## Элементы и структура транспортной сети

В состав сети SDH обычно входят несколько типовых устройств аппаратуры ЦСП SDH – сетевых элементов (СЭ/NE, Network Element). Это – терминальные мультиплексоры (ТМ, Terminal Multiplexer), мультиплексоры ввода/вывода (МВВ/ADM, Add/Drop Multiplexer), регенераторы (РГ/Reg, Regenerator) и цифровые системы кросс-коммутации DXCS (Digital Cross-Connect System). Рассмотрим аппаратуру SDH с точки зрения ее применения в качестве СЭ для построения топологии транспортных сетей.
Мультиплексоры SDH в отличие от обычных мультиплексоров, используемых , например, в сетях PDH, выполняют функции как собственно мультиплексора, так и устройства терминального доступа, обеспечивая подключение низкоскоростных каналов PDH непосредственно к своим пользовательским интерфейсам или входным портам. Мультиплексоры SDH универсальные и гибкие устройства, позволяющие решать практически все выше перечисленные задачи, т.е. кроме мультиплексирования выполнять еще и задачи коммутации, концентрации и регенерации. Это оказывается возможным в силу модульной их конструкции, при которой выполняемые функции определяются лишь возможностями системы управления и составом модулей, входящих в состав мультиплексора.
Мультиплексоры ввода-вывода. Для "перевозок" транспортных модулей STM-1 … STM-64 создаются транспортные сети. По своей сути любая транспортная сеть – это линии передачи ("автомагистрали") с регенераторами, устройства ввода потоков в скоростную магистраль и вывода их оттуда, различного рода коммутаторы ("регулируемые перекрестки") для изменения маршрутов потоков.
Для того, чтобы добавлять в сеть или изымать из нее цифровые потоки, или так называемые транспортные единицы и группы (TU и TUG) со скоростями 2, 34, 140 или 155 Мбит/с, используются мультиплексоры ввода-вывода (Add-Drop Multiplexer, ADM).
К этим мультиплексорам могут подключаться с 2-х сторон (через специальные устройства – интерфейсы) оптоволоконные линии, через которые транспортируются цифровые потоки. Кроме того, мультиплексоры ввода-вывода имеют несколько интерфейсов для подключения обычных мультиплексоров, коммутаторов или конечных устройств, которые поставляют транспортные единицы или группы в сеть. На рисунке 4 показаны функции мультиплексора ввода-вывода.
Организация связи по кольцу SDH. Несколько мультиплексоров ввода-вывода можно подключать к одному оптоволоконному кольцу через их главные интерфейсы. Такая организация транспортной сети удобна для городских телефонных сетей (рис. 5). Четыре телефонные станции подключены посредством ADM к синхронному транспортному кольцу. Внутри кольца организована транспортировка модулей STM-4 со скоростью передачи цифрового потока 622 Мбит/с.
Цифровые телефонные станции подключаются к мультиплексорам непосредственно, а аналоговые телефонные станции (координатные АТСК, АТСКУ и АТСДШ) через устройства сопряжения, переводящие аналоговый сигнал в цифровой и согласовывающие сигналы управления станциями. В качестве примера на рис. 5 указаны типы оборудования (мультиплексорного и сопряжения), производимого компанией "Alcatel".

Рисунок 4. Функция мультиплексора ввода-вывода.

Кросс-коннекторы. Структура кросс-коннектора похожа на структуру коммутатора. Кросс-коннектор состоит из коммутационного поля, схемы управления и из интерфейсов для подключения линии связи. Функции, выполняемые кросс-коннектором, приведены на рисунке 7. На нем показано, как транспортные единицы и группы перераспределяются из одних модулей STM-1 в другие, следующие по другим маршрутам. Могут коммутироваться и целые STM-модули с одного направления на другое.
В отличие от коммутаторов изменение маршрутов потоков в кросс-коннекторах осуществляется не сиюминутно, а заранее, на основе служебной информации (Operation and Maintenance – OAM), которая поступает в систему управления телекоммуникациями (TMN).
Иногда функции кроссовых соединений и мультиплексирования ввода-вывода объединяются в одном устройстве.
Кросс-коннекторы включают в транспортные сети более высоких уровней.
Терминальный мультиплексор. Представляет собой оконечное устройство сети с определенным числом каналов доступа (электрических и оптических) и одним или двумя оптическими входами/выходами, называемыми агрегатными портами или интерфейсами. При использовании двух агрегатных портов возможна реализация защиты линейных сигналов от повреждений линии или аппаратуры.В случае аварии происходит автоматическое переключение на резервную линию. Обычно эта линия образует секцию мультиплексирования. Защита будет наиболее эффективной, если используется два отдельных кабеля, проложенных с пространственным разнесением.

Рисунок 5. Транспортная сеть городской телефонной сети.

Регенератор транспортной сети обеспечивает восстановление формы и длительности импульсных посылок. Он представляет собой вырожденный случай мультиплексора, имеющего один входной агрегатный порт, как правило, для оптического сигнала нагрузки STM-N, и один или два выходных агрегатных порта. Регенераторы используют для увеличения допустимого расстояния между узлами сети SDH путем регенерации сигналов полезной нагрузки.
Рассмотренные элементы обеспечивают функционирование любой из моделей транспортных сетей. Отметим особенности элементов оптической сети. Для ретрансляции сигналов в линии оптической сети используются оптические усилители. Выделение, ввод и кроссовую коммутацию сигналов выполняют оптические мультиплексоры без использования электронных преобразований сигналов, с волновым мультиплексированием (Wavelength Division Multiplexing – WDM).

Рисунок 6. Функции терминального мультиплексора ТМ.
Рисунок 7. Функции кросс-коннектора.

Мультиплексоры WDM в настоящее время разделяют по числу каналов и шагу частотного плана на три типа:

- обычные WDM;
- плотные WDM (DWDM);
- высокоплотные WDM – HDWDM (High Dense Wavelength Division Multiplexing).
  Структура транспортных сетей. Транспортные сети можно разделить на три уровня. Сети первого уровня – локальные, или местные. Они организуются в городских или сельских местностях и предназначены для передачи цифровых потоков от АТС и других источников. Рассмотренная на рисунке 8 сеть – пример локальной транспортной сети. Сети второго уровня – региональные, или зоновые. Третий уровень – глобальная (магистральная) сеть.
  При построении транспортных сетей разных уровней сохраняется единообразие в способах транспортировки информации, методах управления сетями и организации синхронизации. Различия в сетях разного уровня состоят лишь в иерархии используемых скоростей, архитектуре сетей (кольцевая, звездообразная, линейная и др.), мощности узлов кросс-коммутации.
  В качестве линии передачи в транспортных сетях используются волоконно-оптические линии передачи, радиорелейные и спутниковые стволы, коаксиальные кабели.
  На рисунке 8 показана структура транспортной сети на базе технологии SDH.
  Рисунок 8. Структура транспортной сети.