Виды сервисов и источники информационной нагрузки
Виды сервисов
В первую очередь при разработке проекта необходимо определиться с тем, какие виды услуг будет поддерживать сеть, оценить соотношение различных видов трафика на текущий момент и спрогнозировать ситуацию на ближайшую перспективу. Традиционными задачами, решаемыми при проектировании транспортных сетей относительно услуг, являются:
· передача традиционного трафика телефонии и услуг интегрированных цифровых сетей ISDN (Integrated Services Digital Network);
· передача трафика данных Интернет (для частных лиц и/или компаний); передача трафика данных корпоративных сетей (объединение локальных вычислительных сетей), построенных на технологиях Ethernet, ATM и других;
· передача трафика IP - телефонии (для частных лиц и/или в корпоративной сети);
· передача трафика IP-TV (Internet Protocol-Television), но это не телевидение через Интернет, а только использование протокола IP; суть IP-TV сводится к уменьшению потерь от нелегальных подключений в кабельных сетях; главным достоинством IP-TV является интерактивность видеоуслуг и наличие широкого доступа дополнительных сервисов (VoD - Video-on-Demand, TVoIP - Television over IP, Video Telephony, Information Portals и т.д.);
· передача трафика «Internet Television», где главный принцип состоит в том, каждый правообладатель имеет полноценную возможность размещать свое видео в сети и создавать свой телевизионный канал Интернет;
· передача видеотрафика относительно невысокого качества на скорости до 384 кбит/с (видеоконференции, видеотелефония, видеонаблюдение, видеотрансляции с серверов и т.д.);
· передача видеотрафика от студий телевидения и кабельного телевидения (телевизионное вещание - Broadcast и видео по запросу VoD, от серверов) с высокими скоростями и в различных форматах сжатия (DVB-C, Digital Video Broadcasting Cable, MPEG-2, MPEG-4, Motion Pictures Experts Group);
· поддержка передачи телевидения стандартов DOCSIS (Data over Cable Service Interface Specification): американского, европейского и международных, со скоростными режимами до 52Мбит/с;
· развитие сети хранения данных SAN (Storage Area Network), ставшей основой формирования концепции «World Wide Strorage Area Network» (WWSAN), т.е. всемирной сети хранения данных, которая обеспечит высокоскоростной доступ и хранение данных, распределенных по всему миру;
· развитие виртуальных частных сетей VPN (Virtual Private Network).
Существующие сегодня тенденции к объединению в единый пакет услуг Triple Play (три в одном: аудио, видео и передача данных) большинства из перечисленных сервисов обусловлены реальным и прогнозируемым спросом рынка, и также конкурентной борьбой между провайдерами услуг. Так операторы сетей кабельного телевидения и традиционные телефонные операторы активно предлагают своим абонентам доступ в Интернет, а крупные провайдеры Интернет организуют альтернативные сети IP-телефонии, IP-телевидения и т.д.
Модели и технологии оптических транспортных сетей
Транспортные сети строятся в соответствии с моделями (рис.2.1), предложенными в рекомендациях МСЭ-Т:
- транспортная сеть SDH, рекомендации G.707,G.783, G.803, G.841 и др.;
- транспортная сеть АТМ (асинхронный режим передачи), рекомендации I.311, I.326, I.432, I.630 и др.;
- транспортная сеть OTN-OTH (оптическая транспортная сеть – оптическая транспортная иерархия), рекомендации G.709, G.798, G.872, G873.1 и др.;
- транспортная сеть Ethernet EoT, рекомендации G.8010, G.8011, G.8012 и др.
Указанные модели имеют общие черты: иерархическое уровневое построение, где каждый уровень имеет самостоятельный и независимый от других уровней набор функций; наличие физического уровня, представляемого системой передачи с организацией секций; образование трактов (маршрутов) физического и виртуального происхождения; уровня взаимодействия с пользователем транспортной сети.
Что дает модельное уровневое построение транспортных сетей при проектировании? Скорее всего чёткое представление о аппаратных, алгоритмических и сетевых возможностях по организации взаимодействий при передаче информации, т.е. о транспортной технологии, например, поперечной совместимости оборудования различных производителей и оборудования различных стандартов мультиплексирования и передачи.
Ниже приводятся отдельные характеристики моделей и технологий мультиплексирования, дается их сравнительная оценка, указывается на их совместимость в мультисервисной транспортной платформе. Для достаточного понимания материала главы необходимо изучить литературу [1].
Транспортная сеть SDH
Модель транспортной сети SDH представлена тремя самостоятельными по своей организации уровнями: уровень среды передачи; уровень трактов (маршрутов передачи информации); уровень каналов.
Уровень среды передачи базируется преимущественно на оптоволоконных линиях (среда передачи), в которых создаются секции регенерации цифровых линейных сигналов и секции мультиплексирования цифровых данных, поддерживаемые соответствующими секционными заголовками RSOH (Regeneration Section Overhead) и MSOH (Multiplex Section Overhead). Среда передачи содержит: стекловолокна в конструкциях различных кабелей; электрооптические преобразователи на передаче и оптоэлектронные преобразователи на приеме; оптические усилители, оптические аттенюаторы и компенсаторы дисперсии; разъёмные и неразъёмные оптические соединители; линейные кодеры и декодеры; оптические модуляторы и оптические детекторы.
Секцией мультиплексирования начинается и заканчивается участок волоконно-оптической системы передачи. Секция мультиплексирования может содержать от одного до нескольких участков – секций регенерации, которые необходимы для устранения искажений линейных импульсных сигналов и восстановления их формы и мощности. Секции регенерации и мультиплексирования являются предметом проектных расчетов в интерфейсных точках подключения передачи S и приёма R, построений и технической эксплуатации. Для этого в рамках стандартизации SDH предусмотрены служебные сообщения по контролю качества передачи по битовым ошибкам, служебная связь, каналы управления и синхронизации. Секция мультиплексирования вместе с входящими в неё секциями регенерации может дублироваться с целью гарантированной защиты от повреждений.
Рис.2.2. Уровень среды передачи SDH
Для этого дублирующая (защитная) секция оснащается сигналами автоматического переключения (байты К1, К2) за интервал времени не более 50 мс. Сигналы, передаваемые через физическую среду модели сети SDH, представляют собой циклы длительностью 125 мкс, называемые синхронными транспортными модулями STM-N (Synchronous Transport Module) порядка N = 0, 1, 4, 16, 64, 256; где порядок характеризует иерархический уровень и соответствующий скоростной режим передачи (рис.2.3). Любая из иерархических скоростей STM-N вычисляется простой операцией умножения, например, STM-1 имеет емкость 270 ´ 9 = 2430 байт, которая повторяется 8000 раз за 1 секунду, а число бит составит 
бит/с.
Другие иерархические скорости получаются умножением 155520000 ´ N, т.е. на 4, 16, 64 и 256.
Подробные сведения по формированию этих структур и их содержимому рассмотрены в [1].
Уровни трактов сети SDH представлены двумя плоскостями: высокого и низкого уровней (порядков), стандартно обозначаемых в технической литературе: HOV-C (Higher Order Virtual Container) – виртуальный контейнер высшего уровня и LOV-C (Lower Order Virtual Container) – виртуальный контейнер низшего уровня.
Рис.2.3. Структура синхронного транспортного модуля STM-N
Виртуальные контейнеры высокого и низкого уровней представляют собой циклические цифровые ёмкости, предоставляемые под загрузку информационными данными с подходящими скоростями. Виртуальные контейнеры низкого порядка могут объединяться для размещения в виртуальные контейнеры высокого порядка. Понятие «виртуальности» этим цифровым блокам присвоено из-за специальных данных, называемых заголовками, в которых прописывается уникальный маршрутный идентификатор для адресного переноса каждого контейнера через транспортную сеть от источника информации до получателя, ведется контроль качества передачи из конца в конец и по отдельным участкам маршрута, вставляются сообщения о необходимости защитных переключений, вставляются сообщения о виде информационных данных, поддерживается служебная связь и т.д.
Виртуальные контейнеры могут сцепляться для переноса нестандартных информационных нагрузок. Сцепки виртуальных контейнеров подразделяются на последовательные (VC-4-Xc) и виртуальные (VC-4-Xv).
Благодаря непрерывной циклической передаче виртуальных контейнеров может поддерживаться однонаправленное и двунаправленное транспортное соединение – тракт или маршрут, рассчитываемое на различную пропускную способность в интересах потребителей транспортных услуг. Эти соединения могут проходить через различные системы передачи SDH (волоконно-оптические и радиорелейные) с различными иерархическими уровнями STM-N.
Уровень каналов сети SDH обеспечивает интерфейсы для пользователей транспортной сети. Учитывая, что транспортная сеть SDH является частью первичной сети связи, на уровне каналов производится согласование с вторичными сетями (пользователями), например, с телефонными сетями через потоки цифровых данных 2.048 Мбит/с (обозначается Е1), с компьютерными сетями Ethernet на скоростях передачи 10, 100 и 1000Мбит/с через сцепки виртуальных контейнеров и протоколы согласования LAPS (Link Access Procedure SDH), GFP (Generic Framing Procedure). Все процедуры формирования цифровых блоков SDH происходят с использованием единого высокостабильного тактового механизма – тактовой сетевой синхронизации (ТСС). Создание и поддержка всех соединений в сети SDH и контроль всех функций обеспечиваются системой управления, имеющей сеть выделенных каналов связи и средства протокольного взаимодействия через эти каналы.