Файл: Мультисервисные сети (ngn) Мультисервисная сеть.pptx

Мультисервисные сети (NGN)

Мультисервисная сеть

Мультисервисная сеть NGN (new generation networks — сети нового поколения)  представляет собой универсальную многоцелевую среду, предназначенную для передачи речи, изображений и данных с использованием технологии коммутации пакетов (IP).

Основная задача мультисервисных сетей заключается в том, чтобы обеспечить работу разнородных информационных и телекоммуникационных систем и приложений в единой транспортной среде.

Мультисервисная сеть

Мультисервисная сеть дает возможность:

• многоканального кабельного телевидения;
• каналов видеонаблюдения;
• высокоскоростного интернета;
• передачи данных Ethernet;
• сбора данных и управления приборами учета для ЖКХ.

Схема мультисервисной системы связи

Состав транспортной сети NGN

В состав транспортной сети NGN могут входить:

• транзитные узлы, выполняющие функции переноса и коммутации;
• оконечные (граничные) узлы, обеспечивающие доступ абонентов к ресурсам мультисервисной сети;
• контроллеры сигнализации, выполняющие функции обработки информации сигнализации, управления вызовами и соединениями;
• шлюзы, обеспечивающие подключение традиционных сетей связи.

Основные элементы сетей NGN

Элементы мультисервисных сетей представляют собой аппаратно-программные средства нового типа.

К таким элементам относятся:

• программные коммутаторы (Softswitch),
• медиашлюзы (MGW).

SoftSwitch – программный коммутатор, обеспечивающий функции телефонной связи.

Термин SoftSwitch обозначает и устройство управления, и новый подход к организации сети, обеспечивающей эффективную передачу речи, видео и данных и обладающей большим потенциалом для развертывания новых услуг.

Softswitchs - это серверы, которые управляют потоками трафика разных видов. 

Технологии построения мультисервисных сетей

Мультисервисные сети можно строить на базе самых разных технологий, как на платформе IP (IP VPN), так и на основе выделенных каналов связи.

---

На магистральном уровне наиболее популярны сегодня технологии IP/MPLS, Packet over SONET/SDH, POS, ATM, DWDM, CWDM, DPT и др.

Большая часть магистральных мультисервисных сетей сегодня строится на основе технологий POS, DWDM, которые получили заметное распространение в России, а также IP/MPLS.

Технология MPLS

MPLS (MultiProtocol Label Switching) - технология многопротокольной коммутации по меткам.

Технология MPLS часто используется для построения виртуальных корпоративных IP-сетей (IP VPN) на третьем уровне ЭМВОС (OSI) ("Эталонная модель взаимодействия открытых систем").

В таких сетях каждому IP-пакету присваивается специальная метка, определяющая его маршрут и приоритет.

В результате операторы телекоммуникационных сетей могут предоставлять в IP VPN такие классы обслуживания (QoS), которые дают возможность использовать их для транспорта изохронного трафика, например, телефонного. Операторы, внедрившие MPLS в своих сетях, а также представители компании Cisco утверждают, что уже сегодня технология MPLS превращает контролируемые оператором IP-сети в надежную, предсказуемую и управляемую инфраструктуру.

Технология MPLS

MPLS может рассматриваться как совокупность технологий, которые, работая совместно, обеспечивают доставку пакетов от отправителя к получателю контролируемым, эффективным и предсказуемым способом.

В MPLS для пересылки пакетов на уровне 2 используются коммутируемые по меткам тракты LSP, которые были организованы с помощью протоколов маршрутизации и сигнализации уровня 3.

Технология SDH (синхронная цифровая иерархия) строится на оптоволоконных линиях, сочетая различные топологии физической связи.

Технология PoS (Packet over SDH, можно перевести как «пакет через сеть SDH») - исторически первое решение, предназначенное для передачи пакетного трафика через сеть синхронной цифровой иерархии.

Технология предполагает использование метода временного мультиплексирования (TDM) и кросс-коммутации тайм-слотов. При этом оконечное оборудование SDH оперирует потоками, к которым подключается клиентское оборудование.

Основными устройствами сети являются SDH-мультиплексоры.

Технология DPT представляет собой частную оптическую технологию корпорации Cisco, которая оперирует каналами со скоростями:

---

• ОС-3 (155 Мбит/с)
• ОС-12 (622 Мбит/с)
• ОС-48 (2,488 Гбит/с)
• ОС-192 (9,952 Гбит/с)

на потенциально больших расстояниях.

При помощи протокола SRP и кольцевой топологии, каждый DPT-узел отправляет пакеты в оптическое кольцо на конкурентной основе, в отличие от FDDI, что значительно увеличивает полосу пропускания кольца.

DPT ориентирована на провайдеров услуг по передаче IP-трафика по уже имеющейся действующей сети SDH с наиболее эффективным использованием каналов.

Технология DPT – Dynamic Packet Transport

Технологии оптического уплотнения xWDM (CWDM или DWDM).

Технология WDM - (от англ. Wavelength-division multiplexing, что буквально переводится как «мультиплексирование с разделением по длине волны») представляет собой технологию, с помощью которой осуществляется одновременная передача нескольких каналов данных по одному оптоволокну на разных несущих частотах.

Для реализации этой технологии необходимо, чтобы передаваемые сигналы не искажались и чтобы сигналы с разными частотами (длинами волн) не взаимодействовали между собой.

Технология WDM

Мультиплексор (объединяет сигналы)

Демультиплексор (разъединяет сигналы)

ВИДЫ xWDM СИСТЕМ

CWDM — «грубое спектральное мультиплексирование» (Использование 18 длин волн. Диапазон длин волн от 1270 до 1610 нм.)

DWDM — «плотное спектральное уплотнение»

(Применение до 160 волн для точного спектрального уплотнения. Диапазон несущих частот от 1530 нм до 1605 нм.)

Оборудование WDM

В сетях WDM используются трансиверы, транспондеры и мультиплексоры.

Трансиверы отвечают за формирование и прием оптических сигналов (длин волн). Кроме того, модули обеспечивают преобразование сигнала из электрического в оптический, а затем обратно.

Принципиальное отличие транспондеров заключается в использовании параллельных каналов данных в отличие от трансиверов использующих последовательный алгоритм передачи данных.

Для объединения и деления волн различной длины применяются многоканальные оптические мультиплексоры.

Транспондер

Мультиплексор

Область применения WDM

Область применения WDM – оптические сети городского масштаба, такие как корпоративные и абонентские.

Область применения WDM

Long Haul DWDM - это сеть ТрансТелеКома транснационального масштаба протяженностью 20000 км и емкостью до 80 оптических каналов пропускной способностью 100G каждый.

Современное телекоммуникационное оборудование позволило создать самый длинный в мире участок безрегенераторной передачи в наземных сетях связи – более 4000 км. Это длина резервного маршрута от Санкт-Петербурга до Омска.

Технологии Metro Ethernet и Carrier Ethernet

MetroEthernet происходит от слова Metro — «городской». 

Такая сеть охватывает компактно расположенные жилые кварталы городской застройки (состоящие, как правило, из многоквартирных домов) и предоставляющая своим абонентам высокоскоростной доступ к различным услугам связи (Интернет, Игровые сервера, Голос поверх IP, Видео по требованию, IP телевидение и т.д.).

Технологии Metro Ethernet и Carrier Ethernet  

Carrier Ethernet – означает Ethernet операторского класса. Представляет собой набор необходимых стандартизированных сервисов операторского класса и определяется следующими пятью основными атрибутами, отличающими его от обычного Ethernet LAN:

- Стандартизированные сервисы;

- Масштабируемость;

- Управление сервисами;

- Надежность операторского класса;

• QoS.

В основе подхода построения сети – повсеместное использование оптической среды передачи, кроме ближайшего к абоненту участка сети, располагающегося внутри здания. Для обеспечения надежности, масштабируемости и управляемости сеть MetroEthernet должна состоять из следующих иерархических уровней: 1) Уровень ядра (или опорной сети); 2) Уровень квартала; 3) Уровнь подъезда/дома; 4) Уровень абонента.

Технология PON

PON (Passive Optical Network, пассивные оптические сети) – технологии широкополосного мультисервисного доступа по оптическому волокну.

Сегодня PON используется для реализации структур:

• «оптическое волокно до здания» (FTTB),
• «волокно до жилища» (FTTH),
• «волокно до распределительной коробки» (FTTC), FTTx (Fiber-To-The-x) – «оптика до точки Х».

Возможности технологии GPON удивляют в первую очередь тем, что доступ к ресурсам сети Интернет возможен на скорости до 1 Гб/с, что в двести раз выше, чем по медным линиям, и в десять раз выше, чем при использовании технологии Metro Ethernet.

Технология PON

Сеть строится с помощью пассивных делителей оптической мощности (сплиттеров), не требующих питания и обслуживания.

Особенностью технологии является 100% оптический канал от АТС до квартиры или офиса клиента, что позволяет повысить качество передачи сигнала (голоса, данных, видео) и в десятки раз увеличить скорость передачи данных.

Инфраструктура GPON отличается крайней неприхотливостью и безопасностью: не требует электропитания и может быть смонтирована в любом, даже неприспособленном помещении.

Общая структура пассивной сети передачи данных

Оптическая сеть по технологии GPON состоит из трех основных частей: 1) Станционный участок; 2) Линейный участок ; 3)Абонентский участок.

1) Станционный участок – это активное оборудование OLT, смонтированное на узле связи в помещении АТС.

2) Линейный участок – это волоконно-оптический кабель, шкафы, сплиттеры, коннекторы и соединители, располагающиеся на всем пространстве между станционным и абонентским участком.

   а) Магистральный участок – это кабель, прокладываемый от кросса (ODF) на АТС в направлении территории с большой группой зданий (район, квартал) и завершающийся оптическим распределительным шкафом (ОРШ);

б) Распределительный участок – это кабель, выходящий из ОРШ и прокладываемый преимущественно внутри зданий вертикально по межэтажным стоякам.

3) Абонентский участок – это персональная абонентская разводка одноволоконным дроп-кабелем (реже двухволоконным) от элементов общих распределительных устройств до оптической розетки и активного оборудования ONT в квартире абонента (или до группового сетевого узла ONU, смонтированного в офисе корпоративного клиента).

Самым сложным и капиталоёмким является линейный участок, состоящий из множества разнообразного пассивного оборудования и большого количества строительно-монтажных работ, поэтому очень важно применение наиболее оптимальных методов его построения. На сети может быть использована как одноуровневая (однокаскадная), так и многокаскадная схема с последовательным размещением сплиттеров.

Многокаскадная схема

Одноуровневая (однокаскадная) схема

Технология MMDS

Многоканальная Многоточечная Распределительная система – в английской аббревиатуре MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System) – это система наземного телевещания, аналог кабельного телевидения, но без кабеля (сходная со спутниковой телевещательной системой – только ретранслятор в этом случае находится на земле).

MMDS использует микроволновый частотный диапазон 2,5-2,7 ГГц. Ширина его составляет 2686-2500 = 186 МГц.

Комплект оборудования системы MMDS

Комплект оборудования системы MMDS включает следующие компоненты:

• модуляторы;
• входную приёмную систему;
• цифро/аналоговые передатчики (или один групповой на N каналов);
• цифро/аналоговый сумматор каналов;
• систему сетевого управления;
• автоматическую или ручную систему резервирования;
• широкополосные ретрансляторы (при необходимости);
• антенны;
• волновод и коаксиальный кабель.

Структурная схема системы MMDS при использовании одноканальных передатчиков

Структурная схема системы MMDS при многоканальном передатчике

Схема передачи сигнала в MMDS-системе

Система управления SCADA

Система SCADA (ITS-5001) - микропроцессорная система управления и мониторинга, позволяющая оператору MMDS в режиме реального времени осуществлять контроль и управление приёмо-передающим оборудованием и системой автоматического резервирования с одного рабочего места - персонального компьютера, который может располагаться как непосредственно вблизи оборудования, так и на любом удалении от него. GUI (GUI - графический интерфейс пользователя), работающий под NT и UNIX, позволяет настроить контроль системы в терминах рабочих коридоров и пороговых значений.

---