Шпоры по телекоммуникационные и информационные сети (ТИС) - файл n1.docx

приобрести
Шпоры по телекоммуникационные и информационные сети (ТИС)
скачать (1834.1 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx1835kb.16.09.2012 14:13скачать
Победи орков

Доступно в Google Play

n1.docx


  1. Архитектуры сети SDH: радиально-кольцевая, кольцо-кольцо,
    линейная большой протяженности.


Архитектурные решения при проектировании сети SDH формируются на базе элементарных топологий сетей. Наиболее часто используются сочетание кольцевой, радиальной топологии(точка-точка) или топологии последовательная линейная цепь.

Радиально-кольцевая архитектура на рисунке 1.

Эта сеть построена на базе двух топологий: «кольцо» и «последовательная линейная цепь». Вместо последовательной линейной цепи может быть использована более простая топология «точка-точка». Число радиальных ветвей ограничивается исходя из допустимой нагрузки(общего числа каналов доступа) на кольцо.
Архитектура типа «кольцо-кольцо».

Другое часто используемое в архитектуре сетей SDH решение – это соединение типа «кольцо-кольцо». Кольца в этом соединении могут быть либо одинакового, либо разного уровней иерархии SDH. На рисунке 2 показана схема соединения двух колец одного уровня(STM-4) с помощью интерфейсных карт.



На рисунке 3- каскадная схема соединения трех колец различного уровня (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 кольца STM-4, и триб STM-4 при переходе на кольцо STM-16.

Линейная большой протяженности

Архитектурные решения при проектировании сети SDH формируются на базе элементарных топологий сетей. Наиболее часто используются сочетание кольцевой, радиальной топологии (точка-точка) или топологии последовательная линейная цепь.

Для линейных сетей большой протяженности между терминальными мультиплексорами (ТМ) довольно большое расстояние, которое может быть рекомендовано с точки зрения максимально допустимого затухания волоконно-оптического кабеля. В этом случае на маршруте (в линейном тракте) между ТМ, помимо общего проходного коммутатора, должны быть установлены еще и регенераторы для восстановления затухающего оптического сигнала. Эту линейную архитектуру можно представить в виде последовательного соединения ряда секций, которые специализированы в стандарте ITU-T Rec. G.957 и Rec. G.958.

Рисунок 1: Сеть SDH большой протяженности со связью типа «точка-точка» и ее сегментация.

Различают 3 типа стандартизированных участков – секций: 1) оптическая секция – это участок от точки электронно-оптического и опто-электронного преобразований сигнала (по сути это участок ВОЛС между элементами сети SDH); 2) регенераторная секция; 3) мультиплексная секция.

Оптические секции нормируются по длине, выделают три категории: I – внутрисекц. секция (до 2км), S – короткая межстанционная секция (до 15км); длинная межстанционная секция (до 40км при ?=1310 нм, до 80км при ?=1550 нм). Маршрут рассматривается как участок тракта между терминальными мультиплексорами, допускающий автоматическое поддержание функционирования сети с номинальной производительностью.

Мультиплексная секция рассматривается как участок тракта между транспортными узлами (мультиплексорами и коммутаторами), допускающий также автоматическое поддержание функционирования.

Регенераторная секция рассматривается как участок тракта между двумя регенераторами или между регенератором и другим элементом сети SDH. Для аналогичных определений используются опорные точки А (вход/выход волокна) и С (вход/выход начала/окончания регенераторной секции RST) в схеме представления регенераторной секции.

  1. Архитектура разветвленной сети SDH общего вида. Сеть SDH с
    сегментами ATM, PDH.


Архитектура разветвленной сети SDH общего вида

В процессе развития сети SDH разработчики могут использовать ряд решений, характерных для глобальных сетей. Таких как – формирование своего "остова" или магистральной сети в виде ячеистой структуры, которая позволяет организовать альтернативные (резервные) маршруты, используемые в случае возникновения проблем при маршрутизации виртуальных контейнеров по основному пути. Это, 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.

Разветвленная сеть SDH с каскадно-кольцевой и ячеистой структурой приведена на рис.1:
рис.1

На рис. 1 показана архитектура разветвленной сети остов (или опорная/магистральная сеть) сформирован для простоты в виде одной сетевой ячейки. Узлами являются коммутаторы типа SDXC, связанные по типу «каждый с каждым». К этому остову подсоединены периферийные сети SDH различной топологии. Эти сети могут быть: либо корпоративными (с выходом на LAN), либо общегородскими (SDH либо MAN), либо сегментами других глобальных сетей WAN. Эта структура может рассматриваться как некий образ глобальной сети SDH.

Сеть SDH с сегментами ATM, PDH

PDH

Пример сети SDH общего вида показан на рис. 2. Эта сеть рассматривается как пример законченного решения сети, связывающей сегменты как технологии SDH так и PDH.
рис. 2


Схема сети (рис.2) состоит из трех колец SDH, связанных между собой тремя сегментами. Два верхних кольца STM-4 связаны последовательной линейной SDH цепью уровня STM-16. Левые верхнее (STM-4) и нижнее (STM-1) кольца связаны линией Е4 PDH (140 Мбит/с), терминальные мультиплексоры PDH которой PSM-1 на уровне триба Е4 непосредственно связаны с SDH мультиплексорами SDM-1. Замыкающее звено между правым верхним и нижним кольцами SDH использует кросс-коммутатор T::DAX, связанный на уровне PDH трибов с двумя мультиплексорами SDM-1 нижнего кольца STM-1 с одной стороны и мультиплексором SDM-1 с другой. Последний выполняет несколько функций: 1) терминального мультиплексора последовательной линейной цепи SDM-1; 2)мультиплексора ввода/вывода для сети доступа, организуемой через РСМ-2, и потоков от кросс-коммутатора T::DAX; 3)концентратора-коммутатора потоков между T::DAX, верхним кольцом STM-4, линейной цепью SDM-1 и PDH мультиплексором РСМ-2 в сети доступа.
ATM

Сеть SDH общего вида можно рассматривать, как транспортную сеть для ATM трафика, учитывая, что виртуальные контейнеры VC-n могут нести в упакованном виде поток ATM ячеек в качестве полезной нагрузки.

На рис. 3 показана схема общей сети SDH и ATM сети доступа:


Можно отметить, что в настоящее время стандартизованы процедуры такой упаковки (инкапсуляции) ATM ячеек в виртуальные контейнеры VC-4 и VC-4-Xc, используемые в схемах мультиплексирования SDH .

Для сопряжения SDH и ATM сетей (рассматриваемых как сети доступа) уже сейчас существуют коммутаторы доступа ATM, осуществляющие упаковку ячеек ATM в виртуальные контейнеры SDH. Одним из них является, например, коммутатор АТоМ компании ECI.

  1. Реализация мультиплексоров STM-1


Аппаратная реализация мультиплексоров STM-1

c:\users\шепель\desktop\рисунок5.png

Мультиплексор состоит из следующих блоков:

-4-х трибных интерфейсных блоков каналов с 16 электрическими портами 2 Мбит/с для ввода/вывода до 63 входных потоков;

-двух (основного и резервного) менеджеров полезной нагрузки – устройств для формирования и управления полезной нагрузкой;

- двух оптических или электрических агрегатных блоков AU A и B с выходными портами 155Мбит/с (STM-1) «восток» и «запад» для формирования выходных потоков;

- двух (основного и резервного) блоков питания;

- одного контроллера и локальной панели оператора.

TN-1X может быть использован (сконфигурирован) для работы в качестве:

-терминального мультиплексора ТМ с двумя агрегатными блоками, используемыми в режиме «основной/резервной» для создания защиты типа 1+1 агрегатных портов;

-мультиплексора ввода/вывода с двумя агрегатными блоками (портами «восток» - «запад») для работы в сетях с топологией «кольца и защитой типа 1+1», создаваемой при организации двойного кольца со встречными потоками, или «последовательной линейной цепи»;

-мультиплексора ввода/вывода с одним агрегатным блоком для работы в качестве ТМ без защиты в сетях с топологией «точка-точка» или в сетях с топологией «последовательная линейная цепь».

Мультиплексор и его блоки имеют следующие характеристики:

Интерфейсные входы и выходы трибов:

1)скорость передачи данных на входе – 2048 кбит/с; 2) линейный код – HDB3;

3)входной импеданс – 75 Ом (коаксиальный вход), 120 Ом (симметричный вход);

4)амплитуда импульса на выходе - +2.37 В (75 Ом) и +3.0 В (120 Ом);

5)номинальная длительность импульса – 244нс.

Оптические входы и выходы агрегатных блоков:

1)выходная мощность – 1 мВт; 2) чувствительность приемника - -34 дБ (при коэффициенте ошибок 10-10); 3) максимально доступные потери на секцию – 28 дБ;

4)длина волны – 1310 нм; 5) тип волокна оптического кабеля – одномодовый;

Электрические входы и выходы агрегатных блоков:

1) линейный код – СМІ; 2)входной импеданс – 75 Ом;3) максимально допустимые потери на отражение на входе/выходе – 15 дБ; 4)амплитуда выходного импульса – 1.0 В.

4. Приведите пример технической компоновки узла реальной SDH сети уровня STM-4 на оборудовании любого производителя.
Структурная схема мультиплексора STM-4 типа SMA-4 компании GPT приведена на рис.1. Мультиплексор смонтирован на двойной стандартной стойке (980x450x280 мм) и состоит из следующих основных блоков:

Рис 1. Структурная схема мультиплексора SMA-4 компании GPT (уровень STM-4)

Он обеспечивает мультиплексирование различных входных потоков, подаваемых на входные электрические порты трибных интерфейсов в один или два потока 622 Мбит/с, формируемых на выходе оптических агрегатных блоков.

SMA-4 может быть использован для работы в качестве:

Мультиплексор и его блоки имеют следующие характеристики:

Интерфейсные входы и выходы трибов:

Оптические входы и выходы трибов и агрегатных блоков:

Электрические входы и выходы блоков с STM-1:

5. Реализация мультиплексоров STM-16

Мультиплексор уровня STM-4, позволяет производить его модификацию до уровня STM-16. Это мультиплексор ввода-вывода 1651 SM компании Alcatel.

Мультиплексор 1651 SM может быть использован для работы в качестве:

Мультиплексор и его блоки имеют следующие характеристики:

Трибные интерфейсы:

Оптические входы агрегатных блоков:

Схема размещения интерфейсных карт и модулей в корпусе полки. Таких полок в стойке может быть две. Блоки используют печатную плату европейского стандарта (233x220 мм). Верхняя часть полки используется для панели межсоединений (интерфейсы кабельной связи). Средняя часть полки (верхняя кассета) имеет 16 слотов: 3 - для коммутации интерфейсных карт, 10 - для трибных интерфейсных карт, два матричных коммутатора, один блок питания. Нижняя часть полки (нижняя кассета) имеет 10 слотов: 4 линейных агрегатных блока и два таймера, два блока питания, один контроллер и один блок для внешних подключений (AUX).

6. Четырёхуровневая модель управления сетью
Общая схема управления телекоммуникационными сетями TCN



Общая схема сети управления телекоммуникациями (TMN) может быть представлена четырехуровневой моделью управления, где каждый уровень выполняет определенную функцию, представляя верхнему уровню последовательно обобщаемую нижними уровнями картину функционирования сети. Это следующие уровни:

- бизнес-менеджмент (верхний уровень управления экономической эффективностью сети - BOS);

- сервис-менеджмент (уровень управления сервисом сети - SOS);

- сетевой менеджмент (уровень систем управления сетью - NOS);

- элемент-менеджмент (нижний уровень элемент-менеджеров ЕМ или систем управления элементами сети EOS).

Функционирование каждого верхнего уровня в этой иерархии основано на информации уровня, лежащего ниже, передаваемой через интерфейс между этими уровнями.

Элемент-менеджер ЕМ осуществляет управлением отдельными элементами сети NE, т.е. оборудованием (мультиплексорами, коммутаторами, регенераторами и т.д.) сети. Его задачи:

- конфигурация элементов сети - установление параметров конфигурации, например, назначение каналов, распределение трибных интерфейсов, установка реального времени;

- мониторинг - определение степени работоспособности (статуса), сбор и обработка сигналов о возникновении аварийных ситуации (алармов - А), несущих информацию типа "в элементе сети NEi произошла ошибка Ai";

- управление функцией передачи - управление операционными параметрами, отвечающими за функционирование сети, а именно: проверка состояния интерфейсов, активация систем защиты для переключения на резервное оборудование;

- управление функциями TMN - управление потоками сигналов о возникновении аварийных состояний, адресация возникающих при этом сообщений, формирование критериев фильтрации ошибок, маршрутизация пакетов сообщений по служебным каналам, формируемым за счет SОН в фреймах SDH, генерация и мониторинг сигналов синхронизации;

- тестирование элементов сети - проведение тестов, характерных для данного типа оборудования;

- локализация NE в рамках выделенного слоя - осуществление сервиса NE и обработка информации от NE, специфических для данного слоя.

Функции ЕМ могут интерпретироваться как независимые функции OS, осуществляемые конкретными NE c помощью данного ЕМ через сервисные интерфейсы, поддерживаемые данной OS. Для осуществления этих функций все NE должны быть известны и различаемы для конкретной OS. Если несколько OS реализуют одни и те же сервисные интерфейсы, то в этом случае функции элемент-менеджмента могут быть распределены по нескольким OSi (как на рис).

Сетевой менеджер NM, или система управления сетью NMS, призваны управлять сетевым уровнем, или сетью в целом. На этом уровне отдельные элементы сети рассматриваются как элементы, поддерживающие сетевые связи - маршруты в терминологии SDH. NM использует следующие функции NE:

- функцию связи, осуществляемую всеми элементами, имеющими возможность кросс-коммутации;

- функцию доступа к мультиплексору, осуществляемую всеми мультиплексорами;

- функцию секции передачи, реализуемую между точками связи или между точкой связи и мультиплексором.

Сетевой менеджер осуществляет следующие функции:

- мониторинг - проверка маршрута передачи с использованием функции проверки окончания маршрута, проверка качества передачи и самой возможности связи, при этом NE используются либо непосредственно самой OS, либо через операционную систему ЕМ;

- управление сетевой топологией - управление функцией связи для переключения маршрутов передачи (в том числе и в результате сбоев и последующего восстановления маршрута);

- локализация в рамках выделенного слоя - осуществление сервиса NM и обработка информации от NE, специфических для данного слоя.

Как и в любом слое NM обеспечивает маршруты для слоя SM.

Сервис-менеджер обеспечивает традиционные для сетей виды сервиса - телефонный сервис, передачу данных различного вида и др. Он выполняет следующие функции:

- мониторинг - проверка возможности осуществления сервиса, а также доступности маршрутов передачи, подготовленных в слое NM;

- управление - управление характеристиками сервиса, а также формирование запросов сетевому уровню на изменение маршрутов передачи;

- локализация в рамках выделенного слоя - осуществление сервиса SM и обработка информации от NM.

SM также обеспечивает информацию о новых видах сервиса для слоя ВМ.

Бизнес-менеджер обеспечивает мониторинг и управление типами сервиса, а также формирование запросов на уровень сервиса, лежащий ниже, на изменение вида сервиса.

7. Функциональный аспект архитектуры TMN.

Архитектура TMN рассматривается в трех аспектах: функциональном , информационном и физическом.

Функциональный аспект архитектуры определяет состав функциональных блоков, позволяющий реализовать сеть TMN любой сложности:

Типы и положение интерфейсов в схеме управления сетью:

Функция передачи данных DCF

Основная цель DCF - создать транспортный механизм для передачи информации между блоками, наделенными управляющими функциями. В нашем случае это функции TMN блоков А и В. Характер взаимодействия между ними равноправный (одноранговый). Механизм взаимодействия осуществляется путем ретрансляции DCF на уровне OSI. Этот механизм может обеспечить все функции, характерные для первых трех уровней модели OSI (физического, звена передачи данных и сетевого), или их эквивалент.

Соотношение между функциями передачи данных DCF и сообщений MCF

Внешний доступ к TMN

Доступ к TMN должен быть как со стороны другой такой же TMN, так и со стороны пользователя сети. При организации доступа пользователя должны быть предусмотрены стандартные в таких случаях процедуры, включая меры защиты, преобразование протоколов, трансляцию функций и сервисное обслуживание.

Типы и положения интерфейсов между блоками управляющих функций



8. Информационный аспект архитектуры.

Архитектура TMN рассматривается в трех аспектах: функциональном , информационном и физическом.

При создании информационной модели обмена данными в TMN используется объектно-ориентированный подход (ООП) и концепция Менеджер/Агент.

ООП рассматривает управление обменом информацией в TMN в терминах Менеджер – Агент – Объекты. Менеджер, представляя управляющую открытую систему, издает в процессе управления управляемой открытой системой директивы и получает в качестве обратной связи от объекта управления уведомления об их исполнении. Директивы, напрвленные от Менеджера к объекту, доводятся до объекта управления Агентом. Уведомления, направленные от объекта к Менеджеру, доводятся до Менеджера тем же Агентом.

Схема взаимодействия между менеджером, агентом и объектами


Один Менеджер м.б. вовлечен в информационный обмен с несколькими Агентами и, наоборот.

9. Общий аспект архитектуры TMN. Пример реализации DCN.

Функциональный и информационный аспекты взаимодействия систем на основе TMN, кратко описанные выше, являются хорошей основой для рассмотрения общего аспекта или собственно архитектуры TMN. На первом рисунке представлен простой пример такой архитектуры управления сетями, где функциональные блоки представлены выполняющими только свои обязательные функции (NEF, MF, QAF, OSF, WSF для NE, MD, QA, OS и WS соответственно). Эти блоки могут выполнять и другие (необязательные) функции.

Общая архитектура управления телекоммуникационными сетями



В этой схеме управляющая система OS взаимодействует с телекоммуникационными сетями через три типа интерфейса, соответствующие опорным точкам: X, F, Q3. Взаимодействие осуществляется через сеть передачи данных DCN, реализующую протоколы уровней OSI 1-3 и поддерживающую функцию DCF. DCN может состоять из нескольких связанных между собой подсетей различного типа. Например, это могут быть подсети, образованные каналами связи данных типа DCC в сетях SDH.

Через интерфейс F сеть DCN связана с рабочей станцией WS, играющей роль монитора управляющей системы. Интерфейс X связывает DCN с "внешним миром", через интерфейс Q3 DCN может быть напрямую связана с сетевым элементом NE или с Q-адаптером QA, позволяющим подключать оборудование, имеющее несовместимые с TMN интерфейсы. Наконец, через интерфейсы Q3 и F сеть DCN подключается к устройствам сопряжения MD.

Устройства MD, в свою очередь, через интерфейс Qx подключаются к другим DCN или к подсетям той-же DCN, которые через интерфейсы Qx связаны напрямую с NE и QA.

Протоколы TMN

Кроме указанных выше протоколов CMIP, CMIS, существуют группы протоколов, поддерживающих каждый из указанных выше интерфейсов: Q3, Qx, X и F. Выбор протокола зависит от требований по реализации данной физической конфигурации. Прикладной уровень (верхний уровень семиуровневой модели взаимодействия открытых систем OSI/ISO) является общим для всех групп протоколов, причем он не всегда требуется. Для интерфейса Q3 на верхних уровнях (с 4 по 7) модели OSI используются протоколы в соответствии с рекомендацией ITU-T Rec. Q.812 [74], на нижних уровнях (с 1 по 3) - в соответствии с рекомендацией ITU-T Rec. Q.811 [73]. При этом первые три уровня требуются практически всегда, так как транспорт сообщений TMN осуществляется протоколами сетевого уровня.

Для оборудования, не имеющего такого интероперабельного интерфейса как Q-интерфейс, приходится конвертировать используемые протоколы и сообщения в формат соответствующего интероперабельного интерфейса. Такая конвертация осуществляется MCF, а также QAF, которые могут быть реализованы в QA, NE, MD или OS.

Примеры реализации DCN

В сетях SDH, использующих концепцию Менеджер-Агент, взаимодействие DCN реализуется с использованием MCF. На рис.3-8а,б приведены два примера реализации таких сетей, обеспечивающих функцию DCF в среде SDH. Объединяющий овал на рисунке указывает, что оба интерфейса имеют объединеный транспорт.

Примеры TMN для управления сетью SDH


В первом примере Менеджер управляющей системы OS, реализует функцию управляющего приложения OSF-MAF и управляет, используя интерфейс Q3 и встроенные каналы управления ЕСС, устройством сопряжения MD и элементами сети NE1 и NE2 через MCF. Кроме этого, через интерфейсы <33 и Qx реализуется и стандартная для концепции Менеджер-Агент схема управления устройствами MD, NE1 и управляемым объектом МО.

Во втором примере используется только эта стандартная схема управления всеми устройствами, поддержанная функцией MF-MAF и осуществляемая через интерфейсы Q3 и Qx.
10.Архитектура сети управления SMN.

Сеть управления SDH (SMN), будучи сама составной частью TMN (схема сети управления телекоммуникациями), состоит из нескольких подсетей SMS. Архитектура SMS и их взаимодействие с TMN приведены на рис. На рисунке OS – тип управляющей системы, MD – устройства сопряжения, GNE - шлюзовые элементы сети, NE - сетевые элементы, ЕСС - встроенный канал управления.



Рис.3-10. Архитектура подсетей SMS и взаимодействие SMS с TMN

Особенности этой архитектуры:

Топология SMS и ЕСС

Каждая SMS должна иметь хотя бы один шлюзовый элемент сети GNE, соединенный с MD или OS.

На топологию сети ЕСС не накладывается ограничений - это может быть звезда, шина, кольцо или ячеистая сеть

Интерфейсы взаимодействия

1) Q-интерфейс. Для взаимодействия с сетью TMN, SMS использует Q-интерфейс. Скорости передачи, поддерживаемые интерфейсом Q, различны и зависят от стека протоколов. К интерфейсам Q могут подключаться OS, MD, QA и NE.

2) F-интерфейс. Местоположение интерфейса F соответствует положению опорных точек. Через интерфейс F осуществляется управление сетью со стороны диспетчера сети, сидящего за дисплейным пультом управления.

11 .Практическая реализация сети управления SDH. NSAP, DCC, LCN. ПО

элемент менеджера и сетевого менеджера.

.

На рис. - ►обобщенная практическая двухуровневая схема управления сетью SDH, которая сост. из 2 колец SDH, а кольцо сост. из: 4 мультиплексоров, элемент-менеджера ЕМ (нижний уровень управления), подключенным к одному из мультиплексоров через интерфейс F, и сетевого менеджера NMS (верхний уровень управления), подключ. через локальную сеть к сети SDH через интерфейс Qз. Кольца также соединены между собой по контуру управления через интерфейс Qз.

Соединение колец и узлов формирует SMN(сеть управления SDH). Такое соединение можно сделать из условия, что каждый узел должен быть доступен для управления. Для защиты наиболее важных участков сети управления может использоваться резервирование.

Маршрутизация в сети управления может осуществляться на основе протокола связи между конечной и промежуточной системами ES-IS или протокола связи между промежуточными системами IS-IS. Это обеспечит, если какое-то звено сети неисправно, альтернативный маршрут. Схема маршрутизации должна автоматически изменяться и при изменении конфигурации.

Спецификация интерфейсов управления

Для вышеописанного примера выберем LAN Ethernet типа 10BASE2, которой соответствует набор протоколов CLNS1. Тогда профили стеков протоколов SDH и Q3 и протоколы маршрутизации, используемые в управлении сети SDH, регламентируются стандартами и рекомендациями, приведенными в таб.1.

Профиль стека SDH

Управление сетью SDH

ITU-T G.784 [23]

Уровни 1 - 3

ITU-T Q.811 [73]

Уровни 4-7

ITU-TQ.812[74]

Стек протоколов Q3

Уровень 2

ITU-T Q.921 LAPD для DCC [79]

LLC1 (ISO 8802-2) для Ethernet [95]

Уровень 3

CLNP ISO 8473, ISO 8348/AD2 [81,108]

Уровень 4

ITU-TX.214, X.224 [109,110]

Уровень 5

ITU-T X.215, X.225 [111,112]

Уровень 6

ITU-TX.216, X.226 [113,114]

Уровень 7

ACSE: CCITT X.217, X.227 [99,100]

ROSE: CCITT X.219, X.229 [101,102]

CMISE: ISO 9595-1, ISO 9596-1 [103,83]

Протоколы маршрутизации

ES-IS

ISO 9542 [106]

IS-IS

ISO 10589 [107]


Элемент-менеджер формально соединен с сетью через интерфейс F, но при использовании локальной сети Ethernet это интерфейс Q3. Т.к. применена сеть Ethernet 10BASE2 с тонким коаксиальным кабелем, исп-ся соединительные разъемы типа BNC с импедансом 50 Ом.

Сеть управления на основе каналов DCC.

Рассмотрим некоторую обобщенную практическую двухуровневую схему управления сетью SDH, которая состоит, например, из колец SDH, а кольцо состоит из нескольких узлов - мультиплексоров. Соединение колец и узлов формирует SMN. Такое соединение можно сделать, используя либо встроенные каналы связи DCC, которые обеспечиваются самим оборудованием SDH, либо внешнюю кабельную проводку между узлами, реализующую сеть Х.25 или Ethernet. В любом случае каждый узел должен быть доступен для управления. Для защиты наиболее важных участков сети управления может использоваться резервирование.

Маршрутизация в сети управления может осуществляться, например, на основе протокола связи между конечной и промежуточной системами ES-IS [106] или протокола связи между промежуточными системами IS-IS [107], взятых из протоколов, обслуживающих интерфейс Q3. Это обеспечит автоматическую маршрутизацию как в процессе инсталляции сети, так и при возникновении ошибок в сети, то

есть, если какое-то звено сети неисправно, то используется альтернативный маршрут

Схема маршрутизации должна автоматически изменяться и при изменении конфигурации. Обычно используют два-три канала DCC на один узел, чтобы время маршрутизации не было большим, однако при необходимости их число может быть увеличено до семи.

На рис. выше приведена практическая схема управления сетью SDH, состоящей из двух колец по четыре мультиплексора в каждом, с элемент-менеджером ЕМ (нижний уровень управления), подключенным к одному из узлов сети (мультиплексору) через интерфейс F, и сетевым менеджером NMS (верхний уровень управления), подключенным через локальную сеть к сети SDH через интерфейс Q3. Это может быть локальный (для данного кольца) или центральный менеджер. Кольца также соединены между собой по контуру управления через интерфейс Q3.

Адресация точки доступа сетевого сервиса NSAP.

Каждый узел сети управления должен иметь свой адрес точки доступа сетевого сервиса NSAP. Этот адрес присваивается узлу при инсталляции. Он уникален и служит для идентификации узла при его подключении к ЕМ или NMS.

При управлении конкретной сетью важным параметром является максимальное число узлов (мультиплексоров), управление которыми возможно. Допустим, что это число равно 100. Тогда, если число узлов в результате роста сети превысило этот показатель, то сеть управления должна быть разбита на области с меньшим числом управляемых узлов. Если такое разбиение необходимо, то оно должно быть проведено с учетом целого ряда ограничений обычно указываемых в руководствах по маршрутизации.

Некоторые вещи полезно знать для того, чтобы осуществить такое разбиение: - наиболее удобной топологией для сети управления, имеющей несколько областей, является топология "звезда" (например, область в виде квадрата, можно разбить делением сторон пополам, что дает 4 симметричные области с центром в центре квадрата),

- области управления могут не иметь ничего общего с топологией транспортной сети SDH (хотя это и рекомендуется),

- используя портативный компьютер в качестве ЕМ, нужно помнить, что при переходе из области в область надо менять адрес NSAP у портативного компьютера.

Не рассматривая подробно процедуру разбиения на управляемые подобласти, укажем однако, что возможность такого разбиения важна тем, что позволяет планировать использование более совер­шенных схем маршрутизации. Например, уровень 1 протокола IS-IS позволяет осуществлять маршру­тизацию только внутри одной области, тогда как уровень 2 позволяет осуществлять маршрутизацию и между областями в пределах одного домена.

Структура адреса NSAP показана рис.3-13. Максимальная длина его - 20 байтов.


Адрес NSAP состоит из двух частей адреса домена: начальной и специфической - ЮР и DSP.

Элемент-менеджер ПО.

Элемент-менеджер ЕМ - это прикладной программный продукт, разрабатываемый производителями оборудования SDH для управления и мониторинга отдельных элементов сети SDH. Его также называют узловым менеджером NM, так как фактически он управляет узлом сети SDH, который может содержать несколько элементов SDH. Элемент-менеджер может быть использован для управления не только локальными, но и удаленными узлами сети. Он может быть также использован в полевых условиях для ремонтных работ и инсталляции новых узлов, а также для контроля за функционированием узлов.

Элемент-менеджеры могут быть реализованы на различных компьютерных платформах в том числе и на IBM PC совместимых компьютерах под управлением различных операционных систем, например, Windows, Windows 95, Windows NT. Информация, получаемая в процессе работы элемент-менеджера, может храниться в файле или в базе данных, используемой менеджером сети SDH. Основное окно ЕМ, кроме стандартных для оконных интерфейсов опций - Options, Window, Help, содержит по крайней мере следующие опции: Node - для работы с узлом или элементом сети, Data - для отображения хранящейся информации, Monitor - для мониторинга сообщений о возникновении аварийных ситуаций и рабочих характеристик оборудования и Configure - для инсталляции новых узлов и изменения конфигурации узлов.

Общие задачи, выполнемые элемент-менеджером: управления синхронизацией, конфигурирования кросс-соединений, мониторинга сообщений о возникновении аварийных ситуаций и рабочих характеристик.

Сетевой менеджер .

Сетевой-менеджер NM - это прикладной программный продукт, разрабатываемый производителями оборудования SDH для управления и мониторинга сетью SDH в целом. Он осуществляет целый ряд функций управления, отмеченных в разделе 3.1, и задач сетевого управления в рамках сетевого уровня модели OSI, среди которых:

- мониторинг - проверка маршрута (тракта) передачи,

- управление сетевой топологией,

- осуществление сетевого сервиса и обработка информации от сетевых элементов NE Функции управления, осуществляемые NM, как правило, соответствуют ряду рекомендаций и стандартов, среди которых ITU-T G.784 [23], М.ЗОЮ [60], Х.217 [99], Х.227 [100], Х.219 [101], Х.229 [102], ISO 9595 [103], ISO 9596 [83]. Как и ЕМ, но в более широких масштабах, NM осуществляет

- обработку аварийных сообщений,

- управление рабочими характеристиками,

- управление конфигурацией,

- управление программой обслуживания сети и тестирования ее элементов,

- управление безопасностью системы,

- административное управление.

NM реализуется как правило на достаточно мощных рабочих станциях, работающих под OS Unix, таких как станции SUN SPARC (OS Solaris) или Hewlett Packard (OS OpenView) Используемое программное обеспечение, как правило, разрабатывается самой фирмой, хотя в последнее время наметилась тенденция использования сетевого менеджера "OpenView" компании Hewlett Packard, как наиболее совершенного, в качестве основы для создания NM

Если рассмотреть в качестве образца сетевой менеджер ENM компании ECI [122], то он реализован на базе рабочей станции SUN SPARC по управлением OS Solaris (Unix-подобная OS) и имеет шесть основных опций - Alarm, Performance, Configuration, Maintenance, Security, System, в точности соответствующих шести вышеперечисленным задачам управления. Каждая опция позволяет генерировать свои экраны в соответствии с элементами меню опции, отображающими выполняемую функцию или задачу.
(ЗДЕСЬ МНОГО РАЗЛИЧНОГО БУТОРА)

( КОРОЧЕ ГОВОРЯ, ПИСАТЬ ИЗ ЭТОГО ВСЕГО НУЖНО ВЫБОРОЧНО)

(ТОЛСТЫЙ - ЖМЫХ)

12. Синхронизация сетей SDH

Цель синхронизации - получить наилучший возможный хронирующий источник или генератор тактовых импульсов или таймер для всех узлов сети.

Система такого распределения базируется на иерархической схеме: есть первичный эталонный генератор (хронирующий атомный источник тактовых импульсов) тактовых импульсов, сигналы которого затем распределяются по сети, создавая вторичные источники - вторичный или ведомый эталонный генератор тактовых импульсов, либо вторичный таймер, реализуемый либо в виде таймера транзитного узла, либо таймера локального узла.

Методы синхронизации

Сущ. 2 основных метода узловой синхронизации: иерархический метод принудительной синхронизации с парами ведущий-ведомый таймеры и неиерархический метод взаимной синхронизации. Оба метода м. исп-ся отдельно и в комбинации.

Внедрение сетей SDH, исп-щих наряду с топологией "точка-точка", кольцевую и ячеистую топологии, привнесло доп. сложность в решение проблем синхронизации, т.к. для 2х последних топологий маршруты сигналов м. меняться в процессе функционирования сетей.

Сети SDH имеют несколько дублирующих источников синхронизации:

- сигнал внешнего сетевого таймера с частотой 2048 кГц;

- сигнал с трибного интерфейса канала доступа с частотой 2048 кГц, выделяемый из первичного потока 2048 кбит/с;

- сигнал внутреннего таймера - 2048 кГц;

- линейный сигнал STM-N - 2048 кГц, выделяемый из линейного сигнала 155Мбит/с.

Трибы 2 Мбит/с отображаются в виртуальные контейнеры и м. плавать в рамках структуры вложенных контейнеров, их сигналы д.б. исключены из схемы синхронизации SDH сети. Наиболее надежными источниками синхронизации являются сигнал внешнего сетевого таймера и линейный сигнал STM-N.

В сети SDH, восстанавливающей в каждом узле сигнал таймера из линейного сигнала STM-N, теряется прозрачность прохождения сигналов таймеров через узлы сети. Поэтому целостность синхронизации сети SDH лучше поддерживается при исп-ии распределенных первичных эталонных источников.

Режимы работы и качество хронирующего источника

Предусматривается четыре стандартных режима работы хронирующих источников узлов синхронизации:

а) режим первичного эталонного таймера PRC или генератора ПЭГ (мастер узел);

б) режим принудительной синхронизации - режим ведомого задающего таймера SRC или генератора ВЗГ (транзитный и/или местный узлы);

в) режим удержания с точностью удержания 5x10-10 для транзитного узла и 1x108 для местногоузла и суточным дрейфом 1х10"9 и 2х10"8 соответственно [160].

г) свободный режим (для транзитного и местного узлов) - точность поддержания зависит от класса источника и может составлять 1х10"8 для транзитного и 1х10"6 для местного узлов Организации ITU-T и ETSI предложили использовать понятие уровень качества хронирующего источника. Этот уровень может быть передан в виде сообщения о статусе синхронизации



Современные системы управления сетью могут использовать до шести уровней качества хронирующего источника (таблицу 1).

Таблица 1

Возможные уровни качества хронирующего источника


Символ

Уровень качества хронирующего источника

PRC или G.811

Первичный эталонный таймер PRC, CCITT G.811

Unknown

Уровень качества неизвестен

TNCwmG.812T

Таймер транзитного узла TNC, CCITT G.812

LNC или G.812L

Таймер локального узла LNC, CCITT G.812

SETS

Таймер собственно узла SDH, инициированный линейным STM-N сигналом

Don't use

Не используется для целей синхронизации

Использование мирового скоординированного времени(UTC)

Среди хронирующих источников наиболее универсальным и точным является мировое скоординированное время UTC. Для его трансляции используются спутниковые системы LORAN-C и глобальная система позиционирования GPS. Традиционные системы приема UTC требуют значительных затрат и используются как правило в центрах спутниковой связи. Однако в связи с широким развитием GPS была разработана альтернатива первичным эталонным источникам PRS - технология локальных первичных эталонов LPR, основанная на использовании UTC для подстройки частоты. Многие

телефонные компании используют эту технологию в местах развертывания GPS для создания альтернативы таймерам класса TNC на транзитных узлах. На таких узлах в качестве таймеров TNC устанавливаются улучшенные рубидиевые часы. В комбинации с технологией LPR использование синхронизации от UTC позволяет получать локальные первичные эталоны существенно перекрывающие требования по точности 10"11, устанавливаемые стандартами ITU-T и ETSI для первичных эталонных таймеров.

Создание системы распределенных первичных эталонных хронирующих источников не только позволяет увеличить надежность синхронизации сетей SDH, но и устраняет (при использовании сообщений о статусе синхронизации) возможности нарушения синхронизации при осуществлении защитного переключения в кольце SDH или ячеистой сети SDH.
13.Пример синхронизации кольцевой и ячеистой сети SDH

Схема синхронизации кольцевой сети SDH

Осн. требованием при формировании сети синхронизации является наличие основных и резервных путей распространения сигнала синхронизации. Но в обоих случаях должны строго выдерживаться топология иерархического дерева и отсутствовать замкнутые петли синхронизации. Др. требованием явл-ся наличие альтернативных хронирующих источников.

Исп-ие сообщений о статусе синхронизации позволяет повысить надежность функционирования сетей синхронизации. На рис. приведена схема синхронизации кольцевой сети SDH, где верхняя схема соответствует нормальному функционированию сети, а нижняя - сбою, вызванному разрывом кабеля между узлами В и С.

Схема исп-ет иерархический метод принудительной синхронизации. Узел А назначается ведущим и на него подается сигнал синхронизации от внешнего PRC. От этого узла основная синхронизация распределяется в направлении против часовой стрелки, т.е. к узлам В, С и D. Синхронизация по резервной ветви распределяется по часовой стрелке, т.е. к узлам D, С и В. При разрыве кабеля между узлами В и С узел С, не получая сигнала синхронизации от узла В, переходит в режим удержания синхронизации и посылает узлу D сообщение о статусе SETS уровня качества синхронизации. Узел D, получив сообщения об уровне качества синхронизации от А и С и выбрав лучший (от А), посылает узлу С сообщение "PRC" вместо "Don't use". Узел С, получив это сообщение от узла D, изменяет источник синхронизации на "PRC" от D.

Приоритеты назначаются альтернативным маршрутам для того, чтобы при резервирование по схеме 1:1 (наиб. распространен. в сетях SDH метод) ветвь с низким приоритетом находилась в режиме горячего резерва, а переключение на нее происходило по аварийному сигналу от системы управления

Схема синхронизации ячеистой сети SDH



Сеть имеет 12 узлов и несложную транспортную топологию звезды, которая включаюет несколько линейных участков, связанных через узлы концентраторов.\

Для облегчения задачи построения сети синхронизации схема разбивается на несколько цепей синхронизации, учитывая при этом особенности топологии исходной транспортной сети. Полученные цепи: W, X, Y, Z. Цифрами 1 и 2 на этом рисунке показаны приоритеты в использовании сигналов синхронизации. Сплошной линией показаны основные каналы синхронизации, пунктиром - резервные каналы синхронизации.

Для распределения синхронизации используется та же иерархическая схема. Каждая цепь синхронизации может быть обеспечена одним или двумя узлами, получающими синхронизацию от внешних источников (PRC). Эти узлы называют мастер-узлами. Источник PRC, расположенный на основной станции, является внешним PRC, от которого получают синхронизацию два мастер-узла W и X цепей W и X. Цепи Y и Z имеют общий мастер-узел C&D, который получает сигнал синхронизации от последнего узла цепи X. Суть предложенного решения состоит в организации альтернативного пути передачи сигнала синхронизации в каждой цепи. Проблемы могут возникнуть только при низкой надежности связи, обеспечивающей синхронизацию мастер-узлу C&D. В этом смысле для этого мастер-узла логично использовать локальный первичный эталон LPR.

14. Рассмотрим достаточно типичное Техническое Задание на проектирование сети SDH:

в районе построено 6 цифровых АТС;

Тех. Задание…Предполагается использовать технологию SDH, связав все станции в единую сеть;

*Цифровая коммутация АТС позволяет использовать как основные цифровые каналы (ОЦК) со скоростью 64 кбит/с, так и каналы с первичной скоростью иерархии PDH - 2 Мбит/с;

*Каналы имеют интерфейсы G.703 и могут быть состыкованы с РРЛ или ВОК линиями магистральной связи;

*Сеть предполагается построить в два этапа: первый - осуществляется, например, в 1997г., а второй - в 1998г.;

*Существующий и предполагаемый в 1998г. сетевой трафик, пересчитанный на число каналов 2 Мбит/с, представлен в таблице 2-3 числами слева от главной диагонали ABCDEF (за основу для примера принята схема трафика, приведенная в [58]);

*Часть каналов должны иметь 100% резервирование, т.е. защиту типа 1+1 (в терминологии SDH сетей), они представлены числами в той же таблице, справа от диагонали ABCDEF.

Требуется выбрать топологию и необходимое оборудование.



Схема решения включает следующие этапы:

*выбор топологии,

*выбор требуемого уровня и числа мультиплексоров,

*выбор поставщика оборудования и изучение номенклатуры сменных блоков,

*конфигурация мультиплексорных узлов и составление спецификации оборудования.

Выбор топологии

Не вдаваясь подробно в анализ ситуации, можно предложить три возможные топологии: кольцевую, радиально-кольцевую и ячеистую.

Кольцевая топология, объединяя все шесть станций в кольцо, требует использования мультиплексоров уровня STM-4 с суммарным потоком до 252 (4x63=252) каналов 2 Мбит/с, так как общий поток по кольцу, определямый максимальным потоком на одном из его участков, равен 212 каналов 2 Мбит/с (см. таб.2-3 - поток через узел А в 1998г.). Преимуществом такого решения может быть только стопроцентное резервирование всех, а не только требуемых, каналов.

Радиально-кольцевая топология. Так как только два узла: Е и F имеют потоки меньше 63 каналов - 27 и 31 соответственно (см. таб.2-3), то кольцо должно состоять из 4 мультиплексоров уровня STM-4 и одной радиальной ветви (если Е и F связаны между собой непосредственно) или двух радиальных ветвей (если они подключаются к кольцу порознь: Е к С, a F к D и не связаны между собой непосредственно). Радиальные ветви требуют топологии "точка-точка" типа уплощенного кольца (рис.2-28), если нужна защита, где "точка", контактирующая с кольцом (рис.2-34) или мультиплексор связи должен быть типа ADM, а не ТМ, для организации перегрузки потока с кольцевого узла на радиальный. В первом варианте решения поэтому потребуется 4 мультиплексора уровня STM-4 и три - уровня STM-1, во втором - на один мультиплексор уровня STM-1 больше. В ряде случаев (наличие свободных слотов для кросс-коммутатора) роль мультиплексора связи может играть мультиплексор кольцевого узла, что уменьшает надежность сети, но приводит к экономии одного (первый выриант) или двух (второй вариант) мультиплексоров связи.
Рис

Ячеистая топология может иметь вид, приведенный на рис. Ячеистая сеть состоит из двух квадратных ячеек и содержит шесть узлов. Каждый из них на практике соответствует мультиплексору уровня STM-N, установленному на цифровой АТС. В нашем случае в узлах А, В, С, D - мультиплексоры уровня STM-4, а в узлах Е и F - уровня STM-1 (потоки между С и Е, Е и F, D и F несут меньше 63 каналов).

Эта схема приводит к минимальному числу требуемых мультиплексоров различных уровней и с этой точки зрения она оптимальна, однако сложности возникают при необходимости организации защиты выделенных каналов. Вопросы защиты решаются здесь как и в обычных сетях путем направления выделенного канала по двум маршрутам с совпадающими конечными точками, например, по маршрутам ABhAC->DB. Такая схема защиты "по разнесенным маршрутам" (1:1) иногда более предпочтительна, чем схема защиты 1:1 в кольце SDH. Однако она требует более тщательного расчета числа потоков, проходящих по отдельным ветвям сети, для того, чтобы убедиться, что оно не превышает возможности кросс-коммутатора узлового мультиплексора, прежде чем ответить на вопрос о том, какого уровня мультиплексор может быть использован в данном узле.

15. Выбор уровня STM ветвей и мультиплексоров. Выбор производителя и

комплектация узлов SDH сети.

Для ячеистой сети



В качестве резервных были выбраны следующие маршруты:

основной А -» В, резервный А -» С -» D -> В;

основной А С, резервный А -» В -> D -» С;

основной В -> D, резервный В -» А -» С -» D;

основной С -> D, резервный С -» А -» В -» D; ?????

основной С -> Е, резервный С -» D -» F -» Е;

основной D -> F, резервный D -» С -» Е -» F;

основной Е -> F, резервный Е -» С -» D -» F.

Заметим, что резервные маршруты в этой топологической структуре выбираются в пределах одной ячейки.

Выбор требуемого уровня и числа мультиплексоров. Полученная таблица подтверждает правильность выбора уровней мультиплексоров в узлах A-F и может служить показателем эффективности использования коммутационной способности узлов. В результате данного краткого обзора возможных топологий можно рекомендовать для использования ячеистую сеть с топологией на рис.2-45 как оптимальную, так как она при минимальном числе мультиплексоров (4 - уровня STM-4 и 2 - уровня STM-1) удовлетворяет поставленным условиям по резервированию определенных указанных каналов.

Выбор поставщика оборудования. Для конфигурации узлов, составления спецификации сменных модулей и прорисовки блок-схемы соединений сменных блоков всех узлов, кроме топологии сети и той информации, которая содержится в таблицах, нужно иметь номенклатуру функциональных сменных блоков (неплохо также иметь ясное понимание их назначения и функциональных возможностей). Для этого необходима привязка к оборудованию конкретного производителя. Для нашего примера выбрано оборудование компании Nokia. Учитывая два этапа развития сети, следует указать какие блоки будут установлены на первом и какие на втором этапах.

Номенклатура сменных блоков SDH компании Nokia, используемых в примере:

2М - трибный интерфейсный блок 2 Мбит/с - интерфейсная карта на 16 портов 2 Мбит/с без терминального адаптера (ТА), функционирует только при наличии сменного блока 2МТА (до трех карт 2М на одну карту 2МТА);

2МТА - трибный интерфейсный блок 2 Мбит/с - интерфейсная карта на 16 портов 2 Мбит/с с терминальным адаптером (ТА);

STM-1 - линейный оптический агрегатный блок 155 Мбит/с;

STM-1E - линейный электрический агрегатный блок 155 Мбит/с;

STM-4 - линейный оптический агрегатный блок 622 Мбит/с;

SSW - блок системного кросс-коммутатора - центральный блок кросс-коммутатора типа DXC-4/4/1 с эквивалентной емкостью коммутации 16xAU-4 для коммутации VC-4, VC-12;

TSW1 - терминальный блок системного кросс-коммутатора - блок синхронизации All-12 и AU-4 на входе для осуществления кросс-коммутации;

CU - блок управления и синхронизации;

SPIU - блок питания полки (кассеты);

SU - блок обслуживания интерфейсов.

Конфигурация мультиплексорных узлов и составление спецификации оборудования

Учитывая вышесказанное и рисунок ниже, на котором для простоты не показаны блоки SPIU и SU, можно составить спецификацию на оборудование, необходимое для формирования указанной сети.

Схема конфигурации и функциональной связи узлов SDH сети

.

  1. Архитектуры сети SDH: радиально-кольцевая, кольцо-кольцо,линейная большой протяженности.

  2. Архитектура разветвленной сети SDH общего вида. Сеть SDH с сегментами ATM, PDH.

  3. Реализация мультиплексоров STM-1

  4. Реализация мультиплексоров STM-4

  5. Реализация мультиплексоров STM-16

  6. Четырехуровневая модель управления сетью.

  7. Функциональный аспект архитектуры TMN.

  8. Информационный аспект архитектуры TMN.

9. Общий аспект архитектуры TMN. Пример реализации DCN.
10.Архитектура сети управления SMN.

11 .Практическая реализация сети управления SDH. NSAP, DCC, LCN. ПО элемент

менеджера и сетевого менеджера.

12.Синхронизация сетей SDH. Методы, режимы работы таймера, типы таймеров, UTC.

13.Примеры синхронизации кольцевой и ячеистой сети SDH. 14.Типовое техническое

задание на проектирование сети SDH. Этапы проектирования. Выбор топологии.

15.Выбор уровня STM ветвей и мультиплексоров. Выбор производителя и комплектация узлов SDH сети.

Архитектуры сети SDH : радиально-кольцевая, кольцо-кольцо, линейная большой протяженности
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации