Отечественное оборудование SDH


Алексей Полунин

Hits: 35813

За последние полтора десятка лет в области телекоммуникаций произошли глобальные изменения, которые в первую очередь связаны с активным внедрением технологий и решений на основе IP-протокола. Этот "гадкий утенок", как многим казалось в начале, не только превратился в "красавца-лебедя", но и отправил на страницы истории многие связные технологии, чья будущность казалась безоблачной. Такую же незавидную участь предрекали и технологии SDH, но судьба (или дальновидность разработчиков этой технологии?) распорядилась по-иному и сегодня оборудование SDH продолжает оставаться краеугольным камнем транспортных сетей.

Технология SDH и ее преимущества

Технология SDH была разработана в 70-е года с целью увеличения пропускной способности магистральных каналов связи. При ее создании главным образом учитывались интересы телефонной связи, в которой широкое распространение получили каналы Е1, пропускной способностью 2048 кбит/с.
Отличительной чертой данной технологии, во многом определившей ее успех и долголетие, является хорошая проработка международных стандартов, описывающих структуру сигналов SDH, функции и электрические параметры аппаратуры. Это обеспечивает совместимость оборудования разных производителей и позволяет без проблем осуществлять взаимодействие между операторами различных сетей. Технология SDH проработана в более чем полутора десятков стандартов ITU-T серии G, которые охватывают все аспекты сетевого функционирования. В частности, стандарты описывают базовую структуру и параметры электрических и оптических интерфейсов SDH, в стандартах представлены параметры сетевых элементов системы SDH, даются рекомендации по структуре сетей на основе технологии SDH, а так же нормируются допустимые ошибки при передаче и описывается контроль изменения частоты (джиттер) и дрейфа фазы (вандер) несущего сигнала.
В основе технологии SDH лежит принцип цифровой иерархии, позволяющий легко формировать магистральные каналы с пропускной способностью от 155 Мбит/с до почти 40 Гбит/с. Для этого используется синхронный транспортный модуль STM-N, где N определяется уровнем SDH. В настоящее время применяются системы STM-1, STM-4, STM-16, STM-64 и STM-256. Нетрудно заметить, что системы построены с кратностью, равной 4. Базовым уровнем SDH является STM-1. Он характеризуется своим циклом или кадром с периодом повторения 125 мкс.
Помимо хорошей стандартизации быстрому внедрению сетей SDH способствовали еще целый ряд положительных черт этой технологии. Наверное, первым стоит назвать возможность прямого размещения и выделения базового канала Е1 и других трибутарных каналов на любом уровне иерархии SDH (от STM-1 до STM-256) без полного мультиплексирования или демультиплексирования всего передаваемого пакета. Такая возможность основана на модульной структуре кадра и позволяет существенно упростить подключение конечного оборудования к магистральной сети.
Другим несомненным плюсом технологии SDH является возможность быстрой реконфигурации сети при аварии на каком-нибудь ее участке. Способность к восстановлению работоспособности сети менее чем за 50 мсек стала ориентиром для других сетевых технологий. Так в IP-сетях сперва компания Cisco предложила архитектуру DPT (Dynamic Packet Transport), а затем институт IEEE разработал рекомендацию 802.17 RPR (Resilient Packet Ring), которые позволили пакетным сетям восстанавливаться столь же быстро. Стоит отметить, что эти технологии используют формат кадровой синхронизации SDH. Такая особенность позволяет им легко интегрироваться в существующие сети SDH.
Следует отметить развитую систему управления и диагностики сети. Для этого используется большое число сигналов, информирующих о различных неисправностях и ошибках на всех участках сети SDH. Данная технология позволяет обеспечивать управление сетью любой конфигурацией и сложностью из единого центра.
В технологии SDH хорошо развит механизм инкапсуляции, который позволяет передавать информацию различных типов в едином потоке. Первоначально созданная для транспортировки сигналов PDH, эта технология легко адаптировалась к передаче пакетных сигналов. В настоящее время поддерживается технология PoS (Packet over SDH) позволяющая пересылать IP-пакеты с помощью стандартного кадра SDH. В качестве базовой скорости передачи данных в PoS является 155 Мбит/с (STM-1), которая дает полезную пропускную способность в 149,760 Мбит/с.
Более эффективной технологией является EoS (Ethernet over SDH), которая позволяет инкапсулировать пакеты Ethernet от разных источников в кадры SDH с учетом их требования по полосе пропускания. Данная технология основана на трех стандартах ITU-T. Протокол инкапсулирования GFP описан в G.7041 и позволяет обеспечить простую многофункциональную адаптацию и совместимость с существующими транспортными сетями при эффективном использовании пропускной способности SDH. Так же этот протокол способен объединять несколько потоков Ethernet в один канал TDM. Стандарт G.707 определяет правила виртуального соединения контейнеров VC-12 для эффективного мультиплексирования пакетов Ethernet в кадры SDH. Протокол LCAS, представленный в стандарте G.7042, обеспечивает динамическое изменение пропускной способности для адаптации нагрузки на магистральную сеть при пульсирующем характере трафика Ethernet.
Справедливости ради стоит заметить, что технология SDH при передаче пакетных сигналов отличается нерациональным использованием потенциальной полосы пропускания. На практике, в виду повсеместного использования волоконно-оптических линий связи, обладающих огромной пропускной способностью, этот недостаток не столь критичен и с лихвой компенсируется достоинствами сетей SDH.
При построении сетей SDH используется ограниченное число функциональных элементов. В первую очередь это две разновидности мультиплексоров, предназначенных для организации ввода/вывода цифровых потоков с полезной нагрузкой. В зависимости от применяемой топологии сети и места расположения мультиплексоров в ней они могут выполнять функции мультиплексоров ввода-вывода и терминальных мультиплексоров. Так же в составе сети возможно использование кросс-коннекторов, которые обеспечивают обмен между транспортными модулями сети SDH. Кросс-коннекторы применяются при объединении сетей или при сложной топологии сети. Кроме специализированных кросс-коннекторов функции локальной коммутации может выполнять мультиплексор.
При очень длинных участках оптической линии между элементами сети SDH возможно применение специализированных регенераторов. На практике эти элементы используются достаточно редко, их функции с успехом выполняют обычные мультиплексоры ввода-вывода.
Набор функциональных элементов определяет наличие всего лишь двух базовых топологий сетей SDH – кольцо и линейная цепь. С их помощью возможно построение сети SDH любого масштаба и сложности.
При рассмотрении особенностей, сделавших технологию SDH основной на сетях магистральной связи, не стоит сбрасывать со счетов большое число подготовленных специалистов. Практически все производители организовывали курсы обучения для заказчиков. Сейчас в нашей стране так же существует достаточное число курсов на базе профильных вузов, где по заявкам крупных операторов связи проводится обучение по технологии и оборудованию SDH.

 

Российские производители SDH и их оборудование

Исторически сложилось так, что основная часть российских сетей SDH была построена с использованием зарубежного оборудования. Дело в том, что подавляющая часть этих сетей создавалась в 90-е года, когда российская промышленность была не в состоянии предложить операторам связи и государственным структурам достойной альтернативы.
В настоящее время ситуацию с производством российского оборудования SDH еще рано считать решенной до конца, но явно видна положительная тенденция. Помимо "отверточной" сборки зарубежной техники, в стране появились производители, самостоятельно разрабатывающие аппаратную платформу и программное обеспечение оборудования SDH. И, что наиболее важно, эти производители стали конкурировать друг с другом.
Почему же при очень насыщенном предложении ведущих мировых производителей российские компании смогли выйти на рынок оборудования SDH?
При рассмотрении любого отечественного телекоммуникационного оборудования неизбежно возникает вопрос национальной безопасности, который поднимают его производители. Вероятно, в такой постановке вопроса присутствует определенная маркетинговая составляющая, но его справедливость сложно ставить под сомнение. Достаточно вспомнить хрестоматийный пример, наверное, первого широкомасштабного вывода из функционирования телекоммуникационной сети целой страны при военных действиях. Речь идет о дистанционном отключении абсолютно всех средств связи Панамы при вторжении в нее американских войск в декабре 1989 г. Будем надеяться, что аналогичная ситуация для нашей страны относится к разряду гипотетических.
Очевидным плюсом отечественного оборудования является его меньшая стоимость. Это связано с исключением из цены таможенных тарифов и сборов, а так же более низкими совокупными затратами на разработку оборудования. Зарубежные вендоры уже давно привлекают российские компании для своих исследовательских и прикладных работ по созданию новых моделей телекоммуникационной техники. Порой амбиции этих компаний выходят за рамки "вечного подмастерья" и они пробуют свои силы в разработке и производстве собственного оборудования. Естественно, накопленный опыт работы по зарубежным контрактам используется в полной мере.
Российские заказчики, особенно государственные структуры и крупные компании, в качестве одного из аргументов использования отечественного оборудования видят возможность влияния на производителя для получения необходимых технических решений. Такая возможность бывает полезной при создании специализированных сетей связи.

Московская компания "Микролинк-связь" предлагает на рынке три модели оборудования SDH собственной разработки и производства.
Оборудование модели MLink-STM1/4 представляет собой шасси высотой 2U, в которое могут быть установлены четыре модуля. Один из этих модулей является системным и поддерживает два линейных интерфейса STM-1 или STM-2. Так же эта модель поддерживает широкий спектр модулей ввода/вывода с различными комбинациями интерфейсов. В их числе STM-1, Е1, Е3, Fast Ethernet, V.35, оптические интерфейсы WDM, а так же телефонные интерфейсы FXO и FXS. Данная модель обеспечивает широкие возможности по кросс-коммутации на уровне VC-4, VC-3 и VC-12. Поддерживается коммутация данных, 2,5 Гбит/с на каждый слот, и кросс-соединения потоков 64 кбит/с.
Другая модель MLink-STM16/64 выполнена в виде шасси 15U с 12 посадочными местами для интерфейсных модулей. Эта модель поддерживает четыре вида линейных модулей с оптическими (STM-64, STM-16, STM-4 и STM-1) и электрическими интерфейсами (STM-1E). Помимо традиционных трибутарных интерфейсов E1 и E3, модули ввода/вывода включают разные варианты интерфейсов Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Есть модуль с поддержкой оптических интерфейсов WDM. Это оборудование так же поддерживает кросс-коммутацию на уровне VC-4, VC-3 и VC-12.
Так же в линейке оборудования компании имеется модель фиксированной конфигурации MLink-STM1/4-8Е1+4FE, в которую может быть установлена дополнительная плата, обеспечивающая передачу трафика Ethernet.
Все модели оборудования поддерживают расширенный сервис передачи данных, в том числе функции VLAN, ограничение скорости передачи на портах или VLAN, классы обслуживания в соответствии со стандартом 802.1p и передачу milticast-трафика.
Оборудование SDH компании "Микролинк-связь" использовалось, например, в проекте при построении магистральной сети для базовых станций GSM в Душанбе (Таджикистан) и при создании сети связи ФСИН (Федеральная служба исполнения наказаний) России.

Пермское предприятие ОАО "Морион" достаточно хорошо известно своей телекоммуникационной продукцией. В том числе в ее каталоге предлагается модель оборудования SDH СММ-155, которая является мультиплексором ввода/вывода уровня STM-1.
Данный мультиплексор может использоваться в сетях SDH различной топологии и выполнять функции кросс-коммутатора уровня VC-12. Оборудование СММ-155 представляет собой шасси высотой 6U, в которое устанавливаются системные, линейные и трибутарные модули. Мультиплексор поддерживает интерфейсы Е1 и Е3. Возможна конфигурация СММ-155 для использования в качестве регенератора. В этом случае не поддерживается кросс-коммутация. Для удаленного управления мультиплексором используется интерфейс TNM или подключение по Ethernet интерфейс для протокола SNMP.
Так же компания предлагает компактный мультиплексор СММ-11 уровня STM-1, который оборудован 21 интерфейсом Е1. Этот мультиплексор выполнен в виде блока высотой 2U.
Данные мультиплексоры являются полностью разработкой компании "Морион" и широко применяются на ведомственных сетях связи. В частности, они использовались для организации магистральных линий связи на Октябрьской, Куйбышевской, Приволжской и Восточно-Сибирской железных дорогах.

Компания "Научно-технический центр НАТЕКС" (НТЦ НАТЕКС) предлагает большой выбор оборудования SDH серии FlexGain, которое в полной мере можно отнести к отечественному, несмотря на широкое международное партнерство при его разработке и производстве. В состав линейки оборудования SDH FlexGain входят абонентский SDH-мультиплексор доступа FlexGain A155 CPE. Так же поставляется мультиплексор ввода/вывода FlexGain A155, который доступен в вариантах для работы на уровнях STM-1 и STM-4. Мультиплексор FlexGain A2500 Extra так же является мультиплексором ввода/вывода и способен работать на уровнях STM-4 и STM-16. Все оборудование линейки FlexGain поддерживает передачу смешанного трафика TDM и Ethernet.
Модель FlexGain A155 CPE ориентирована на использование в качестве абонентского выноса. Поддерживает до восьми интерфейсов Е1 и до четырех портов Fast Ethernet. Так же эта модель может иметь до двух портов STM-1, что позволяет подключать ее к сети линейной и кольцевой топологии.
Мультиплексор FlexGain A155 обладает функциональностью кросс-коммутатора уровня STM-1 и имеет интерфейсы Е1, Е3, а так же порты Fast Ethernet, на которых поддерживаются протоколы QoS и VLAN.
Старшая модель линейки, мультиплексор FlexGain A2500 Extra обладает хорошими характеристиками и поддерживает большое число интерфейсов. Обеспечивается кросс-коммутация на уровнях STM-1 и STM-4. Для уровня STM-16 поддерживается непосредственное подключение к оборудованию DWDM. В качестве трибутарных интерфейсов выступают Е1, Е3, STM-1 с оптическими и электрическими портами, STM-4, STM-16, а так же порты Gigabit Ethernet. Для управления этим оборудованием в нем имеется встроенный HTTP-сервер.
Так же компания предлагает семейство оптических мультиплексоров FlexGain FOM16L2, FOM155L2, FOM2,5GL2 и FOM10GL2, которые можно использовать для создания транспортных сетей с пропускной способностью до 10 Гбит/с.
Для управления сетью мультиплексоров серии FlexGain используется собственная система централизованного сетевого управления FlexGain View V2.0.
Компания "Супертел" была создана более 15 лет назад базе одного из санкт-петербургских предприятий военно-промышленного комплекса. Оборудование SDH занимает весомую долю в продукции этой компании. В настоящее время предлагается мультиплексоры СМ-1/4 и две модели малогабаритных мультиплексоров СМВВ-1М и СМВВ-1МК. Аппаратная и программная составляющие мультиплексоров являются самостоятельной разработкой компании. Для управления этим оборудованием компания предлагает собственную систему "Супертел-NMS".
Модель СМ-1/4 выполнена в виде шасси высотой 8U, в которое может быть установлено до десяти линейных и трибутарных модулей. В состав шасси входит блок управления, блок синхронизации и блок питания с независимым вводом двух первичных фидеров электроснабжения. Так же в данной модели может быть установлен один блок кросс-коммутации, обеспечивающий работу на уровнях VC-12, VC-3 и VC-4. Линейные модули STM-4 имеют оптические интерфейсы четырех типов, обеспечивающих различную дальность передачи и работающих на разных длинах волн. Линейные модули STM-1 кроме оптических интерфейсов могут поддерживать электрический. Трибутарные модули выпускаются для потоков Е1 и Е3, а так же для Fast Ethernet.
Мультиплексор СМВВ-1М представляет собой модель фиксированной конфигурации, выпускаемой в вариантах для работы с уровнями STM-1 и STM-4. Кроме трибутарных интерфейсов Е1 и Е3, оборудование включает порты Fast Ethernet и Gigabit Ethetnet.
Другой мультиплексор фиксированной конфигурации СМВВ-1МК предназначен для работы в сетях уровня STM-1 и поддерживает кросс-коммутацию уровня VC-12. Так же в его состав включены интерфейсы Е1 и Fast Ethernet. Оптические интерфейсы STM-1 выполнены в виде сменных модулей, в числе которых может быть использованы модули для работы с CWDM.
Оборудование компании "Супертел" использовалось в проектах Министерства обороны, Федеральной службы охраны, а так же на сетях РАО ЕЭС.

Одним из первых производителей оборудования SDH в нашей стране можно считать Экспериментальный завод научного приборостроения (ЭЗАН), который входит в структуру Российской академии наук. В 90-е года на нем по лицензии компании NEC стали выпускать аппаратуру SDH. В настоящее время это сотрудничество продолжается, и предприятие выпускает достаточно широкий спектр оборудования японского вендора.
Универсальные узлы SpectralWave U-Node BBM и U-Node WBM представляют собой мультисервисные платформы, поддерживающие передачу на уровне от STM-1 до STM-64. Эти модели оснащаются трибутарными интерфейсами Е1, Е3, Е4, а так же портами Fast и Gigabit Ethernet. Данное оборудование может использоваться в качестве кросс-коммутатора уровня VC-12 и VC 4. В линейных модулях могут быть установлены интерфейсы, допускающие непосредственное подключение к системам DWDM.
Семейство компактной мультисервисной платформы SpectralWave V-Node так же обеспечивает создание сетей, работающих на уровнях от STM-1 до STM-16. Спектр поддерживаемых пользовательских интерфейсов совпадает с предыдущими моделями. При этом порты Fast и Gigabit Ethernet вынесены на отдельный модуль, в который встроена функциональность коммутатора Ethernet второго уровня.
Мультиплексор SpectralWave C-Node является компактной многофункциональной системой уровня STM-1 или STM-4, которая поддерживает сети различных топологий, включая многокольцевые конфигурации. Это оборудование работает с интерфейсами Е1, Е3 и Fast Ethernet. Поддерживается кросс-коммутация уровня VC-12 и VC-4.
Другой компактный мультиплексор SpectralWave C-Node S1 представляет собой модель фиксированной конфигурации высотой 1U, работающей на уровне STM-1. Это оборудование поддерживает интерфейсы Е1 и Fast Ethernet. В слот расширения могут быть установлены дополнительные порты Ethernet или Е1.
Компания QTECH, чья продукция уже рассматривалась в наших предыдущих обзорах, выпускает модель мультисервисного мультиплексора SDH, выполненного в двух вариантах. Мультисервисный мультиплексор QBM-7100 представляет собой модульную конструкцию высотой 1U с четырьмя слотами расширения и двумя блоками питания. Управление осуществляется по протоколу SNMP или с помощью подключаемого терминала. Для мониторинга состояния мультиплексора предусмотрен жидкокристаллический дисплей на его лицевой панели.
Мультиплексор QBM-7100 может поддерживать оптические интерфейсные модули STM-1 с одним или двумя портами. Для подключения оконечного оборудования применяются интерфейсы Е1, Fast Ethernet и V.35. Такой набор интерфейсов позволяет использовать данный мультиплексор на любой сети связи.
Другой вариант исполнения, QBM-7100 micro, представляет собой мультисервисный терминальный мультиплексор, который ориентирован для организации выносов и подключения корпоративных клиентов и конечных пользователей. Этот мультиплексор имеет фиксированную конфигурацию, которая включает в себя два блока питания, один или два оптических порта STM-1, четыре интерфейса Е1, интерфейс Fast Ethernet и два интерфейса V.35. Этот мультиплексор предназначен для установки в аппаратный шкаф и имеет высоту 1U, так же возможны варианты настенного и настольного исполнения. Для управления используется протокол SNMP.

Как видно из данного обзора, российские производители предлагают довольно широкий спектр оборудования, отвечающего мировым стандартам и удовлетворяющего требованиям современных сетей связи. В тоже время часть оборудования можно смело отнести к категории морально устаревшего. Отрадно, что многие компании не остаются в рамках сборочного производства импортного оборудования, а вкладывают средства в собственные разработки.

 

 


Комментарии (0):

Добавить комментарий

 
Ваше имя:
Ваш комментарий:
Решите задачку (ответ напишите цифрами):
Два + Пять =

 
 
 
Наверх