг связи.

6. Этот стандарт определяет оптический интерфейс, позволяющий соединить оборудование различных поставщиков при помощи стыкующихся отрезков волоконно-оптического кабеля.

7. Автоматическое резервирование пути канала, многократно повышающее надежность передачи данных. Во время строительных работ на Манежной площади произошло повреждение практически всех кабелей ведущих телекоммуникационных операторов, в том числе и "Макомнет", однако за счет резервирования каналов перерыва в работе сети "Макомнет" не было.