гл 2 Соколов
.pdfснижения эксплуатационных затрат и ориентация (для ТСГ) на системы передачи большой емкости с целью экономии суммарных инвестиций на развитие транспортных сетей. Выполнение этих рекомендаций не приводило к ощутимому экономическому эффекту.
Можно утверждать, что научно обоснованная концепция применения систем передачи, входящих в семейство плезиохронной иерархии, не появилась. Мне представляется, что для ее разработки не было серьезных оснований по ряду объективных и субъективных причин.
Ситуация радикально изменилась при появлении систем передачи семейства СЦИ, на базе которого в настоящее время развиваются транспортные сети. Такое технологическое изменение существенно повлияло на топологию транспортных сетей. В дополнение к трем вариантам, используемым для плезиохронных ЦСП, практическое применение нашли другие топологии. Основной структурой современных транспортных сетей, построенных на оборудовании СЦИ, стала кольцевая [5, 6, 7, 42].
Примеры кольцевых топологий были приведены в параграфе 2.1.3 для объяснения принципов кроссовой коммутации. В современных транспортных сетях применяются различные виды кольцевых структур. Обычно различают однонаправленные и двунаправленные кольца [5, 6, 42]. В последнем случае часто выделяют два типа колец: двухволоконное и четырехволоконное.
Кольцевые структуры могут сочетаться с топологиями "точ- ка-точка" и "линейная цепь", показанными на рисунке 2.42. Совокупность колец образует структуру, подобную сотовой топологии. На рисунке 2.44 показана структура гипотетической местной транспортной сети, в которой сочетаются различные виды топологий.
В модели сети выделены шесть колец, которые пронумерованы арабскими цифрами. Первые четыре кольца реализованы по двунаправленной схеме с двумя волокнами. Совокупность этих колец образует сотовую структуру. Пятое кольцо иллюстрирует пример однонаправленной схемы. Двунаправленная четырехволоконная топология использована при построении шестого кольца. Связь между СУ13 и СУ6 осуществляется по схеме "точка-точка". Топология "линейная цепь" реализована для подключения к транспортной сети СУ14, СУ15 и СУ16.
В технической литературе приводятся примеры и других топологий, применяемых для построения транспортных сетей. Кроме того, используются иные названия рассмотренных выше топологий. В частности, сотовые структуры иногда называются ячеистыми. Для большинства топологий - при
81
организации резервирования за счет разных волокон в одном кабеле - обычно используется забавное название "плоское кольцо".
Рисунок 2.44 Структура гипотетической транспортной сети
Принципы резервирования ресурсов в транспортных сетях хорошо изложены в [5, 6, 42] и в ряде других работ. Их также можно найти в Internet на сайтах Производителей телекоммуникационного оборудования и системных интеграторов.
Структуры местных транспортных сетей целесообразно рассматривать с точки зрения общих принципов развития инфокоммуникационной системы. Эти принципы, как правило, различаются для городов и сельской местности. Первые параграфы в разделах 2.6 и 2.7 посвящены анализу основных путей модернизации ТСГ и ТСС соответственно.
82
Наука никогда не решает вопроса, не поставив при этом десятка новых.
(Бернард Шоу)
2.6. Городские транспортные сети
2.6.1. Принципы модернизации транспортной сети города
В этом параграфе основное внимание уделяется трем аспектам развития ТСГ. Во-первых, необходимо проанализировать требования к пропускной способности транспортных ресурсов, которые определяются процессами эволюции коммутируемых сетей. Во-вторых, важно определить те технологии, которые должны поддерживаться транспортной сетью. В третьих, следует выбрать такие принципы построения транспортной сети, которые способны эффективно обеспе- чить выполнение всех требований инфокоммуникационной системы с учетом возможных сценариев ее долгосрочного развития.
Если верны основные выводы, сформулированные в разделе 1.7, то пропускная способность ТСГ будет расти впечатляющими темпами. Прогнозы такого рода справедливы для некой среднестатистической ТСГ. В мегаполисах России темпы роста пропускной способности ТСГ будут очень высокими, а в небольших городах - более скромными. Задачи планирования ТСГ, связанные с оценкой требуемой пропускной способности, имеют весьма существенную особенность. При прогнозировании могут быть допущены значительные ошибки. Характерный пример - неожиданные темпы роста емкости сотовых сетей в начале XXI века. Поэтому системные решения, которые принимаются при создании транспортных сетей, должны обеспечивать возможность исправления ошибок прогнозирования.
Вопрос о новых технологиях некоторое время после разработки рекомендаций МСЭ по СЦИ казался надуманным. Представлялось, что транспортные сети на всех уровнях иерархии должны строиться за счет организации по кабелям с ОВ или по РРЛ цифровых трактов STM-1, STM-4 и так далее. Некоторые сомнения стали возникать по мере практического использования оборудования ATM. Кроме классической схемы (ATM over SDH) появились иные предложения. Они были основаны на исключении оборудования СЦИ при использовании технологии ATM. Позже предложения такого рода были сформулированы рядом компаний, занимающихся IP технологией. Например, компания Cisco Systems
83
предложила технологию DPT (динамическая транспортировка пакетов), позволяющую эффективно передавать данные по кабелям с ОВ без организации трактов STM.
Расширение областей применения IP технологии будет трансформировать транспортные сети. В настоящее время основной вид транспортных ресурсов - тракты STM. "Темные волокна" можно рассматривать как резервные ресурсы или товар, предлагаемый в аренду другим Операторам. В перспективе эта ситуация изменится. Будет расти удельный вес волокон, ориентированных на технологии, отличные от СЦИ. Теоретически можно рассматривать вариант полного отказа от СЦИ. Правда, такое решение нельзя считать реальным в обозримой перспективе.
Принципы построения ТСГ можно свести к нескольким сценариям, выбор которых осуществляется Оператором с учетом решений, касающихся развития инфокоммуникационной системы в целом. На рисунке 2.45 показана модель гипотетической ГТС, которую эксплуатирует Оператор. Цифровизация этой сети подразумевает модернизацию ТСГ [7, 85].
Рисунок 2.45 Модель сети, для которой модернизируется ТСГ
Для создания большинства пучков СЛ были использованы физические цепи. В пяти случаях были установлены плезиохронные ЦСП. Три пучка СЛ образованы системами ИКМ30. Два пучка СЛ созданы системами ИКМ-120 и ИКМ-480. В данном случае структуры ТСГ и ГТС совпадают.
Для упрощения дальнейших рассуждений будем считать, что структура ГТС не меняется в процессе ее цифровизации. Это позволяет упростить дальнейшие рассуждения.
84
Оператор может осуществлять модернизацию своей транспортной сети различными способами, которые можно свести к следующим вариантам:
а) дальнейшее использование плезиохронных ЦСП для повышения емкости пучков СЛ;
б) полная замена эксплуатируемых ЦСП на оборудование СЦИ для всех уровней иерархии транспортной сети;
в) совместное использование ЦСП обоих семейств в общей транспортной сети.
Вариант (а) может рассматриваться только как теоретически возможное решение. Тем не менее, он может быть реализован для некоторых ГТС малой емкости. Кроме того, использование плезиохронных ЦСП на нижнем уровне иерархии транспортной сети предусматривается в сценарии
(в). С точки зрения дальнейшего расширения пропускной способности местных транспортных сетей и технической эксплуатации соответствующего оборудования вариант (а) следует рассматривать как паллиативное решение.
Вариант (б) представляет классический пример "революционного" преобразования транспортной сети. Он может быть реализован в том случае, если эксплуатация всех компонентов существующей транспортной сети не представляется целесообразной с технической и/или экономической точек зрения. Пример модернизации ТСГ по варианту (б) показан на рисунке 2.46. Предполагается, что все СУ объединяются в кольца.
Рисунок 2.46 Пример модернизации ТСГ по варианту (б)
Нулевое кольцо объединяет те СУ, в помещениях которых расположены транзитные станции ГТС. Первое, второе и третье кольца расположены на нижнем уровне иерархии
85
транспортной сети. Они объединяют те СУ, которые предоставляют транспортные ресурсы для образования пучков СЛ между МС и ТС. Пунктирными линиями показаны дополнительные линии передачи. Они могут быть образованы для повышения надежности транспортной сети (между СУ1 и СУ21) или для организации прямых пучков СЛ, пропускающих большой трафик (между СУ22 и СУ24).
При таком варианте модернизации ТСГ оборудование плезиохронных ЦСП демонтируется. Целесообразность такого решения может быть определена после проведения техникоэкономического обоснования (ТЭО), которое должно предшествовать процессу планирования сети.
В большинстве случаев процесс цифровизации ТСГ растягивается на несколько лет. Для крупных городов России можно говорить о десятилетиях. Поэтому экономическая целесообразность рассматриваемого варианта модернизации транспортной сети для Оператора ГТС сомнительна. Для тех Операторов, которые эксплуатируют цифровые сети, ориентированные на поддержку современных инфокоммуникационных услуг, вариант (б) будет, как правило, единственным конкурентоспособным решением.
Вариант (в) можно рассматривать как типичный случай прагматического подхода к модернизации ТСГ. Можно выделить два характерных сценария, которые свойственны варианту (в). Они рассматриваются в двух следующих параграфах. В этом параграфе целесообразно выделить три основных стратегии применения оборудования СЦИ.
Первая стратегия - построение "наложенной" сети. Вторая стратегия подобна расширяющемуся ядру. По аналогии с принципами цифровизации ТФОП [86] третья стратегия модернизации транспортной сети может быть названа "островной". На рисунке 2.47 показана общая идея для всех трех стратегий модернизации транспортной сети.
Формирование "наложенной" сети позволяет свести к минимуму общую численность переходов между оборудованием плезиохронной и синхронной иерархий. С функциональной точки зрения между "старой" сетью, построенной на физических цепях, а также на аналоговых и цифровых (плезиохронных) системах передачи, и "новой" сетью СЦИ существует только один переход.
Принцип "расширяющегося" ядра можно трактовать следующим образом. Существует некий "центр" сети, с которого начинается построение ТСГ на базе оборудования СЦИ. Если вернуться к рисунку 2.45, то такой "центр" сети будет образован тремя СУ, расположенными на площадках, где установлены ТС1, ТС2 и ТС3. Постепенно ядро сети расширяется, поглощая те фрагменты транспортной сети, где еще не
86
установлено оборудование СЦИ. Эту стратегию можно также назвать принципом внедрения оборудования СЦИ "сверху вниз", так как ядро сети расположено на верхнем уровне иерархии.
Рисунок 2.47 Три стратегии модернизации ТСГ
87
Стратегия, основанная на построении "островов", ориентирована на поэтапное внедрение оборудования СЦИ. Это оборудование устанавливается в тех фрагментах ТСГ, где это необходимо с учетом текущих требований, которые предъявляются коммутируемыми сетями. В результате формируется совокупность "островов", в границах которых функционируют сети СЦИ.
Все три стратегии имеют характерные достоинства и недостатки, которые можно рассматривать с технической и экономической точек зрения. На рисунке 2.48 представлены результаты качественного анализа трех рассмотренных выше стратегий модернизации ТСГ.
Рисунок 2.48 Качественный анализ трех стратегий модернизации ТСГ
Первая стратегия, как правило, позволяет быстрее построить единую транспортную сеть на базе оборудования СЦИ. Совокупные затраты на ТСГ, по всей видимости, будут самыми большими. Следует учесть, что расчет чистой текущей стоимости (NPV) для этой стратегии модернизации ТСГ может дать иные результаты.
Для второй стратегии можно ожидать снижение совокупных затрат на развитие транспортной сети. Этот результат будет обеспечиваться за счет увеличения сроков реализации проекта. Минимальные инвестиции будут, по всей видимости, присущи третьей стратегии модернизации ТСГ, но время для завершения процесса модернизации сети будет максимальным.
88
2.6.2. Основной сценарий построения городской транспортной сети
В основном сценарии построения современной ТСГ доминируют кольцевые топологии. Преимущества кольцевых структур (экономия суммарной длины кабельных линий, высокая живучесть сети и прочие) удачно сочетаются с возможностью эффективного использования мощных ресурсов, свойственных системам передачи семейства СЦИ. Поэтому первые проекты построения современных ТСГ были основаны на кольцевых структурах, которые предусматривались на всех уровнях иерархии - вплоть до сети доступа. Модель ТСГ, состоящая из трех иерархических уровней, показана на рисунке 2.49.
Рисунок 2.49 Первая модель ТСГ с тремя уровнями иерархии
Верхний иерархический уровень состоит из пяти СУ. Он назван "уровень ТС", что указывает на связь со структурой ГТС. СУ0 размещается в одном помещении с АМТС. В принципе, АМТС можно рассматривать как транзитную станцию, что вполне естественно с точки зрения выполняемых ею функций. Назначение этого фрагмента ТСГ - предоставление транспортных ресурсов для всех коммутационных станций, расположенных на верхнем уровне иерархии в коммутируемых сетях. Если говорить о ГТС, то СУ0 … СУ4 предназначены для связи всех ТС между собой и с АМТС.
89
Соответствующие связи показаны в верхней части рисунка 2.50, который иллюстрирует структуру ГТС. Мы видим, что все ТС и АМТС связаны между собой по принципу "каждая с каждой". Это одно из возможных решений. Подробнее этот вопрос будет рассматриваться в третьей главе.
Рисунок 2.50 Модель ГТС с тремя уровнями иерархии
Вернемся к рисунку 2.49, ко второму уровню иерархии. В этой плоскости показаны два кольца, содержащие по четыре СУ. Каждое кольцо предназначено для обеспечения транспортными ресурсами тех коммутационных станций, которые располагаются на данном уровне иерархии. Кроме того, каждое кольцо связано с двумя СУ высшего уровня иерархии. Соответствующие линии передачи выполняют функции сопряжения между различными иерархическими уровнями ТСГ.
Для телефонной сети на этом уровне находятся МС. В такой же плоскости на рисунке 2.50 показаны два узловых района [87], в которых МС связаны между собой по принципу "каждая с каждой". В левой части рассматриваемого уровня показан тот вариант, когда каждая МС опирается на две ТС. При этом ТС3 считается основной, что отображается в первой цифре номера МС. В правой части показан другой вариант - только часть МС соединяется в двумя ТС. Некоторые МС опираются на одну ТС. В данном случае существенно то, что кольцевая структура ТСГ позволяет реализовывать любой вариант связи между коммутационными станциями ГТС.
90