Soorten telecommunicatienetwerkdiensten. Classificatie van transportnetwerken

Een modern transportnetwerk moet zorgen voor een kosteneffectieve aggregatie van al het klantenverkeer en de betrouwbare, hoogwaardige transmissie ervan via communicatiekanalen. Dit kan worden bereikt met behulp van een verscheidenheid aan transporttechnologieën, waarvan er vele recentelijk zijn ontwikkeld.

Wijdverbreide TDM-technologieën, voornamelijk gebaseerd op de principes van de synchrone SDH-hiërarchie (STM-N, VC-n, enz.), worden momenteel vervangen door:

Op elektrisch niveau - Carrier Ethernet-technologieën (E/FE-, GE-, 10GE-, 40GE- en 100GE-interfaces) en MPLS-Transport Profile. Deze technologieën zullen daarin voorzien volop mogelijkheden om verbindingsgerichte pakketgeschakelde transportnetwerken van carrier-klasse te creëren;

Op fotonisch niveau - OTH/OTN optische transporthiërarchietechnologieën, vergelijkbaar met SDH, maar anders, die transparantie van de transmissie en kruisverbinding van een reeks TDM- en pakketverkeer in elke combinatie met hun verdere transmissie over kanalen met golflengteverdeling garanderen systemen optische straling (systemen met spectrale multiplexing van kanalen) - WDM.

IP/MPLS-servicenetwerken kunnen diensten leveren door verbinding te maken met de kernnetwerksystemen van vaste en mobiele communicatie, met aanwezigheidspunten van dienstverleners, maar ook met breedbandtoegangssystemen rechtstreeks of bovenop een vervoersnetwerk van carrierklasse. Pakketschakelaars met Carrier Ethernet/T-MPLS- en MPLS-TP-functionaliteit worden een belangrijk onderdeel van de transportlaag van het netwerk en werken samen bovenop bestaande NG SDH/MSPP-netwerken en/of transparante en flexibele OTN/WDM-fotonische laag. De flexibele geautomatiseerde WDM-fotonische laag is uitgerust met softwarematig afstembare en herconfigureerbare T&ROADM optische input/output-knooppunten. Deze en andere oplossingen, waaronder het gebruik van intelligente transporttechnologieën ASON/GMPLS (Intelligent Optical Core), moeten qua prestaties schaalbaar zijn en openstaan ​​voor modernisering.

Convergentie van transportoplossingen en Ethernet-technologieën: evolutie naar 40G en 100G

De IP-transformatieprocessen hebben onderzoek gestimuleerd naar het vergroten van de capaciteit van transportnetwerken voor zowel traditioneel (TDM) als pakketverkeer.

Voor bestaande SDH-synchrone transporthiërarchiesystemen zijn de transmissiesnelheden van STM-1 (155 Mbit/s) tot STM-256 (40 Gbit/s), oplopend van niveau tot niveau met een factor 4, gestandaardiseerd , transmissiesnelheden van OTU zijn gestandaardiseerd -1 (2,5/2,7 Gbit/s) naar OTU-3 (40/43 Gbit/s), die ook van niveau naar niveau stijgen met een factor 4. De Ethernet-transmissiesnelheid (interfaces) groeide met een factor 10 en bereikte vandaag 100 Gbit/s. De convergentie van deze technologieën begon met 10G-transmissiesnelheden. Onderzoek de afgelopen jaren hebben aangetoond dat deze convergentie evolueert naar 40G- en 100G-snelheden. De huidige standaardisatie ondersteunt deze convergentie en maakt de weg vrij voor de volgende generatie netwerken.

Aanvankelijk voorgesteld voor gegevensverzamelings- en verwerkingscentra, maar ook voor bedrijfscomputernetwerken, zullen 40GE-systemen naar alle waarschijnlijkheid op grote schaal worden gebruikt op het niveau van transportnetwerken met de introductie van een factor 4, ongebruikelijk voor Ethernet-technologie (40GE relatief tot 10GE). Op het backbone-niveau van netwerken zullen transmissiesnelheden van 100GE/OTN worden geïmplementeerd met een coëfficiënt van 2,5, ongebruikelijk voor transportnetwerken, in verhouding tot het 40GE/OTN-niveau dat momenteel wordt geïmplementeerd.

Het is onmogelijk om aan de eisen van serviceproviders te voldoen zonder gegevensoverdrachtsnelheden tot 100 Gbit/s en hoger te beheersen.

Momenteel worden er standaarden ontwikkeld voor nieuwe 40G- en 100G-protocollen en interfaces. Terug in juli 2006 werkgroep IEEE 802.3 WG gemaakt speciale groep High Speed ​​Study Group (HSSG), die een jaar later twee MAC-transmissiesnelheden (Media Access Control) goedkeurde:

40GE voor toepassingen die verband houden met de interactie van servers (server-to-server), evenals servers en pakketschakelaars (server-to-switch);

100GE voor switch-to-switch-toepassingen, inclusief point-to-point-verbindingen tussen netwerkclusters, enz.

De belangrijkste inspanningen zijn gericht op het selecteren van nieuwe technologieën en oplossingen, waaronder nieuwe lijncoderingsmethoden, die de meest efficiënte transmissie van snelle digitale stromen van 40 Gbit/s en 100 Gbit/s over de kanalen van WDM-systemen mogelijk zullen maken, die vandaag de dag werken voornamelijk met snelheden van niet meer dan 10 Gbit/s (gebaseerd op elk optisch kanaal).

Om het transmissiebereik van 40 Gbit/s en 100 Gbit/s-streams via WDM-systeemkanalen te vergroten, lineaire codes(QAM, enz.), geavanceerde foutcorrectiecodes (SFEC) en coherente ontvangstmethoden in plaats van differentiële signaaldetectie. Nieuwe methoden hebben de toekomst, maar in de beginfase zullen 100-gigabit-systemen worden geïmplementeerd met bepaalde beperkingen op het transmissiebereik op WDM-systemen die al op het 10 Gbit/s-niveau werken.

Transportoplossingen OTN/OTH

De Optical Transport Hierarchy (OTH), zoals gedefinieerd in ITU-aanbevelingen G.798 & G.709, biedt methoden voor het hosten, multiplexen en beheren van netwerken die verschillende clientsignalen in hun oorspronkelijke formaat ondersteunen, ongeacht de gebruikte typen protocollen. De standaard beschrijft een enkele Optical Data Unit (ODU)/Digital wrapper-structuur waarin meerdere bestaande datastroomframes kunnen worden geplaatst en vervolgens kunnen worden gecombineerd met andere signalen en verder kunnen worden verzonden en bestuurd in uniforme stijl met uniforme functionaliteit vergelijkbaar met die van SDH-systemen.

De eerste versie van OTH was voornamelijk gericht op SDH-clientsignalen. Daarom werden aanvankelijk slechts 3 vaste typen ODU-containers gedefinieerd in de G.709-aanbeveling:

ODU 1 voor CBR 2G 5 (STM-16);

ODU 2 voor CBR 10G (STM-64);

ODU3 voor CBR40G (STM-256).

Er wordt momenteel overwogen om OTH-structuren ook clientsignalering te omvatten, zoals

Ethernet 1GE, 10GE WAN/LAN, 40GE, 100GE;

OTH 2,5G, 10G, 40G, 100G;

SDH 2,5G, 10G, 40G;

FC1G, 2G, 4G, 8G (10G).

OTN-technologie is het ideale middel om geconvergeerde transportplatforms te creëren die transparantie bieden bij het verzenden van verkeer dat verband houdt met diensten via de optische kanalen van WDM-systemen, aangezien het zijn eigen afzonderlijke header heeft, vergelijkbaar met de header in SDH, en het mogelijk maakt om het netwerk te controleren en te beheren. Daarom wordt transparante gezamenlijke transmissie van een reeks asynchroon (pakket) en synchroon (TDM) verkeer in elke combinatie ondersteund.

Bovendien doen OTN-systemen:

Zeer effectief bij het ondersteunen van asynchrone pakketgeoriënteerde services zoals GE, 10GE, verschillende niveaus Fibre Channel (FC), ESCON & FICON, zonder eigen middelen monitoring op fysiek niveau;

Hiermee kunt u storingen in het WDM-netwerk detecteren en lokaliseren, waardoor de kwaliteit van de geleverde diensten aanzienlijk wordt verhoogd;

Het is de enige technologie die de wijdverbreide 10GE LAN PHY-clientsignalen via IP/Ethernet kan overbrengen;

Ze zorgen voor de gezamenlijke overdracht van synchrone en asynchrone signalen over één optisch lambdakanaal van het WDM-systeem.

Er moet echter worden opgemerkt dat de standaardisatie van OTN nog niet voltooid is, met name het algoritme voor het plaatsen van GE, FC en Video is nog niet volledig ontwikkeld; transparante plaatsing van 10GE is parallel gespecificeerd in verschillende standaarden, voor het groeperen en schakelsignalen met transmissiesnelheden onder de 2,5 Gbit/c In de praktijk worden nog steeds SDH-systemen gebruikt. De standaardisatie gaat echter door, inclusief de ODU4/100GE-laag en de ODUflex-laag voor signalen met snelheden lager dan ODU-1 (sub-lambda-kanalen).

OTN-technologie heeft alle kansen om in de toekomst een universele transparante elektrische laag van optische backbone-communicatienetwerken te worden, waardoor de gevestigde OAM-methoden in TDM/SDH worden uitgebreid naar pakketinterfaces Ethernet-type(inclusief 10GE LAN PHY), FC, ESCON, Digitale video enz.

De rol van ROADM op de fotonische laag van het transportnetwerk

Herconfigureerbare optische add/drop multiplexers (ROADM's) vereenvoudigen de planning en het onderhoud van DWDM-netwerken door de automatisering, met minimale menselijke tussenkomst, van het toevoegen, verwijderen of omleiden van optische kanalen mogelijk te maken. In bestaande netwerken worden deze processen nog steeds handmatig uitgevoerd, waardoor er aanzienlijke inspanningen nodig zijn om de apparatuur aan te passen en het verkeer te wisselen, en er is hooggekwalificeerd personeel voor nodig. De basis van ROADM was optische apparaten een nieuwe klasse, namelijk Wavelength Selective Switches (WSS) met één ingang (groepssignaal) en veel uitgangen voor groepen en/of individuele kanalen, of met veel ingangen voor groepen en/of individuele kanalen en één uitgang.

Opgemerkt moet worden dat als input-, output- of kanaalherroutering/omschakeling naar een andere transmissierichting wordt uitgevoerd op een knooppunt, alle verbindingen tussen netwerkknooppunten, inclusief transitverbindingen door het knooppunt op fotonisch niveau, een delicaat evenwicht moeten handhaven tussen de parameters van individuele optische kanalen (golflengten) te bereiken optimale parameters in het transmissiesysteem als geheel. Daarom heeft ROADM de functie van het dynamisch balanceren van de optische vermogensniveaus van verschillende optische kanalen.

Zodra transponders beschikbaar kwamen in WDM-systemen met de mogelijkheid om de golflengte van straling over de hele C-band aan te passen in overeenstemming met een frequentieraster met stappen van 100 GHz en 50 GHz (tot 80-96 golflengten van optische straling in de C-band), werd er een nieuwe ontdekt in de ROADM-beperkende factor. Optische kanalen werden uitgevoerd naar vaste ROADM-poorten die overeenkomen met een specifieke optische golflengte. Daarom was het, ondanks de flexibiliteit van transponders, niet mogelijk om handmatige handelingen te vermijden om het kanaal in een nieuwe richting te schakelen.

Als resultaat van het onderzoek werd, om blokkering van het optische kanaal te voorkomen, een kleurloos ROADM-apparaat voorgesteld, waarin elke gebruikerspoort kan worden gebruikt om een ​​kanaal met elke golflengte van optische straling te organiseren. In de volgende fase werden richtingloze ROADM's toegepast, waarbij een optisch signaal op elke golflengte naar elke poort in elke transmissierichting kan worden geadresseerd. Invoer/uitvoer van het corresponderende kanaal in welke richting dan ook wordt automatisch uitgevoerd, zonder de balans te verstoren in de resterende optische kanalen die via het knooppunt worden verzonden. Dit concept in de netwerkoplossingen van Alcatel-Lucent wordt Zero Touch Photonic (ZTP) genoemd: een netwerk dat wordt herbouwd via een besturingssysteem, d.w.z. zonder “handmatige” tussenkomst van personeel op de knooppunten (Fig. 1).

De aanwezigheid van kleurloze en richtingloze T&ROADM-systemen in WDM-netwerkknooppunten is dat wel voorwaarde implementatie van ASON/GMPLS-functionaliteit op fotonisch niveau van het netwerk.

Intelligent transport oplossingen ASON/GMPLS

Netwerken van de volgende generatie moeten dynamischer zijn, een efficiënt gebruik van hulpbronnen bieden en een hoog niveau van betrouwbaarheid en kwaliteit van on-demand diensten bieden. Met andere woorden, het is noodzakelijk om te zorgen voor een dynamische levering van netwerkbronnen (de noodzakelijke bandbreedte) om op elk moment diensten aan elke gebruiker te kunnen leveren. Dit is de reden waarom de IETF de MPLS-signalerings- en routeringsprotocollen uitbreidde tot buiten het IP-netwerk, en op deze basis werd het General MultiProtocol Label Switching (GMPLS) -protocol ontwikkeld.

GMPLS-functionaliteit met een gedistribueerd controlevlak gescheiden van de Data Plaine was de volgende stap in de evolutie van MPLS-technologieën voor gebruik in transportnetwerken. ITU-T heeft dieper ingegaan op de netwerkaspecten van deze functionaliteit in een reeks aanbevelingen voor Automatically Switched Optical Network (ASON). OIF heeft de standaardisatie van netwerkinterfaces voltooid. UNI-gebruikersinterfaces worden gebruikt om toegang te krijgen tot het ASON-netwerk om diensten aan te vragen, verbindingen te bewaken, QoS te garanderen in overeenstemming met SLA's, foutberichten te verzamelen, enz. NNI-netwerkinterfaces zijn ontworpen voor communicatie tussen netwerkelementen, netwerkdomeinen en verschillende netwerken. Op dit niveau, binnen het Control Plane, worden verzoeken om verbindingen verwerkt, georganiseerd en gecontroleerd, wordt een bepaalde hoeveelheid informatie uitgewisseld over beschikbare bronnen in netwerkelementen en verbindingen, worden diensten gerouteerd tussen netwerkdomeinen, enz.

Een van de belangrijkste voordelen van een intelligent transportnetwerk met ASON-functionaliteit is de mogelijkheid om, op verzoek van gebruikers of op verzoek van een gecentraliseerd netwerkbeheersysteem, automatisch het volgende te installeren:

Verbindingen binnen een netwerk gebouwd op apparatuur van één leverancier;

End-to-end-verbindingen op een netwerk dat niet alleen is gebouwd op apparatuur van verschillende leveranciers, maar ook gebruikmaakt van verschillende functionele en verbindingsgerichte technologielagen, zoals SONET/SDH (VC-N), WDM/OTN (OCH, ODU), T-MPLS/MPLS-TP (LSP, PW3), enz.

Om ASON/GMPLS op fotonisch niveau te implementeren, worden T&ROADM-systemen geïnstalleerd in WDM-netwerkknooppunten, waardoor het schakelen van optische kanalen mogelijk wordt zonder extra O-E-O-conversie. Als T&ROADM-systemen een connectiviteitscoëfficiënt N hebben van maximaal 6-10 (het aantal richtingen waarnaar een optisch kanaal kan worden geschakeld vanaf één netwerkknooppunt op fotonisch niveau), dan is het in dit geval niet nodig om maximaal 50 aan te houden % van de netwerkcapaciteit dat vrij is om beveiligingsmechanismen te implementeren met volledige redundantiekanalen zoals O-SNCP, OCP, enz. Het is voldoende om 10-25% van de gedistribueerde vrije capaciteit op verbindingen in het netwerk te hebben om getroffen gebieden te kunnen omzeilen op basis van ASON/GMPLS.

Dezelfde knooppunten kunnen automatische padwisselsystemen hosten die werken in overeenstemming met de OTH/OTN-standaard op elektrisch niveau en transparante dataschakeling bieden op ODU- en/of sub-lambda-kanaalniveau (ODUflex), inclusief GE, 10/100 Ethernet , Fibre Channel, FICON/ESCON, SONET/SDH, enz. ASON/GMPLS-technologie kan ook worden geïmplementeerd op OTH/OTN-netwerkniveau (Fig. 2).

ASON/GMPLS-functionaliteit op de SDH-laag is al op veel netwerken geïmplementeerd. Soortgelijke functionaliteit op fotonisch niveau, wat netwerkstoringen oplevert automatisch herstel(zonder tussenkomst van de operator van het besturingssysteem in dit proces) optische lambdakanalen, geïmplementeerd in 1626LM-apparatuur en zullen in 2010 worden geïmplementeerd op operatornetwerken x

Categorie: .

Het is het belangrijkste onderdeel van de netwerkinfrastructuur van elke exploitant, of het nu gaat om een ​​traditionele telefonieexploitant, een mobiele exploitant, een draadgebonden of draadloze toegang naar internet.

Moderne trmoeten universeel zijn, d.w.z. zijn in staat om zowel de 2G- als de 2,5G-systemen die vandaag de dag in gebruik zijn, effectief te ondersteunen, gericht op het verzenden van verkeer in TDM-modus, en netwerken van de volgende generatie - 3G en zelfs 4G. De kwaliteit van de geleverde diensten hangt volledig af van de kwaliteit van het. Dat is de reden waarom operators bij het kiezen van technologie en onderwijs voor het bouwen van dit deel van de infrastructuur bijzonder voorzichtig, attent en kieskeurig zijn. Als UMTS Release 99-systemen bijvoorbeeld gericht zijn op transport op basis van ATM-technologie, dan zijn de daaropvolgende ontwikkelingen van UMTS Revisie 5/6 gericht op IP-oplossingen die gebruik maken van Ethernet-netwerken en MPLS-technologie. Daarom moet de uitrusting van trhierin voorzien efficiënte overdracht alle soorten verkeer - TDM, ATM, IP.

De belangrijkste methoden voor het organiseren van trzijn glasvezel, satelliet en draadloze systemen communicatie. Tot deze laatste behoren onder meer radiorelaissystemen, die op grote schaal worden gebruikt in trvan exploitanten mobiele communicatie en breedbandtoegang.

Het van de mobiele operator bestaat uit twee hoofdsegmenten (Fig. 1):

Distributienetwerk (backhaul), verbinden van basisstations met controllers en mobiele schakelcentra (Mobile Switching Center (MSC));
backbone-netwerk dat snel transport tussen mobiele schakelcentra biedt.

Traditioneel werd het distributienetwerk gebouwd volgens een “ster”-topologie: in het centrum bevond zich een MSC en er werden radiotoegangssystemen (controller en basisstations) op aangesloten via een speciaal kanaal (meestal E1 of NE1). Als basisstations zich op moeilijk bereikbare plaatsen bevinden, worden deze vaak gebruikt om verbinding te maken radiorelaislijnen communicatie- of satellietkanalen.

Mobiele operators hebben dat niet altijd eigen kanalen tussen basisstations, controllers en MSC's worden ze vaak verhuurd. Daarom is hun wens om de gehuurde capaciteit maximaal te benutten begrijpelijk. Het is echter noodzakelijk om rekening te houden met mogelijke piekbelastingen. Het probleem doet zich voor bij het vinden van een compromis tussen de kosten van het huren van kanalen en de kwaliteit van de abonneedienst gedurende perioden piekbelastingen. Het is moeilijk op te lossen met behulp van traditionele circuitgeschakelde (TDM) technologieën.

Sommige mobiele communicatietechnologieën bieden inherent een efficiënt gebruik van kanaalbronnen, terwijl andere dat niet doen. Bijvoorbeeld bij het verzenden van regulier GSM-verkeer aanvullende procedures compressie kan nuttig zijn, maar het verkeer van CDMA-systemen op de E1 Frame Relay-interfaces tussen de basisstationcontrollers en de MSC is al behoorlijk druk.

Transportnetwerken in aanbouw moeten universeel zijn, d.w.z. in staat om effectief zowel de 2G- als de 2,5G-systemen te ondersteunen die vandaag de dag in gebruik zijn, gericht op het verzenden van verkeer in TDM-modus, en netwerken van de volgende generatie.

Het optimale van mobiele operators moet aan een aantal criteria voldoen:
zorgen voor een pijnloze implementatie van nieuwe mobiele communicatiesystemen;
naleving van de eisen van de volgende generatie netwerkarchitecturen, in het bijzonder IMS;
behoud van investeringen;
beschikbaarheid effectieve middelen verkeersmanagement;
garandeert dat de kwaliteit van de communicatiediensten niet zal afnemen, maar juist zal toenemen;
verstrekken handige middelen onderhoud en bediening.

Eén van de manieren om een ​​effectief distributienetwerk op te bouwen is het installeren van multiservice edge-apparaten bij de radionetwerkknooppunten (basisstations en controllers) en bij het MSC-centrum, die het verkeer verpakken in pakketten die het optimaliseren voor verdere transmissie over het netwerk. Deze aanpak zal het mogelijk maken, op basis van één enkel geconvergeerd transportnetwerk, verschillende apparatuur van radiosegmenten te ondersteunen: GSM (TDM), GPRS (TDM), CDMA 1 x EV-DO, UMTS (ATM), enz. In plaats van veel gedeeltelijk gevulde E1-stromen ontvangt de operator een relatief klein aantal kanalen, “dicht” gevuld met zakken, terwijl QoS-mechanismen garantie hoge kwaliteit gesproken communicatie. Bovendien zullen operators, dankzij het efficiënte gebruik van kanaalbronnen, nieuwe basisstations kunnen verbinden met behulp van bestaande communicatiekanalen.

Als er glasvezellijnen zijn in de nabijheid van de knooppunten waar basisstations, controllers en MSC's zich bevinden, kunnen E1-stromen worden gemultiplext voor verzending via het SDH-netwerk. De voordelen van dergelijke netwerken houden vooral verband met de hoge betrouwbaarheid die wordt geboden door ringbeveiligingscircuits en ontwikkelde middelen voor operationele ondersteuning. Grootste besparingen wordt gegarandeerd wanneer mobiele netwerkapparatuur is aangesloten op een al bestaand netwerk SDH, waarmee verschillende soorten belasting kunnen worden verzonden: mobiel telefonieverkeer, netwerken vaste lijn, video-informatie, tv-kanalen, enz.

Het mobiele backhaulnetwerk biedt verbindingen tussen een mobiel basisstation (RBS) en een mobiele switch aan de rand van het backhaulnetwerk. Grote exploitanten mobiele communicatie verdeelt de transportkanaalarchitectuur in twee componenten (Fig. 2) - een grassroots radiotoegangsnetwerk (LRAN) en een radiotoegangsnetwerk hoog niveau(HRAN).

Als er radioapparatuur met Ethernet-interfaces is geïnstalleerd, kan deze ook op het SDH-netwerk worden aangesloten. Hiervoor zijn er speciale technische oplossingen Ethernet over SDH, met name geïmplementeerd in SDH-apparatuur Metropolis van Lucent-Alcatel. Om de efficiëntie van het verzenden van Ethernet-verkeer via SDH-netwerken te verbeteren, is SDH nu ontwikkeld en gestandaardiseerd een hele serie technologieën: universeel frameschema (General Framing Concatenation, G.707), algoritmen voor het aanpassen van de capaciteit van de communicatielijn (Link Capactivy Adjustment Scheme, G.7024). Apparatuur die de genoemde technologieën ondersteunt, is geoptimaliseerd voor het bouwen van multiservice-netwerken en is geclassificeerd als SDH-systemen van de volgende generatie (NG-SDH).

DISCIPLINE TUTORIAL

"VERVOERNETWERKEN"

Voor studenten van specialiteit 210709

"Meerkanaals telecommunicatiesystemen"

Ontwikkeld door KHIIK-docent Nekrasova EM

Chabarovsk 2014

Referenties

1 Olifer V.G. Olifer N.A. Grondbeginselen van computernetwerken, leerboek, St. Petersburg: Peter, 2009.

2 AV Roslyakov, M.Yu. Samsonov, I.V. Shibaeva. IP-Telefonie - M.: Eco-trends, 2003.

3 SV Zapechnikov, N.G. Mioslavskaja, A.I. Tolstoj's basisprincipes van het bouwen van virtuele particuliere netwerken, leerboek. – Hotline– Telecom, 2003

4 Filimonov A.Yu. Aanleg van multiservice Ethernet-netwerken - St. Petersburg: BHV - St. Petersburg, 2007

5 Baklanov I.G. “NGN: principes van constructie en organisatie”, - M.: ECO-TRENDS, 2008

6 BS Goldstein AB Goudstein. "SOFTSWITCH" "BHV - Sint-Petersburg" 2006

7 Olifer V.G. Olifer N.A. Computernetwerken. Principes, technologieën, protocollen.

4e druk – St. Petersburg: Peter, 2010, 944 pp.

7 Goldshtein B.S., Pinchuk A.V., Sukhovitsky A.L. IP-telefonie. - M.: Radio en communicatie, 2001c

Classificatie van transportnetwerken. Herziening van technologieën voor het transportnetwerk (TN)

“De geest gaat niet alleen over kennis,

maar ook in het vermogen om kennis in de praktijk toe te passen”

Aristoteles.

Eerst was daar het woord. Het woord bevatte informatie die bedoeld was om van persoon tot persoon te worden overgedragen. En pas toen begonnen mensen geleidelijk te beseffen dat communicatie noodzakelijk is voor normale informatie-uitwisseling duiven post en kamelenkaravanen tot telefoons, computers en glasvezelsnelwegen. Wat er vandaag de dag in de wereld van de telecommunicatie is gebeurd, kan meer als een revolutie dan als een evolutie worden geclassificeerd. Zo groot is het verschil tussen wat de telefoon gisteren was en de toegenomen verspreiding van informatie en invloed van het internet vandaag de dag. Bestaat vandaag telefoonnetwerk openbaar gebruik(PSTN) en daarmee ook de technologie voor het schakelen van circuits zelf op het punt van uitsterven staat. In plaats daarvan is er een pakketgeschakeld netwerk dat de transmissie van spraak, video en data zal verzorgen. Het proces van informatisering wint over de hele wereld aan kracht. In moderne mondiale wereld Het niveau van informatisering zorgt voor het concurrentievermogen en de veiligheid van het land.

Nog maar tien jaar geleden had elke communicatietechnologie twintig tot dertig jaar kunnen bestaan. Nu "sterven" veel technologieën binnen 1-2 jaar, omdat communicatieapparatuur sterk onderhevig is aan veroudering (dat wil zeggen, de apparatuur kan nog steeds functioneren, maar zal niet langer voldoen aan de moderne trends en eisen). En voor nieuwe apparatuur die op stations wordt geïnstalleerd, zijn gekwalificeerde werknemers nodig, dus specialisten die met nieuwe technologieën werken, moeten hun kennis en vaardigheden voortdurend verbeteren.

De komende transitie van het internet naar het efficiëntere IPv6-protocol zal helpen complexere algoritmen te implementeren voor het bedienen van abonnees en zelfs het ‘internet der dingen’ te bouwen, wanneer tandenborstels, koelkasten en auto’s toegang zullen hebben tot het netwerk en veel sensoren zullen worden gebruikt. gecombineerd tot zelforganiserende netwerken. En het aantal ‘gebruikers’ langs de ‘machine-tomachine’-lijn (of M2M-lijn) zal tientallen miljarden apparaten bedragen.

Telecomoperatoren moeten afstand nemen van de consument en proberen diensten te genereren die echt heel belangrijk voor hem zijn, zelfs met zijn deelname. En we zullen allemaal gelukkig zijn. Geluk is tenslotte als een vlinder: hoe harder je hem vangt, hoe succesvoller hij ontsnapt. Maar als je je aandacht op andere dingen verlegt, komt het rustig op je schouder zitten.

Het was uitweiding. Laten we nu eens kijken naar de omslag van deze tutorial, die een tekening bevat die de concepten ‘transportnetwerk’ en ‘toegangsnetwerk’ illustreert.

Transportnetwerk is een reeks netwerkelementen die zorgen voor verkeerstransmissie. Transport is dat deel van het communicatienetwerk dat de functies vervult van het overbrengen (transporteren) van berichtenstromen van hun bronnen vanuit het ene toegangsnetwerk naar berichtontvangers van een ander toegangsnetwerk.

Toegang tot netwerk is een reeks netwerkelementen die abonnees toegang bieden tot transportnetwerkbronnen om diensten te ontvangen. Het toegangsnetwerk verbindt de bron (ontvanger) van berichten met het toegangsknooppunt, dat de grens vormt tussen het toegangsnetwerk en het transportnetwerk.

Op de afbeelding op de omslag van de handleiding is dat duidelijk te zien voornaamst technologieën van een modern transportnetwerk zijn: WDM, NGSDH (nieuwe generatie SDH), MPLS en natuurlijk 10GE.

Een modern toegangsnetwerk maakt momenteel gebruik van een groot aantal verschillende technologieën, Bijvoorbeeld: verschillende soorten DSL (ADSL, HDSL, VDSL); verschillende soorten optische toegang (FTTH - optiek naar een appartement, FTTB - optiek naar een gebouw, FTTC - optiek naar een straatkast); verschillende soorten radiotoegang (Wi-Fi, WiMAX, LTE), MetroEthernet, GPON, enz.

Op basis van het type aangesloten abonneeterminals zijn BSS-netwerken onderverdeeld in:

vaste lijnnetwerken, het verzorgen van aansluitingen voor vaste abonneeterminals;

mobiele netwerken, dat voorziet in de aansluiting van mobiele (verplaatsbare of draagbare) abonneeterminals.

Bovendien worden netwerken, volgens de methode van het organiseren van kanalen, traditioneel verdeeld in primair en secundair (figuur 1.1).

Primair netwerk is een reeks kanalen en transmissiepaden gevormd door de uitrusting van knooppunten en transmissielijnen (of fysieke circuits) die deze knooppunten verbinden. Het primaire netwerk biedt transmissiekanalen (fysieke circuits) voor secundaire netwerken om communicatieverbindingen te vormen.

Secundair netwerk is een reeks communicatiekanalen gevormd op basis van het primaire netwerk door het routeren en schakelen in schakelknooppunten en het organiseren van de communicatie daartussen abonnee-apparaten gebruikers.

Figuur 1.1 – Structuur van het telecommunicatiesysteem

De constructie van een klassiek telecommunicatiesysteem is gebaseerd op een primair netwerk, dat een signaalvoortplantingsmedium en signaaloverdrachtapparatuur omvat die zorgt voor het creëren van standaardkanalen en paden van het primaire netwerk. Het primaire netwerk kan worden opgebouwd op basis van analoge transmissiesystemen (ATS) of op basis daarvan digitale systemen transmissies (PDH, SDH).

Typische kanalen en paden van het primaire netwerk worden gebruikt door verschillende secundaire netwerken: telefonienetwerken, datanetwerken, radiocommunicatie, televisie, mobiele netwerken.

Het is erg belangrijk om de classificatie van communicatienetwerken te begrijpen door territoriale verdeling :

hoofdlijn is een netwerk dat de knooppunten van de centra van de samenstellende entiteiten van de Russische Federatie verbindt. Het backbone-netwerk zorgt voor de doorvoer van berichtenstromen tussen zonenetwerken;

zonaal(of regionaal) zijn communicatienetwerken gevormd op het grondgebied van een of meerdere samenstellende entiteiten van de Russische Federatie (regio's);

lokaal– dit zijn communicatienetwerken die zijn gevormd binnen een administratief of anderszins afgebakend gebied en geen verband houden met regionale communicatienetwerken. Lokale netwerken zijn onderverdeeld in stedelijk en landelijk;

Internationale is een openbaar netwerk dat is verbonden met communicatienetwerken van het buitenland.

IP-telefonie

Afkorting VoIP (Voice-over Internet Protocol staat voor Voice over Internet Protocol. Oorsprong VoIP-technologieën bevinden zich in 1876, toen de Amerikaan Alexander Bell de eerste uitvoerde telefoontje en patenteerde wat hij uitvond “ pratende telegraaf“Dit toestel had geen bel en de abonnee werd via de hoorn gebeld met een fluitje. De opkomst van VoIP gaat terug tot 1995, toen het kleine Israëlische bedrijf VocalTec het eerste programma voor internettelefonie uitbracht. Het programma heette Internet Phone en was bedoeld voor bellen vanaf een thuiscomputer.

In netwerken op basis van het IP-protocol worden alle gegevens (spraak, tekst, video) in de vorm van pakketten verzonden. Elke computer en terminal op een dergelijk netwerk heeft zijn eigen unieke IP-adres, en verzonden pakketten worden naar de ontvanger gerouteerd in overeenstemming met dit adres dat in de header wordt aangegeven. Gegevens kunnen worden overgedragen gelijktijdig tussen veel gebruikers op dezelfde lijn. Wanneer zich problemen voordoen, kunnen IP-netwerken de route wijzigen om de defecte secties te omzeilen. In dit geval vereist het IP-protocol geen speciaal kanaal voor signalering.

Figuur 2.1 – Pakketgeschakelde netwerkverbinding

Analoog signaal komt van de abonnee naar de IP-telefoniegateway .

In de gateway gebeurt het volgende:: In de eerste fase wordt stemdigitalisering uitgevoerd. De gedigitaliseerde gegevens worden vervolgens geanalyseerd en verwerkt om het fysieke volume aan gegevens dat naar de ontvanger wordt verzonden, te verminderen. In de regel worden in dit stadium onnodige pauzes en achtergrondgeluiden onderdrukt, evenals compressie. In de volgende fase wordt de ontvangen datareeks opgedeeld in pakketten en wordt er protocolinformatie aan toegevoegd: het adres van de ontvanger, het volgnummer van het pakket voor het geval ze niet opeenvolgend worden afgeleverd, en aanvullende gegevens voor foutcorrectie. In dit geval wordt de benodigde hoeveelheid gegevens tijdelijk verzameld om een ​​pakket te vormen voordat deze rechtstreeks naar het netwerk worden verzonden.

Verzonden steminformatie extraheren uit ontvangen pakketten gebeurt erin ontvangstpoort ook in verschillende fasen. Eerst wordt hun ordinale volgorde gecontroleerd. Omdat IP-netwerken geen levertijd garanderen, kunnen pakketten met hogere serienummers kan eerder aankomen, bovendien kan het ontvangsttijdsinterval ook fluctueren.

Om de oorspronkelijke volgorde en synchronisatie te herstellen, worden pakketten tijdelijk geaccumuleerd. Sommige pakketten kunnen echter tijdens de bezorging volledig verloren gaan, of de vertraging bij de bezorging overschrijdt de aanvaardbare variatie. Onder normale omstandigheden vraagt ​​de ontvangende terminal om hertransmissie van foutieve of verloren gegane gegevens. Maar spraakoverdracht is te kritisch in termen van levertijd, dus in dit geval wordt óf een benaderingsalgoritme ingeschakeld, dat het mogelijk maakt om de verloren gegevens bij benadering te herstellen op basis van de ontvangen pakketten, óf deze verliezen worden eenvoudigweg genegeerd, en de hiaten worden willekeurig gevuld met gegevens.

De aldus verkregen gegevensreeks wordt gedecomprimeerd en direct omgezet in een audiosignaal dat spraakinformatie naar de ontvanger overbrengt.

Dus met een hoge mate van waarschijnlijkheid komt de ontvangen informatie niet overeen met het origineel (vervormd) en wordt vertraagd (verwerking aan de zend- en ontvangstzijde vereist tussentijdse accumulatie). Binnen bepaalde grenzen maakt de redundantie van gesproken informatie het echter mogelijk dergelijke verliezen te tolereren.

Momenteel is er in IP-telefonie sprake van twee belangrijke manieren verzending van spraakpakketten via een IP-netwerk:

1) door mondiaal netwerk Internet (internettelefonie);

Zal de operator nieuwe diensten kunnen lanceren in het bestaande transportnetwerk, zal hij de transmissie van supersnel multimediadataverkeer aankunnen?

Zorgen van de exploitant

Met de overgang naar UMTS-technologie zijn de directe en retourkanalen verkeerstransmissie aanzienlijk toeneemt.

Veranderingen in de structuur van het verzonden verkeer zijn ook duidelijk. Tot nu toe overheerst spraakverkeer in mobiele netwerken, maar met de transitie naar 3G zal de rol van datadiensten toenemen en zal hun bijdrage aan het totale verkeersvolume aanzienlijk toenemen. Op een gegeven moment zal IP-verkeer dominant worden, vooral gezien de algehele migratie van spraak van circuit- naar pakketschakeling.

Het onmiddellijk opgeven van traditionele technologieën en de transitie naar IP is onmogelijk, en daarom moet de transportomgeving van de mobiele operator een geleidelijke migratie garanderen. De mogelijkheid om verkeer via traditionele protocollen (TDM, ATM en FR) over een IP-netwerk te verzenden met behulp van PWE3-technologie (Pseudo Wire Emulation End-to-End) maakt de IP-omgeving universeel in termen van ondersteuning van diensten van de tweede en derde generatie.

Over het algemeen kunnen er twee hoofdsegmenten worden onderscheiden in het transportnetwerk van een mobiele operator: het backbone-transportnetwerk en het radiotoegangsnetwerk (RAN). De principes van het bouwen van een backbone-netwerk van een mobiele operator hebben hun eigen kenmerken, maar vallen over het algemeen samen met de principes van het bouwen van andere backbone-netwerken.

De situatie bij de ontwikkeling van RAN-transportnetwerken is anders. In netwerken van de tweede generatie gebruiken operators mobiele TDM-kanalen met lage snelheid om basisstations en controllers met elkaar te verbinden. Aanvankelijk waren ze gedwongen de meeste kanalen van vaste en vaste zenders te huren communicatie op lange afstand, maar nu verbetert de situatie. Veel mobiele bedrijven hebben hun eigen optische infrastructuur SDH/PDH, radiorelaisapparatuur en verminderen het aantal gehuurde kanalen. Als gevolg hiervan worden de operationele kosten voor het onderhoud van het netwerk verlaagd. Er zijn echter maar weinig exploitanten die IP-technologie als zo beschouwen mogelijke manier het oplossen van problemen die verband houden met de uitbreiding van het RAN-transportnetwerk, maar het is de constructie van IP-RAN die het mogelijk maakt veel problemen bij het moderniseren van het toegangsniveau op te lossen.

Zoals reeds opgemerkt, vereisen nieuwe diensten een grotere bandbreedte. Als voorheen de capaciteit van een speciaal kanaal van 2 Mbit/s (E1) voldoende was om verkeer van het basisstation naar de controller te verzenden, dan hebben 3G BS's vier E1-kanalen nodig. In de nabije toekomst zullen basisstations een bandbreedte van 14,4 Mbit/s nodig hebben, en dit is niet de limiet. Om één BS aan te sluiten, heb je een hele "bundel" E1-kanalen nodig, wat lastig is en een aantal beperkingen kent.

Door IP als transportmedium te gebruiken, is het mogelijk om eenvoudig een bandbreedte van 100 of 1.000 Mbit/s te verkrijgen, wat vele malen groter is dan de capaciteit van E1-kanalen.

Typische IP-RAN-constructiescenario's

Afhankelijk van de gebruikte soorten apparatuur en de kenmerken van transportnetwerken variëren de IP-RAN-ontwerpopties. We zullen verschillende scenario’s één voor één bekijken.

Het eerste scenario is typisch voor alle operators van de tweede generatie die de transitie naar 3G plannen: dit is de transmissie van 2G BS-verkeer via Ethernet-kanalen. Traditioneel zijn basisstations van mobiele operators van de tweede generatie verbonden met controllers via TDM-kanalen, waardoor zowel spraakpakketten als signaleringsverkeer worden verzonden, evenals een even belangrijk synchronisatiesignaal voor het coördineren van de werking van alle basisstations en controllers. Het voordeel van TDM boven Ethernet in mobiele netwerken was dat deze de werking van de apparatuur niet konden synchroniseren. Met de ontwikkeling van IP-technologieën werd het probleem echter opgelost. Er zijn nu verschillende technologieën beschikbaar om het probleem van het verzenden van een kloksignaal over een IP-netwerk op te lossen, bijvoorbeeld adaptieve klokhersteltechnologieën, synchroon Ethernet, enz. Bijgevolg kan het overwogen scenario voor het creëren van een IP-RAN-netwerk volledig worden geïmplementeerd op basis van Ethernet.

Het tweede scenario is ook typisch voor netwerken van de tweede generatie de meeste verkeer bestaat uit gesproken informatie. Wanneer twee mensen praten, spreekt één van hen in de regel, en de tweede luistert. Daarom zijn de kanalen bij gebruik van TDM-technologieën minstens halfvol met niet-informatief verkeer, dat wil zeggen stilte. Alle niet-informatieve pakketten kunnen worden gedetecteerd op apparaten die toegang hebben tot het IP-netwerk en worden weggegooid als onnodig. Voordat informatiepakketten naar het netwerk worden verzonden, kunnen ze op het toegangsapparaat worden geoptimaliseerd met behulp van een principe dat vergelijkbaar is met het archiveren van bestanden. Dit alles maakt het mogelijk om het volume van het verkeer dat vanaf het basisstation wordt verzonden en de behoefte aan bandbreedte aanzienlijk te verminderen, het volume van de verzonden informatie en de operationele kosten voor het onderhouden van het transportnetwerk te verminderen.

Het derde scenario is typisch wanneer er basisstations zijn die ATM-technologie ondersteunen. In dit geval moeten toegangsapparaten de ATM IMA-standaard ondersteunen voor het verbinden van basisstations en PWE3-technologie voor het organiseren van virtuele ATM-kanalen via een IP-netwerk. In termen van de methoden voor het organiseren van virtuele kanalen en het verzenden van een kloksignaal is het derde scenario vergelijkbaar met het eerste.

Het vierde scenario is typisch voor Europa mobiele operators, dat voorheen afhankelijk was van goed ontwikkeld transport ATM-netwerken en kon het verdere gebruik ervan niet onmiddellijk weigeren. In Europese 3G-netwerken is er sprake van een verdeling van het verkeer over verschillende transmissiemedia. Zo worden spraakverkeer en kloksignalen traditioneel verzonden via een ATM-netwerk, wat een hoge servicekwaliteit garandeert. A extra verkeer Diensten die niet kritisch zijn voor de kwaliteit van de dienstverlening worden via de nieuwe IP-transportinfrastructuur verzonden. Dit betekent niet dat Europese bedrijven er niet op vertrouwen dat IP-technologieën worden overgedragen sleutelverkeer, maar geeft alleen aan dat ze met een minimum aan extra investeringen het netwerk zoveel mogelijk proberen te ontlasten. Ethernet-kanalen, evenals koperen DSL-lijnen, kunnen worden gebruikt als IP-toegangskanalen, waardoor de kosten voor het bouwen van een IP-RAN aanzienlijk kunnen worden verlaagd.

Het vijfde scenario wordt gebruikt bij de implementatie van een nieuwe generatie IP-gebaseerde BS. Dergelijke basisstations kunnen een geaggregeerd multicast-kanaal gebruiken dat uit verschillende E1-stromen bestaat. In dit geval is het, wanneer meerdere BS'en via microgolf- of bekabelde kanalen op één toegangsapparaat worden aangesloten, een rationele oplossing om Multilink PPP-sessies op het toegangsapparaat te beëindigen en IP-verkeer samen te voegen tot één enkele stroom. Het verkeer van elk basisstation wordt bepaald op basis van zijn IP-adres.

Het laatste, zesde scenario wordt gedicteerd door de transitie van operators naar netwerken van de derde generatie. Dit proces zal niet onmiddellijk plaatsvinden en de dynamiek van de vraag naar nieuwe diensten is moeilijk te voorspellen. Operators blijven ontvangen hoge inkomens van 2G-netwerken en zullen deze niet afsluiten, dus de exploitatie van BS van de tweede en derde generatie op dezelfde locatie is niet uitgesloten. IN in dit geval Het toegangsapparaat moet verkeer van verschillende typen ontvangen van basisstations (IP, TDM, ATM) en de transmissie ervan via virtuele IP-kanalen garanderen. Het kloksignaal wordt eveneens via een IP-netwerk verzonden.

De meeste problemen bij het bouwen van een op IP gebaseerd RAN worden veroorzaakt door de noodzaak om de mogelijkheden van pakkettechnologie “af te stemmen” op de vereisten van mobiele apparatuur die oorspronkelijk werkte met de TDM- en ATM-protocollen. Nieuwe IP-technologieën, zoals PWE3 of de transmissie van een kloksignaal via IP-kanalen, stellen operators echter in staat universele multiservice-transportnetwerken op te bouwen om 2G- en 3G-diensten te leveren en aanvullende diensten te ontwikkelen.

Merk op dat Huawei de eerste was die basisstations op de markt aanbood die verbonden waren met een IP-netwerk en Ethernet- en TDM-over-IP-technologieën ondersteunden. Tegelijkertijd krijgen klanten niet individuele netwerkelementen, maar alomvattende oplossingen IP-RAN. Niet beperkt tot nieuwe basisstations, heeft Huawei een hele reeks apparatuur uit de CX-serie uitgebracht die TDM, ATM, IP via MPLS-verkeerstechnologieën ondersteunt en kloksignaaloverdracht via IP implementeert. Dankzij de hoge dichtheid van E1-, IMA E1- en FE-poorten kunt u basisstations van de tweede en derde generatie op één CX-apparaat aansluiten. Om de betrouwbaarheid van de IP-RAN-oplossing te verbeteren, worden betrouwbare RPR- en RRPP-ringstructuurtechnologieën geïmplementeerd op de toegangslaag. In gevallen waarin toegangsringen voor gebouwen niet mogelijk zijn, zorgen CX-apparaten voor netwerkconstructie boom topologie gebaseerd op STP- en RSTP-protocollen.

Alexey Gordienko ( [e-mailadres beveiligd]) - Dbij Huawei

Transportcommunicatienetwerk is een netwerk dat de overdracht van verschillende soorten informatie mogelijk maakt met behulp van verschillende transmissieprotocollen.

Transportnetwerken kan worden verdeeld drie niveaus. Netwerken eerste niveau - lokaal of lokaal. Ze zijn georganiseerd in stedelijke of landelijke gebieden. Netwerken van de tweede niveau – regionaalof intrazonaal. Het derde niveau is het mondiale (backbone) netwerk. Bij het bouwen van transportnetwerken op verschillende niveaus wordt uniformiteit gehandhaafd in de methoden voor het transporteren van informatie, methoden voor netwerkbeheer en synchronisatie. De verschillen in netwerken van verschillende niveaus bestaan ​​alleen uit de hiërarchie van de gebruikte snelheden, de architectuur van netwerken (ring, ster, lineair, etc.) en de kracht van kruisverbindingsknooppunten. Glasvezeltransmissielijnen, radiorelais- en satelliettrunks en coaxkabels worden gebruikt als transmissielijnen in transportnetwerken.

Figuur 2.8 toont de structuur van een lokaal (stads)vervoernetwerk op basis van SDH-technologie.

Rijst. 2.8 Structuur van het transportnetwerk van de stad op basis van technologieSDH

Voor de aanleg van moderne transport- en bedrijfsnetwerken van elk niveau zijn de meest gebruikte netwerktechnologieën PDH/PDH, SDH/SDH en ATM. ATM-technologie bestrijkt, in tegenstelling tot PDH- en SDH-technologieën, niet alleen het primaire of transportnetwerkniveau, maar combineert ook de niveaus van secundaire netwerken en toegangsnetwerken met het primaire netwerk. De afgelopen jaren zijn dergelijke technologieën zoals DWDM, IP over ATM en IP over SDH. Momenteel is de grootste vooruitgang geboekt bij het creëren van backbone-netwerken op basis van de bovengenoemde technologieën. Er zijn nieuwe technologieën voor het verzenden van IP-verkeer ontstaan ​​met uniforme verbindingen van IP-routers die technologieën als WDM, DWDM, SDH en dark fiber als kanaalmedium gebruiken. Transportnetwerken gebruiken een hiërarchie van transmissiesnelheden in overeenstemming met internationale ITU-T-aanbevelingen en de meest gebruikte Europese standaard, die wordt gebruikt op Russische communicatienetwerken. PDH-technologie ondersteunt de volgende niveaus van digitale kanaalhiërarchie: abonnee- of hoofdkanaal E0 (64 kbit/s) en gebruikerskanalen van niveaus E1 (2,048 Mbit/s), E2 (8,448 Mbit/s), E3 (34,368 Mbit/s) , E4 (139,264 Mbps). Het digitale kanaalniveau E5 (564,992 Mbit/s) wordt gedefinieerd in de ITU-T-aanbevelingen, maar wordt in de praktijk meestal niet gebruikt. Digitale PDH-kanalen vormen de input (payload) voor de gebruikersinterfaces van SDH-netwerken.

Een modern digitaal primair of transportnetwerk wordt in de regel gebouwd op basis van een combinatie van PDH- en SDH-apparatuur. Digitale kanalen van het transportnetwerk met een capaciteit (transmissiesnelheid) van 64 kbit/s tot 39813,12 Mbit/s worden gecreëerd op basis van PDH- en SDH-technologieën (Tabel 8.4.1, Tabel 8.4.2). PDH- en SDH-technologieën werken met elkaar samen via multiplex- en demultiplexprocedures voor digitale stromen E1, E3 en E4 PDH in SDH-apparatuur. Tabel 8.4.1 laat zien algemene kenmerken digitaal hoofdkanaal E0 en netwerkpaden E1, E2, E3 en E4 PDH.

SDH-technologie heeft vergeleken met PDH de volgende kenmerken en voordelen:

 voorziet in synchrone transmissie en multiplexing, wat leidt tot de noodzaak om netwerksynchronisatiesystemen te bouwen;

 biedt directe multiplexing en directe demultiplexing (input-output) van digitale PDH-stromen;

 gebaseerd op standaard optische en elektrische interfaces, die de compatibiliteit van apparatuur van verschillende fabrikanten garanderen;

 stelt u in staat PDH-systemen van de Europese en Amerikaanse hiërarchie te combineren;

 biedt volledige compatibiliteit met PDH-, ATM- en IP-apparatuur;

 biedt beheer op meerdere niveaus en zelfdiagnose van het transportnetwerk.

ATM-technologie, gebaseerd op statistische multiplexing van verschillende ingangssignalen, werd voor het eerst ontwikkeld als onderdeel van de breedband B-ISDN-technologie. Het is ontworpen voor snelle transmissie van heterogeen verkeer: spraak, data, video en multimedia, en is gericht op het gebruik van de fysieke laag van hogesnelheidsverkeer. netwerktechnologieën zoals SDH, FDDI, enz. In de ATM-technologie komen de basiswaarden van de transmissiesnelheden voor toegangsinterfaces (gebruikersinterfaces) overeen met de digitale kanalen E1 (2 Mbit/s), E3 (34 Mbit/s), E4 (140 Mbit/s) PDH, ATM (25 Mbit/s), Fast Ethernet, FDDI (100 Mbit/s) en enkele andere. De basissnelheden van lineaire transmissie-interfaces komen overeen met de transmissiesnelheden van STM-N digitale kanalen (N = 1, 4, 16, 64 (Tabel 2)) van het SDH-systeem.

ATM-technologie was de eerste technologie op basis waarvan het de bedoeling was om, in plaats van standaard en talrijke netwerken (telefoon-, telegraaf-, fax- en datanetwerken), één enkel digitaal netwerk te bouwen, gebaseerd op het wijdverbreide gebruik van glasvezellijnen. Vanwege de hoge kosten van geldautomaten en de wijdverbreide penetratie van het IP-protocol in mondiale netwerken werden deze plannen echter niet volledig uitgevoerd. IP-technologie is de basis van internet en bestaat uit een reeks protocollen die de TCP/IP-protocolstack worden genoemd, en het IP Transmission Control Protocol wordt het internetprotocol genoemd. Hij is het die de internetwerkuitwisseling implementeert. Het belangrijkste voordeel is dat de TCP/IP-protocolstack zorgt voor betrouwbare communicatie tussen netwerkapparatuur van verschillende fabrikanten. De protocollen van de TCP/IP-stack beschrijven het formaat van berichten en geven aan hoe met fouten moet worden omgegaan, waardoor een mechanisme wordt geboden voor het verzenden van berichten via het netwerk, ongeacht het type apparatuur dat wordt gebruikt. Tijdens het bestaan ​​van de TCP/IP-protocolstack zijn echter zwakke punten en tekortkomingen van de TCP/IP-protocolarchitectuur aan het licht gekomen. In veel gevallen kan IP-technologie niet voldoen aan de eisen van nieuwe toepassingen. Allereerst moet het een hogere doorvoer bieden. Dit is echter niet genoeg. Er is behoefte om IP-technologie aan te vullen met bandbreedtebeheermogelijkheden die applicaties de QoS bieden die ze nodig hebben.

De ontwikkeling van informatie- en telecommunicatietechnologieën wordt voortdurend gestimuleerd door de zoektocht naar kansen en technologieën die netwerken op de meest effectieve manier kunnen combineren en deze kunnen omzetten in breedband met meerdere diensten en ultrabreedband. Momenteel is de grootste vooruitgang geboekt bij het creëren van mondiale backbone-netwerken op basis van IP over ATM- en IP over SDH-technologieën. Er zijn nieuwe technologieën opgekomen voor het verzenden van IP-verkeer, die uniforme routerverbindingen mogelijk maken via systemen en media, zoals WDM, DWDM en dark fiber. Een voorbeeld van een dergelijke technologie is de technologie die in 1999 werd voorgesteld. Cisco Systems ontwikkelde het SRP-protocol (Spatial Reuse Protocol), dat later bekend werd als DPT (Dynamic Packet Transport). DPT-technologie belichaamt de beste eigenschappen van technologieën als SDH, FDDI, enz. Met DPT-technologie kunt u tussenliggende protocollen van andere netwerktechnologieën, bijvoorbeeld SDH en ATM, vermijden bij het verzenden van IP-verkeer via glasvezel. De belangrijkste voordelen van DPT-technologie zijn onder meer de volgende. Door het gebruik van het SDH-formaat (STM-1-niveau) kan DPT-verkeer via SDH-netwerken worden verzonden, waardoor de compatibiliteit ervan wordt gegarandeerd. In dit geval nemen de trunkpaden alleen bandbreedte in beslag tussen de punten van verzending en ontvangst van signalen, wat een efficiënter gebruik van de bandbreedte van de ringtopologie van het DPT-netwerk mogelijk maakt. DPT-technologieën hebben mogelijkheden voor verkeersback-up ontwikkeld door de implementatie van herstelmechanismen in de ringnetwerktopologie. Het gebruik van het IP-protocol maakt end-to-end monitoring van het gehele DPT-netwerk mogelijk, van de backbone (transport) tot toegangsnetwerken.