Разработка основных показателей и требований к модернизации сети абонентского доступа.

Скорее всего, «слабым звеном» при внедрении технологии IPTV (цифровое интерактивное телевидение в сетях передачи данных по протоколу IP) станет «последняя миля». Сомнения вызывает способность новой технологии ADSL2+ обеспечивать скорость передачи данных по абонентской паре до 24 Мбит/с. «Классическая» технология ADSL, теоретически обеспечивающая скорость до 8 Мбит/с и практически – до 5–6 Мбит/с, для внедрения IPTV не подходит. Такой скорости просто не хватит для передачи трафика Triple Play. Напомним, что Triple Play, или трафик тройного применения, включает в себя трафики видео, данных и телефонный. Возможностей «классического» ADSL явно недостаточно на все три типа трафика одновременно, «трубы» ADSL едва ли хватит на передачу видео. Поэтому «последняя миля» для IPTV – это ADSL2+ или выделенные сети «домашнего» Ethernet.

    Широкий интерес к услугам IPTV, возникший в последнее время, привел к тому, что массовая ADSL-изация населения идет сразу по пути ADSL2+. Но внедрение ADSL2+ на сети любого оператора сталкивается с двумя проблемами, которые можно рассматривать как terra incognita:

• качество существующей абонентской кабельной сети;

• установленные в сети DSLAM (мультиплексор доступа цифровой абонентской линии xDSL)..

    Способны ли абонентские кабельные системы отечественных операторов поддерживать передачу данных со скоростью до 24 Мбит/с? Ответ не однозначный. При широком распространении современных анализаторов «последней мили» большая часть из них не предназначена для измерений под технологию ADSL2+. Сама полоса тестирования ADSL – 1,5 МГц, ADSL2+ – 2,2 МГц – для многих приборов недостижима. И опять, как и несколько лет назад, в пору внедрения ADSL, службы эксплуатации оказались неподготовленными. Есть проблема, но нет инструментов. Как ни странно, в выигрыше оказались те операторы, которые либо были дальновидными и покупали самые современные приборы, либо те, которые вообще ничего не имели и теперь могут оснащаться анализаторами ADSL2+.

    В целом же нужно признать: системных исследований пригодности кабелей для услуг ADSL2+ никто из российских операторов не проводил. Что же до технологии измерений, то она достаточно известна и мало отличается от обычной технологии тестирования «последней мили». В основе лежит использование двух анализаторов: одного в режиме генератора, другого в режиме измерителя. Появление новых методов SELT (тест с одного конца линии) оптимизируют указанную схему, и в последнее время для ее реализация служит немалым утешением службам эксплуатации [л.11 с.10-15]

 Второе «слабое звено» при внедрении технологии Triple Play – используемые типы DSLAM. Исторический вопрос звучит так: поддержит ли DSLAM передачу трафика Multicast?

Как известно, современные DSLAM используют микропроцессоры, реализующие алгоритм ADSL2+. Не приходится сомневаться и в том, что DSLAM поддерживает функцию передачи трафика Triple Play (хотя само по себе это уже спорно, есть случаи «вольного трактования» понятия Triple Play). Но вот возможно ли использование DSLAM в сети IPTV – это вопрос, для окончательного ответа на который требуется тщательная проверка.
    Современная методика предлагает единственный способ контроля параметров DSLAM. В соответствии с указанной схемой тестовые пакеты генерируются трафиковым генератором maxSLAM и передаются на DSLAM через встроенные модемные порты с поддержкой любого протокола модемного обмена (ADSL DMT, ADSL G.Lite, ADSL2+ и т. д.). Проходя через DSLAM, тестовые пакеты возвращаются на приемный порт Gigabit Ethernet maxSLAM, где проводится анализ по всем характеристикам RFC-2544: Th (Пропускная способность), Lat (Задержка), LoT (Изменение задержки по времени), LD (Девиация задержки), FE (Количество ошибок), FL (Количество потерянных пакетов).                

     Трафиковый генератор maxSLAM поддерживает генерацию более 4 тыс. тестовых потоков различного трафикового профиля.

За счет их комбинации может быть построен любой произвольный профиль генерируемого трафика, что особенно важно для тестирования услуг TVoDSL ( тexнoлoгия пepeдaчи изображения, гoлoca и дaнныx пo oднoй aбoнeнтcкoй линии)  и VoDSL ( тexнoлoгия пepeдaчи гoлoca и дaнныx пo oднoй aбoнeнтcкoй линии) . Схема может работать в прямом и обратном направлениях, следовательно, порты ADSL могут выступать или как генераторы, или как приемники тестовых потоков. maxSLAM обеспечивает имитацию передачи трафика Multicast, поэтому на DSLAM может быть создана штатная или стрессовая нагрузка.
    На сегодня анализатор maxSLAM компании Spirent Communications является единственным прибором для проверки функциональности DSLAM перед внедрением услуг IPTV. В России уже проведены тесты некоторых DSLAM по указанной методике, но результаты этих измерений, к сожалению, – «коммерческая тайна».

Критериями оценки сети доступа являются:

· Th (Пропускная способность)

· Lat (Задержка)

· LoT (Изменение задержки по времени)

· LD (Девиация задержки)

· FE (Количество ошибок)

· FL (Количество потерянных пакетов)

1.2. Разработка вариантов модернизации сети абонентского доступа микрорайона « Мирный»

Вариант с использованием телекоммуникационных шкафов

Сегодня в коммуникационном шкафу размещают концентраторы и коммутаторы, системы питания, серверы и телефонные станции, оптические системы и многое-многое другое. В принципе главное предназначение коммуникационного шкафа – предоставление достаточного места для удобного и компактного размещения оборудования.

Сетевая тополо́гия (от греч. τόπος, - место) - способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств.

Сетевая топология может быть:

· физической - описывает реальное расположение и связи между узлами сети.

· логической - описывает хождение сигнала в рамках физической топологии.

· информационной- описывает направление потоков информации, передаваемых по сети.

· управления обменом - это принцип передачи права на захват сети.

Существует множество способов соединения сетевых устройств, из них можно выделить пять базовых топологий: шина, кольцо, звезда, ячеистая топология и решётка. Остальные способы являются комбинациями базовых. В общем случае такие топологии называются смешанными или гибридными, но некоторые из них имеют собственные названия, например «Дерево».

Универсальная кабельная система предлагает распределения кабеля в соответствии с топологией "звезда".

Звезда́ - базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно сетевой концентратор), образуя физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило "дерево").

Рисунок 1.1 Топология «звезда».

Работа в сети.

Рабочая станция, которой нужно послать данные, отсылает их на концентратор, а тот определяет адресата и отдаёт ему информацию. В определённый момент времени только одна машина в сети может пересылать данные, если на концентратор одновременно приходят два пакета, обе посылки оказываются не принятыми и отправителям нужно будет подождать случайный промежуток времени, чтобы возобновить передачу данных. Этот недостаток отсутствует на сетевом устройстве более высокого уровня - коммутаторе, который, в отличие от концентратора, подающего пакет на все порты, подает лишь на определенный порт - получателю. Одновременно может быть передано несколько пакетов. Сколько - зависит от коммутатора.

Достоинства:

· выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;

· хорошая масштабируемость сети;

· лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;

· высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);

· гибкие возможности администрирования.

Недостатки:

· выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом;

· для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;

· конечное число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном концентраторе.

Одна из наиболее распространённых топологий, поскольку проста в обслуживании. В основном используется в сетях, где носителем выступает кабель витая пара.

Архитектура иерархической звезды может применяться как для группы зданий, так и для одного отдельно взятого здания.

Иерархическая звезда состоит из центрального кросса системы, главных кроссов зданий и горизонтальных этажных кроссов. Центральный кросс связан с главными кроссами зданий при помощи внешних кабелей. Этажные кроссы связаны с главным кроссом здания кабелями вертикального ствола.

Архитектура иерархической звезды обеспечивает максимальную гибкость управления и максимальную способность адаптации системы к новым приложениям.

Архитектура одноточечного администрирования разработана для максимальной простоты управления. Обеспечивая прямое соединение всех рабочих мест с главным кроссом, она позволяет управлять системой из одной точки, оптимальной для расположения централизованного активного

оборудования. Администрирование в одной точке обеспечивает простейшее управление цепями, возможное благодаря исключению необходимости кроссировки цепей во многих местах. Архитектура одноточечного администрирования не применяется для группы зданий.

Каждая архитектура имеет свои преимущества, которые следует иметь в виду при выборе кабельной системы.

Когда распределительная система охватывает более одного здания, компоненты, обеспечивающие связь между зданиями, составляют магистральную подсистему между зданиями. Эта подсистема включает в себя среду, по которой осуществляется передача магистральных сигналов, соответствующее коммутационное оборудование, предназначенное для терминирования данного типа среды, и устройства электрической защиты для подавления опасных напряжений при воздействии на среду грозового и/или высоковольтного электричества, пики которых могут проникать в кабель внутри здания. Обычно это магистральный кабель первого уровня, проходящий от главного кросса в аппаратной центрального здания к промежуточному кроссу в аппаратной периферийного здания.

Магистральная подсистема должна включать в себя кабель, проложенный между зданиями, в туннеле, закопанный непосредственно в землю или в любой комбинации этих способов и проходящий от главного кросса к промежуточному кроссу в системе, состоящей из нескольких зданий. Кабели магистрали должны быть установлены по топологии "звезда", исходя из главного кросса к каждому телекоммуникационному шкафу периферийного здания. Все кабели между зданиями должны быть установлены с соблюдением требований соответствующих нормативов.

Подсистема аппаратной состоит из электронного оборудования связи коллективного (общего) использования, расположенного в аппаратной или в телекоммуникационном шкафу, и передающей среды, необходимой для подключения к распределительному оборудованию, обслуживающему горизонтальную или магистральную подсистемы.

Телекоммуникационные шкафы должны обеспечивать все необходимые условия (пространство, питание, условия окружающей среды и т.д.) для пассивных элементов и активного оборудования, установленного в них. Каждый шкаф должен иметь прямой выход на магистральные кабели.

Заземление телекоммуникационного оборудования должно проводиться в соответствии с местными и государственными нормативами.

Оборудование включает в себя арматуру кроссов, патч-панели и стойки, активное телекоммуникационное оборудование, а также приспособления и устройства для проведения тестирования. Также необходимо обеспечить заземляющую магистраль на основе соединительного проводника для обеспечения прямого соединения аппаратной и телекоммуникационных шкафов. Эти элементы являются частью инфраструктуры заземления (системы телекоммуникационных трасс и помещений в структуре здания) и не зависят от оборудования или кабельной системы. Аппаратной не должны пользоваться другие службы здания, которые прямо или косвенно могут мешать функционированию телекоммуникационной системы.

Вариант с использованием телекоммуникационных контейнеров

Одним из вариантов модернизации сети абонентского доступа является использование телекоммуникационных контейнеров. Проектируемое оборудование на площадке ПСЭ микрорайона Мирный размещается в контейнере связи производства ООО « Блик-М», Россия, в проектируемые телекоммуникационные шкафы.

Организация связи на участке ОПТС-5-ПСЭ Мирный по 16 первичным цифровым трактам предусматривается по существующим волоконно- оптическим кабелям с использованием оборудования синхронно- цифровой

иерархии типа МСО4 уровня SТМ-1 по топологии « кольцо».

Кольцо́ — базовая топология компьютерной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутую сеть.

Рисунок 1.2 Топология «кольцо».

Работа в сети.

В кольце, в отличие от других топологий (звезда, шина), не используется конкурентный метод посылки данных, компьютер в сети получает данные от стоящего предыдущим в списке адресатов и перенаправляет их далее, если они адресованы не ему. Список адресатов генерируется компьютером, являющимся генератором маркера. Сетевой модуль генерирует маркерный сигнал (обычно порядка 2-10 байт во избежание затухания) и передает его следующей системе (иногда по возрастанию MAC-адреса). Следующая система, приняв сигнал, не анализирует его, а просто передает дальше. Это так называемый нулевой цикл.

Последующий алгоритм работы таков — пакет данных GRE, передаваемый отправителем адресату начинает следовать по пути, проложенному маркером. Пакет передаётся до тех пор, пока не доберётся до получателя.

Достоинства

· простота установки;

· практически полное отсутствие дополнительного оборудования;

· возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность возникновения коллизий.

Недостатки

· выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети;

· сложность конфигурирования и настройки;

· сложность поиска неисправностей;

Соответственно, рассмотрев сетевую топологию телекоммуникационных шкафов и контейнеров, рассмотрим достоинства и недостатки данного оборудования.

Таблица 1.2 Сравнительная таблица контейнера и телекоммуникационного шкафа.

Таким образом, наиболее оптимальным является вариант модернизации сети абонентского доступа с использованием телекоммуникационных контейнеров.