Столь же незавидная участь грозила и SDH, но судьба (или дальновидность разработчиков этой технологии) распорядилась по-иному. Оборудование SDH продолжает оставаться краеугольным камнем транспортных сетей.
SDH и ее характеристики
Технология SDH была разработана в 70-е годы с целью увеличения пропускной способности магистральных каналов связи. При ее создании учитывались, в основном, «интересы» телефонной связи, для обеспечения которой широкое распространение получили каналы Е1 с пропускной способностью 2048 Кбит/с.
Отличительной чертой технологии SDH, которая во многом определила ее долголетие, является хорошая проработка международных стандартов, описывающих структуру сигналов, функции и электрические параметры аппаратуры. Это обеспечивает совместимость оборудования различных производителей и взаимодействие операторов разных сетей. SDH описана в более чем полутора десятках стандартов ITU-T серии G, которые охватывают все аспекты сетевого функционирования.
Основа SDH — принцип цифровой иерархии, позволяющий легко формировать магистральные каналы с пропускной способностью от 155 Мбит/с почти до 40 Гбит/с. Каналы формируются с помощью синхронного транспортного модуля STM-N (N соответствует уровню SDH). В современных сетях применяются системы STM-1, STM-4, STM-16, STM-64 и STM-256. Производительность системы нарастает с кратностью, равной 4. Базовым уровнем SDH является STM-1. Он характеризуется циклом (или кадром) с периодом повторения 125 мкс.
Помимо хорошей стандартизации быстрому внедрению сетей SDH способствовал целый ряд факторов. В первую очередь, это возможность прямого выделения базового канала Е1 и других трибутарных каналов на любом уровне иерархии SDH (от STM-1 до STM-256) без полного мультиплексирования или демультиплексирования всего передаваемого пакета. Такая возможность базируется на модульной структуре кадра и позволяет существенно упрощать подключение оконечного оборудования к магистральной сети.
Другой несомненный плюс SDH — быстрая реконфигурация сети при аварии. Способность к восстановлению работоспособности сети менее чем за 50 мс стала ориентиром для других сетевых технологий. Так, в IP-сетях сперва Cisco предложила архитектуру DPT (Dynamic Packet Transport), а затем институт IEEE разработал рекомендацию 802.17 RPR (Resilient Packet Ring), что позволило пакетным сетям восстанавливаться столь же быстро. В этих технологиях задействуется формат кадровой синхронизации SDH, что дает возможность легкой интеграции IP-сетей в действующие сети SDH.
Следует отметить и развитую систему управления и диагностики. Используется большое число сигналов, информирующих о неисправностях и ошибках на всех участках сети SDH. Наличие такой системы обеспечивает управление сетью любой конфигурации и сложности из единого центра.
В SDH содержится эффективный механизм инкапсуляции, который дает возможность передавать информацию разных типов в едином потоке. Первоначально созданная для транспортировки сигналов PDH технология SDH легко адаптировалась к передаче пакетных сигналов. Сейчас поддерживается технология PoS (Packet over SDH), позволяющая пересылать IP-пакеты внутри стандартного кадра SDH. К примеру, каналы уровня STM-1 (155 Мбит/c) дают полезную пропускную способность 149,760 Мбит/с.
Еще более эффективной технологией является EoS (Ethernet over SDH), которая позволяет инкапсулировать пакеты Ethernet, поступающие от разных источников, в кадры SDH с учетом их требований к полосе пропускания.
Справедливости ради отметим, что SDH отличается нерациональным использованием потенциальной полосы пропускания при передаче пакетных сигналов. Но благодаря повсеместному применению волоконно-оптических линий связи, имеющих огромную пропускную способность, этот недостаток не критичен.
При построении инфраструктуры SDH задействуется ограниченное число функциональных элементов. Две разновидности мультиплексоров предназначены для организации ввода/вывода цифровых потоков. В зависимости от топологии сети и места расположения мультиплексоров в ней они могут выполнять функции мультиплексоров ввода-вывода и терминальных мультиплексоров. Также в составе сети возможно использование кросс-коннекторов, служащих для обмена сигналами между транспортными модулями сети SDH. Кросс-коннекторы применяются при объединении сетей или в случае сложной топологии. Помимо кросс-коннекторов функции локальной коммутации может выполнять мультиплексор.
При наличии очень длинных участков оптической линии между элементами сети SDH допустимо использование регенераторов. На практике они применяются достаточно редко — их функции с успехом выполняют обычные мультиплексоры ввода-вывода.
Набор функциональных элементов определяет наличие всего лишь двух базовых топологий сетей SDH — «кольцо» и «линейная цепь». Однако с их помощью возможно построение сети SDH любого масштаба и сложности.
Российские производители и их оборудование
Основная часть российских сетей SDH строилась на базе зарубежного оборудования. Дело в том, что многие такие сети создавались в 90-е года, когда отечественная связная промышленность была не в состоянии предложить достойную альтернативу.
Сейчас ситуацию с производством российского оборудования SDH еще рано считать благополучной, но явно видна положительная тенденция. Помимо «отверточной» сборки зарубежной техники в стране уже есть производители, самостоятельно проектирующие аппаратную платформу и программное обеспечение оборудования SDH. Как же при наличии множества предложений ведущих мировых производителей отечественные компании сумели выйти на рынок оборудования SDH?
При рассмотрении вопросов внедрения любого телекоммуникационного оборудования с неизбежность возникает проблема соблюдения норм национальной безопасности. Вероятно, в такой постановке вопроса присутствует и маркетинговая составляющая, но его справедливость сложно ставить под сомнение. Достаточно вспомнить хрестоматийный пример широкомасштабного вывода из строя телекоммуникационной сети целой страны — дистанционного отключения абсолютно всех средств связи Панамы при вторжении в нее американских войск в декабре 1989 года.
Очевидным плюсом отечественного оборудования является меньшая стоимость, обусловленная исключением из нее таможенных тарифов и сборов, более низкими совокупными затратами на разработку и производство. Зарубежные поставщики давно привлекают российские компании к своим исследовательским и прикладным работам, нацеленным на создание новых телекоммуникационных решений. Естественно, накопленный опыт используется и для создания собственных конкурентоспособных продуктов.
Кроме того, многим отечественным заказчикам, особенно госструктурам, важна адаптируемость серийно выпускаемых продуктов к конкретным техническим требованиям. Разумеется, эту задачу легче решать во взаимодействии с российскими разработчиками.
Московская компания «Микролинк-связь» предлагает три модели оборудования SDH собственной разработки.
MLink-STM1/4 представляет собой шасси высотой 2U, в которое могут быть установлены четыре модуля. Один из них является системным и поддерживает два линейных интерфейса STM-1 или STM-4. Также поддерживается широкий спектр модулей ввода/вывода с различными комбинациями интерфейсов. В их числе — STM-1, Е1, Е3, Fast Ethernet, V.35, оптические интерфейсы WDM, телефонные интерфейсы FXO и FXS. Обеспечиваются возможности кросс-коммутации на уровнях VC-4, VC-3 и VC-12, коммутация данных с быстродействием 2,5 Гбит/с на каждый слот.
Модель MLink-STM16/64 выполнена в виде шасси 15U с 12 посадочными местами для интерфейсных модулей. Поддерживаются четыре вида линейных модулей с оптическими (STM-1/4/16/64) и электрическим (STM-1E) интерфейсами. Помимо трибутарных интерфейсов E1 и E3 модули ввода/вывода обеспечивают разные варианты интерфейсов Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Есть модуль с поддержкой оптических интерфейсов WDM. Это оборудование поддерживает и кросс-коммутацию на уровнях VC-4, VC-3 и VC-12.
В линейке оборудования «Микролинк-связи» имеется модель фиксированной конфигурации MLink-STM1/4-8Е1+4FE. В нее может быть установлена дополнительная плата, обеспечивающая передачу трафика Ethernet.
Все модели поддерживают расширенный сервис передачи данных, в том числе функции VLAN, ограничение скорости передачи на портах или в виртуальных локальных подсетях, классы обслуживания в соответствии со стандартом 802.1p и передачу milticast-трафика.
Оборудование SDH компании «Микролинк-связь» использовалось при построении транспортной сети для базовых станций GSM в Душанбе (Таджикистан) и сети связи Федеральной службы исполнения наказаний РФ.
Пермское предприятие «Морион» достаточно хорошо известно своей телекоммуникационной продукцией. Его СММ-155 является мультиплексором ввода/вывода уровня STM-1, который может использоваться в сетях SDH с разной топологией и выполнять функции кросс-коммутатора уровня VC-12. СММ-155 представляет собой шасси высотой 6U, в которое устанавливаются системные, линейные и трибутарные модули. Возможно конфигурирование СММ-155 для применения в качестве регенератора — в этом случае отключается функция кросс-коммутации. Для удаленного управления мультиплексором служит интерфейс TNM или протокол SNMP (при подключении через Ethernet).
Кроме того, компания предлагает компактный мультиплексор СММ-11 уровня STM-1, который оснащен 21 интерфейсом Е1. Устройство выполнено в виде блока высотой 2U. Мультиплексоры, являющиеся собственной разработкой «Мориона», широко применяются в ведомственных сетях связи. В частности, их использовали для организации магистральных линий связи на Октябрьской, Куйбышевской, Приволжской и Восточно-Сибирской железных дорогах.
НТЦ НАТЕКС предлагает большой спектр оборудования SDH семейства FlexGain, которое можно считать отечественным, несмотря на активное международное партнерство при его разработке и производстве. В состав линейки устройств SDH входят абонентский мультиплексор доступа FlexGain A155 CPE, мультиплексор ввода/вывода FlexGain A155, который работает на уровнях STM-1 и STM-4. Мультиплексор FlexGain A2500 Extra также является мультиплексором ввода/вывода, но способен работать на уровнях STM-4/16. Все устройства линейки FlexGain поддерживают передачу смешанного трафика TDM и Ethernet.
Модель FlexGain A155 CPE ориентирована на использование в качестве абонентского выноса. Она поддерживает до восьми интерфейсов Е1 и до четырех портов Fast Ethernet. Устройство может оснащаться двумя портами STM-1, что позволяет подключать его к линейной или кольцевой SDH-сети.
Мультиплексор FlexGain A155 имеет функциональность кросс-коммутатора уровня STM-1, интерфейсы Е1 и Е3, а также порты Fast Ethernet, на которых поддерживаются протоколы QoS и VLAN.
Старшая модель линейки, мультиплексор FlexGain A2500 Extra, обеспечивает большое число интерфейсов, кросс-коммутацию на уровнях STM-1 и STM-4. На уровне STM-16 поддерживается непосредственное подключение к оборудованию DWDM. В качестве трибутарных интерфейсов используются Е1, Е3, STM-1 с оптическими и электрическими портами, STM-4, STM-16, а также порты Gigabit Ethernet. Для управления оборудованием служит встроенный HTTP-сервер.
Семейство оптических мультиплексоров FlexGain FOM16L2, FOM155L2, FOM2,5GL2 и FOM10GL2 можно задействовать для создания транспортных сетей с пропускной способностью до 10 Гбит/с. Для управления транспортной сетью, состоящей из мультиплексоров серии FlexGain, используется собственная система централизованного сетевого управления FlexGain View V2.0.
Компания «Супертел» появилась более 15 лет назад базе одного из санкт-петербургских предприятий военно-промышленного комплекса. Оборудование SDH занимает серьезную долю ее продуктового портфеля. Сейчас она предлагает мультиплексоры СМ-1/4 и две модели малогабаритных мультиплексоров — СМВВ-1М и СМВВ-1МК. Аппаратная и программная составляющие мультиплексоров являются ноу-хау фирмы. Для управления своим оборудованием она разработала программную систему «Супертел-NMS».
Устройство СМ-1/4 выполнено в виде шасси высотой 8U, в которое могут быть установлены до десяти линейных и трибутарных модулей. В состав шасси входят блоки управления, синхронизации и питания с независимым вводом двух первичных фидеров электроснабжения. В СМ-1/4 можно установить один блок кросс-коммутации, обеспечивающий работу на уровнях VC-12, VC-3 и VC-4. Линейные модули STM-4 снабжены оптическими интерфейсами четырех типов, различающимися дальностью передачи и работающими на разных длинах волн. Линейные модули STM-1 способны поддерживать электрический интерфейс. Трибутарные модули выпускаются для потоков Е1, Е3 и Fast Ethernet.
Мультиплексор СМВВ-1М имеет фиксированную конфигурацию и выпускается для работы с уровнями STM-1 и STM-4. Кроме трибутарных интерфейсов Е1 и Е3 он включает в себя порты Fast Ethernet и Gigabit Ethetnet.
Другой мультиплексор с фиксированной конфигурацией, СМВВ-1МК, предназначен для работы в сетях уровня STM-1 и поддерживает кросс-коммутацию уровня VC-12. В его состав включены интерфейсы Е1 и Fast Ethernet. Оптические интерфейсы STM-1 выполнены в виде сменных модулей. Один из таких модулей служит для подключения к магистралям CWDM.
Оборудование компании «Супертел» использовалось в проектах Министерства обороны, Федеральной службы охраны и сетях связи РАО ЕЭС.
Одним из первых производителей оборудования SDH в нашей стране можно считать Экспериментальный завод научного приборостроения (ЭЗАН), который входит в структуру Российской академии наук. В 90-е годы он по лицензии компании NEC стал выпускать аппаратуру синхронной цифровой иерархии. Ныне это сотрудничество продолжается.
Универсальные узлы SpectralWave U-Node BBM и U-Node WBM представляют собой мультисервисные платформы, поддерживающие передачу на уровнях от STM-1 до STM-64. Они оснащаются трибутарными интерфейсами Е1, Е3, Е4 и портами Fast/Gigabit Ethernet. Это оборудование может использоваться для кросс-коммутации уровней VC-12 и VC 4. В линейных модулях можно устанавливать интерфейсы, допускающие непосредственное подключение к системам DWDM.
Семейство компактных мультисервисных платформ SpectralWave V-Node тоже обеспечивает построение траспортных сетей уровней от STM-1 до STM-16. Спектр поддерживаемых пользовательских интерфейсов — такой же, как у предыдущих моделей. При этом порты Fast/Gigabit Ethernet вынесены на отдельный модуль, в который встроена функциональность коммутатора Ethernet второго уровня.
Мультиплексор SpectralWave C-Node является компактной многофункциональной системой уровня STM-1/4, которая поддерживает сети с разными топологиями, включая многокольцевые конфигурации. Это оборудование работает с интерфейсами Е1, Е3 и Fast Ethernet. Поддерживается кросс-коммутация уровней VC-12 и VC-4.
Компактный мультиплексор SpectralWave C-Node S1 представляет собой устройство фиксированной конфигурации высотой 1U, работающее на уровне STM-1. Оно оснащено интерфейсами Е1 и Fast Ethernet. В слот расширения могут быть установлены дополнительные порты Ethernet или Е1.
Компания QTECH, чья продукция уже рассматривалась в наших обзорах, посвященных оборудованию MetroEthernet, выпускает мультисервисный SDH-мультиплексор, который выполняется в двух вариантах.
QBM-7100 представляет собой модульную конструкцию высотой 1U с четырьмя слотами расширения и двумя блоками питания. Управление осуществляется по протоколу SNMP или с помощью подключаемого терминала. Для мониторинга состояния предусмотрен жидкокристаллический дисплей на лицевой панели. QBM-7100 может иметь оптические интерфейсные модули STM-1 с одним или двумя портами. Для подключения оконечного оборудования применяются интерфейсы Е1, Fast Ethernet и V.35. Такой набор линейных опций позволяет использовать мультиплексор в любой сети связи.
QBM-7100 micro — мультисервисный терминальный мультиплексор, ориентированный на организацию выносов и подключение к сети корпоративных клиентов. Этот мультиплексор имеет фиксированную конфигурацию, которая включает в себя два блока питания, один-два оптических порта STM-1, четыре интерфейса Е1, интерфейс Fast Ethernet и два интерфейса V.35. Мультиплексор предназначен для установки в аппаратный шкаф и имеет высоту 1U, но возможны варианты настенного и настольного исполнения. Для управления служит протокол SNMP.
Итак, российские производители предлагают довольно широкий спектр оборудования SDH, отвечающего мировым стандартам и удовлетворяющего требованиям современных сетей связи. Правда, часть выпускаемой ими техники морально устарела. Но отрадно, что многие компании не довольствуются сборочным производством по импортным лицензиям, а вкладывают средства в собственные разработку и проектирование.