Краткие теоретические сведения

Основной транспортной технологией систем связи в России является синхронная цифровая иерархия SDH. Типичная система SDH телекоммуникационной сети представляется в виде совокупности транспортных секций: мультиплексорных секций и регенераторных секций (рис. 4.1). Система передачи от мультиплексора сборки виртуальных контейнеров (VC) до мультиплексора разборки VC и вывода нагрузки рассматривается обычно как маршрут.

Рис. 4.1 Состав системы SDH

В состав маршрута телекоммуникационной сети на базе транспортной технологии SDH входят мультиплексоры ввода-вывода и синхронные мультиплексоры, составляющие мультиплексорные секции, регенераторы и коммутаторы, составляющие регенераторные секции.

Коммутаторы SDXC обеспечивают переключения на уровне потоков иерархий PDH и SDH. Обычно коммутаторы используются для оперативной реконфигурации сети, что повышает ее надежность и живучесть, а также позволяет оперативно управлять ресурсами.

Мультиплексоры ввода/вывода (МВВ - ADM) являются ключевыми элементами сети SDH, поскольку обеспечивают загрузку и выгрузку потоков PDH в сеть SDH, формирование синхронных транспортных модулей STM-n и управление процедурами мультиплексирования/демультиплексирования.

Синхронные мультиплексоры MUX обеспечивают мультиплексирование нескольких потоков PDH или STM низкого уровня иерархии в потоки STM-n. Обычно MUX является составной частью ADM или SDXC.

Регенераторы REG выполняют функции восстановления и усиления линейного сигнала STM-n при его передаче по сети SDH.

По состоянию на 2012 год в сетях связи используется телекоммуникационное оборудование, как известных европейских фирм, так и российского производства.

"КВАНТ" – надежная и экономичная цифровая система коммутации (ЦСК) с гибкой модульной структурой оборудования и программного обеспечения, разработанная фирмой "KVANT-INTERKOM". Она предназначена в первую очередь для развития сетей электросвязи сельских административных районов (САР). Система может использоваться в сельском административном районе локально, в качестве районной АТС, центральной станции (ЦС) или сельско-пригородного узла райцентра, узловой или оконечной станции сельской местности. Однако рациональным вариантом является комплексное внедрение ЦСК "Квант" в САР, при котором, благодаря наличию выносных коммутационных и абонентских модулей, система охватывает своим оборудованием одновременно все уровни иерархии сети сельского административного района, образуя наложенную цифровую сеть с централизованной технической эксплуатацией.

На городских телефонных сетях (ГТС) с помощью цифровой системы коммутации "Квант" можно создавать наложенную цифровую сеть или цифровые "острова", применяя при этом систему в качестве опорных, транзитных и опорно-транзитных станций практически любой емкости и централизуя техническую эксплуатацию соответствующего фрагмента сети. Использование выносных коммутационных модулей в качестве подстанций и выносных блоков абонентских линий в качестве концентраторов резко снижает затраты на сеть абонентских линий.

На ведомственных сетях ЦСК "Квант" может использоваться как в качестве автономных учрежденческо-производственных АТС, так и для создания разветвленных цифровых сетей с централизованным техническим обслуживанием и любой требуемой топологией (полносвязной, радиальной, древовидной, смешанной), обеспечивая при этом предоставление ведомственным абонентам широкого спектра разнообразных специфических услуг.

Цифровая система коммутации "КВАНТ" имеет модульное построение, территориально распределенную коммутацию, децентрализованное программное управление и возможности централизации технического обслуживания. Модульная архитектура системы коммутации "Квант" и наличие двухступенчатой иерархии выносов (опорная станция - выносной коммутационный модуль - выносной абонентский модуль) позволяют распределять оборудование системы по всей территории города или сельского административного района, образуя наложенную цифровую сеть или цифровой "остров" практически любой требуемой конфигурации и емкости с организацией ЦТЭ всего оборудования системы "Квант".

Мультиплексоры серии «ТС» относятся к оборудованию модульного типа для цифровых телекоммуникационных сетей и предназначены для построения и организации волоконно-оптических и электрических линейных трактов магист­ральных, внутренних, местных первичных сетей общего пользования и инфор­мационных сетей. Мультиплексоры серии «ТС» представляют собой аппаратуру уплотнения линейных трактов первичных цифровых потоков Е1 (2.048 Мб/с) в потоки Е2 (8.448 Мб/с) или Е3 (34.368 Мб/с). Серия мультиплексоров «ТС» состоит из нескольких моделей, которые различаются типами поддерживаемых линейных трактов, а так же количеством максимально возможных подключаемых каналов потока Е1.

Построение локальных и корпоративных сетей возможно благодаря использованию сетевых устройств. Сетевые устройства позволяют расширять область охвата сети, связывать сети воедино, преобразовывать протоколы, а также направлять фреймы и пакеты в нужные сети, т. е. выполнять все операции по межсетевому обмен. Несмотря на наличие большого количества типов сетевых устройств, имеются четыре группы устройств, играющих основную роль при объединении локальных сетей:

­ мосты;

­ маршрутизаторы;

­ шлюзы;

­ коммутаторы.

Мосты (bridge) — это сетевые устройства, которые позволяют удлинить локальную сеть или объединить несколько локальных сетей, соединяя таким образом многочисленные рабочие станции, серверы и другие сетевые устройства, которые иначе не смогли бы взаимодействовать. Мосты могут соединять две или несколько локальных сетей, использующих один и тот же протокол.

Сетевые администраторы также применяют мосты для разбиения локальной сети на небольшие подсети с целью повышения производительности, при этом можно распределять сетевой трафик, локализовать сетевые проблемы и управлять доступом к каждой подсети. Для решения этих задач мосты проверяют адреса принимающих и передающих устройств в тех фреймах, которые на них поступают, и, используя соответствующее программное обеспечение, определяют – передавать фрейм дальше или отбросить его. Также мосты могут соединять разные локальные сети, в которых применяются различные типы передающей среды. Например, они могут подключать кабель к оптоволокну или УКВ-оборудованию и, следовательно, могут использоваться для связи локальной сети с глобальной.

Маршрутизаторы (router) — это устройства межсетевого обмена, работающие на более высоком уровне сетевого взаимодействия по сравнению с мостами. Они позволяют локальным и глобальным сетям направлять (маршрутизировать) данные в указанные места назначения.

Маршрутизаторы соединяют сети, которые могут использовать различные протоколы, и обеспечивают больше коммуникационных функций, чем мосты. Например, маршрутизаторы могут определять кратчайший путь между двумя компьютерами, разделенными локальной или глобальной сетями. Они также могут устанавливать разные сетевые маршруты, соответствующие типу передаваемых данных (например, для видеоданных может выбираться маршрут с высокой стоимостью, а для символьной информации – с низкой).

Маршрутизаторы регулярно взаимодействуют друг с другом и динамически изменяют информацию о сетевых маршрутах по мере того, как меняется топология сети или условия передачи информации.

Маршрутизатор может быть специализированным устройством или компьютером с программным обеспечением, выполняющим функции маршрутизации. Например, в качестве маршрутизатора может использоваться компьютер под управлением операционных систем NetWare, Windows или UNIX.

Шлюз (gateway) представляет собой сетевое устройство, обеспечивающее взаимодействие между различными устройствами, системами или протоколами, и которое может работать на любом уровне сетевого обмена в зависимости от заданных ему функций. Чаще всего шлюзы используются для преобразования протоколов. Подобное преобразование может потребоваться при передаче данных из одной локальной сети в другую или из локальной сети в глобальную. Некоторые шлюзы позволяют сетевым компьютерам обращаться к мэйнфрейму, находящемуся в той же локальной сети или подключаться к глобальной сети для передачи информации на большие расстояния. Другие шлюзы предназначены для обработки межсетевых пакетов, генерируемых специальным программным обеспечением, например, сообщений электронной почты. Поскольку обычно шлюзы выполняют очень ограниченное количество специализированных функций, то они используются реже, чем маршрутизаторы и мосты.

Подобно маршрутизаторам шлюзы могут быть автономными устройствами или службами операционной системы.

Первоначально коммутаторы (switch) предназначались для выполнения функций мостов (2-й уровень модели OSI), обеспечивающих более высокую производительность, чем обычные мосты. Это достигалось за счет того, что коммутаторы могут передавать данные непосредственно в заданный сетевой порт или сегмент. В настоящее время коммутаторы некоторых производителей имеют возможности, близкие к возможностям маршрутизаторов (3-й уровень модели OSI), поскольку они анализируют адреса протокола IP и на основе этого анализа посылают сетевые пакеты по указанному маршруту. Другие коммутаторы могут определять назначение передаваемой информации в зависимости от того, какая прикладная программа ее генерирует.

Самым нижним уровнем сетей является физический носитель информации (или линии связи) – медные (витые пары, коаксиальные) и оптоволоконные кабели, радиоволны. Наиболее эффективными и широко распространенными являются оптоволоконные кабели, основным преимуществами которых являются: высокая скорость передачи информации, устойчивость к помехам, незначительное затухание. Одним из производителей кабельной продукции является ОАО "Связьстрой-1» (г. Воронеж).