Изложение основных принципов построения оптических систем передачи. Современное определение моделей оптических транспортных сетей с точки зрения Международного Союза Электросвязи (МСЭ). Технологии мультиплексирования и сопряжения транспортных сетей.
Аннотация к работе
Существенная роль в этом развитии принадлежит технике оптической связи, основу которой составляют волоконнооптические линии связи и устройства электронного и оптического мультиплексирования и коммутации. В предлагаемом учебном пособии нашли системное отражение наиболее существенные элементы научных и инженерных знаний по технике оптических транспортных сетей с точки зрения рекомендаций Сектора стандартизации телекоммуникаций Международного союза электросвязи и, соответственно, производителей современных систем связи. Учебное пособие рассчитано на подготовленных студентов и специалистов, т.е. знакомых с основами построения аналоговых и цифровых систем передачи, техникой микропроцессоров, электрическими и оптическими линиями связи в рамках соответствующих дисциплин вузов и коллежей телекоммуникаций. Среди них выделяются следующие группы изделий: стекловолоконные световоды с возможностью передачи данных на скоростях от десятков гигабит в секунду до десятков терабит в секунду; высокостабильные полупроводниковые и волоконные лазеры (LASER), включаемые в состав передающих оптических модулей; высокочувствительные фотодетекторы, входящие в состав приемных оптических модулей; легированные эрбием усилители на оптоволокне EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) и полупроводниковые оптические усилители с большими коэффициентами усиления (до 50ДБ) и широкой полосой усиливаемых частот (от 5 до 10 ТГЦ); оптические коммутаторы и маршрутизаторы OXC (Optical Cross-Connect); мультиплексоры и демультиплексоры волновых и временных оптических сигналов OADM (Optical Add Drop Multiplexers); компенсаторы искажений оптических сигналов, вызванных хроматической и поляризационной модовой дисперсиями; оптические процессоры на основе фотонных кристаллов и многие другие, о которых говориться в предлагаемом учебном пособии и многочисленной литературе. Так на смену одноволновой передаче оптических сигналов пришли системы мультиплексирования с разделением длин волн WDM (Wavelength Division Multiplexing), а электрическое мультиплексирование с разделением по времени дополнилось оптическим мультиплексированием с разделением во времени OTDM (Optical Time Division Multiplexing) и оптическим мультиплексированием с кодовым разделением сигналов OCDM (Optical Code Division Multiplexing).Под системой передачи в Единой Сети Связи (ЕСС) России принято понимать комплекс технических средств, обеспечивающих образование линейного тракта, типовых групповых трактов и каналов передачи первичной сети. При этом линейными трактами называют комплекс технических средств, обеспечивающих передачу сигналов электросвязи в полосе частот или со скоростью, соответствующей данной системе передачи. Тракт групповой представляет собой комплекс технических средств, предназначенный для передачи сигналов электросвязи нормализованного числа каналов тональной частоты (КТЧ) или основных цифровых каналов (ОЦК) в полосе частот или со скоростью передачи, соответствующей данному групповому тракту. В системах передачи под каналом передачи принято понимать комплекс технических средств и среды распространения, обеспечивающий передачу сигналов электросвязи в определенной полосе частот (например, КТЧ 0,3...3,4 КГЦ) или с определенной скоростью передачи (например, ОЦК 64 кбит/с) между сетевыми станциями, сетевыми узлами или между сетевой станцией и сетевым узлом, а также между сетевой станцией или сетевым узлом и оконечным устройством первичной сети.Совокупность линейных трактов систем передачи и (или) типовых физических цепей, имеющих общие линейные сооружения, устройства их обслуживания и одну и ту же среду распространения в пределах действия устройств обслуживания называют линией передачи. Под транспортной сетью принято понимать совокупность ресурсов систем передачи (каналов, трактов, секций или участков передачи), относящихся к ним средств контроля, оперативного переключения, резервирования и управления, предназначенных для переноса информации между заданными пунктами. Сеть управления - специальная сеть, обеспечивающая управление сетью электросвязи и ее услугами путем организации взаимосвязи с компонентами сети электросвязи (сетевыми станциями и сетевыми узлами) на основе единых интерфейсов и протоколов, стандартизированных МСЭ-Т и другими организациями. Волоконнооптические и атмосферные оптические системы передачи активно используются в транспортных сетях и в сетях доступа для передачи аналоговых и цифровых сигналов. Мультиплексор - устройство, обеспечивающее объединение нескольких независимых каналов на передаче и их разделение на приеме.Оптический конвертор, также называемый в литературе и технической документации оптическим трансивером или медиаконвертором, в системе передачи выполняет главные функции по преобразованию электрических сигналов в оптические на передаче и оптических в электрические с их регенерацией на приеме (рис. Преобразователь линейного кода цифрового сигнала формирует сигнал с повышенной помехоустойчивостью передачи. Передающий оптический модуль (ПОМ) обеспечивает модул
ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................................7 trial 1. ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ......................................................11 1.1. Определение системы передачи...................................................................11 1.2. Обобщенная схема оптической системы передачи ....................................12
1.3. Принципы построения аппаратуры оптических систем передачи и транспортных сетей ...................................................................16
Глава 2. МОДЕЛИ ОПТИЧЕСКИХ ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ..............................23 2.1. Характеристики модели транспортной сети SDH ......................................24 2.2. Модель транспортной сети АТМ .................................................................25 2.3. Модель транспортной сети OTN-OTH.........................................................27 2.4. Модель транспортной сети Ethernet.............................................................29
2.5. Модели транспортных сетей в оптических мультисервисных транспортных платформах.............................................31
Глава 3. ТЕХНОЛОГИИ МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЯ
И ПЕРЕДАЧИ В ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЯХ................................................34
3.1. Технология мультиплексирования SDH......................................................34 3.1.1. Термины, определения и обозначения в SDH...................................34 3.1.2. Формирование виртуальных контейнеров и функции заголовков РОН ................................................................43 3.1.3. Сцепленные виртуальные контейнеры..............................................52 3.1.4. Синхронный транспортный модуль STM-N.....................................55 3.1.5. Формирование указателей PTR..........................................................59 3.1.6. Технологические решения по контролю качества трактов и секций SDH..........................................................................................68
3.2. Технология асинхронного режима передачи АТМ ....................................70 3.2.1. Термины, определения и обозначения в АТМ..................................70 3.2.2. Уровни адаптации АТМ......................................................................77 3.2.3. Функции уровня АТМ.........................................................................83 3.2.4. Размещение и передача ячеек АТМ на физическом уровне............94
3.3. Технология оптической транспортной сети OTN-OTH.............................98 3.3.1. Термины, определения и обозначения OTN-OTH............................98 3.3.2. Формирование блоков нагрузки оптических каналов OPUK.........102 3.3.3. Блок данных оптического канала ODUK.........................................107 3.3.4. Оптический транспортный блок OTUK...........................................114 3.3.5. Блок оптического канала OCH..........................................................118 3.3.6. Блок переноса оптического канала OCC.........................................120 3.3.7. Блок группирования оптических несущих частот порядка n OCG-n................................................................................120
4 СОДЕРЖАНИЕ
3.3.8. Блок оптического транспортного модуля OTM-n.m......................121
3.4. Технология мультиплексирования Ethernet ..............................................122 3.4.1. Ethernet стандарта IEEE 802.3..........................................................122 3.4.2. Ethernet стандарта EOT......................................................................125 3.4.3. Построение схем мультиплексирования Ethernet...........................127 3.4.4. Технологическое решение для T — MPLS .....................................130
3.5. Технологические согласования транспортных сетей...............................131 3.5.1. Протокольное решение LAPS ..........................................................131 3.5.2. Протокольное решение GFP.............................................................132 3.5.3. Технология защищаемого пакетного кольца RPR..........................138
5.1. Архитектуры транспортных сетей ..............................................................163
5.2. Схемы защиты транспортных сетей...........................................................172 5.2.1. Защита секции мультиплексирования 1 1 (1:1).............................172 5.2.2. Защита секции мультиплексирования в кольцевой сети...............177 5.2.3. Защита соединения тракта................................................................180 5.2.4. Защитные переключения в сети с многоволновой передачей
WDM...................................................................................................183 5.2.5. Защитные переключения в транспортной сети Ethernet................185
5.3. Синхронизация в транспортных сетях.......................................................185 5.3.1. Нормирование проскальзываний.....................................................186 5.3.2. Фазовые дрожания и их нормирование относительно проскальзываний ...............................................................................188 5.3.3. Источники синхросигналов..............................................................191
СОДЕРЖАНИЕ 5
5.3.4. Распределение тактового синхронизма...........................................192 5.3.5. Принципы и методы восстановления сети тактовой синхронизации...................................................................................197 5.3.6. Аудит сети синхронизации...............................................................199
5.4. Управление в транспортных сетях.............................................................201 5.4.1. Общие принципы управления сетями связи...................................201 5.4.2. Функции управления транспортной сетью .....................................207 5.4.3. Стандартные элементы сети управления ........................................209 5.4.4. Отображение функций управления через окна графического терминала...................................................................211
5.5. Автоматически коммутируемые оптические транспортные сети ASON/ASTN.................................................................................................215 5.5.1. Общая структура ASON/ASTN........................................................216 5.5.2. Логическое построение ASON.........................................................217 5.5.3. Построение сигнальной сети и ее функции ....................................219 5.5.4. Протоколы сигнальной системы ASON..........................................223 5.5.5. Однонаправленные и двунаправленные LSP..................................226 5.5.6. Транспортировка сообщений защиты LSP......................................227 5.5.7. Механизм сигнализации с использованием протокола
GMPLS RSVP-TE...............................................................................227 5.5.8. Механизм сигнализации с использованием протокола
Глава 6. ПРИНЦИПЫ ПЛАНИРОВАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ..............................................232
6.1. Принципы планирования............................................................................232 6.2. Виды нагрузки транспортной сети и требуемые ресурсы .......................233
6.3. Типы линейных интерфейсов и особенности их использования в оптических транспортных сетях.................................................................236 6.3.1. Интерфейсы одноволновых систем оптической передачи............236 6.3.2. Интерфейсы многоволновых систем...............................................243 6.3.3. Реализация многоволновых интерфейсов.......................................247
6.4. Коммутационные и алгоритмические возможности транспортной платформы....................................................................................................250
6.5. Этапы разработки проекта оптической транспортной сети....................251