NGN SDH

Рис.1. «Схема мультиплексирования PDH сигналов в технологии SDH»

Технология SDH, разработанная изначально для объединения и синхронной передачи по волоконно-оптическим линиям PDH-потоков, давно получила широкое распространение во всем мире. Такие достоинства, как большая пропускная способность трактов, гибкость, возможность динамически наращивать емкость сети без прерывания трафика, очень высокая степень надежности, обусловленная различными механизмами резервирования, возможность выделения (добавления) каналов в любой точке сети, удобство управления и администрирования, способствовали широкому внедрению SDH, в том числе и в сетях ОТС.

Однако бурное развитие информационных технологий и появление концепции NGN привело к резкому росту потребностей предприятий и отраслей в высокоскоростных сетях передачи данных, трафик которых обычно представляет собой пакеты переменной длины.

Основная сложность при передаче данных через сети SDH заключалась в том, что пакетную информацию необходимо упаковать в виртуальные контейнеры, предназначенные для передачи TDM-трафика. Оптимальным выходом из сложившейся ситуации явилось создание концепции сетей SDH нового поколения, получившего название NGN SDH.

Преимущества технологии NG-SDH:

• Одновременная передача TDM и Ethernet трафика.
• Скорость до 10 Гбит/с
• При совместном применении технологии SDH и спектрального уплотнения DWDM увеличение пропускной способность трактов до 40 Гбит/с (теоретический предел скорости составляет несколько терабит в секунду (Тбит/с)).
• Поддержка интерфейсов Fast Ethernet (FE) 10/100BaseT и GE 1000BaseX c автоматической регулировкой полосы пропускания линии (LCAS) и функцией виртуального сцепления контейнеров (VCAT).
• Функция встроенного коммутатора второго уровня (switch layer 2) с поддержкой технологии виртуальных ЛВС (VLAN).
• Поддержка QoS, RSTP.
• Поддержка различных алгоритмов защиты передаваемого трафика таких как: SNCP, MSP, MS-SPRing; позволяют организовать резервирование трактов STM-1/4/16/64 целиком или на уровне виртуальных контейнеров внутри данных трактов.
• Время защитного переключения с рабочего направления на резервное не более 50 мс.

Созданные на основе синхронных мультиплексоров уровней STM-1/4/16/64, мультисервисные транспортные платформы успешно решают задачу объединения трафика с временным разделением каналов (TDM) и трафика Ethernet с коммутацией пакетов в агрегатные потоки со скоростью от 155 Мбит/с до 10 Гбит/с, но и это далеко не предел. Применение технологии SDH и спектрального уплотнения WDM позволяет увеличить пропускную способность трактов до 40 Гбит/с при теоретическом пределе скорости в несколько терабит в секунду (Тбит/с).

Сохраняя все вышеперечисленные достоинства технологии SDH, NGN SDH предоставляет широкие возможности для построения интеллектуальных, самовосстанавливающихся сетей с качественно новым набором услуг. Рассмотрим подробнее новые возможности NGN на базе SDH. Для передачи пакетной информации и организации сети передачи данных (СПД) могут использоваться различные физические интерфейсы Ethernet. Стандартизованная технология GFP (Generic Frame Procedure) позволяет эффективно передавать Ethernet-трафик через сети SDH, упаковывая его в стандартные контейнеры уровня VC-12 и VC-3 (Рис.2). При этом ширина полосы пропускания для каждого канала Ethernet может быть динамически настроена. Данная особенность дает возможность предоставления услуги «полоса пропускания по запросу».

Рис.2. Структурирование виртуального контейнера VC-4 (42 VC-12 + VC-3)

Интерфейс Gigabit Ethernet 1000BaseX дает возможность создавать мосты пропускной способностью до 1 Гбит/с в магистралях уровня STM-16 и STM-64 для организации глобальных сетей (WAN). Так же как и у интерфейса Fast Ethernet существует возможность динамической регулировки полосы пропускания канала Gigabit Ethernet.

Для оптимизации услуг передачи данных используется механизм автоматической регулировки полосы пропускания линии (LCAS) и функция виртуального сцепления контейнеров (VCAT). При организации сквозных каналов Ethernet в кольцевых топологиях данные могут передаваться между узлами сети по разным независимым маршрутам. Данная задача особенно актуальна в крупных сетях, когда в агрегатном потоке не всегда имеется достаточное количество свободных виртуальных контейнеров. В случае пропадания потока на одном из направлений система автоматически перенастроит полосу пропускания без потери трафика.

Функция встроенного коммутатора второго уровня (switch layer 2) с поддержкой технологии виртуальных ЛВС (VLAN) позволяет избежать затрат на дополнительное оборудование (повторители, мосты, коммутаторы) при объединении отдельных ЛВС в единую структурированную сеть передачи данных. При этом узлы сети могут быть разделены логически при помощи добавления меток виртуальной сети или физически на основе идентификаторов определенных портов. Различные виды применяемой политики безопасности позволяют значительно повысить эффективность, надежность и защищенность сети. Сортировка и фильтрация пакетов может осуществляться на основании приоритетов, определяемых классом (CoS) или качеством услуги (QoS). Для предотвращения широковещательных штормов и зацикливания трафика Ethernet в кольцевых топологиях применяется высокоскоростной протокол RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol).

Возможность структурирования крупных многокольцевых сетей путем деления их на ячейки меньшего размера значительно увеличивает их динамичность, сокращает простаивающие резервные емкости и, следовательно, обеспечивает максимальную эффективность использования полосы пропускания.

Наличие в SDH различных алгоритмов защиты передаваемого трафика, таких как SNCP, MSP, MS-SPRing, позволяет организовать резервирование трактов STM-1/4/16/64 целиком или отдельных маршрутов внутри данных трактов. При этом резервирование может быть организовано в любых сетевых топологиях — кольцевой, линейной, ячеистой, смешанной, что позволяет максимально увеличить надежность сети.

В соответствии с требованиями стандарта SDH время защитного переключения с рабочего направления на резервное не должно превышать 50 мс. Совокупность данных факторов позволяет минимизировать потери трафика в случае повреждения линий связи и существенно увеличить время безотказной работы сети.