เครือข่ายการขนส่งที่ทันสมัยจะต้องรับประกันการรวมกลุ่มการรับส่งข้อมูลของลูกค้าที่คุ้มต้นทุน และการส่งข้อมูลคุณภาพสูงผ่านช่องทางการสื่อสารที่เชื่อถือได้ ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้เทคโนโลยีการขนส่งที่หลากหลาย ซึ่งหลายๆ เทคโนโลยีได้รับการพัฒนาเมื่อเร็วๆ นี้

โซลูชั่นการขนส่งแห่งอนาคต

เทคโนโลยี TDM ที่แพร่หลายซึ่งยึดตามหลักการของลำดับชั้น SDH แบบซิงโครนัสเป็นหลัก (STM-N, VC-n ฯลฯ ) กำลังถูกแทนที่ด้วย:

ในระดับไฟฟ้า - เทคโนโลยี Carrier Ethernet (อินเทอร์เฟซ E/FE, GE, 10GE, 40GE และ 100GE) และ MPLS-Transport Profile เทคโนโลยีเหล่านี้จะมอบความสามารถอันทรงพลังสำหรับการสร้างเครือข่ายการขนส่งแบบแพ็กเก็ตสวิตช์ระดับผู้ให้บริการ

ในระดับโฟโตนิก - เทคโนโลยีของลำดับชั้นการขนส่งด้วยแสง OTH/OTN คล้ายกับ SDH แต่แตกต่างออกไป โดยให้ความโปร่งใสในการส่งและการเชื่อมต่อข้ามชุด TDM และการรับส่งข้อมูลแพ็กเก็ตในการรวมกันใด ๆ กับการส่งสัญญาณเพิ่มเติมผ่านช่องทางของ ระบบการแบ่งความยาวคลื่น การแผ่รังสีแสง (ระบบที่มีการมัลติเพล็กซ์สเปกตรัมของช่องสัญญาณ) - WDM

เครือข่ายบริการ IP/MPLS สามารถให้บริการโดยการเชื่อมต่อระหว่างกัน ด้วยระบบเครือข่ายหลักของผู้ให้บริการแบบประจำที่และแบบเคลื่อนที่ พร้อมจุดให้บริการของผู้ให้บริการ และด้วยระบบการเข้าถึงบรอดแบนด์โดยตรงหรือด้านบนของเครือข่ายการขนส่งระดับผู้ให้บริการ สวิตช์แพ็คเก็ตที่มีฟังก์ชัน Carrier Ethernet/T-MPLS และ MPLS-TP กำลังกลายเป็นองค์ประกอบสำคัญของเลเยอร์การขนส่งของเครือข่าย โดยทำงานร่วมกันบนเครือข่าย NG SDH/MSPP ที่มีอยู่ และ/หรือเลเยอร์โฟโตนิก OTN/WDM ที่โปร่งใสและยืดหยุ่น เลเยอร์โฟโตนิก WDM อัตโนมัติที่ยืดหยุ่นนั้นมาพร้อมกับซอฟต์แวร์โหนดอินพุต/เอาท์พุตออปติคอล T&ROADM ที่ปรับแต่งได้และกำหนดค่าใหม่ได้ โซลูชันเหล่านี้และโซลูชันอื่นๆ รวมถึงการใช้เทคโนโลยีการขนส่งอัจฉริยะ ASON/GMPLS (Intelligent Optical Core) จะต้องปรับขนาดประสิทธิภาพได้และเปิดรับการปรับปรุงให้ทันสมัย

การบรรจบกันของโซลูชันการขนส่งและเทคโนโลยีอีเธอร์เน็ต: วิวัฒนาการสู่ 40G และ 100G

กระบวนการเปลี่ยนรูปแบบ IP ได้กระตุ้นการวิจัยเพื่อเพิ่มขีดความสามารถของเครือข่ายการขนส่งสำหรับการรับส่งข้อมูลทั้งแบบดั้งเดิม (TDM) และแพ็กเก็ต

สำหรับระบบลำดับชั้นการขนส่งแบบซิงโครนัส SDH ที่มีอยู่ อัตราการส่งข้อมูลจาก STM-1 (155 Mbit/s) ถึง STM-256 (40 Gbit/s) ซึ่งเพิ่มขึ้นจากระดับหนึ่งไปอีกระดับด้วยปัจจัย 4 จะเป็นมาตรฐานสำหรับระบบลำดับชั้นการขนส่งแบบออปติก อัตราการส่งข้อมูลจาก OTU จะเป็นมาตรฐาน -1 (2.5/2.7 Gbit/s) ถึง OTU-3 (40/43 Gbit/s) ซึ่งเพิ่มขึ้นจากระดับหนึ่งไปอีกระดับด้วยปัจจัย 4 ความเร็วในการส่งข้อมูลอีเทอร์เน็ต (อินเทอร์เฟซ) เติบโตขึ้น 10 เท่าและมาถึงปัจจุบันที่ 100 Gbit/s การบรรจบกันของเทคโนโลยีเหล่านี้เริ่มต้นด้วยความเร็วในการส่งข้อมูล 10G การวิจัยในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาแสดงให้เห็นว่าการบรรจบกันนี้กำลังพัฒนาไปสู่ความเร็วในการส่งข้อมูล 40G และ 100G การกำหนดมาตรฐานในปัจจุบันสนับสนุนการบรรจบกันนี้และปูทางไปสู่เครือข่ายรุ่นต่อไป

เสนอครั้งแรกสำหรับศูนย์รวบรวมและประมวลผลข้อมูลตลอดจนเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขององค์กร ระบบ 40GE จะถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในระดับเครือข่ายการขนส่งในทุกโอกาสด้วยการแนะนำปัจจัย 4 ซึ่งผิดปกติสำหรับเทคโนโลยีอีเธอร์เน็ต (สัมพันธ์กับ 40GE ถึง 10GE) ที่ระดับแกนหลักของเครือข่าย ความเร็วในการส่งข้อมูล 100GE/OTN จะถูกนำไปใช้โดยมีค่าสัมประสิทธิ์ 2.5 ซึ่งถือว่าผิดปกติสำหรับเครือข่ายการขนส่ง โดยสัมพันธ์กับระดับ 40GE/OTN ที่กำลังใช้งานอยู่ในปัจจุบัน

การตอบสนองข้อกำหนดที่กำหนดโดยผู้ให้บริการนั้นเป็นไปไม่ได้หากปราศจากการควบคุมอัตราการถ่ายโอนข้อมูลในช่วงสูงสุด 100 Gbit/s และสูงกว่า

ขณะนี้มาตรฐานกำลังได้รับการพัฒนาสำหรับโปรโตคอลและอินเทอร์เฟซ 40G และ 100G ใหม่ ย้อนกลับไปในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2549 IEEE 802.3 WG ได้สร้างกลุ่มการศึกษาความเร็วสูงพิเศษ (HSSG) ซึ่งอีกหนึ่งปีต่อมาได้อนุมัติอัตราการส่งข้อมูล MAC (Media Access Control) สองตัว:

40GE สำหรับแอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ของเซิร์ฟเวอร์ (เซิร์ฟเวอร์ต่อเซิร์ฟเวอร์) รวมถึงเซิร์ฟเวอร์และสวิตช์แพ็คเก็ต (เซิร์ฟเวอร์ถึงสวิตช์)

100GE สำหรับแอปพลิเคชันแบบสวิตช์ต่อสวิตช์ รวมถึงการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดระหว่างคลัสเตอร์เครือข่าย ฯลฯ

ความพยายามหลักมุ่งเป้าไปที่การเลือกเทคโนโลยีและโซลูชั่นใหม่ๆ รวมถึงวิธีการเข้ารหัสบรรทัดใหม่ ซึ่งจะช่วยให้สามารถส่งข้อมูลดิจิตอลความเร็วสูงที่ความเร็ว 40 Gbit/s และ 100 Gbit/s ผ่านช่องทางของระบบ WDM ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งในปัจจุบัน ทำงานที่ความเร็วไม่สูงกว่า 10 Gbit/s เป็นหลัก (ขึ้นอยู่กับแต่ละช่องสัญญาณออปติคอล)

เพื่อเพิ่มช่วงการส่งข้อมูล 40 Gbit/s และ 100 Gbit/s สตรีมผ่านช่องสัญญาณระบบ WDM, รหัสเชิงเส้นหลายระดับ (QAM ฯลฯ) ปรับปรุงรหัสแก้ไขข้อผิดพลาด (SFEC) รวมถึงวิธีการรับที่สอดคล้องกันแทนค่าดิฟเฟอเรนเชียล จะใช้การตรวจจับสัญญาณ วิธีการใหม่ถือเป็นอนาคต แต่ในระยะเริ่มแรก ระบบ 100 กิกะบิตจะถูกนำไปใช้โดยมีข้อจำกัดบางประการเกี่ยวกับช่วงการส่งข้อมูลบนระบบ WDM ที่ทำงานอยู่ที่ระดับ 10 Gbit/s อยู่แล้ว

โซลูชั่นการขนส่ง OTN/OTH

Optical Transport Hierarchy (OTH) ตามที่กำหนดไว้ในคำแนะนำของ ITU G.798 และ G.709 จัดให้มีวิธีการโฮสต์ มัลติเพล็กซ์ และการจัดการเครือข่ายที่รองรับสัญญาณไคลเอนต์ต่างๆ ในรูปแบบดั้งเดิม โดยไม่คำนึงถึงประเภทของโปรโตคอลที่ใช้ มาตรฐานนี้อธิบายโครงสร้างหน่วยข้อมูลออปติคอล (ODU)/เครื่องห่อหุ้มดิจิทัลเดียวซึ่งสามารถวางเฟรมโฟลว์ข้อมูลที่มีอยู่หลายเฟรม จากนั้นรวมกับสัญญาณอื่นๆ จากนั้นจึงส่งและควบคุมในรูปแบบเดียวด้วยฟังก์ชันการทำงานเดียวที่คล้ายกับที่ใช้ใน SDH ระบบ

OTH เวอร์ชันแรกมุ่งเน้นไปที่สัญญาณไคลเอ็นต์ SDH เป็นหลัก ดังนั้น ในขั้นต้น ODU คอนเทนเนอร์ประเภทคงที่เพียง 3 ประเภทเท่านั้นจึงถูกกำหนดไว้ในคำแนะนำ G.709:

ODU 1 สำหรับ CBR 2G 5 (STM -16);

ODU 2 สำหรับ CBR 10G (STM -64);

ODU3 สำหรับ CBR40G (STM-256)

ขณะนี้โครงสร้าง OTH กำลังได้รับการพิจารณาให้รวมการส่งสัญญาณไคลเอนต์เช่น

อีเธอร์เน็ต 1GE, 10GE WAN/LAN, 40GE, 100GE;

อื่นๆ 2.5G, 10G, 40G, 100G;

SDH 2.5G, 10G, 40G;

เอฟซี 1G, 2G, 4G, 8G (10G)

เทคโนโลยี OTN เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างแพลตฟอร์มการขนส่งแบบหลอมรวมที่ให้ความโปร่งใสในการรับส่งข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับบริการใดๆ ผ่านช่องทางแสงของระบบ WDM เนื่องจากมีส่วนหัวแยกต่างหากของตัวเอง คล้ายกับส่วนหัวใน SDH ซึ่งให้ความสามารถในการตรวจสอบ และบริหารจัดการเครือข่าย ดังนั้น จึงสนับสนุนการส่งชุดการรับส่งข้อมูลแบบอะซิงโครนัส (แพ็กเก็ต) และซิงโครนัส (TDM) แบบโปร่งใสในชุดค่าผสมใดๆ

นอกจากนี้ ระบบ OTN:

มีประสิทธิภาพมากในการรองรับบริการที่มุ่งเน้นแพ็คเก็ตแบบอะซิงโครนัส เช่น GE, 10GE, Fibre Channel (FC), ESCON และ FICON ระดับต่างๆ ซึ่งไม่มีความสามารถในการตรวจสอบของตัวเองที่ชั้นกายภาพ

ช่วยให้คุณตรวจจับและจำกัดความล้มเหลวในเครือข่าย WDM ซึ่งจะเพิ่มคุณภาพของบริการที่มีให้อย่างมาก

เป็นเทคโนโลยีเดียวที่สามารถส่งสัญญาณไคลเอนต์ 10GE LAN PHY อย่างกว้างขวางผ่าน IP/อีเธอร์เน็ต

โดยให้การส่งสัญญาณซิงโครนัสและอะซิงโครนัสร่วมกันผ่านช่องสัญญาณแลมบ์ดาแบบออปติคอลหนึ่งช่องของระบบ WDM

อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าการกำหนดมาตรฐานของ OTN ยังไม่เสร็จสมบูรณ์ โดยเฉพาะอัลกอริทึมสำหรับการวาง GE, FC และวิดีโอยังไม่ได้รับการพัฒนาอย่างสมบูรณ์ ตำแหน่งที่โปร่งใสของ 10GE มีการระบุแบบขนานในมาตรฐานที่แตกต่างกันหลายประการ สำหรับการจัดกลุ่มและ การสลับสัญญาณที่มีอัตราการส่งข้อมูลต่ำกว่า 2.5 Gbit /c ระบบ SDH ยังคงใช้อยู่ในทางปฏิบัติ อย่างไรก็ตาม การกำหนดมาตรฐานยังคงดำเนินต่อไป รวมถึงเลเยอร์ ODU4/100GE และเลเยอร์ ODUflex สำหรับสัญญาณที่มีอัตราต่ำกว่า ODU-1 (ช่องสัญญาณย่อยแลมบ์ดา)

เทคโนโลยี OTN มีโอกาสที่จะกลายเป็นเลเยอร์ไฟฟ้าโปร่งใสสากลของเครือข่ายการสื่อสารแกนหลักแบบออปติคอลในอนาคต โดยขยายวิธี OAM ที่ได้รับการยอมรับอย่างดีใน TDM/SDH ไปยังอินเทอร์เฟซแพ็คเก็ต เช่น อีเธอร์เน็ต (รวมถึง 10GE LAN PHY), FC, ESCON, Digital วิดีโอ ฯลฯ

บทบาทของ ROADM ในชั้นโฟโตนิกของเครือข่ายการขนส่ง

ออปติคอลเพิ่ม/ปล่อยมัลติเพล็กเซอร์ (ROADM) ที่กำหนดค่าใหม่ได้ช่วยลดความยุ่งยากในการวางแผนและบำรุงรักษาเครือข่าย DWDM โดยเปิดใช้งานระบบอัตโนมัติ โดยมีการแทรกแซงของมนุษย์น้อยที่สุดในการเพิ่ม ลบ หรือเปลี่ยนเส้นทางช่องสัญญาณออปติคัล ในเครือข่ายที่มีอยู่ กระบวนการเหล่านี้ยังคงดำเนินการด้วยตนเอง ซึ่งต้องใช้ความพยายามอย่างมากในการปรับอุปกรณ์และเปลี่ยนการรับส่งข้อมูล และต้องใช้บุคลากรที่มีคุณสมบัติสูง พื้นฐานของ ROADM คืออุปกรณ์ออพติคอลประเภทใหม่ กล่าวคือ สวิตช์เลือกความยาวคลื่น (WSS) ที่มีอินพุตเดียว (สัญญาณกลุ่ม) และเอาต์พุตจำนวนมากสำหรับกลุ่มและ/หรือแต่ละช่องสัญญาณ หรือมีอินพุตจำนวนมากสำหรับกลุ่มและ/หรือแต่ละช่องสัญญาณและหนึ่งอินพุต ออก

ควรสังเกตว่าหากอินพุต เอาท์พุต หรือการเปลี่ยนเส้นทางช่องสัญญาณ/สลับไปยังทิศทางการส่งสัญญาณอื่นดำเนินการที่โหนด การเชื่อมต่อทั้งหมดระหว่างโหนดเครือข่าย รวมถึงการเชื่อมต่อการขนส่งผ่านโหนดที่ระดับโฟโตนิก จะต้องรักษาสมดุลที่ละเอียดอ่อนระหว่าง พารามิเตอร์ของช่องแสงแต่ละช่อง (ความยาวคลื่น) เพื่อให้ได้พารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดในระบบส่งกำลังโดยรวม ดังนั้น ROADM จึงมีฟังก์ชันในการปรับสมดุลระดับพลังงานแสงของช่องแสงต่างๆ แบบไดนามิก

ทันทีที่ช่องสัญญาณพร้อมใช้งานในระบบ WDM ด้วยความสามารถในการปรับความยาวคลื่นของการแผ่รังสีทั่วทั้งแถบ C ตามตารางความถี่ที่มีขั้นละ 100 GHz และ 50 GHz (ความยาวคลื่นสูงสุด 80-96 ของการแผ่รังสีแสงใน C-band) อันใหม่ถูกค้นพบในปัจจัยจำกัด ROADM ช่องแสงถูกส่งออกไปยังพอร์ต ROADM คงที่ซึ่งสอดคล้องกับความยาวคลื่นแสงเฉพาะ ดังนั้นแม้จะมีความยืดหยุ่นของช่องสัญญาณ แต่ก็ไม่สามารถหลีกเลี่ยงการดำเนินการด้วยตนเองเพื่อเปลี่ยนช่องสัญญาณไปยังทิศทางใหม่ได้

จากผลการวิจัย เพื่อป้องกันการปิดกั้นช่องแสง จึงได้เสนออุปกรณ์ ROADM ไร้สี ซึ่งพอร์ตผู้ใช้ใดๆ ก็ตามสามารถใช้เพื่อจัดระเบียบช่องสัญญาณที่มีความยาวคลื่นของการแผ่รังสีแสงเท่าใดก็ได้ ในขั้นตอนต่อไป มีการใช้ ROADM แบบไร้ทิศทาง ซึ่งสามารถส่งสัญญาณแสงที่ความยาวคลื่นใดก็ได้ไปยังพอร์ตใดๆ ในทิศทางการส่งสัญญาณใดก็ได้ อินพุต/เอาต์พุตของช่องที่สอดคล้องกันในทิศทางใดๆ จะดำเนินการโดยอัตโนมัติ โดยไม่รบกวนความสมดุลในช่องแสงที่เหลือที่ส่งผ่านโหนด แนวคิดในโซลูชันเครือข่าย Alcatel-Lucent นี้เรียกว่า Zero Touch Photonic (ZTP) ซึ่งเป็นเครือข่ายที่สร้างขึ้นใหม่ผ่านระบบควบคุม เช่น โดยไม่มีการแทรกแซง "ด้วยตนเอง" ของบุคลากรที่โหนด (รูปที่ 1)

การมีอยู่ของระบบ T&ROADM แบบไม่มีสีและไม่มีทิศทางในโหนดเครือข่าย WDM ถือเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการนำฟังก์ชัน ASON/GMPLS ไปใช้ในระดับโฟโตนิกของเครือข่าย

โซลูชันการขนส่งอัจฉริยะ ASON/GMPLS

เครือข่ายยุคหน้าจะต้องมีไดนามิกมากขึ้น รับประกันการใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพ และมอบความน่าเชื่อถือและคุณภาพของบริการตามความต้องการในระดับสูง กล่าวอีกนัยหนึ่ง มีความจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการจัดหาทรัพยากรเครือข่ายแบบไดนามิก (แบนด์วิธที่จำเป็น) เพื่อให้บริการใด ๆ แก่ผู้ใช้ได้ตลอดเวลา นี่คือสาเหตุที่ IETF ขยายโปรโตคอลการส่งสัญญาณและการกำหนดเส้นทาง MPLS ไปไกลกว่าเครือข่าย IP และบนพื้นฐานนี้ โปรโตคอล General MultiProtocol Label Switching (GMPLS) จึงได้รับการพัฒนา

ฟังก์ชันการทำงานของ GMPLS ที่มี Control Plane แบบกระจายแยกออกจาก Data Plaine คือก้าวต่อไปในวิวัฒนาการของเทคโนโลยี MPLS สำหรับใช้ในเครือข่ายการรับส่งข้อมูล ITU-T ได้พิจารณาแง่มุมด้านเครือข่ายของฟังก์ชันการทำงานนี้อย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้นในชุดคำแนะนำสำหรับเครือข่ายออปติกแบบสวิตช์อัตโนมัติ (ASON) OIF ได้เสร็จสิ้นการกำหนดมาตรฐานของอินเทอร์เฟซเครือข่ายแล้ว อินเทอร์เฟซผู้ใช้ UNI ใช้เพื่อเข้าถึงเครือข่าย ASON เพื่อขอบริการ ตรวจสอบการเชื่อมต่อ ตรวจสอบ QoS ตาม SLA รวบรวมข้อความแสดงความล้มเหลว ฯลฯ อินเทอร์เฟซเครือข่าย NNI ได้รับการออกแบบมาเพื่อการสื่อสารระหว่างองค์ประกอบเครือข่าย โดเมนเครือข่าย และเครือข่ายต่างๆ ในระดับนี้ ภายใน Control Plane คำขอสำหรับการเชื่อมต่อจะได้รับการประมวลผล จัดระเบียบ และควบคุม มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลในระดับหนึ่งเกี่ยวกับทรัพยากรที่มีอยู่ในองค์ประกอบเครือข่ายและการเชื่อมต่อ บริการถูกกำหนดเส้นทางระหว่างโดเมนเครือข่าย ฯลฯ

ข้อดีหลักประการหนึ่งของเครือข่ายการขนส่งอัจฉริยะที่มีฟังก์ชัน ASON คือความสามารถในการติดตั้งโดยอัตโนมัติ: ตามคำขอของผู้ใช้หรือคำขอจากระบบการจัดการเครือข่ายแบบรวมศูนย์:

การเชื่อมต่อภายในเครือข่ายที่สร้างขึ้นบนอุปกรณ์จากซัพพลายเออร์รายเดียว

การเชื่อมต่อแบบ end-to-end บนเครือข่ายที่สร้างขึ้นไม่เพียงแต่บนอุปกรณ์จากผู้ขายที่แตกต่างกันเท่านั้น แต่ยังใช้ชั้นเทคโนโลยีการทำงานและการเชื่อมต่อที่แตกต่างกัน เช่น SONET/SDH (VC-N), WDM/OTN (OCH, ODU) T-MPLS /MPLS-TP (LSP, PW3) ฯลฯ

ในการใช้งาน ASON/GMPLS ในระดับโฟโตนิก ระบบ T&ROADM ได้รับการติดตั้งในโหนดเครือข่าย WDM ช่วยให้สามารถสลับช่องสัญญาณออปติคอลได้โดยไม่ต้องแปลง O-E-O เพิ่มเติม หากระบบ T&ROADM มีค่าสัมประสิทธิ์การเชื่อมต่อ N สูงถึง 6-10 (จำนวนทิศทางที่ช่องสัญญาณออปติคอลสามารถเปลี่ยนจากโหนดเครือข่ายหนึ่งที่ระดับโฟโตนิก) ในกรณีนี้ก็ไม่จำเป็นต้องรักษาค่าไว้ที่ 50 % ของความจุเครือข่ายที่ว่างเพื่อใช้กลไกป้องกันด้วยช่องทางสำรองเต็มรูปแบบ เช่น O-SNCP, OCP เป็นต้น ก็เพียงพอแล้วที่จะมีความจุฟรีแบบกระจาย 10-25% บนการเชื่อมต่อในเครือข่าย เพื่อให้มีความสามารถในการข้ามพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบตาม ASON/GMPLS

โหนดเดียวกันสามารถโฮสต์ระบบการสลับเส้นทางอัตโนมัติที่ทำงานตามมาตรฐาน OTH/OTN ในระดับไฟฟ้า และให้การสลับข้อมูลที่โปร่งใสที่ระดับช่องสัญญาณ ODU และ/หรือย่อยแลมบ์ดา (ODUflex) รวมถึง GE, อีเธอร์เน็ต 10/100 ไฟเบอร์แชนเนล, FICON/ESCON, SONET/SDH ฯลฯ เทคโนโลยี ASON/GMPLS ยังสามารถนำมาใช้ในระดับเครือข่าย OTH/OTN ได้อีกด้วย (รูปที่ 2)

ฟังก์ชัน ASON/GMPLS ที่เลเยอร์ SDH ได้ถูกนำไปใช้ในเครือข่ายจำนวนมากแล้ว ฟังก์ชันการทำงานที่คล้ายกันในระดับโฟโตนิก ซึ่งรับประกันการกู้คืนอัตโนมัติ (โดยไม่มีการแทรกแซงของผู้ควบคุมระบบควบคุมในกระบวนการนี้) ของช่องสัญญาณแลมบ์ดาแบบออปติคัลในกรณีที่เครือข่ายขัดข้อง ถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์ 1626LM และจะเริ่มใช้งานบนเครือข่ายของผู้ปฏิบัติงานในปี 2010 .

10. เครือข่ายการขนส่ง พื้นฐานของการสร้างระบบโทรคมนาคมและเครือข่าย

10. เครือข่ายการขนส่ง

10.1. รูปแบบและองค์ประกอบของโครงข่ายการขนส่ง

เครือข่ายการคมนาคม– ส่วนหนึ่งของเครือข่ายการสื่อสาร ครอบคลุมโหนดหลัก สถานีระหว่างเมือง ตลอดจนช่องทางและโหนดที่เชื่อมต่อกัน (ระดับชาติ ระหว่างเมือง) ตาราง 10.1 แสดงโครงสร้างของแบบจำลองเครือข่ายการขนส่งที่มีระดับการทำงาน: ทางกายภาพ เส้นทาง และช่องทาง

เครือข่ายหลักซึ่งเป็นเครือข่ายการขนส่งขั้นพื้นฐานหรือเครือข่ายแกนหลัก ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างเครือข่ายการสื่อสารหลายบริการสมัยใหม่ที่หลากหลาย ดังนั้น เครือข่ายหลักคือชุดของวงจรทางกายภาพทั่วไป ช่องส่งสัญญาณทั่วไป และเส้นทางเครือข่ายของระบบโทรคมนาคม ที่เกิดขึ้นบนพื้นฐานของโหนดเครือข่าย สถานีเครือข่าย อุปกรณ์ปลายทางของเครือข่ายหลัก และสายส่งของระบบโทรคมนาคมที่เชื่อมต่อ พวกเขา.

ข้อกำหนดหลักสำหรับเครือข่ายการขนส่งคือเครือข่ายทำหน้าที่หลักให้สมบูรณ์ โดยให้ผู้ใช้สามารถเข้าถึงทรัพยากรเครือข่ายที่ใช้ร่วมกันทั้งหมด

ข้อมูลหลักและลักษณะทางเทคนิคของเครือข่ายหลักดิจิทัล (DPN) ซึ่งกำหนดความสามารถในการรับประกันคุณภาพการบริการแก่ผู้ใช้เครือข่ายและความสามารถของเครือข่ายโดยรวมอย่างมีนัยสำคัญมีดังนี้ ความจุของทางหลวงขนส่งหรือพื้นฐาน อัตราการส่งข้อมูลที่กำหนดโดยระดับของโมดูลการขนส่ง (STM-N, N=1, 4, 16,...) ปริมาณการรับส่งข้อมูลขาเข้าและขาออกที่โหนดเครือข่าย ปริมาณการใช้งานทั้งหมดในเส้นทางและแกนหลักของเครือข่าย ความน่าเชื่อถือหรือความพร้อมใช้งานของเครือข่ายโดยรวม

DSP สมัยใหม่และเครือข่ายองค์กรอยู่ภายใต้ข้อกำหนดที่รับรองความสามารถที่ไม่เพียงแต่รับประกันคุณภาพการบริการที่ต้องการเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการพัฒนาเครือข่ายเพิ่มเติมอีกด้วย:

ในการประเมินความน่าเชื่อถือของระบบที่ซับซ้อนเช่น DSP จะใช้แนวคิดของความพร้อมใช้งานหรือปัจจัยความพร้อมใช้งานซึ่งกำหนดโดยสัดส่วนของเวลาที่เครือข่ายสามารถใช้งานได้ตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งใจไว้ ความพร้อมของเครือข่ายสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยความซ้ำซ้อนของฮาร์ดแวร์ขององค์ประกอบเครือข่าย (โหนด) ความซ้ำซ้อนของการรับส่งข้อมูล เส้นทางและช่องทางเนื่องจากการจัดระเบียบที่เหมาะสมของสถาปัตยกรรมของเครือข่ายทั้งหมด โทโพโลยี การจัดการและการซิงโครไนซ์ของเครือข่าย รวมถึงเครือข่ายการเข้าถึงไปยัง DSP

ความสามารถในการขยายหมายถึงความสามารถในการเพิ่มองค์ประกอบเครือข่ายแต่ละรายการ (ผู้ใช้บริการ) ได้อย่างง่ายดาย (ภายในขอบเขตที่จำกัด) สร้างส่วนของเครือข่ายการเข้าถึงและแทนที่อุปกรณ์ที่มีอยู่ด้วยอุปกรณ์ที่ทรงพลังกว่า

ความสามารถในการขยายขนาดหมายความว่าเครือข่ายช่วยให้คุณเพิ่มจำนวนโหนดเครือข่ายและความยาวของเส้นทางภายในช่วงที่กว้างมากโดยไม่ทำให้ความจุของทางหลวงขนส่งลดลง

ความสามารถในการควบคุมเครือข่ายหมายถึงความสามารถในการกำหนดค่า ตรวจสอบ ควบคุม และจัดการทั้งองค์ประกอบเครือข่ายและเครือข่ายทั้งหมดจากส่วนกลาง รวมถึงการจัดการการรับส่งข้อมูลและการวางแผนการพัฒนาเครือข่าย

เครือข่ายการขนส่งที่ทันสมัยถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของเทคโนโลยีหลักสามประการ: ลำดับชั้น plesiochronous (PDH), ลำดับชั้นแบบซิงโครนัส (SDH) และโหมดการถ่ายโอนแบบอะซิงโครนัส (ATM)

ลำดับชั้นของอัตราการส่งข้อมูลช่องสัญญาณจะใช้ตามคำแนะนำระหว่างประเทศของ ITU-T และมาตรฐานยุโรปที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด ในเวลาเดียวกัน เทคโนโลยีลำดับชั้นดิจิทัลแบบ plesiochronous (PDH) และเทคโนโลยีลำดับชั้นดิจิทัลแบบซิงโครนัส (SDH) ทำให้สามารถสร้างเครือข่ายการรับส่งข้อมูลพร้อมช่องสัญญาณดิจิทัลเฉพาะสำหรับผู้ใช้ทุกคนในเครือข่ายหลักได้

บนพื้นฐานของ SDH/SDH DSP สามารถสร้างเครือข่ายโอเวอร์เลย์ที่สลับวงจร เช่น Integrated Services Digital Networks (ISDN) และเครือข่ายที่สลับแพ็กเก็ต เช่น ATM (Asynchronous Transfer Mode (ATM)) ได้ ใน DSP เครือข่าย ATM ถูกรวมเข้ากับเครือข่าย SDH/SDH เป็นเครือข่ายซ้อนทับ ซึ่งเป็นตัวแทนของทั้งเครือข่ายการขนส่งและเครือข่ายรอง และในขณะเดียวกันก็เป็นเครือข่ายการเข้าถึง

ATM หรือเทคโนโลยีโหมดการถ่ายโอนแบบอะซิงโครนัส (ATM) ได้รับการพัฒนาให้เป็นเทคโนโลยีการขนส่งสากลเดียวสำหรับเครือข่ายบริการบูรณาการยุคใหม่ หรือที่เรียกว่าเครือข่ายดิจิทัลบริการบรอดแบนด์แบบบูรณาการ (B-ISDN)

เทคโนโลยี ATM เข้ากันได้กับเทคโนโลยีเครือข่ายพื้นฐานทั้งหมดของเครือข่ายบริเวณกว้าง - TCP/IP, SDH, PDH, Frame Relay - และเทคโนโลยีเครือข่ายของเครือข่ายท้องถิ่น เทคโนโลยี ATM ให้การรับส่งข้อมูลประเภทต่างๆ (เสียง วิดีโอ ข้อมูล) ภายในเครือข่ายการรับส่งข้อมูลเดียว โดยมีลำดับชั้นของความเร็วในการรับส่งข้อมูลในช่วงกว้าง (ตั้งแต่ 25 Mbit/s ถึง 622 Mbit/s) พร้อมรับประกันปริมาณงานสำหรับแอปพลิเคชันที่สำคัญ

เครือข่าย TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) ครองตำแหน่งพิเศษในเทคโนโลยีเครือข่าย พวกเขามีบทบาทเป็นเทคโนโลยีเครือข่ายที่เชื่อมต่อเครือข่ายทุกประเภทและเทคโนโลยี รวมถึงเครือข่ายการขนส่งทั่วโลกของเทคโนโลยีที่รู้จักทั้งหมด

เครือข่ายการขนส่งที่ใช้ PDH/SDH ประกอบด้วยโหนดมัลติเพล็กซ์ (มัลติเพล็กเซอร์) ที่ทำหน้าที่เป็นตัวแปลงระหว่างช่องสัญญาณที่มีระดับต่างๆ ของลำดับชั้นแบนด์วิธมาตรฐาน ตัวกำเนิดใหม่ที่คืนค่าสตรีมดิจิทัลบนเส้นทางยาว และกากบาทดิจิทัลที่ทำการสลับที่ระดับ ช่องทางและเส้นทางของเครือข่ายหลัก ระบบส่งสัญญาณสมัยใหม่ใช้สายไฟฟ้าและสายแสง เช่นเดียวกับวิธีความถี่วิทยุ (รีเลย์วิทยุและระบบส่งผ่านดาวเทียม) เป็นสื่อกลางในการส่งสัญญาณ สัญญาณดิจิทัลของช่องสัญญาณทั่วไปมีโครงสร้างเชิงตรรกะบางอย่าง รวมถึงโครงสร้างวงจรของสัญญาณและประเภทของโค้ดเชิงเส้น โครงสร้างแบบวนของสัญญาณใช้สำหรับการซิงโครไนซ์ กระบวนการมัลติเพล็กซ์ และดีมัลติเพล็กซ์ระหว่างระดับต่างๆ ของลำดับชั้นช่องสัญญาณเครือข่ายหลัก ตลอดจนการควบคุมข้อผิดพลาดของบล็อก รหัสเชิงเส้นช่วยให้มั่นใจได้ถึงการป้องกันสัญญาณรบกวนของการส่งสัญญาณดิจิตอล อุปกรณ์ส่งสัญญาณจะแปลงสัญญาณดิจิทัลที่มีโครงสร้างเป็นวงจรให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าแบบมอดูเลต ซึ่งจากนั้นจะถูกส่งผ่านตัวกลางในการส่งสัญญาณ ประเภทของการปรับขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่ใช้และสื่อการส่งผ่าน

ดังนั้นภายในระบบส่งสัญญาณดิจิทัล สัญญาณไฟฟ้าของโครงสร้างต่างๆ จะถูกส่งออกไป ที่เอาต์พุตของระบบส่งสัญญาณดิจิทัล จะมีการสร้างช่องสัญญาณเครือข่ายหลักดิจิทัลที่สอดคล้องกับมาตรฐานสำหรับความเร็วในการส่ง โครงสร้างวงจร และประเภทรหัสเชิงเส้น

โดยปกติแล้ว ช่องสัญญาณของเครือข่ายหลักจะมาถึงโหนดการสื่อสารและสิ้นสุดในร้านค้าฮาร์ดแวร์ (LAS) จากจุดที่พวกเขาข้ามเพื่อใช้ในเครือข่ายรอง เราสามารถพูดได้ว่าเครือข่ายหลักคือ "ธนาคารแห่งช่องทาง" ซึ่งจากนั้นจะถูกใช้งานโดยเครือข่ายรอง (เครือข่ายโทรศัพท์ เครือข่ายข้อมูล เครือข่ายเฉพาะกิจ ฯลฯ) สิ่งสำคัญคือสำหรับเครือข่ายรองทั้งหมด "ธนาคารของช่องสัญญาณ" จะเหมือนกัน ดังนั้นจึงมีข้อกำหนดบังคับว่าช่องสัญญาณของเครือข่ายหลักจะต้องเป็นไปตามมาตรฐาน

ชั้นทางกายภาพ(ตารางที่ 10.1) ถูกสร้างขึ้นโดยสื่อการส่งสัญญาณ (สายไฟเบอร์ออปติก, สายทองแดง, สายวิทยุ) และส่วนต่างๆ - พื้นที่ที่เกิดการฟื้นฟู (ส่งสัญญาณใหม่) ของสัญญาณและมัลติเพล็กซ์ (การรวมกันและการแยก) ของสัญญาณต่างๆ เกิดขึ้น ด้วยการมีส่วนการสร้างใหม่ (การส่งสัญญาณซ้ำ) จึงเป็นไปได้ที่จะ "ทำความสะอาด" สัญญาณจากการบิดเบือนและการรบกวน การจัดส่วนมัลติเพล็กซ์ช่วยให้สามารถใช้สื่อทางกายภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากการแบ่งเวลาในการส่งสัญญาณช่องสัญญาณ ในกรณีนี้ เป็นไปได้ที่จะดำเนินการซ้ำซ้อนของส่วนมัลติเพล็กซ์ซิ่งโดยการจัดหาวงจรทางกายภาพเพิ่มเติม อุปกรณ์สำหรับการส่งสัญญาณตามนั้น และอุปกรณ์สวิตชิ่งอัตโนมัติ เลเยอร์ทางกายภาพของเครือข่ายการขนส่งแบบออปติกมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง นั่นคือการแปลงสัญญาณทั้งหมด (การขยาย การถ่ายทอด การรวมและการแบ่ง เอาต์พุตและอินพุต) จะดำเนินการโดยวิธีทางแสงเท่านั้น ด้วยวิธีนี้ ทำให้ได้รับอัตราการถ่ายโอนข้อมูลสูงสุด - ตั้งแต่สิบกิกะบิตไปจนถึงสิบเทราบิตต่อวินาที (Tbit/s) ในสื่อกายภาพที่แสดงด้วยใยแก้วแบบโหมดเดียว ความถี่พาหะนำแสงจำนวนมากตั้งแต่ 2 ถึง 132 หรือมากกว่ามารวมกัน (มัลติเพล็กซ์) ซึ่งแต่ละความถี่จะถูกมอดูเลตโดยสัญญาณข้อมูล

ระดับเส้นทาง(ตารางที่ 10.1) เส้นทางของแต่ละเครือข่ายการขนส่งถูกสร้างขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณข้อมูลผ่านจากต้นทางถึงปลายทาง เส้นทางในเครือข่าย ATM แตกต่างจากเส้นทางในเครือข่าย SDH ตรงที่จะเกิดขึ้นเมื่อมีข้อความข้อมูลเท่านั้น และหากไม่มี ทรัพยากรทางกายภาพของเครือข่ายการขนส่งจะถูกจัดสรรสำหรับการส่งสัญญาณอื่น ๆ ด้วยเหตุนี้ เส้นทางข้อมูลในเครือข่าย ATM จึงเรียกว่าเสมือน

ระดับช่อง(ตารางที่ 10.1) สำหรับโมเดลเครือข่ายการขนส่งที่พิจารณา ระดับนี้ทำหน้าที่เป็นอินเทอร์เฟซกับเครือข่ายรอง (สวิตช์ของโทรศัพท์ บรอดแบนด์ เครือข่ายคอมพิวเตอร์ ฯลฯ) โดยทั่วไปแล้ว อินเทอร์เฟซทางไฟฟ้าและออปติคอลมาตรฐานจะถูกสร้างขึ้นที่ระดับช่องสัญญาณ

เครือข่ายการขนส่งที่สร้างขึ้นตามรุ่นต่างๆ สามารถใช้งานร่วมกันได้ในระดับช่องสัญญาณหรือเส้นทาง

เมื่อเปรียบเทียบเทคโนโลยี SDH กับเทคโนโลยี PDH เราสามารถเน้นคุณลักษณะต่อไปนี้ของเทคโนโลยี SDH ได้: ให้การส่งข้อมูลแบบซิงโครนัสและมัลติเพล็กซ์ องค์ประกอบของเครือข่าย SDH หลักใช้ออสซิลเลเตอร์หลักตัวเดียวในการซิงโครไนซ์ ส่งผลให้ปัญหาในการสร้างระบบซิงโครไนซ์มีความสำคัญเป็นพิเศษ ให้การมัลติเพล็กซ์โดยตรงและดีมัลติเพล็กซ์ของสตรีม PDH ดังนั้นที่ระดับใด ๆ ของลำดับชั้น SDH สตรีม PDH ที่โหลดสามารถจัดสรรได้โดยไม่ต้องมีขั้นตอนการดีมัลติเพล็กซ์แบบทีละขั้นตอน ขั้นตอนมัลติเพล็กซ์โดยตรงเรียกอีกอย่างว่าขั้นตอน I/O อาศัยอินเทอร์เฟซแบบออปติคอลและไฟฟ้ามาตรฐานซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงความเข้ากันได้ของอุปกรณ์จากผู้ผลิตหลายราย อนุญาตให้รวมระบบ PDH ของลำดับชั้นของยุโรปและอเมริกา รับประกันความเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์กับระบบ PDH ที่มีอยู่ และในขณะเดียวกันก็ช่วยให้สามารถพัฒนาระบบส่งสัญญาณในอนาคตได้ เนื่องจากมีช่องทางความจุสูงสำหรับการส่งสัญญาณ ATM และอื่น ๆ ให้การจัดการที่ดีขึ้นและการวินิจฉัยตนเองของเครือข่ายหลัก สัญญาณข้อผิดพลาดจำนวนมากที่ส่งผ่านเครือข่าย SDH ทำให้สามารถสร้างระบบควบคุมโดยใช้แพลตฟอร์ม TMN ได้ เทคโนโลยี SDH ให้ความสามารถในการจัดการเครือข่ายหลักที่กว้างขวางตามอำเภอใจจากศูนย์เดียว

ข้อดีทั้งหมดนี้ทำให้มีการใช้เทคโนโลยี SDH อย่างแพร่หลายในฐานะกระบวนทัศน์สมัยใหม่สำหรับการสร้างเครือข่ายหลักดิจิทัล

องค์ประกอบของโครงข่ายการคมนาคม ให้เราอธิบายองค์ประกอบหลักของระบบการส่งข้อมูลแบบ SDH หรือโมดูลการทำงานของ SDH ตรรกะของการทำงานหรือการโต้ตอบของโมดูลในเครือข่ายจะกำหนดการเชื่อมต่อการทำงานที่จำเป็นของโมดูล - โทโพโลยีหรือสถาปัตยกรรมของเครือข่าย SDH

เครือข่าย SDH ก็เหมือนกับเครือข่ายใดๆ ที่สร้างขึ้นจากโมดูลการทำงานที่แยกจากกันในชุดจำกัด: มัลติเพล็กเซอร์ สวิตช์ ตัวรวมศูนย์ ตัวสร้างใหม่ และอุปกรณ์ปลายทาง ชุดนี้ถูกกำหนดโดยงานหลักที่แก้ไขโดยเครือข่าย

มัลติเพล็กเซอร์ มัลติเพล็กเซอร์ SDH ทำหน้าที่ทั้งการทำงานของตัวมัลติเพล็กเซอร์และฟังก์ชันของอุปกรณ์เข้าถึงเทอร์มินัล ช่วยให้คุณสามารถเชื่อมต่อช่องลำดับชั้น PDH ความเร็วต่ำเข้ากับพอร์ตอินพุตได้โดยตรง เป็นอุปกรณ์สากลและยืดหยุ่นเช่น นอกเหนือจากงานมัลติเพล็กซ์แล้ว ให้ดำเนินการสลับ ความเข้มข้น และการสร้างใหม่ สิ่งนี้เป็นไปได้เนื่องจากการออกแบบโมดูลาร์ของมัลติเพล็กเซอร์ SDH - SMUX ซึ่งฟังก์ชั่นที่ทำจะถูกกำหนดโดยความสามารถของระบบควบคุมและองค์ประกอบของโมดูลที่รวมอยู่ในข้อกำหนดของมัลติเพล็กเซอร์เท่านั้น

Terminal Multiplexer TM เป็นอุปกรณ์มัลติเพล็กเซอร์และอุปกรณ์ปลายทางของเครือข่าย SDH ที่มีช่องทางการเข้าถึงที่สอดคล้องกับเผ่าการเข้าถึง PDH และ SDH ของลำดับชั้น (รูปที่ 10.1) เทอร์มินัลมัลติเพล็กเซอร์สามารถแนะนำช่องต่างๆ ได้ เช่น สลับจากอินพุตของอินเทอร์เฟซ trib ไปเป็นเอาต์พุตเชิงเส้นหรือช่องเอาต์พุต เช่น สลับจากอินพุตเชิงเส้นเป็นเอาต์พุตของอินเทอร์เฟซ trib

มัลติเพล็กเซอร์อินพุต/เอาต์พุต ADM สามารถมีชุด Tribe เดียวกันที่อินพุตเป็นมัลติเพล็กเซอร์เทอร์มินัล (รูปที่ 10.1) ช่วยให้คุณสามารถอินพุต/เอาท์พุตช่องสัญญาณที่เกี่ยวข้องได้ นอกเหนือจากความสามารถในการสลับที่มีให้โดย TM แล้ว ADM ยังอนุญาตให้สลับกระแสเอาต์พุตจากต้นทางถึงปลายทางในทั้งสองทิศทาง รวมถึงการลัดวงจรช่องรับไปยังช่องส่งสัญญาณทั้งสองด้าน ("ตะวันออก" และ "ตะวันตก") ในกรณีที่เกิดความล้มเหลวในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง สุดท้ายนี้ จะช่วยให้ (ในกรณีที่มัลติเพล็กเซอร์เกิดขัดข้องฉุกเฉิน) ผ่านกระแสแสงหลักที่ผ่านไปในโหมดบายพาส ทั้งหมดนี้ทำให้สามารถใช้ ADM ในโทโพโลยีแบบวงแหวนได้

รูปที่ 10.1. มัลติเพล็กเซอร์แบบซิงโครนัส (SMUX): TM Terminal Multiplexer หรือ ADM I/O Multiplexer

รีเจนเนอเรเตอร์เป็นมัลติเพล็กเซอร์แบบง่ายที่มีหนึ่งช่องอินพุต - โดยปกติจะเป็นหลอดออปติคัล STM-N และเอาต์พุตรวมหนึ่งหรือสองช่อง (รูปที่ 10.2) ใช้เพื่อเพิ่มระยะห่างที่อนุญาตระหว่างโหนดเครือข่าย SDH โดยการสร้างสัญญาณเพย์โหลดใหม่ โดยทั่วไประยะนี้คือ 15 – 40 กม. สำหรับความยาวคลื่นลำดับ 1300 นาโนเมตร หรือ 40 – 80 กม. – สำหรับ 1,500 นาโนเมตร

สวิตช์. ทางกายภาพ ความสามารถของการสลับช่องสัญญาณภายในนั้นมีอยู่ในตัวมัลติเพล็กเซอร์ SDH ซึ่งช่วยให้เราสามารถพูดถึงมัลติเพล็กเซอร์ว่าเป็นสวิตช์ภายในหรือภายในเครื่องได้ ตัวอย่างเช่น ในรูปที่ 10.3 ตัวจัดการเพย์โหลดสามารถเปลี่ยนการแมปลอจิคัลระหว่าง TU และช่องสัญญาณเข้าถึงได้แบบไดนามิก ซึ่งเท่ากับการสลับวงจรภายใน นอกจากนี้ตามกฎแล้วมัลติเพล็กเซอร์ยังมีความสามารถในการสลับช่องการเข้าถึงของตัวเอง (รูปที่ 10.4) ซึ่งเทียบเท่ากับการสลับวงจรในพื้นที่ ตัวอย่างเช่นมัลติเพล็กเซอร์สามารถมอบหมายงานการสลับในพื้นที่ที่ระดับช่องทางการเข้าถึงประเภทเดียวกันได้เช่น งานที่แก้ไขได้โดยผู้รวมศูนย์

ในกรณีทั่วไป คุณต้องใช้สวิตช์ซิงโครนัสที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ - SDXC ซึ่งไม่เพียงดำเนินการเฉพาะที่ แต่ยังรวมถึงการสลับทั่วไปหรือแบบพาสทรู (จากต้นทางถึงปลายทาง) ของการไหลความเร็วสูงและโมดูลการขนส่ง STM-N แบบซิงโครนัส ( รูปที่ 10.5) คุณสมบัติที่สำคัญของสวิตช์ดังกล่าวคือการไม่มีการปิดกั้นช่องอื่นในระหว่างการสลับ เมื่อการสลับกลุ่ม TU บางกลุ่มไม่ได้กำหนดข้อ จำกัด ในการประมวลผลของกลุ่ม TU อื่น ๆ การสลับนี้เรียกว่าการไม่บล็อก

รูปที่ 10.3. มัลติเพล็กเซอร์ I/O ในโหมดสวิตช์ภายใน

รูปที่ 10.4. มัลติเพล็กเซอร์ I/O ในโหมดสวิตช์โลคัล

รูปที่ 10.5. สวิตช์ช่องสัญญาณความเร็วสูงทั่วไปหรือแบบพาสทรู

มีฟังก์ชันที่แตกต่างกันหกฟังก์ชันที่ดำเนินการโดยสวิตช์: การกำหนดเส้นทางของคอนเทนเนอร์เสมือน VC ดำเนินการตามการใช้ข้อมูลในส่วนหัวการกำหนดเส้นทาง ROH ของคอนเทนเนอร์ที่เกี่ยวข้อง การรวมหรือการรวมคอนเทนเนอร์เสมือน VC ดำเนินการในโหมดฮับ การถ่ายทอดกระแสจากจุดหนึ่งไปยังหลายจุดหรือไปยังหลายจุด ดำเนินการโดยใช้โหมดการสื่อสารแบบจุดต่อหลายจุด การเรียงลำดับหรือการจัดกลุ่มใหม่ของ VC เพื่อสร้างสตรีม VC ที่เรียงลำดับหลายรายการจากสตรีม VC ทั่วไปที่เข้าสู่สวิตช์ เข้าถึงคอนเทนเนอร์เสมือน VC ซึ่งดำเนินการเมื่อทำการทดสอบอุปกรณ์ อินพุต/เอาต์พุตของคอนเทนเนอร์เสมือน ดำเนินการระหว่างการทำงานของมัลติเพล็กเซอร์อินพุต/เอาต์พุต

10.2. พื้นฐานของการสร้างโทโพโลยีเครือข่ายหลักดิจิทัล

เมื่อสร้างโทโพโลยีของเครือข่ายการขนส่งที่วางแผนไว้ จำเป็นต้องจัดเตรียมความซ้ำซ้อนที่จำเป็นขององค์ประกอบเครือข่ายในระดับฮาร์ดแวร์และเครือข่าย ความซ้ำซ้อนของการรับส่งข้อมูล เพื่อเชื่อมโยงโทโพโลยีเครือข่ายกับองค์กรของการจัดการและการซิงโครไนซ์ เพื่อให้ การจัดระเบียบเครือข่ายการเข้าถึงที่เหมาะสมและการเชื่อมต่อกับ DSP

มีชุดโทโพโลยีมาตรฐานขั้นพื้นฐาน:

โทโพโลยีแบบจุดต่อจุดส่วนเครือข่ายที่เชื่อมต่อสองโหนด A และ B หรือโทโพโลยีแบบจุดต่อจุด เป็นตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของโทโพโลยีเครือข่าย SDH พื้นฐาน (รูปที่ 10.5) สามารถใช้งานได้โดยใช้เทอร์มินัลมัลติเพล็กเซอร์ TM ทั้งตามรูปแบบที่ไม่มีความซ้ำซ้อนของช่องรับ/ส่งสัญญาณ และตามรูปแบบที่มีความซ้ำซ้อน 100% ประเภท 1+1 โดยใช้เอาต์พุตรวมทางไฟฟ้าหรือออปติคอลหลักและสำรอง ( ช่องทางการรับ/ส่งสัญญาณ)

รูปที่ 10.5. โทโพโลยีแบบจุดต่อจุดที่ใช้งานโดยใช้ TM

โทโพโลยี "วงจรเชิงเส้นแบบอนุกรม"โทโพโลยีพื้นฐานนี้ใช้เมื่อความหนาแน่นของการรับส่งข้อมูลบนเครือข่ายไม่สูงนัก และจำเป็นต้องมีสาขาหลายจุดตามแนวเส้นซึ่งสามารถแนะนำช่องทางการเข้าถึงได้ สามารถแสดงเป็นวงจรเชิงเส้นแบบลำดับอย่างง่ายโดยไม่มีการซ้ำซ้อน ดังในรูปที่ 10.6 หรือเป็นวงจรที่ซับซ้อนมากขึ้นโดยมีความซ้ำซ้อน 1+1 ดังในรูปที่ 10.7 โทโพโลยีเวอร์ชันหลังมักเรียกว่า "วงแหวนแบบง่าย"

รูปที่ 10.6. โทโพโลยี "วงจรเชิงเส้นแบบอนุกรม" ที่ใช้งานบน TM และ TDM

รูปที่ 10.7. โทโพโลยี "วงจรเชิงเส้นแบบอนุกรม" ของประเภท "วงแหวนแบบง่าย" พร้อมการป้องกัน 1+1

โทโพโลยีแบบวงแหวนโทโพโลยีนี้ (รูปที่ 10.8) ใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้างเครือข่าย SDH ในสองระดับแรกของลำดับชั้น SDH (155 และ 622 Mbit/s) ข้อได้เปรียบหลักของโทโพโลยีนี้คือความง่ายในการจัดการการป้องกันประเภท 1+1 เนื่องจากมีมัลติเพล็กเซอร์ซิงโครนัส SMUX ของช่องรับ/ส่งสัญญาณแสงสองคู่: ตะวันออก - ตะวันตก ทำให้สามารถสร้างวงแหวนคู่พร้อมการไหลสวนทาง .

รูปที่ 10.8. โทโพโลยีแบบวงแหวนพร้อมการป้องกัน 1+1

สถาปัตยกรรมเครือข่าย SDH.

โซลูชันทางสถาปัตยกรรมเมื่อออกแบบเครือข่าย SDH สามารถเกิดขึ้นได้จากการใช้โทโพโลยีเครือข่ายเบื้องต้นที่กล่าวถึงข้างต้นเป็นแต่ละเซ็กเมนต์ ตัวอย่างเช่น สถาปัตยกรรมวงแหวนเรเดียลของเครือข่าย SDH ถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของการใช้โทโพโลยีพื้นฐานสองประการ: “วงแหวน” และ “เดซี่เชน” อีกวิธีหนึ่งที่มักใช้ในสถาปัตยกรรมเครือข่าย SDH คือการเชื่อมต่อแบบวงแหวนต่อวงแหวน วงแหวนในการเชื่อมต่อนี้สามารถเป็นระดับเดียวกันหรือต่างกันของลำดับชั้น SDH

สถาปัตยกรรมเชิงเส้นสำหรับเครือข่ายทางไกล สำหรับเครือข่ายเชิงเส้นตรงระยะไกล ระยะห่างระหว่างเทอร์มินัลมัลติเพล็กเซอร์จะมากกว่าหรือมากกว่าระยะห่างที่แนะนำอย่างมากจากมุมมองของการลดทอนสูงสุดที่อนุญาตของสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติก ในกรณีนี้ บนเส้นทางระหว่าง TM (รูปที่ 10.8) นอกเหนือจากมัลติเพล็กเซอร์และสวิตช์พาสทรูแล้ว ยังต้องติดตั้งรีเจนเนอเรเตอร์เพื่อกู้คืนสัญญาณแสงที่ซีดจางอีกด้วย สถาปัตยกรรมเชิงเส้นนี้สามารถแสดงเป็นการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของส่วนต่างๆ ที่ระบุในคำแนะนำ ITU-T G.957 และ ITU-T G.958

บล็อก MUX และ LT (รูปที่ 10.8) มีโครงสร้างเป็นโมดูลเดียว โดยมีพื้นฐานคือมัลติเพล็กเซอร์ (MT) โครงสร้างเส้นทางและส่วนต่างๆ ของเครือข่าย SDH อย่างง่ายแสดงในรูปที่ 10.8

รูปที่ 10.8. โครงสร้างของเส้นทางและส่วนต่างๆ

การจัดระเบียบปฏิสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบเครือข่ายการขนส่งตลอดจนการจัดการเครือข่ายทำได้โดยใช้อินเทอร์เฟซบางอย่าง (รูปที่ 10.8)

SPI - อินเทอร์เฟซทางกายภาพ STM-N, จุดเชื่อมต่อใยแก้วนำแสง

PI คืออินเทอร์เฟซทางกายภาพของสตรีมส่วนประกอบใน PDH หรือ SDH นอกจากนี้ยังสามารถรวมสตรีมดิจิทัลที่ไม่ใช่ออคเต็ตไว้ที่นี่ เช่น ช่องทีวีดิจิทัล และอื่นๆ อินเทอร์เฟซนี้สามารถเป็นได้ทั้งแบบไฟฟ้าหรือแบบออปติคอล

T – อินเทอร์เฟซที่ออกแบบมาสำหรับการส่งและรับสัญญาณการซิงโครไนซ์

Q – ควบคุมอินเทอร์เฟซเครือข่าย จุดเชื่อมต่อสำหรับสายเชื่อมต่อสำหรับการส่งข้อมูลแบบสองทางจากโหนดควบคุม

F – ส่วนต่อประสานการควบคุม คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (PC) เชื่อมต่อกับจุดนี้ ซอฟต์แวร์ที่ช่วยให้คุณตรวจสอบสถานะของไม่เพียงแต่สถานีของคุณ แต่ยังรวมถึงสถานีของเครือข่ายของคุณด้วย

อินเทอร์เฟซ T ประกอบด้วยองค์ประกอบเครือข่าย (NE) ซึ่งสามารถควบคุมได้โดยสัญญาณจากออสซิลเลเตอร์อ้างอิงหลัก (PEG) หรือจากสเลฟมาสเตอร์ออสซิลเลเตอร์ (VZG) หรือสัญญาณการไหลของส่วนประกอบ (CF) หรือสัญญาณเชิงเส้น (LS) นอกจากนี้ ยังสามารถส่งสัญญาณการซิงโครไนซ์ให้กับองค์ประกอบเครือข่ายของระบบอื่นๆ ได้ จากเอาต์พุตของ SE สัญญาณควบคุมจะเข้าสู่การส่งสัญญาณ (เอาต์พุต 2) และเส้นทางการรับ (เอาต์พุต 1)

คำถามควบคุม:

1. ให้แนวคิดเกี่ยวกับเครือข่ายหลัก ตั้งชื่อหน้าที่หลักของเครือข่ายการสื่อสารการขนส่ง
2. หลังจากตรวจสอบโครงสร้างของแบบจำลองเครือข่ายการขนส่งหลายระดับแล้ว ให้ประเมินเปรียบเทียบเครือข่ายโดยระบุคุณสมบัติและความแตกต่างทั่วไป
3. คุณสมบัติของเทคโนโลยี SDH คืออะไร?
4. อธิบายเลเยอร์ทางกายภาพของเครือข่ายการขนส่ง
5. แสดงรายการโมดูลการทำงานหลักของ SDH
6. ฟังก์ชั่นของมัลติเพล็กเซอร์ I/O คืออะไร?
7. เน้นฟังก์ชันหลักที่ดำเนินการโดยสวิตช์
8. แสดงรายการโทโพโลยีเครือข่ายการขนส่งมาตรฐาน
9. แผนการสร้างเครือข่ายการขนส่งใดบ้างที่ใช้เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือและความอยู่รอด
10. อินเทอร์เฟซ F ใช้ทำอะไร?

สวัสดีตอนบ่ายชุมชนที่รัก

ในบทความนี้ ฉันอยากจะพูดคุยเล็กน้อยเกี่ยวกับการวางแผน Mobile Backhaul ในผู้ให้บริการโทรคมนาคมรายเล็กของเรา บางทีบางคนอาจพบว่าสิ่งนี้น่าสนใจและอาจมีประโยชน์

ผมขอเริ่มด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าบริษัทของเราให้บริการการสื่อสารเคลื่อนที่ 2G/3G และวางแผนที่จะเปิดตัวเครือข่าย LTE ในเชิงพาณิชย์ในอนาคตอันใกล้นี้ ฐานสมาชิกของเรามีเพียงประมาณ 200,000 คน ดังนั้น ตามมาตรฐานปัจจุบัน เราจึงเป็นผู้ดำเนินการที่ค่อนข้างเล็ก

ดังนั้น เมื่อไม่นานมานี้ เราต้องเผชิญกับงานปรับปรุงเครือข่ายการรับส่งข้อมูลหลักให้ทันสมัย

วัตถุประสงค์ของโครงการ

ดังที่คุณทราบ ขณะนี้ผู้ให้บริการโทรคมนาคมหลายรายกำลังถ่ายโอนเครือข่ายหลักของตนไปยัง IP
นี่เป็นเพราะปริมาณการรับส่งข้อมูลที่เพิ่มขึ้น การแนะนำเทคโนโลยีใหม่ เช่น VoIP, IPTV, LTE เป็นต้น
การเปลี่ยนมาใช้ IP ทำให้ผู้ปฏิบัติงานมีความยืดหยุ่นมาก ทำให้คุณสามารถเพิ่มความจุและให้บริการใหม่ๆ ได้อย่างง่ายดาย

เจ้าหน้าที่ควบคุมเครื่องของเราก็ไม่มีข้อยกเว้น และเรายังได้เริ่มโครงการสร้าง Mobile Backhaul อีกด้วย

Mobile Backhaul คืออะไร?

Mobile Backhaul เป็นเครือข่ายการรับส่งข้อมูลหลักที่เชื่อมต่อสถานีฐานกับองค์ประกอบการทำงานของเครือข่าย 2G/3G/LTE (ตัวควบคุมสถานีฐาน ฯลฯ) และในกรณีของ LTE Mobile Backhaul ยังให้ความสามารถในการเชื่อมต่อสถานีฐานถึงกันโดยตรง นอกจากนี้ Mobile Backhaul ยังต้องจัดให้มีความสามารถในการให้บริการที่จำเป็นทั้งหมด (การซิงโครไนซ์ คุณภาพของการบริการ ฯลฯ)

การวิเคราะห์ข้อกำหนดเครือข่ายหลัก

ในขั้นแรก จำเป็นต้องทำความเข้าใจว่าข้อกำหนดใดที่เครือข่ายหลักต้องปฏิบัติตาม และอุปกรณ์ใดที่ควรใช้สำหรับสิ่งนี้

หลังจากวิเคราะห์งานที่มีอยู่แล้ว พบว่าเครือข่ายหลักควรทำหน้าที่ดังต่อไปนี้:

1) ให้ความสามารถในการแยกการรับส่งข้อมูลประเภทต่างๆ จากสถานีฐาน (การส่งสัญญาณ การควบคุม ข้อมูล ฯลฯ)
2) ให้ความสามารถในการเชื่อมต่อลูกค้าองค์กรโดยใช้บริการ L2VPN/L3VPN
3) จัดให้มีตัวบ่งชี้คุณภาพการบริการ (QoS) ที่จำเป็น
4) ให้ความสามารถในการซิงโครไนซ์สถานีฐานผ่าน IP (IEEE 1588)

ดังนั้นเมื่อคำนึงถึงข้อกำหนดเหล่านี้แล้ว จึงตัดสินใจปรับใช้เทคโนโลยี MPLS ในเครือข่ายหลัก ซึ่งช่วยให้สามารถใช้งานฟังก์ชันที่ระบุไว้ทั้งหมด (และมากกว่านั้น) นอกเหนือจากตัวมันเอง

อุปกรณ์ Cisco Systems ได้รับเลือกให้สร้าง Mobile Backhaul
ทางเลือกคำนึงถึงปัจจัยต่อไปนี้:

1) ผู้ปฏิบัติงานของเรามีความสัมพันธ์อันยาวนานกับ Cisco Systems เครือข่ายการขนส่งทั้งหมดสร้างขึ้นจากอุปกรณ์ของบริษัทนี้
2) เครือข่ายเทคโนโลยีใช้อุปกรณ์จาก Nokia ซึ่งเป็นพันธมิตรของ Cisco Systems ในการสร้างเครือข่ายสำหรับผู้ให้บริการโทรคมนาคม
3) เมื่อเร็ว ๆ นี้ Cisco ได้เปิดตัวฮาร์ดแวร์ที่น่าสนใจจำนวนเพียงพอสำหรับผู้ให้บริการโทรคมนาคม ซึ่งเข้ากับแนวคิดของเราได้เป็นอย่างดี

การออกแบบเครือข่าย

ในปัจจุบัน ทั้ง Nokia และ Cisco Systems มีตัวเลือกการออกแบบเครือข่ายผู้ให้บริการมากมาย ปัญหาหลักในกรณีของเราคือตัวเลือกทั้งหมดเหล่านี้ได้รับการวางแผนไว้สำหรับผู้ปฏิบัติงานรายใหญ่ และไม่ตรงตามข้อกำหนดของเราแต่อย่างใด

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Cisco เสนอคู่มือการออกแบบ Unified MPLS Mobile Transport สำหรับการออกแบบเครือข่ายหลัก (มีให้ใช้งานฟรีบนเว็บไซต์ Cisco Community) คู่มือการออกแบบนี้มีตัวเลือกมากมายสำหรับการสร้างเครือข่าย ซึ่งขั้นต่ำสุดจะถือว่าคุณมี "โหนดการเข้าถึงน้อยกว่า 1,000 โหนด" และแม้แต่ตัวเลือกนี้ก็กลายเป็นสิ่งที่ยอดเยี่ยมสำหรับผู้ปฏิบัติงานของเรา (ในขั้นต้นมีแผนที่จะถ่ายโอนสถานีฐานประมาณ 50 สถานีไปยัง IP และเพิ่มขึ้นอีกเป็น 300-400) ในกรณีนี้ สถานีฐานใกล้เคียงหลายสถานีสามารถเชื่อมต่อกับโหนดการเข้าถึงเดียวได้
ดังนั้นในเครือข่ายของเรา เราจึงสามารถนับโหนดการเข้าถึงได้สูงสุด 100-150 โหนด

จากสิ่งที่กล่าวมาข้างต้น เราได้เริ่มลดความซับซ้อนของโครงการที่ Cisco เสนอและปรับให้เข้ากับความเป็นจริงของเรา
ผลลัพธ์ที่ได้คือ:
1) เครือข่ายหลักจะประกอบด้วยสามเลเยอร์: การเข้าถึง การรวมกลุ่ม และแกนหลัก (สำหรับโซลูชันขนาดใหญ่ที่ Cisco ใช้ 5 เลเยอร์)
2) MPLS จะได้รับการกำหนดค่าบนเครือข่ายหลักทั้งหมด ลงไปเพื่อเข้าถึง สิ่งนี้จะช่วยให้เราใช้ฟังก์ชันทั้งหมดที่เราต้องการและให้บริการในระดับที่ต้องการได้
3) การกำหนดเส้นทางจะขยายไปยังโหนดการเข้าถึง ซึ่งจะช่วยให้สามารถรับส่งข้อมูลระหว่างสถานีฐานใกล้เคียงได้โดยตรง โดยข้ามการรวมกลุ่ม/แกนกลาง

เราเตอร์ Cisco ASR901 ซึ่งอยู่ในตำแหน่ง Cell Site Gateway ได้รับเลือกให้เป็นโหนดการเข้าถึง
ข้อดีของเราเตอร์เหล่านี้คือ: ราคาค่อนข้างต่ำ, ฟังก์ชั่นที่จำเป็นครบชุด, ไฟ DC, การใช้พลังงานต่ำและชุดอินเทอร์เฟซเครือข่ายขนาดใหญ่

สวิตช์ Cisco ME3600X ถูกเลือกเป็นโหนดการรวม สวิตช์เหล่านี้มีพอร์ตออปติคอลกิกะบิตอีเธอร์เน็ต 24 พอร์ต และอินเทอร์เฟซ 10 กิกะบิตสองพอร์ต ซึ่งช่วยให้สามารถถ่ายโอนการรับส่งข้อมูลจำนวนมากไปยังแกนหลักได้ นอกจากนี้สวิตช์เหล่านี้ยังรองรับ MPLS อย่างดีและฟังก์ชั่นที่จำเป็นทั้งหมดอีกด้วย

แกนหลักของเครือข่ายหลักคือ Cisco 7609 ที่มีจำหน่ายในปัจจุบัน สำหรับการ์ดเหล่านี้ ได้มีการซื้อการ์ด 10 กิกะบิตเพื่อให้ปริมาณงานที่จำเป็นเท่านั้น

เป็นผลให้ไดอะแกรมต่อไปนี้ปรากฏขึ้น:

โหนดการเข้าถึงทั้งหมดเชื่อมต่อกันแบบกึ่งวงแหวนของเราเตอร์ 3-5 ตัว ซึ่งช่วยให้ประหยัดพอร์ตราคาแพงบนสวิตช์รวม และในขณะเดียวกันก็ให้ความซ้ำซ้อนในกรณีที่อุปกรณ์ตัวเดียวหรือการเชื่อมโยงล้มเหลว แต่ละโหนดการรวมจะเชื่อมต่อกับแต่ละโหนดหลัก ซึ่งยังจัดให้มีระดับความซ้ำซ้อนที่จำเป็นอีกด้วย

การเชื่อมต่อสถานีฐาน

ในกรณีของเรา มีการเชื่อมต่อสองประเภท: การเชื่อมต่อกับสถานี 2G/3G และการเชื่อมต่อกับสถานี LTE

ในกรณีของ LTE ทุกอย่างดูค่อนข้างเรียบง่าย IP/MPLS ขยายไปจนถึง ASR901 โปรโตคอลการกำหนดเส้นทาง OSPF และ L3VPN (VRF) ที่จำเป็นได้รับการกำหนดค่าบน ASR 901 - ในกรณีของเรา ได้แก่ ControlPlane, UserPlane, O&M และ SyncroPlane:

ControlPlane - สัญญาณเตือน
UserPlane - ข้อมูล
O&M - การจัดการ
SyncroPlane - การซิงโครไนซ์

สถานีฐานถูกรวมไว้ในอินเทอร์เฟซย่อยต่างๆ ใน ​​L3VPN ที่พวกเขาต้องการ
L3VPN เดียวกันนี้ปรากฏบนโหนดที่เชื่อมต่อ MSS/RNC ฯลฯ ดังนั้น การสื่อสารระหว่างสถานีฐานและองค์ประกอบเครือข่ายที่ระบุจึงดำเนินการแยกกันภายใน L3VPN โดยใช้โปรโตคอล MP-BGP

ในกรณีของ 2G/3G สถานีฐานจะเชื่อมต่อกันโดยใช้ TDM/ATM ซึ่งส่งข้อมูลและการรับส่งข้อมูลบริการ ในเรื่องนี้ จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการรับส่งข้อมูล TDM/ATM ระหว่างสถานีฐานและตัวควบคุมผ่านเครือข่าย IP ซึ่งสามารถทำได้โดยการตั้งค่า L2VPN (Pseudowire) ระหว่าง ASR901 และไซต์สวิตช์ที่ RNC เชื่อมต่ออยู่ ดังนั้นข้อมูลทั้งหมดจะถูกส่งผ่านอุโมงค์บนเครือข่าย IP

ด้วยเหตุนี้ เราจึงมีสถาปัตยกรรมแบบครบวงจรที่ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อสถานีฐานและลูกค้าองค์กรประเภทต่างๆ ได้ และสามารถปรับขนาดได้อย่างง่ายดาย
โครงการนี้ได้พิสูจน์ตัวเองเป็นอย่างดีในการใช้งานทดสอบ และกำลังเตรียมพร้อมสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์

เพื่อไม่ให้บทความโอเวอร์โหลด ปัญหาของ QoS การซิงโครไนซ์ ฯลฯ ไม่ได้ถูกกล่าวถึงอย่างลึกซึ้งในที่นี้
บางทีปัญหาเหล่านี้อาจถูกอธิบายในอนาคตหากใครก็ตามสนใจ

โครงข่ายคมนาคมขนส่งเป็นเครือข่ายที่ให้บริการถ่ายโอนข้อมูลประเภทต่างๆ โดยใช้โปรโตคอลการรับส่งข้อมูลต่างๆ

โครงข่ายการคมนาคมสามารถแบ่งออกได้ สามระดับ- เครือข่าย ระดับแรก - ท้องถิ่นหรือท้องถิ่นจัดขึ้นในเขตเมืองหรือชนบท เครือข่ายแห่งที่สอง ระดับ – ภูมิภาคหรือภายในเขต. ระดับที่สามคือเครือข่ายทั่วโลก (แกนหลัก)เมื่อสร้างเครือข่ายการขนส่งในระดับต่างๆ ความสม่ำเสมอจะคงอยู่ในวิธีการส่งข้อมูล วิธีการจัดการเครือข่าย และการซิงโครไนซ์ ความแตกต่างในเครือข่ายระดับต่างๆ ประกอบด้วยเฉพาะในลำดับชั้นของความเร็วที่ใช้ สถาปัตยกรรมของเครือข่าย (วงแหวน ดาว เชิงเส้น ฯลฯ) และพลังของโหนดการเชื่อมต่อข้าม สายส่งไฟเบอร์ออปติก รีเลย์วิทยุและสายดาวเทียม และสายโคแอกเชียลถูกใช้เป็นสายส่งในเครือข่ายการขนส่ง

รูปที่ 2.8 แสดงโครงสร้างของเครือข่ายการขนส่งท้องถิ่น (เมือง) ที่ใช้เทคโนโลยี SDH

ข้าว. 2.8 โครงสร้างเครือข่ายการคมนาคมของเมืองบนพื้นฐานของเทคโนโลยีสธ

สำหรับการก่อสร้างระบบขนส่งและเครือข่ายองค์กรที่ทันสมัยทุกระดับที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือ เทคโนโลยีเครือข่าย PDH/PDH, SDH/SDH และ ATMเทคโนโลยี ATM แตกต่างจากเทคโนโลยี PDH และ SDH ไม่เพียงแต่ครอบคลุมระดับเครือข่ายหลักหรือเครือข่ายการขนส่งเท่านั้น แต่ยังรวมระดับของเครือข่ายรองและเครือข่ายการเข้าถึงเข้ากับเครือข่ายหลักด้วย ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเช่นนี้ เทคโนโลยีเช่น DWDM, IP ผ่าน ATM และ IP ผ่าน SDHปัจจุบันมีความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการสร้างเครือข่ายแกนหลักที่ใช้เทคโนโลยีข้างต้น เทคโนโลยีใหม่สำหรับการส่งข้อมูลการรับส่งข้อมูล IP เกิดขึ้นพร้อมกับการเชื่อมต่อแบบรวมของเราเตอร์ IP โดยใช้เทคโนโลยีเช่น WDM, DWDM, SDH และไฟเบอร์สีเข้มเป็นสื่อช่องทาง เครือข่ายการขนส่งใช้ลำดับชั้นของความเร็วในการส่งข้อมูลตามคำแนะนำระหว่างประเทศของ ITU-T และมาตรฐานยุโรปที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดซึ่งใช้ในเครือข่ายการสื่อสารของรัสเซีย เทคโนโลยี PDH รองรับลำดับชั้นของช่องดิจิทัลในระดับต่อไปนี้: ผู้สมัครสมาชิกหรือช่องหลัก E0 (64 kbit/s) และช่องผู้ใช้ระดับ E1 (2.048 Mbit/s), E2 (8.448 Mbit/s), E3 (34.368 Mbit/s) , E4 ( 139.264 Mbps). ระดับช่องสัญญาณดิจิทัล E5 (564.992 Mbit/s) ถูกกำหนดไว้ในคำแนะนำของ ITU-T แต่ในทางปฏิบัติมักไม่ค่อยได้ใช้ ช่องสัญญาณดิจิทัล PDH เป็นอินพุต (เพย์โหลด) สำหรับอินเทอร์เฟซผู้ใช้ของเครือข่าย SDH

โดยทั่วไปแล้ว เครือข่ายหลักหรือเครือข่ายการขนส่งดิจิทัลสมัยใหม่นั้นถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของการผสมผสานระหว่างอุปกรณ์ PDH และ SDH ช่องสัญญาณดิจิทัลของเครือข่ายการขนส่งที่มีความจุ (ความเร็วในการส่งข้อมูล) ตั้งแต่ 64 kbit/s ถึง 39813.12 Mbit/s สร้างขึ้นบนพื้นฐานของเทคโนโลยี PDH และ SDH (ตาราง 8.4.1, ตาราง 8.4.2) เทคโนโลยี PDH และ SDH โต้ตอบซึ่งกันและกันผ่านขั้นตอนมัลติเพล็กซ์และดีมัลติเพล็กซ์สำหรับสตรีมดิจิทัล E1, E3 และ E4 PDH ในอุปกรณ์ SDH ตาราง 8.4.1 แสดงลักษณะทั่วไปของช่องสัญญาณดิจิทัลหลัก E0 และเส้นทางเครือข่าย E1, E2, E3 และ E4 PDH

เทคโนโลยี SDH เปรียบเทียบกับ PDH มีคุณสมบัติและคุณสมบัติดังนี้ ข้อดี:

 จัดให้มีการส่งข้อมูลแบบซิงโครนัสและมัลติเพล็กซ์ ซึ่งนำไปสู่ความจำเป็นในการสร้างระบบการซิงโครไนซ์เครือข่าย

 ให้มัลติเพล็กซ์โดยตรงและดีมัลติเพล็กซ์ (อินพุต-เอาท์พุต) ของสตรีมดิจิทัล PDH

 ขึ้นอยู่กับอินเทอร์เฟซแบบออปติคอลและไฟฟ้ามาตรฐาน ซึ่งรับประกันความเข้ากันได้ของอุปกรณ์จากผู้ผลิตหลายราย

 ช่วยให้คุณสามารถรวมระบบ PDH ของลำดับชั้นของยุโรปและอเมริกาได้

 ให้ความเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์กับอุปกรณ์ PDH, ATM และ IP;

 ให้การจัดการหลายระดับและการวินิจฉัยตนเองของเครือข่ายการขนส่ง

เทคโนโลยีเอทีเอ็มบนพื้นฐานของมัลติเพล็กซ์ทางสถิติของสัญญาณอินพุตต่างๆ ได้รับการพัฒนาครั้งแรกโดยเป็นส่วนหนึ่งของเทคโนโลยีบรอดแบนด์ B-ISDN ได้รับการออกแบบมาเพื่อการส่งข้อมูลความเร็วสูงของการรับส่งข้อมูลที่แตกต่างกัน: เสียง ข้อมูล วิดีโอ และมัลติมีเดีย และมุ่งเน้นไปที่การใช้เลเยอร์ทางกายภาพของเทคโนโลยีเครือข่ายความเร็วสูง เช่น SDH, FDDI เป็นต้น ในเทคโนโลยี ATM ค่าพื้นฐาน ​​ความเร็วในการส่งข้อมูลสำหรับอินเทอร์เฟซการเข้าถึง (อินเทอร์เฟซผู้ใช้) สอดคล้องกับช่องสัญญาณดิจิทัล E1 (2 Mbit/s), E3 (34 Mbit/s), E4 (140 Mbit/s), PDH, ATM (25 Mbit/s), Fast อีเธอร์เน็ต, FDDI (100 Mbit/s) และอื่นๆ ความเร็วพื้นฐานของอินเทอร์เฟซการส่งข้อมูลเชิงเส้นสอดคล้องกับความเร็วในการส่งข้อมูลของช่องสัญญาณดิจิตอล STM-N (N=1, 4, 16, 64 (ตารางที่ 2)) ของระบบ SDH

เทคโนโลยี ATM เป็นเทคโนโลยีแรกที่ใช้พื้นฐานนี้ แทนที่จะใช้เครือข่ายมาตรฐานและเครือข่ายจำนวนมาก (เครือข่ายโทรศัพท์ โทรเลข โทรสาร และข้อมูล) มีการวางแผนที่จะสร้างเครือข่ายดิจิทัลเดียวโดยใช้สายไฟเบอร์ออปติกอย่างแพร่หลาย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอุปกรณ์ ATM มีราคาสูงและการที่โปรโตคอล IP แพร่หลายเข้าสู่เครือข่ายทั่วโลก แผนเหล่านี้จึงยังไม่ถูกนำมาใช้อย่างเต็มที่ เทคโนโลยีไอพีเป็นพื้นฐานของอินเทอร์เน็ต และเป็นชุดของโปรโตคอลที่เรียกว่า TCP/IP protocol stack และ IP Transmission Control Protocol เรียกว่า Internet Protocol เขาเป็นผู้ดำเนินการแลกเปลี่ยนอินเทอร์เน็ต ข้อได้เปรียบหลักคือสแต็กโปรโตคอล TCP/IP ให้การสื่อสารที่เชื่อถือได้ระหว่างอุปกรณ์เครือข่ายจากผู้ผลิตหลายราย โปรโตคอลของสแต็ก TCP/IP อธิบายรูปแบบของข้อความและระบุวิธีจัดการข้อผิดพลาด ทำให้เกิดกลไกในการส่งข้อความผ่านเครือข่าย โดยไม่คำนึงถึงประเภทของอุปกรณ์ที่ใช้ อย่างไรก็ตาม ในระหว่างที่มีอยู่ของโปรโตคอล TCP/IP จุดอ่อนและข้อบกพร่องของสถาปัตยกรรมโปรโตคอล TCP/IP ได้เกิดขึ้น ในหลายกรณี เทคโนโลยี IP ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของแอปพลิเคชันใหม่ๆ ได้ ประการแรก จะต้องให้ปริมาณงานที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตาม นี่ยังไม่เพียงพอ มีความจำเป็นต้องเสริมเทคโนโลยี IP ด้วยความสามารถในการจัดการแบนด์วิดท์ที่ให้แอปพลิเคชันต่างๆ มี QoS ที่พวกเขาต้องการ

การพัฒนาเทคโนโลยีสารสนเทศและโทรคมนาคมได้รับการกระตุ้นอย่างต่อเนื่องโดยการค้นหาโอกาสและเทคโนโลยีที่สามารถรวมเครือข่ายได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด เปลี่ยนให้เป็นบรอดแบนด์บริการที่หลากหลายและอัลตร้าไวด์แบนด์ ปัจจุบัน มีความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการสร้างเครือข่ายแกนหลักทั่วโลกโดยใช้เทคโนโลยี IP ผ่าน ATM และ IP ผ่าน SDH เทคโนโลยีใหม่สำหรับการรับส่งข้อมูล IP ได้เกิดขึ้น โดยจัดให้มีการเชื่อมต่อเราเตอร์แบบครบวงจรผ่านระบบและสื่อ เช่น WDM, DWDM และไฟเบอร์สีเข้ม ตัวอย่างของเทคโนโลยีดังกล่าวคือเทคโนโลยีที่เสนอในปี 2542 Cisco Systems พัฒนาโปรโตคอล SRP (Spatial Reuse Protocol) ซึ่งต่อมากลายเป็นที่รู้จักในชื่อ DPT (Dynamic Packet Transport) เทคโนโลยี DPT รวบรวมคุณสมบัติที่ดีที่สุดของเทคโนโลยี เช่น SDH, FDDI เป็นต้น เทคโนโลยี DPT ช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงโปรโตคอลระดับกลางของเทคโนโลยีเครือข่ายอื่นๆ เช่น SDH และ ATM เมื่อส่งข้อมูลการรับส่งข้อมูล IP ผ่านไฟเบอร์ ข้อดีหลักของเทคโนโลยี DPT มีดังต่อไปนี้ การใช้รูปแบบ SDH (ระดับ STM-1) ช่วยให้การรับส่งข้อมูล DPT สามารถส่งผ่านเครือข่าย SDH ได้ จึงมั่นใจได้ถึงความเข้ากันได้ ในกรณีนี้ เส้นทางสายหลักจะใช้แบนด์วิธระหว่างจุดส่งและรับสัญญาณเท่านั้น ซึ่งช่วยให้ใช้แบนด์วิดท์ของโทโพโลยีวงแหวนของเครือข่าย DPT ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เทคโนโลยี DPT ได้พัฒนาความสามารถในการสำรองข้อมูลการรับส่งข้อมูลผ่านการใช้กลไกการกู้คืนในโทโพโลยีเครือข่ายแบบวงแหวน การใช้โปรโตคอล IP ช่วยให้สามารถตรวจสอบเครือข่าย DPT ทั้งหมดตั้งแต่ต้นทางถึงปลายทาง ตั้งแต่แกนหลัก (การขนส่ง) ไปจนถึงการเข้าถึงเครือข่าย

เครือข่ายการคมนาคม– ชุดเส้นทางการสื่อสารที่เชื่อมต่อพื้นที่ที่มีประชากรตามลำดับของประเทศภูมิภาค (เมือง) เครือข่ายการขนส่งเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดที่กำหนดระดับความสามารถในการให้บริการขนส่งที่มีศักยภาพของอาณาเขตและความสามารถในการขนส่ง เครือข่ายการขนส่งของประเทศหรือภูมิภาคที่แยกจากกันประกอบด้วยทางรถไฟและถนน ทางทะเลและทางน้ำภายในประเทศ เส้นทางการบิน และท่อส่งหลัก เพื่อกำหนดเส้นทางคมนาคมที่เชื่อมระหว่างเมืองและศูนย์กลางอุตสาหกรรมที่สำคัญที่สุดของประเทศหรือภูมิภาค คำว่า “ การขนส่งหลัก».

ในแง่นี้ ไม่ใช่สายหลักคือการขนส่งทางอุตสาหกรรมและในเมือง เรียกว่าเส้นทางการเข้าถึงคลังสินค้า สถานประกอบการอุตสาหกรรม และสิ่งอำนวยความสะดวกของแผนกอื่นๆ ถนนทางเข้า.

การขนส่งทางบกแต่ละประเภทก็มี เส้นทาง, วางอยู่บนพื้นโลก. แถบภูมิประเทศ ( ถูกต้อง).

ทางน้ำ- เป็นเส้นทางการสื่อสารระหว่างการขนส่งทางทะเลและทางน้ำภายในประเทศ เส้นทางเดินทะเล- เส้นทางเหล่านี้เป็นเส้นทางที่ตามด้วยเรือ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นทางธรรมชาติ โดยมีท่าเทียบเรือ ท่าเรือ และบางครั้งมีการสร้างแฟร์เวย์หรือคลองเทียม ทางน้ำภายในประเทศ- เหล่านี้เป็นพื้นที่น้ำภายในประเทศที่ใช้สำหรับการเดินเรือและล่องแพไม้ สิ่งเหล่านี้อาจเป็นได้ทั้งตามธรรมชาติ (ทะเลใน ทะเลสาบ และแม่น้ำ) และของเทียม (คลอง อ่างเก็บน้ำเทียม แม่น้ำประตูน้ำ)

สายการบินออกแบบมาสำหรับการบินของเครื่องบิน โดยเชื่อมต่อกับน่านฟ้าของสนามบินและถูกจำกัดด้วยความสูงและความกว้าง สนามบินที่มีโครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็นได้รับการติดตั้งสำหรับการบินขึ้นและลงของเครื่องบินและเฮลิคอปเตอร์ การบำรุงรักษาทางเทคนิคของสนามบิน

องค์ประกอบบังคับของเครือข่ายการขนส่งคือจุดเริ่มต้น จุดสุดท้าย และจุดกลางซึ่งมีการก่อตัว สลาย และปฏิรูปการขนส่งสินค้าและผู้โดยสาร เรียกว่า ศูนย์กลางการขนส่ง- ที่ศูนย์กลางการขนส่ง มีการเตรียมสินค้าสำหรับการขนส่ง มีการสร้างการขนส่งสินค้า สินค้าจะถูกโอนไปยังผู้ขนส่งและจากผู้ขนส่งไปยังผู้รับ ถ่ายโอนจากการขนส่งรูปแบบหนึ่งไปยังอีกรูปแบบหนึ่ง การจัดเก็บสินค้าระยะสั้น การยุบการขนส่งสินค้าและ การดำเนินการทางเทคโนโลยีอื่น ๆ หน้าที่ของศูนย์กลางการขนส่งกำลังขยายตัวพร้อมกับการพัฒนาบริการขนส่ง จุดขนถ่ายสินค้าซึ่งทำหน้าที่รับ ส่งสินค้า และส่งไปยังที่หมายต่างๆ ค่อยๆ กลายมาเป็น ขั้ว– โดยที่การจัดส่งชุดเล็กจะถูกเปลี่ยนเป็นการจัดส่งเต็มชุดเพื่อการขนส่งชุดใหญ่ อาคารผู้โดยสารได้กลายเป็นสิ่งอำนวยความสะดวกในการขนส่งสินค้าขนาดใหญ่ที่มีกลไกการขนถ่ายและการจัดเก็บที่ครอบคลุม เมื่อเร็วๆ นี้ ฟังก์ชันของอาคารผู้โดยสารได้รับการขยายให้ครอบคลุมถึงการส่งต่อการขนส่งสินค้า ศุลกากร การแลกเปลี่ยน ข้อมูล และบริการอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนย้ายสินค้า มีคำศัพท์ใหม่สำหรับโหนดดังกล่าว - “ ฮับ».

การพัฒนาความสัมพันธ์ทางเศรษฐกิจระหว่างประเทศอย่างเข้มข้นจำเป็นต้องมีแนวทางใหม่เพื่อลดเวลาในการผลิตและการขายผลิตภัณฑ์ สถานที่พิเศษในปัญหานี้ถูกครอบครองโดย ความเร็วของการขนส่งสินค้า- ความแตกต่างในวิธีการขนส่งและเส้นทางการสื่อสาร โครงสร้างพื้นฐาน ระบบควบคุมและการจัดการ และข้อกำหนดด้านกฎระเบียบในประเทศต่างๆ ส่งผลให้ต้นทุนการขนส่งสินค้าระหว่างประเทศเพิ่มขึ้น ซึ่งมักจะทำให้คุณภาพของสินค้าลดลง และเป็นผลให้ การสูญเสียตลาดการขาย แนวทางลอจิสติกส์สำหรับระบบการขนส่งได้แสดงให้เห็นถึงความจำเป็นในการสร้างทางเดินที่เรียกว่าทางเดินในทิศทางที่สำคัญที่สุดของการเคลื่อนย้ายสินค้า

ทางเดินขนส่ง – คือการรวบรวมรูปแบบการขนส่งต่างๆ ที่ดำเนินไปในทิศทางเดียวกันโดยคำนึงถึงการขนส่งสินค้าและผู้โดยสารด้วยโครงสร้างพื้นฐานการขนส่งที่ได้รับการพัฒนาในระดับสากล ด้วยการรวมข้อกำหนดด้านอุปกรณ์ เทคโนโลยี ข้อมูล ความสัมพันธ์ทางกฎหมายเข้าด้วยกันและอื่น ๆ ข้อกำหนดทางเทคนิคที่สม่ำเสมอ การแนะนำเทคโนโลยีขั้นสูง และการสร้างพื้นที่ข้อมูลที่เป็นหนึ่งเดียวเพื่อการสนับสนุนและความปลอดภัยของกระบวนการขนส่งเป็นเงื่อนไขสำหรับการทำงานที่มีประสิทธิภาพในทางเดินขนส่ง