1 / 17

ВК-3

ЭВОЛЮЦИЯ ТРАНСПОРТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ МИГРАЦИИ СЕТЕЙ СВЯЗИ К NGN Алексеев Е. Б., зам. зав. кафедры Инфокоммуникации ИПК МТУСИ, д.т.н., профессор Тел. +7 499 1928485 Факс +7 499 1928517 E - mail alekseev @ mtuci 2. ru.

deva
Download Presentation

ВК-3

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. ЭВОЛЮЦИЯ ТРАНСПОРТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ МИГРАЦИИ СЕТЕЙ СВЯЗИ К NGNАлексеев Е. Б., зам. зав. кафедры Инфокоммуникации ИПК МТУСИ, д.т.н., профессор Тел. +7 499 1928485Факс +7 499 1928517E-mailalekseev@mtuci2.ru

  2. В соответствии с определением МСЭ-Т сети связи нового поколения (NGN)-это сети с коммутацией пакетов, в которых функции коммутации отделены от функций предоставления услуг, причем они позволяют предоставлять широкий ассортимент услуг, добавлять новые, обеспечивают широкополосный доступ и поддерживают требуемое качество обслуживания QoS. • Из этого следует, что транспортная платформа NGN должна являться широкополосной мультисервисной сетью, обеспечивающей передачу любых видов трафика на любое расстояние с требуемым качеством передачи. Необходимыми предпосылками для создания такой платформы является постоянное совершенствование технологий и средств электросвязи по трем направлениям: цифровизация, оптиковизация и компьютеризация.

  3. Процесс цифровизации сетей - это не только переход от аналоговых систем передачи (АСП) к цифровым (ЦСП), но это и процесс совершенствования методов и средств передачи сигналов по цифровым каналам и трактам и, как следствие, появление новых телекоммуникационных технологий, поддерживающих эволюцию к NGN через интеграцию трафика услуг и путь от транспортирования каналов к транспортированию пакетов. • Динамика развития в направлении цифровизации, прежде всего, связана с созданием и совершенствованием транспортных технологий плезиохронной (ПЦИ) и синхронной (СЦИ) цифровых иерархий. Причем, если ПЦИ (PDH) была ориентирована на передачу речи (каналы ОЦК), а первые поколения оборудования СЦИ (SDH) на транспортирование информационных структур ПЦИ, то современное оборудование СЦИ позволяет транспортировать в том числе и данные, предварительно размещаемые в ячейках АТМ и кадрах Ethernet.

  4. Слои каналов Сети слоя каналов Слой трактов Нижнегоранга ВК-12 ВК-2 ВК-3 Слои трактов Слой трактов Верхнегоранга ВК-3 ВК-4 Мультиплексные секции Слои среды передачи Слой секций Регенерационные секции Линии передачи Послойное построение сети СЦИ

  5. Возможности технологии СЦИ предопределили в дальнейшем и ее преимущественное внедрение при создании высокоскоростных транспортных сетей различной конфигурации. На североамериканском и других континентах развитие сетей СЦИ осуществлялось одновременно на базе технологий SONET и SDH, отличающихся различным обозначением уровней иерархических скоростей передачи агрегатных сигналов (синхронных транспортных модулей ) STS-М, М=1,3,12,48,192,… и SТМ-N, N=0,1,4,16,64,…, а также виртуальных потоков VT1.5, VT2, VT6 и виртуальных контейнеров VC-11, VC-12, VC-2, VC-3, VC-4 - соответственно. Обе технологии СЦИ были ориентированы на транспортирование информационных структур ПЦИ, что привело к экономичному совместному использованию оборудования ЦСП СЦИ и ПЦИ при создании единых цифровых транспортных сетей. • Первые поколения средств СЦИ позволяли транспортировать и высокоскоростную информационную нагрузку за пределами иерархии скоростей ПЦИ с помощью процедуры непрерывной сцепки (Contiguous Concatenation). Это процедура объединения N виртуальных контейнеров ВК-4, в результате которой их совокупная емкость может быть использована как один контейнер ВК-4-NC (N =2…64) с одним трактовым заголовком и с полезной нагрузкой, N кратной полезной нагрузке ВК-4, и переносимой как единое целое.

  6. Отличительной особенностью оборудования нового поколения, NG SDH, ориентированного на транспортирование мультисервисного пакетного трафика, является использование специально для этого разработанных процедур: • GFP (Generic Framing Procedure) – обобщенная процедура образования цикла; • VCAT (Virtual Concatenation) – виртуальнаясцепка; • LCAS (Link Capacity Adjustment Scheme) – схемарегулировкипропускнойспособностилинии. • GFP представляет собой механизм образования циклов для транспортирования пакетного трафика данных, например Ethernet, в информационных структурах СЦИ. • VCAT в отличие от непрерывной сцепки логически связывает m индивидуальных виртуальных контейнеров типа VC-12 (m=1…63), VC-3 (m=1…255) и VC-4 (m=1…255) в одно соединение ВК-n-mV, образуя логический канал группы виртуальной сцепки VCG (Virtual Concatenated Group). Каждый из контейнеров, входящих в сцепку, имеет свой трактовый заголовок, обрабатывается раздельно и может иметь отличный от других маршрут в сети СЦИ. • LCAS в дополнении к VCAT позволяет динамически регулировать пропускную способность (скорость передачи) для виртуального канала сцепки ВК-n-mV изменением размера группы VCG, а также может использоваться для образования различных маршрутов для каждого ВК-n, что обеспечивает защиту пакетной передачи при повреждении одного маршрута.

  7. Определенный успех имеет место и в плане разработки и внедрения принципов организации цифровой сети с интеграцией служб (ISDN) в том числе и на основе транспортных технологий: асинхронного способа переноса (АТМ), Ethernet, IP и других, рассчитанных на соединение, а также технологии многопротокольной коммутации по меткам (MPLS). • Технология MPLS (MultiProtocol Label Switching) создана при развитии сетей IP и направлена на уменьшение времени обработки пакетов в маршрутизаторах. Использование этой технологии в оборудовании NG SDH позволяет обеспечивать требуемое качество обслуживания QoS трафика виртуального канала ВК-n-mV.

  8. Процесс оптиковизации сетей может быть разбит на несколько значимых этапов. • Первый этап связан с появлением в середине 80-х годов оптических волокон (ОВ) с затуханием единицы и десятые доли дБ/км при работе в окнах прозрачности с первого по третий соответственно. Это позволило при организации городских соединительных линий исключить НРП и их дистанционное питание, так как протяженность участка регенерации ВОСП перекрывала в большинстве случаев расстояние между двумя соседними АТС в городе. А приемопередающая аппаратура в промежуточных и оконечных пунктах соединительных линий реализовывалась в унифицированных стоечных конструктивах, предназначенных для размещения в отапливаемых помещениях ЛАЦ АТС. • Первый этап значим и тем, что появление ОВ на сетях связи привело к процессу глобальной их цифровизации во всем мире, и первые поколения ВОСП – это были ЦСП на оптическом кабеле (ОК).

  9. Второй этап в динамике развития ВОСП можно связать с появлением в конце 80-х годов одномодовых ОВ с нулевой, а затем со смещенной дисперсией, параметры которых были определены в Рекомендациях МСЭ-Т G.652 и G.653 соответственно. Это сразу же привело к штурму скоростей передачи. Еще до появления на сетях связи синхронных мультиплексоров появились ВОСП на базе ЦСП ПЦИ с неиерархическими скоростями 565 Мбит/с (Е4х4) и 2,4 Гбит/с (Е4х16). • К особенностям одномодовых ОВ по сравнению с многомодовыми относится и то, что предельная длина участка регенерации по скорости передачи цифрового сигнала определялась уже не только параметрами ОВ, но и параметрами аппаратуры. • Появление в начале 90-х годов на рынке средств связи эрбиевых волоконно-оптических усилителей и пассивных компенсаторов дисперсии значительно увеличило предельную длину по затуханию участка регенерации ВОСП, что позволило в большинстве случаев перекрыть расстояние между двумя соседними сетевыми узлами на зоновых и магистральных соединительных линиях связи, т.е. исключить НРП не только при проектировании новых, но и при реконструкции существующих линий передачи.

  10. Третий этап динамики развития и внедрения оптических технологий можно связать с появлением в середине 90-х годов ВОСП со спектральным разделением каналов (ВОСП-СР), или многоволновых (многоканальных) ВОСП (технология WDM), востребованных проблемой «нехватки волокон». • Первые поколения ВОСП-СР продемонстрировали новые возможности для операторов связи не только с точки зрения значительного увеличения пропускной способности существующих ВОЛП без существенных дополнительных капитальных затрат, но и с точки зрения более гибкой организации и развития сетей для транспортирования, например, различного вида информационной нагрузки. • Малые габариты и вес ОК с одной стороны и резкое снижение цен на ОВ за последнее время создают дополнительные возможности для увеличения пропускной способности линии передачи за счет применения на сети многоволоконных ОК (технология SDM). • Сегодня ресурс ОК по пропускной способности определяется произведением числа волокон на число оптических каналов и на предельную скорость в каждом канале при данной протяженности участка линии передачи.

  11. III 1 ОУ2/ ОД СТМ-N ОМ/ОУ1 СТМ-N ТР 2 2 АТМ ТР АТМ ………… III III  m m IP IP ТР 1 • Общим для сетевых структур на основе ВОСП-СР является то, что они включают: оптические мультиплексоры (ОМ) и оптические демультиплексоры (ОД) , m транспондеров (ТР) для каждого из m оптических каналов ВОСП-СР, оптические усилители мощности на передающем конце оптического тракта (ОУ1), оптические предусилители на приемном конце оптического тракта (ОУ2) и линейные (промежуточные) оптические усилители в оптическом тракте. • Транспондер предназначен для преобразования оптического сигнала с целью его передачи в оптическом канале с требуемыми характеристиками.

  12. В оборудовании ВОСП-СР могут применяться технологии: • ‑ CWDM (Corse WDM) – неплотное спектральное разделение, при котором канальный промежуток превышает 20 нм; • ‑ DWDM (Dense WDM) – плотное спектральное, при котором канальный промежуток равен 0,4; 0,8 или 1,6 нм; • - UWDM (Ultra Dense WDM) – сверхплотное спектральное разделение, при котором канальный промежуток не превышает 0,2 нм. • Определены также спектральные диапазоны длин волн, используемых для передачи оптических сигналов: • ‑ О (original band) - от 1260 до 1360 нм; • ‑ Е (extended band) - от 1360 до 1460 нм; • ‑ S (short wavelength band) – от 1460 до 1530 нм; • ‑ С (conventional band) – от 1530 до 1565 нм; • ‑ L (long wave length band) – от 1565 до 1625 нм; • ‑ U (ultra long wave length band) – от 1625 до 1675 нм.

  13. Рамановское усиление позволяет увеличить длину пассивных (элементарных) кабельных участков между промежуточными оптическими усилителями и тем самым уменьшить количество этих усилителей. • Применение FEC (forward error correction) при передаче цифровых сигналов существенно снижает допустимую величину отношения сигнала к шуму при заданном коэффициенте ошибок, что дает возможность значительно увеличить протяженность регенерационных секций (RS) магистральных ВОСП-СР и тем самым уменьшить число регенерационных пунктов или даже совсем обойтись без них. • Применение при прокладке кабеля на смежных строительных длинах оптических волокон по Рекомендации МСЭ-Т G.655 с различной по знаку и одинаковой по величине крутизной коэффициента хроматической дисперсии. с использованием кода передачи CRZ (RZ с чирпированием) позволяет значительно увеличить длину регенерационного участка по дисперсии без применения компенсаторов дисперсии и, следовательно, дополнительного усиления, т. е. без дополнительных затрат. • Практически, совместное использование выше отмеченных технических решений позволяет увеличить длину регенерационного участка магистральной ВОСП-СР до 5000 км.

  14. Появление новых оптических технологий и средств и постоянное их совершенствование создает предпосылки для создания сетей следующего поколения на чисто оптическом транспортном уровне, что можно связать с четвертым этапом динамики развития и перспективами внедрения ВОСП. • Сущность фотонизации заключается в том, что на физическом уровне во всех звеньях цепи передачи исключается преобразование типа фотон-электрон и электрон-фотон. Это дает возможность на несколько порядков увеличить скорость передачи сигнала, значительно увеличить протяженность участка линии передачи между соседними промежуточными пунктами благодаря уменьшению шумов за счет тепловой компоненты, а также существенно повысить технико-экономические показатели оборудования и его надежность в результате исключения электронно-оптических преобразователей. • Для реализации транспортной системы, которая выполняет функции оптической кроссконнекции и оптического мультиплексирования ввода-вывода, предлагается маршрутизация по длине волны, многократное использование длин волн, пакетное переключение с многократными пересылками сигнала. При этом каждая станция доступа в оптической транспортной сети (OTN) преобразует сигналы, полученные от пользователей, в соответствующий оптический формат и передает эти сигналы на транспортный узел.

  15. Уровни иерархии OTN (optical transport network) • 1 - 2,5 Гб/с • 2 - 10 Гб/с • 3 - 40 Гб/с

  16. Компьютеризация на современном этапе развития-это не только широкое применение микропроцессоров в устройствах эксплуатационного контроля аппаратуры и программно-технических комплексов в пунктах контроля и управления сетью, но и применение непосредственно для автоматизации и оперативного управления функциями транспортирования разнородного трафика (мультиплексирования, маршрутизации, переключения на резерв и т. д.), обработки передаваемой информации при установлении соединения. • Это создает предпосылки для организации систем технической эксплуатации и управления средств электросвязи и всей сети в целом на новом качественном уровне, позволит обеспечить требуемую надежность функционирования сети и, как следствие, предоставление всех видов услуг в любом месте, в любое время, с требуемым качеством и по приемлемым для пользователя ценам, что, в конечном счете и является основной задачей NGN.

  17. Спасибо за внимание

More Related