Универсальная платформа FlexGain — новая концепция построения первичной сети
Как известно, за последнее десятилетие телекоммуникационный рынок значительно расширился и каждый из операторов получил свободу выбора оборудования. В итоге используется огромное количество разнообразной специализированной аппаратуры, предназначенной для решения узкого спектра задач и зачастую плохо сопрягающейся друг с другом.
Между тем, для успешной коммерческой деятельности в условиях возросшей конкуренции оператору необходимо предлагать пользователям современные услуги в соответствии с их постоянно меняющимися потребностями. Расширить возможности оператора позволяют универсальные решения для построения сетевых узлов. Одно из них — единственная в своем роде платформа отечественного производства — универсальная платформа FlexGain, созданная а Научно-техническом центре НАТЕКС (Москва).
В случае, если бизнес-абонентам или частным лицам необходимо предоставить услуги телефонной и компьютерной связи по высокоскоростным каналам, перед оператором встает задача создания комбинированной транспортной сети для передачи цифрового и аналогового трафиков. При этом требования к аппаратуре, выбираемой в качестве основы для создания такой сети, достаточно очевидны: она должна работать с использованием различных технологий и сред передачи (кабелей), принятых для опорных транспортных сетей, иметь широкий набор интерфейсов для предоставления разнообразных услуг абонентам, а с учетом удаленности абонентов от узла сети — решать также «проблему последней мили» путем повышения эффективности использования существующих медно-кабельных или оптических абонентских линий. Сказанное подтверждается и результатами маркетинговых исследований запросов потребителей техники связи.
В ассортименте продукции, предлагаемой НТЦ НАТЕКС, уже несколько лет имеются разнообразные специализированные системы для организации абонентского доступа и межстанционной связи. Однако большинство заказчиков высказывали пожелания об универсализации монтажных кассет различных систем и протоколов централизованного управления. В качестве обязательного выдвигалось требование, сохранить приемлемые ценовые показатели новых разработок,т.е. стоимость нового универсального оборудования не должна превышать стоимости специализированного.
На основе перечисленных предпосылок в НТЦ НАТЕКС разработана новая универсальная платформа
FlexGain, предназначенная для интеграции различных подсистем, обеспечивающих разнообразные виды услуг компьютерной и телефонной связи. Перечень подсистем, составляющих универсальную платформу, включает: модули мультиплексирования и демультиплексирования стандартных двухмегабитных потоков (SDH и PDH), модули кросс-коммутации потоков Е1, первичные мультиплексоры временного разделений (ТОМ), модули уплотнения абонентских линий, а также различные виды xDSL-устройста для работы по ненагруженным медным линиям (парам) в многопарных кабелях, в том числе для сверхдлинных участков с применением регенераторов. Такая гамма разнообразных подсистем позволяет строить транспортные сети связи, организовывать доступ к ним по стандартным высокоскоростным технологиям (STM-1 и Е1) и обеспечивать мультисервисный абонентский доступ с предоставлением практически любых необходимых потребителю интерфейсов.
При разработке универсальной платформы специалисты НТЦ НАТЕКС использовали свой многолетний опыт по внедрению на отечественных сетях связи различного оборудования систем передачи. С 1994 г. поставляются системы уплотнения абонентских линий. В 1995 г. НТЦ НАТЕКС первым в России познакомил операторов связи с технологией HDSL (высокоскоростная цифровая абонентская линия), С 1997 г. НТЦ НАТЕКС активно пропагандирует применение ВОЛС в сетях доступа и предлагает гибкие мультиплексоры временного разделения для организации мультисервисных узлов доступа.
Для подключения универсального сетевого узла к опорной сети используются мультиплексоры SDH (транзитные или терминальные), системы передачи PDH или оборудование HDSL (Рисунок
1).
Подсистема FlexGain A155 представляет собой мультиплексор синхронной цифровой иерархии (SDH). От других подобных систем мультиплексор отличается возможностью непосредственного подключения интерфейса Ethernet 10/100BaseT локальных вычислительных сетей. Мультиплексор реализует и стандартные цифровые интерфейсы: G.703 для передачи до 63 потоков по 2 Мбит/с или трех потоков по 34 Мбит/с. Оптические или электрические линейные интерфейсы могут работать со скоростями 155 Мбит/с. Допустимо использование до четырех оптических интерфейсов, что позволяет не только создавать кольцевые и линейные транспортные сети, но и использовать подсистему FlexGain A155 в качестве узла сети. Оптические интерфейсы могут обеспечить передачу по ВОЛС на расстояние до 150 км без применений регенераторов. В подсистеме реализована возможность резервирований оптических линий.
В случае, если установка SDH-мультиплексоров экономически необоснованна, можно задействовать подсистемы
FlexGain FOM4 и FlexGain FOM16 плезиахронной цифровой иерархии (PDH). Эти оптические модемы-мультиплексоры значительно дешевле, но обладают определенными ограничениями: FlexGain FOM4 имеет только четыре интерфейса для передачи потоков 2 Мбит/с. С помощью FOM4 можно организовать только прямое соединение «точка — точка». Подсистема FlexGain FOM16 предназначена для передачи 16 потоков со скоростью 2 Мбит/с и позволяет создавать линейные и кольцевые схемы передачи. Оптические мультиплексоры разработаны в соответствии с рекомендациями МСЭ G.703, G.742, G.956, G.823, G.829, G.955. Передача каждого из потоков Е1 происходит независимо, т. е. тактовая частота каждого канала Е1 не зависит от тактовой частоты любого другого какала E1. В случае отставания тактовой частоты одного из каналов происходит циклическое дополнение потока недостающими битами, с пометкой об их дальнейшем изъятии при формировании общего потока.
Для подключения узлов цифровой сети по медно-кабельным линиям, используемым в том числе для межстанционных соединений, была создана подсистема WATSON 4 MEGATRANS. Чтобы добиться совместимости этого оборудования с аналоговой системой К-60 при работе по одному многопарному кабелю, используются разнесение спектров передачи и оптимальное соотношение уровней передачи и приема. Применение этой подсистемы позволяет избежать дополнительных кабельных работ и осуществлять цифровизацию межстанционных соединений поэтапно. В WATSON 4 MEGATRANS используется разработанная в НТЦ НАТЕКС (на основе лучшего мирового опыта) технологии — несимметричная САР-модуляция с регулируемым уровнем и адаптивной системой согласования с линией. Длина пролета без регенерации сигнала у подсистемы MEGATRANS — 22 км. Такая рекордная для цифровых систем передачи длина практически равна длине участка регенерации распространенных аналоговых систем передачи с частотным разделением каналов. Таким образом, регенераторы MEGATRANS, восстанавливающие форму передаваемого сигнала и освобождающие его от влияния шума, можно устанавливать в существующие НУП и ОУП. Подача электропитания осуществляется по сигнальной линии, что позволяет при двусторонней схеме электропитания устанавливать подряд 10 регенераторов.
Технология HDSL с CAP-модуляцией (амплитудно-фазовой, без передачи несущей) считается лучшей для применения как на магистральных, так и на местных линиях связи. Если сравнивать ее с 2B1Q-модуляцией, то CAP обеспечивает, прежде всего, в несколько раз более узкий частотный спектр. Это положительно сказывается на дальности передачи, так как с ростом частоты увеличивается удельное затухание электромагнитного сигнала. При одних и тех же параметрах линии дальность работы модемов с САР-модуляцией на 15…20% больше, чем у модемов с модуляцией 2B1Q.
В платформу FlexGain интегрированы все решения DSL фирмы Schmid Telecom AG — европейского лидера на рынке HDSL. Наибольшим успехом пользуются семейства модемов HDSL и MSDSL WATSON 3 и WATSON 4, использующие САР-модуляцию. Эти модемы обеспечивают рекордную дальность безрегенераторной передачи и с успехом применяются как для подключения к опорной сети, так и для подключения абонентов.
Для решения задач, в которых ключевыми являются экономические аспекты (цена HDSL-линии), предлагается семейство модемов WATSON 2. Модемы WATSON 2 реализуют традиционную 2B1Q-модуляцию и способны решить многие задачи по организации высокоскоростных трактов, хотя и уступают модемам CAP no дальности передачи.
Для перераспределения услуг на уровне временных интервалов 64 кбит/с (ОЦК) служат подсистемы мультиплексоров временного разделения и кросс-коммутации.
Подсистема FlexGain Plex — это мультиплексор временного разделения с цифровыми и аналоговыми интерфейсами. Цифровые интерфейсы выполнены в виде дополнительных плат. Число цифровых интерфейсов — до четырех. Возможны любые комбинации из трех типов интерфейсов — V.35, G.703, Ethernet 1ObaseT. Подсистему можно дополнить также платой оптического модема (вместо одного из цифровых интерфейсов) для непосредственного подключения к ВОЛС на скорости до 4 Мбит/с. В качестве ответного модема, кроме мультиплексора FlexGain Plex, может быть установлен PDH-мультнплексор FlexGain FOM4. FlexGain Plex реализует также четыре аналоговых интерфейса типа FXS, FXO, двух- (четырех) проводных каналов ТЧ с сигнализацией Е&М.
Подсистема FlexGain 4XE может использоваться как кросс-коммутатор временных интервалов (TS) между четырьмя потоками Е1. Программируемая пользователем таблица соединений определяет связи любого входящего интервала 64 кбит/с с любым исходящим временным интервалом. В системе поддерживаются функции выделения и вставки, распределения и объединения; имеется возможность проверки качества прохождения сигнала по шлейфу; поддерживается механизм контроля передаваемых сумм CRC-4 для E1.
Универсальная платформа FlexGain может использоваться и в качестве многофункциональной платформы абонентского доступа (Рисунок
2).
Для операторов, испытывающих дефицит медных абонентских линий, актуален вопрос их уплотнения.
Подсистемы FlexGain PCM4/5 и РСM11/12 позволяют организовать по одной телефонной паре от четырех до двенадцати аналоговых телефонных каналов. В системе обеспечиваются высокое качество передачи речи и цифровых сигналов, поскольку в ней не используются методы цифровой компрессии (ADPCM, MPMLQ). Модемы и телефаксы, подключенные к системе, будут иметь более высокие скорости работы, чем на «прямой» уплотняемой линии, благодаря отсутствию затухания и шумов, неизбежных в аналоговых линиях большой протяженности. По логике организации на рассмотренные похожа и
подсистема FlexGain UG5, позволяющая уплотнить одну телефонную пару для организации пяти базовых цифровых линий ISDN (2В+1D).
В состав универсальной платформы входит также модем
NTU-128 Voice, который может применяться для организации высокоскоростной постоянно действующей цифровой линии связи параллельно с телефонным каналом. В модеме используется линейная технология IDSL и объединяются функции модема для физических линий связи и мультиплексора с интерфейсами для подключения компьютера и телефона. Технология IDSL обеспечивает дуплексную цифровую передачу со скоростью до 160 кбит/с. Линейный код — 2B1Q. Дальность связи (максимальная длина двухпроводной линии, на которой может работать аппаратура) — 7,5 км при диаметре жилы кабеля 0,5 мм.
Для установки различных подсистем платформы используются три вида конструктивов, универсальная кассета на 14 посадочных мест FlexGain-R-PCM/W, малогабаритный корпус на три посадочных места FlexGain Compact и настольный пластмассовый модуль на одно посадочное место FlexGain LIT. Широкий набор конструктивов позволяет гибко подходить к проектированчю объектов связи.
На узловой станции оператора устанавливается кассета на 14 посадочных мест, которая имеет стандартную высоту 6U. Несколько таких кассет можно устанавливать в 19″ стойки и объединять их по управлению. Кассета содержит все необходимые для обеспечения функционирования подсистем устройства: подвода электропитания к каждому посадочному месту, объединения интерфейсов управления, обеспечения электромагнитной совместимости для каждой подсистемы. Поскольку в универсальной платформе используется попностью распределенная архитектура, нет необходимости в центральном процессоре и общем источнике питания.
Непосредственно у клиента устанавливаются конструктивы на одно или три посадочных места либо автономные модули подсистем FlexGain. Причем автономные модули большинства подсистем могут использоваться и для приложений типа «точка-точка», например, в корпоративных приложениях.
Все возрастающая сложность транспортных сетей и географическая удаленность различных узлов сети обусловили необходимость создания централизованной системы управления. Перед разработчиками системы управления универсальной платформой FlexGain была поставлена задача создать удобную, открытую и полнофункциональную управляющую оболочку, работающую с использованием доступных аппаратных и программных средств.
Разработанная в НТЦ НАТЕКС система управления FlexGain View соответствует всем требованиям TMN МСЭ. Она обеспечивает автоматический контроль и управление сетевыми элементами, обработку отказов, сбор статистических данных и др. Доступ к каждому элементу сети осуществляется на основе протокола SNMP. Для функционирования системы управления достаточно персонального компьютера с операционной системой Windows NT и платформой управления HP OpenView. Предусмотрено несколько уровней доступа к системе управления. Ограничения могут накладываться на возможность изменения отдельных элементов сети, ее части или всей сети. Система управления обладает широкими возможностями диагностики работы отдельных элементов сети, проверки по шлейфам, определений частоты появления ошибок, изменения конфигурации сети и т д.
Платформа FlexGain постоянно развивается. Разрабатываются новые подсистемы. В отличие от многих других платформ FlexGain не имеет ограничений на полосу пропускания общей шины и производительность процессора, поэтому новые и перспективные технологии могут быть интегрированы в это универсальное решение.
Большинство подсистем FlexGain уже сертифицировано Минсвязи России и администрациями связи других стран СНГ. Что касается новых разработок, то они будут сертифицироваться сразу после запуска их в производств.
