Топология сети линейная цепь

Для того, чтобы спроектировать сеть в целом нужно пройти несколько этапов, на каждом из которых решается та или иная функциональная задача, поставленная в ТЗ на стадии проектирования. Это могут быть задачи выбора топологии сети, выбора оборудования узлов сети в соответствии с указанной топологией, формирование сетей управления и синхронизации. Первой из них является задача выбора топологии сети. Эта задача может быть решена достаточно легко, если знать возможный набор базовых стандартных топологий, из которых может быть составлена топология сети в целом. Ниже рассмотрены такие базовые топологии и их особенности.

Топология “точка-точка”

Сегмент сети, связывающий два узла А и В, или топология “точка-точка”, является наиболее простым примером базовой топологии SDН сети (рис.1). Она может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров ТМ, как по схеме без резервирования канала приема/передачи, так и по схеме со стопроцентным резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный электрические или оптические агрегатные выходы (каналы приема/передачи). При выходе из строя основного канала сеть в считанные десятки миллисекунд автоматически переходит на резервный.

Несмотря на свою простоту, именно эта базовая топология наиболее широко используется при передаче больших потоков данных по высокоскоростным магистральным каналам, например, по трансокеанским подводным кабелям, обслуживающим цифровой телефонный трафик. Эту же топологию используют для отладки сети при переходе к новой более высокой скорости в иерархии SDН, например, с 622 Мбит/с (SТМ-4) на 2.5 Гбит/с (SТМ-16) или с 2.5 (SТМ-16) на 10 Гбит/с (SТМ-64). Она же используется как составная часть радиально-кольцевой топологии (используется в качестве радиусов) и является основой для топологии “последовательная линейная цепь”. С другой стороны, топологию “точка-точка” с резервированием можно рассматривать как вырожденный вариант топологии “кольцо” (см. ниже).

Топология “последовательная линейная цепь”

Эта базовая топология используется тогда, когда интенсивность трафика в сети не так велика и существует необходимость ответвлений в ряде точек на линии, где могут вводится и выводиться каналы доступа. Она реализуется с использованием как терминальных мультиплексоров на обоих концах цепи, так и мультиплексоров ввода/вывода в точках ответвлений. Эта топология напоминает последовательную линейную цепь, где каждый мультиплексор ввода/вывода является отдельным ее звеном. Она может быть представлена либо в виде простой последовательной линейной цепи без резервирования, как на рис.2, либо более сложной цепью с резервированием типа 1 + 1, как на рис.3. Последний вариант топологии часто называют уплощенным кольцом.

Топология “звезда”, реализующая функцию концентратора

В этой топологии один из удаленных узлов сети, связанный с центром коммутации (например, цифровой АТС) или узлом сети SDН на центральном кольце, играет роль концентратора, или хаба, где часть трафика может быть выведена на терминалы пользователей, тогда как оставшаяся его часть может быть распределена по другим удаленным узлам (рис.4). Ясно, что этот концентратор должен быть активным и интеллектуальным (в терминологии локальных сетей), т.е. быть мультиплексором ввода/вывода с развитыми возможностями кросс-коммутации (как описано выше). Иногда такую схему называют оптическим концентратором (хабом), если на его входы подаются частично заполненные потоки уровня SТМ-N (или потоки уровня на ступень ниже), а его выход соответствует SТМ-N. Фактически эта топология напоминает топологию “звезда”, где в качестве центрального узла используется мультиплексор SDН.

Топология «кольцо»

Эта топология, широко используется для построения SDН сетей первых двух уровней SDН иерархии (155 и 622 Мбит/с). Основное преимущество этой топологии — легкость организации защиты типа 1+1, благодаря наличию в синхронных мультиплексорах SMUХ двух пар (основной и резервной) оптических агрегатных выходов (каналов приема/передачи): восток — запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встречными потоками (показаны стрелками на рис.5).

Кольцевая топология обладает рядом интересных свойств, позволяющих сети самовосстанавливаться, т.е. быть защищенной от некоторых достаточно характерных типов отказов.

Источник

Топология “последовательная линейная цепь”

Это базовая топология используется тогда, когда интенсивность трафика в сети не так велика и существует необходимость ответвлений в ряде точек на линии, где есть необходимость ввода-вывода каналов доступа. Она реализуется с использованием терминальных мультиплексоров на обоих концах цепи и мультиплексорах ввода/вывода в точках ответвления. Топология “последовательная линейная цепь” может быть представлена либо в виде простой последовательной линейной цепи без резервирования, либо более сложной цепью с резервированием типа 1 + 1. В случае, если эта топология имеет резервирование, то такой вариант топологии часто называют «уплощенным кольцом».

Вариант топологии типа КОЛЬЦО.

1 А14е1

90Е1 45Е1

114Е1 114Е1

44Е1 114Е1 51Е1 51Е1

При построении топологии “кольцо” применены четыре мультиплексора ввода/вывода (ADM). Они позволяют выделять требуемое количество трибов на каждой станции и осуществляют транзит каналов в направлении других станций.

Станции соединены между собой фреймом STM-4. (из условия количества потоков Е1 для каждой станции). Фрейм STM-4 может содержать до 252 контейнеров С-12 (для нашего варианта максимальное число потоков – 114).

Для работы SDH мультиплексора уровня STM – 4 выберем оборудование фирмы Nokia.

— Тип оборудования – мультиплексор STM – 4, ADM ¼

Работающий в режиме ввода – вывода
Это потребует :

8 трибных интерфейсных блока типа 2МТА – интерфейсная карта на

16 портов 2 Мбит\с без терминального адаптера

4 STM –4 – линейный оптический агрегатный блок 622 Мбит/с
СU – блок управления и синхронизации
SPIU – блок питания полки
SU – блок обслуживания интерфейсов
SSW – центральный блок кросс – коммутатора

Каналообразующая аппаратура может быть использована в любой конфигурации — ИКМ-30, ИКМ-480 и т д в зависимости от типа трибных карт. Так как оптические входы и выходы трибов и агрегатных блоков работают на длине волны 1310 нм при допустимых потерях 24 dB и тип волокна одномодовый, то возьмем минимальную конфигурацию ОК – ОМЗКГ 0,7-10-4-8. При использовании топологии «прямая линейная цепь» мы получаем выигрыш в цене за счет меньшей стоимости оборудования станции Г, так как вместо мультиплексора ввода/вывода здесь используются более дешевые терминальные мультиплексоры. Однако надежность такой схемы значительно меньше из-за отсутствия резерва. В итоге при разработке данной сети в ущерб экономии целесообразно применить вариант топологии типа КОЛЬЦО. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Н. Н. Слепов. Синхронные цифровые сети SDH. ЭКО-ТРЕНДЗ. М..1997г

2) И.Г.Бакланов, Технологии измерений первичной сети. Часть 1. Системы Е1,PDH.SDH. М.: Эко – Трендз, 2000. 3) Н.Ф. Лапина. Телекоммуникационные системы плезиохронной и синхронной цифровой иерархии. Методические указания и контрольные задания. Екатеринбург2001.

Источник

Лекция №6 Топологии и архитектура сетей sdh

Существует базовый набор стандартных топологий SDH. Ниже рассмотрены такие базовые топологии.

Сегмент сети, связывающий два узла A и B, или топология «точка — точка», является наиболее простым примером базовой топологии SDH сети (рис.6.1). Она может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров ТМ, как по схеме без резирвирования канала приёма/передачи, так и по схеме со стопроцентным резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный электрические или оптические агрегатные выходы (каналы приёма/передачи). При выходе из строя основного канала сеть в считанные десятки миллисекунд автоматически переходит на резервный.

Рисунок 6.1 — Топология «точка-точка», реализованная с использованием ТМ

Топология «последовательная линейная цепь».

Эта базовая топология используеться тогда, когда интенсивность трафика в сети не так велика и существует необходимость ответвлений в ряде точек линии, где могут вводиться каналы доступа. Она может быть представлена либо в виде простой последовательной линейной цепи без резервирования, как на рис. 6.2, либо более сложной цепью с резервированием типа 1+1, как на рис. 6.3. Последний вариант топологии часто называют «упрощённым кольцом».

Рисунок 6.2 — Топология «последовательная линейная цепь», реализованная на ТМ и TDM.

Рисунок 6.3 — Топология «последовательная линейная цепь» типа «упрощённое кольцо» с защитой 1+1

Топология «звезда», реализующая функцию концентратора.

В этой топологии один из удалённых узлов сети, связанный с центром коммутации или узлом сети SDH на центральном кольце, играет роль концентратора, или хаба, где часть трафика может быть выведена на терминалы пользователя, тогда как оставшаяся его часть может быть распределена по другим удалённым узлам (рис.6.4)

Рисунок 6.4 — Топология «звезда» c мультиплексором в качестве концентратора

Концентратор должен быть мультиплексором ввода/вывода с развитыми возможностями кросс-коммутации. Иногда такую схему называют оптическим концентратором, если на его входы подаются частично заполненные потоки уровня STM-N (или потоки уровня на ступень ниже), а его выход соответствует STM-N.

Эта топология (рис. 6.5) широко используется для построения SDH сетей первых двух уровней SDH иерархии (155 и 622 Мбит/с). Основное приемущество этой топологии — лёгкость организации защиты типа 1+1, благодаря наличию в синхронных мультиплексорах SMUX двух пар оптических каналов приёма/передачи: восток — запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встречными потоками.

Рисунок 6.5 — Топология «кольцо» c защитой 1+1.

2. Архитектура сети sdh.

Архитектурные решения при проектировании сети SDH могут быть сформированы на базе использования рассмотренных выше элементарных топологий сети в качестве её отдельных сегментов.

Радиально-кольцевая архитектура.

Пример радиально-кольцевой архитектуры SDH сети приведён на рис. 16. Эта сеть фактически построена на базе использования двух базовых топологий: «кольцо» и «последовательная линейная цепь» или «точка-точка». Число радиальных ветвей ограничивается из соображений допустимой нагрузки (общего числа каналов доступа) на кольцо.

Рисунок 6.6 — Радильно-кольцевая сеть SDH

Архитектура типа «кольцо-кольцо».

Кольца в этом соединении могут быть либо одинакового, либо разного уровней иерархии SDH. На рис. 6.7 показана схема соединения двух колец одного уровня — STM-4, а на рис. 6.8 каскадная схема соединения трёх колец — STM-1, STM-4, STM-16. При таком соединении можно использовать необходимые оптические трибы предыдущего иерархического уровня при переходе от кольца одного уровня к другому (например, триб STM-1 при переходе на кольцо STM-4 и триб STM-4 при переходе на кольцо STM-16).

Рисунок 6.7 — Два кольца одного уровня.

Рисунок 6.8 — Каскадное соединение трёх колец

Линейная архитектура для сетей большой протяженности.

Для линейных сетей большой протяженности растояние между терминальными мультиплексорами больше или много больше того растояния, которое может быть рекомендованно с точки зрения максимально допустимого затухания волоконно-оптического кабеля. В этом случае на маршруте между ТМ (рис. 6.9) должны быть установленны кроме мультиплексоров и проходного коммутатора ещё и регенераторы для востановления затухающего оптического сигнала. Эту линеёную архитектуру можно представить в виде последовательного соединения ряда секций, специфицированных в рекомендациях ITU-T G.957 и ITU-T G.958.

Рисунок 6.9 — Сеть SDH большой протяженности со связью типа «точка-точка» и её сегментация

Архитектура разветвленной сети общего вида

В процессе развития сети SDH разработчики могут использовать ряд решений, характерных для глобальных сетей, таких как формирование своего «остова» (backbone) 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 волоконно-оптический кабель (ВОК), то на резервном — радиорелейная линия (РРЛ), или наоборот.

На рис. 6.10 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 SDXC, связанные по типу «каждый с каждым». К этому остову присоединены периферийные сети SDH различной топологии, которые могут быть «образами» либо корпоративных сетей (с выходом на LAN), либо общегородских сетей SDH или MAN (ОГС), либо сегментов других глобальных сетей WAN. Эта структура может рассматриваться как некий образ глобальной сети SDH.

Источник