Проектирование оптической транспортной сети является сложной многопараметрической задачей, результатом решения которой должна быть проектная документация, оформленная по определённым правилам. Проектная документация разрабатывается на основании и в соответствии с заданием на проектирование и исходными данными. В статье 61 Градостроительного кодекса Российской Федерации проектная документация определена как «графические и текстовые материалы, определяющие объёмно-планировочные, конструктивные и технические решения для строительства, реконструкции и капитального ремонта объектов …». При этом проекты на транспортные оптические сети не должны содержать принципиальных схем аппаратуры. Составляющие проектируемых узлов связи представляются в виде «черного ящика» с четко определёнными функциями. Однако для комплектации узлов и отдельных образцов аппаратуры рассматриваются общие функциональные структуры аппаратуры.
Согласно федеральному закону «О связи» используемое оборудование должно иметь обязательную сертификацию. Все применяемое активное оборудование, кабели и кабельные изделия, оборудование электропитания, серверы управления и т.д. могут применяться исключительно при наличии соответствующих сертификатов.
При решении задачи проектирования оптической мультисервисной транспортной сети должны выполняться на следующие общие принципы:
- сеть планируется с учетом длительной перспективы (от 5 до 20 лет) ее развития и изменения;
- производится учет специальных условий и требований заказчика (пользователя) транспортной сети;
- предусматривается необходимый уровень эксплуатации транспортной сети и кадровый потенциал;
- определяется существующая и перспективная нагрузка сети с подразделением на виды и объемы предоставляемых услуг (коммутируемые каналы, коммутируемые виртуальные каналы, пакетная передача с заданным качеством и т.д.);
- выбирается оптическая среда передачи и базовые транспортные технологии мультиплексирования (SDH, OTH-WDM, ATM, Ethernet, T-MPLS);
- производится обоснованный выбор структуры транспортной сети;
- обосновывается использование методов повышения надежности сети через реализацию видов защиты линий и соединений, резервирования оборудования и т.д.;
- разрабатываются схемы: организации связи, организации синхронизации и организации управления;
- рассчитываются передаточные характеристики линейных трактов с учетом коэффициента ошибок или OSNR;
- оптимизируется использование оборудования и линий;
- производится комплектация выбранного оборудования и оценка стоимостных показателей;
- оптимизируется сеть по стоимостным и качественным показателям при сравнении как минимум двух вариантов топологий, оборудования, линейных сооружений и т.д.
Общие принципы проектирования должны определённо трансформироваться на конкретные сети: магистральные, внутризоновые или региональные, сети крупных городов (сети типа «Метро»), местные сети. В каждой из указанных сетей имеются свои специфические особенности: по общей структуре, по конфигурации услуг; по использованию оптической среды и аппаратуры; по масштабированию и перспективному развитию; по организации управления и синхронизации и т.д.
В каждом случае следует обратить внимание на ряд деталей.
Магистральные оптические мультисервисные транспортные сети отличаются большой протяженностью участков оптической передачи (сотни и тысячи километров между крупными узлами). Также они характеризуются использованием рабочих и резервных волоконно-оптических линий связи с различными волокнами в кабеле, применением аппаратуры OTN на основе OTH-DWDM с большим наращиваемым числом оптических каналов (от десятков до сотен), применением оптических адаптируемых компенсаторов дисперсии, промежуточных оптических усилителей и мультиплексоров ROADM. На магистральной сети должны рассчитываться взаимные влияния оптических каналов в зависимости от числа участков оптической передачи и мощности отдельных каналов с учетом нелинейных свойств волоконных световодов. Должны предусматриваться функции автоматической регулировки мощности каждого оптического канала. Выбираемые для магистральной сети платформы типа Long Haul с ROADM, оптическими усилителями и кроссовыми коммутаторами OXC должны иметь полный набор функций удаленного управления и контроля. Надёжность магистральной сети в значительной степени определяется резервированием линейных сооружений, т.е. дополнительным кабелем, который прокладывается с пространственным удалением от рабочего кабеля на сотни метров и километры, арендой волокон кабеля для резервирования, использованием стволов радиолиний, использованием высоконадежных оптических интерфейсов. С точки зрения структуры магистральной сети предпочтение должно отдаваться ячеистой топологии. Магистральная сеть должна иметь гарантированный, управляемый тактовый синхронизм от первичных генераторов или источников. Все основные узлы аппаратуры магистральной оптической сети должны проектироваться в составе аппаратуры с резервом по схеме 1+1.
Внутризоновые или региональные оптические мультисервисные транспортные сети проектируются, как правило, без промежуточных станций регенерации и оптического усиления. В этих сетях преимущественно используется структура двухволоконного оптического кольца с передачей SDH, Ethernet, ATM, оптические каналы CWDM (до 18λ) с нагрузкой SDH, Ethernet. Для полной реализации режима CWDM могут использоваться волокна G.652C, т.е. с улучшенной характеристикой передачи (без «водяного пика»). При этом функции резервирования могут возлагаться на резервные оптические каналы, на защитные возможности сетей SDH и Ethernet. Кольцевые структуры этих сетей могут проектироваться с взаимным перекрытием соединений различных колец для гарантированной защиты. Также характерной особенностью этих сетей может быть многократный доступ к отдельным оптическим и электрическим соединениям, например, для распределения программ центрального и регионального телевидения, подключения к телефонным станциям, подключения к Интернет, подключение базовых станций мобильной связи и т.д. Оборудование транспортной сети может отличаться от оборудования магистральной сети меньшей стоимостью и, соответственно, упрощенными интерфейсами, упрощенным набором функций передачи WDM, резервирования и управления.
Оптические сети типа «Метро» проектируются в городах – мегаполисах, где существует высокая потребность в услугах оптических мультисервисных сетей, которые называют Triple Play (голос, видео, данные). Как правило, инфраструктура таких сетей реализуется в рамках CEPT (Carrier Ethernet Transport Platform) – агрегирования трафика, распределенное по узлам. Мультисервисные транспортные платформы для сети «МЕТРО» должны содержать оборудование GE (1000Мбит/с Ethernet) и 10GE (10Гбит/с Ethernet) и оптическую защищённую инфраструктуру кольцевой или ячеистой топологии с мультиплексированием CWDM и DWDM. В проекте должны учитываться возможности: по наращивания ёмкости сети волновых каналов, доступа к этим каналам средствами OADM и ROADM; наращивания возможностей интерфейсов пользователей услуг; защиты интерфейсов и линий передачи и т.д.
Местные оптические транспортные сети имеют ограниченные расстояния передачи сигналов и строятся на основе активных и пассивных структур. При этом преимущество могут иметь технологии пассивных оптических сетей PON (APON, BPON, EPON, GPON). Местная оптическая сеть является, как правило, частью сети доступа («первая миля», «последняя миля») и в предлагаемом учебном пособии не рассматривается.
Ещё одной разновидностью транспортной сети может быть сеть технологического назначения. Такими сетями располагают предприятия электроэнергетики, газовой промышленности, железнодорожного транспорта, предприятия по перекачке нефтепродуктов и некоторые другие. Принципы проектирования технологических сетей аналогичны рассмотренным выше, однако при проектировании должны обязательно учитываться специфические особенности, которые обычно отражены в ведомственных инструкциях.