Transportēšanas sistēmas

Gandrīz katrs, kas ir saistīts ar telekomunikācijām, būs dzirdējis par tādiem kodēšanas standartiem kā E1, E2, E3. Šāda formāta datu plūsmu galvenā priekšrocība ir spēja tās sadalīt sīkākās datu plūsmās ar pārraides ātrumu nx64 kbit/s un otrādi, pievienot brīvajās vietās jaunus kanālus.

To panāk, izmantojot laika dalīšanas principu un vienu 64 kbit/s kanālu lietojot kadru sinhronizācijai (lai iekārtas zinātu, kad ir sācies nākamais kanāls). Šo kanālu izmanto arī kļūdu detektēšanai, trauksmes signāla saņemšanai no attālinātā gala un dienesta informācijas pārraidei attālinātās iekārtas konfigurēšanai. Rezultātā no E1 plūsmas savas informācijas pārraidei reāli varam izmantot 1984 kbit/s – 31 kanālu ar 64 kbit/s pārraides ātrumu katram. Līdzīgi darbojas arī E2, kas ir četrkāršots E1. Tādējādi ir standartizēta datu pārraides vide, kas vienlaikus var nest vairākus neatkarīgus kanālus. Tos atdala un pievieno multipleksori vai tā sauktie cross connect. Atšķirība starp šīm iekārtām ir tāda, ka cross connect izejā parasti ir E1 interfeisi, bet multipleksori spēj nodrošināt daudz dažādu interfeisu, kas sniedz dažādus pakalpojumus. Nortel piedāvā izmantot PDMX-E multipleksorus. To galvenās īpašības ir plašais pakalpojumu klāsts un vieglā pieejamība, ko iespējams palielināt, izmantojot dažādus dublēšanas mehānismus, kas dod iespēju pa vairākiem ceļiem vai arī, dublējot atsevišķus 64 kbit/s kanālus, nosūtīt vienu un to pašu 2 Mbit/s plūsmu. Galvenie pakalpojumi ir balss nodrošināšana un pagarināšana caur 2 Mbit/s elektriskajām vai 8 Mbit/s elektriskajām un optiskajām savienojošām līnijām. Ir iespējams: · pieslēgt divas telefona centrāles arī ar E&M interfeisa palīdzību; · pievienot attālinātu telefonu pie telefona centrāles caur analogo vai ciparu interfeisu; · izmantot iznesumu ar HDSL (2 vai 3 pāri), kas nodrošina attālinātu 10 vai 30 analogo telefonu pievienošanu. Ir iespējams pagarināt arī ISDN pakalpojumus un ar dažādiem ātrumiem transportēt, kā arī konvertēt datu plūsmas uz V.24; X24 (0,6-38,4 kbit/s); X24; G.703 (64 kbit/s); V.35; V36; X24; RS449 (48; 56; 64 un nx64 kbit/s), turklāt attiecīgajiem interfeisiem var būt gan sinhronās, gan arī asinhronās datu plūsmas. Interesanta funkcija ir datu multitransportēšana, kas nozīmē, ka datus var kopēt un izsūtīt dažādos ceļos. Izmantojot šīs iekārtas, ir iespējams izveidot diezgan labu, tomēr nelielu tīklu, kura caurlaides spējas ierobežo 8 Mbit/s. Turklāt ar šo tehnoloģiju ir visai ierobežotas spējas sekot pakalpojumu kvalitātei, konfigurētajiem ceļiem, kā arī ir visai mazas rezervēšanas iespējas, kas ir nepieciešama lielām datu plūsmām. Būtiskākā šī principa nepilnība ir: lai izdalītu atsevišķu kanālu, nepieciešams sadalīt visu plūsmu. Ja nepieciešamas lielākas pārraides joslas, radikāli jāmaina datu pārraides tehnoloģija. Šiem mērķiem ir radīts SDH (synchronous digital hierarchy), kas ar visai augstu piekļūstamības pakāpi atrisina lielu un daudzu atsevišķu datu plūsmu transportēšanu. Ar SDH tīkliem saistīti tādi svarīgi un visai komplicēti jautājumi kā sinhronizācija un pakalpojumu garantētā piegāde. Sakarā ar visai augstajiem pārraides ātrumiem sinhronizācija ir īpaši aktuāla, tai vajadzīga īpaša tīkla noturība. Pēdējā laikā plaši izplatīti GPS sinhronizācijas avoti. Šī sistēma ir satelīta signāla uztvērējs, kas nodrošina augstas stabilitātes clock signālu. Labā SDH tīklā būtu nepieciešams vismaz viens augstas kvalitātes sinhronizācijas avots. Protams, ja labs avots jau ir, tad to var izmantot, neuzstādot GPS. Lai iegūtu augstu tīkla pieejamību, vēlams uzstādīt vairākus sinhronizācijas avotus dažādās tīkla vietās. Te sākas sinhronizācijas aizsardzība. Multipleksoriem ir jābūt spējīgiem saņemt sinhronizāciju no dažādiem avotiem un virzieniem, patstāvīgi saprotot, kurš avots ir kvalitatīvāks, un jāatjauno sākotnējā darbība pēc bojājuma novēršanas tīklā. Nortel piedāvā multipleksorus STM-1; STM-4; STM-16; STM-64. Tie nodrošina visai plašas iespējas sinhronizācijas izveidē. To var saņemt no ārēja avota, no STM portiem un no iekšēja ģeneratora. Ir būtiski zināt, ka STM kadra virsrakstā ir izdalīta vieta, kurā tiek paziņots, kādas kvalitātes sinhronizācija tiek piegādāta (S1 baiti). Tāpēc multipleksori zina, kādas kvalitātes signālu tam piegādā tā kaimiņi. Ar Nortel multipleksoriem var konfigurēt, kurus portus pirmos izmantot sinhronizācijai, kā arī, pieslēdzot ārēju avotu, definēt tā kvalitātes līmeni. Tāpēc, ja ir vairāki avoti, primārajam tiek uzstādīts augstāks līmenis nekā pārējiem. Tālāk pa tīklu izplatās tas, kuram ir augstāka kvalitāte. Jāņem vērā, ka pie multipleksora pa apli var atgriezties tā paša izejošais signāls un savai sinhronizācijai tas var sākt izmantot nevis ārējo avotu, bet to, kas ir atgriezies un izgājis caur daudziem multipleksoriem. Lai tā nenotiktu, Nortel multipleksoros var mainīt uztvertā signāla kvalitāti, ja tā ir, piemēram, 2, tad uz 15 vai jebkuru citu lielumu. Sinhronizācija konfigurēšanai ir iespējami visai daudzi un dažādi varianti, kas, protams, sarežģī inženieru darbu, tomēr šīs visai plašās iespējas nodrošina augstas drošības pakāpes (no sinhronizācijas viedokļa) tīkla izveidi un atsevišķu sinhronizācijas avotu, optisko līniju, karšu un pat multipleksoru bojājumi neizraisīs visa tīkla darbības traucējumus. Pareizas un drošas sinhronizācijas shēmas izveide ir garants visa tīkla kvalitatīvai darbībai. Nortel SDH multipleksori piedāvā ārkārtīgi lielu elastību, veidojot sinhronizāciju, kurai izmantoti: · sinhronizācijas avotu prioritāšu saraksti (ja tīklā ir vairāki augstas kvalitātes pulksteņi); · labāka sinhronizācijas avota automātiska izvēle; · informācijas izplatīšana tīklā par pieejamo sinhronizācijas avotu kvalitāti. Pastāv iespēja konfigurēt arī aiztures laikus, ja tiek mainīts sinhronizācijas avots, noteikt sinhronizācijas avotu rokas režīmā, neizmantojot automātiku, utt. Tomēr šīs nianses ir svarīgas tikai specifiskos risinājumos. Tikpat svarīga ir garantētā pakalpojumu piegāde. Dažos gadījumos pat neliels sakaru pārtraukums var izraisīt visai nozīmīgus zaudējumus, tādēļ ciparu sakaru kanāliem var būt uzstādītas ļoti augstas darba drošības prasības. To panāk, izmantojot vairākus mehānismus un principus, kas aizsargā datu plūsmas kā no kabeļu, tā arī no multipleksoru un atsevišķu to sastāvdaļu bojājumiem. Viens no vienkāršākajiem variantiem ir savienot divus Nortel SDH multipleksorus ar diviem kabeļiem, kas ir ieguldīti dažādās trasēs. Ja viens no kabeļiem ir bojāts, visu trafiku automātiski pārslēdz uz citu kabeli. Būtiska īpašība ir spēja pārslēgt tikai bojāto dzīslu, nevis visu pāri, pa kuru tiek veikta pārraide. Tādējādi bojājuma gadījumā raidošā un uztverošā dzīsla var iet pa dažādiem ceļiem. Tas nodrošina kabeļu tilpuma ekonomiju tajos gadījumos, kad bojāta tikai kabeļa daļa, nevis viss kabelis. Protams, konfigurēšanas procesā ir iespējams izmantot arī variantu, kad pārslēdz visu pāri. Šāda elastība ir visai svarīga, ja ir nepieciešams veikt savienojumu ar citu ražotāju iekārtām vai arī vecāku iekārtas tipu, kas šādu funkcionalitāti nenodrošina. Nortel multipleksoriem ir lielas iespējas plūsmu aizsardzībai. To panāk, veicot rezerves savienojumus pašā multipleksorā: no viena nerezervēta porta uz diviem citiem, no kuriem viens ir strādājošais, bet otrs - rezerves, kā arī no diviem jau aizsargātiem (viens strādā, otrs rezervē) portiem uz diviem citiem (viens strādā, otrs rezervē). Tādējādi tiek veidota konfigurācija, kas nodrošina darbību pat tad, ja ir vairāki bojājumi vienlaikus. Tālāk attīstot trafika aizsardzības shēmu, ir lietderīgi veidot multipleksoru slēgumu aplī, kas nodrošina darbību pat tad, ja atsevišķi tranzīta savienojumi vai iekārtas nedarbojas. Šajā gadījumā aizsargātie savienojumi tiek pārslēgti uz citiem tranzīta ceļiem, kas ir spējīgi darboties. Kad bojājums novērsts, tie automātiski tiek pārslēgti sākotnējā stāvoklī. Šīs aizsardzības metodes vairāk vai mazāk ir paredzētas kabeļu bojājumu apiešanai, bet, ko darīt, ja no ierindas iziet paša multipleksora kartes, kas tieši saņem informāciju vai arī glabā visas iekārtas programmnodrošinājumu un konfigurāciju? Kartes iespējams dublēt, izmantojot speciālu kontrolieri, kas seko to darbībai un veic pārslēgšanos, ja kāda ir bojāta. Konfigurācija un programmas nesēji atrodas uz kartes, kurai ir optiskais ports ar lielāko ietilpību. Ja to dublē, automātiski tiek dublēta arī konfigurācija un programma. Varētu domāt, ka tik daudzu rezerves ceļu konfigurēšana visai lielā tīklā ir diezgan sarežģīts un darbietilpīgs process, tomēr talkā nāk tīkla vadības sistēma, kas procesu veic automātiski un izmanto grafisko vidi, kas vizualizē šo darbu un dara to vieglāk uztveramu. Svarīgi atzīmēt, ka Nortel ražo visai plaša klāsta multipleksorus, kuru funkcionalitāte un arī darbības principi ir visai dažādi, tomēr tos ir iespējams vadīt no vienotas vadības sistēmas.

Ārkārtīgi svarīga Nortel multipleksoru iespēja ir viļņu dalīšanas multipleksēšana. Tā apvieno ciparu un frekvenču modulācijas principus. Optiskajā šķiedrā izplatās dažādu viļņa garumu lāzera stari, katrs no tiem nes signālu, kas ir atsevišķa ciparu (STM) plūsma. Šādā veidā iespējams izmantot raidīšanai un uztveršanai tikai vienu optisko dzīslu, nevis visu pāri. To panāk, raidot vienā virzienā ar vienu viļņa garumu, bet otrā - ar citu. Izmantojot šādu modulāciju, iespējams panākt ārkārtīgi lielu pārraides ātrumu - līdz pat 320 Gbit/s, kas gan Latvijas apstākļos šobrīd nav aktuāli, toties mazākas ietilpības sistēmas optisko kabeļu kapacitātes ekonomijai varētu būt svarīgi jau tuvākajā laikā. SDH tradicionāli ir transportēšanas sistēma, pie kuras pieslēdzot attiecīgās gala iekārtas, var saņemt gatavu pakalpojumu, bet Nortel piedāvā visai interesantu risinājumu – savienot SDH multipleksoru ar IP komutatoru/maršrutizatoru. Šo iespēju nodrošina 8 portu 10/100BaseT karte, kas tiek ievietota SDH šasijā. Tādējādi iespējams savienot lokālos datortīklus, izveidot virtuālo privāto tīklu un izmantot IP komutatora pakalpojumus. Īpaši jāuzsver šādas sistēmas paaugstinātā drošība, kuru nodrošina transporta un pakalpojumu vides integrācija.

Kaspars KĻAVIS, telekomunikāciju inženieris, SDH iekārtu speciālists