АВТОМАТИЧЕСКАЯ ПЕРВИЧНАЯ СЕТЬ СВЯЗИ НА БАЗЕ SDH

Настоящая полезная модель относится к области связи, а именно к построению высокодинамичных сетей связи общего и ведомственного назначения, реализованных на технологиях PDH/SDH (Plesiochronous Digital Hierarchy - плезиохронная цифровая иерархия / Synchronous Digital Hierarchy - синхронная цифровая иерархия).
Сети связи, построенные на технологии PDH, не обладают требуемой управляемостью, поскольку практически все технологическое управление основано на ручном управлении. Эта особенность технологии PDH сложилась исторически. Изначально аппаратура данной технологии разрабатывалась для построения стационарных сетей связи и не имела встроенных каналов управления и средств контроля соединений. На момент разработки и производства аппаратуры связи технологии PDH отсутствовала или была в начальной стадии разработки технология пакетной коммутации, без которой встроенные каналы технологического управления были сложны в реализации. По этой причине мультиплексоры классической PDH технологии не способны обмениваться служебной информацией между собой. Именно этот недостаток не позволяет автоматизировать процессы сетевого технологического управления.
Магистральные сети связи, построенные на технологии SDH обеспечивают мультиплексирование низкоскоростных цифровых сигналов в высокоскоростные и передачу информации с высокой эффективностью. Аппаратура SDH является программно управляемой и интегрирует в себе средства преобразования, передачи, оперативного переключения, контроля и управления.
Для реализации автоматизации процесса обновления состава PDH/SDH сети и ее структуры необходимо реализовать механизм, позволяющий определять состояния соединений сетевых элементов и их изменения в составе сети. Для этого необходимо обеспечить обмен служебной информацией между различными мультиплексорами.
Известно описание цифровых первичных сетей, построенных по PDH технологии, в котором существенным недостатком технологии PDH указывается отсутствие развитых встроенных процедур контроля и управления сетью. (В.Г.Олифер, Н.А.Олифер. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: учебник для вузов, 2-е изд. СПб.: Питер, 2005, стр.236-241).
Из существующего уровня техники известна система связи с ретрансляторами, изменяющими свое местоположение в пространстве, применяемая для организации систем связи в полевых условиях, состоящая из наземной системы связи, включающей в себя подвижные объекты с абонентскими оконечными устройствами, из оконечных узлов связи, транзитных станций коммутации каналов, подвижных ретрансляторов, пунктов управления ретрансляционной связью (патент на изобретение RU 2352067, кл. Н04В 7/00 (2006.01), опубл. 10.04.2009, патентообладатель Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт специальных систем связи "Интеграл"). Недостатком данного технического решения является то, что общее управление всей системой связи, в том числе конфигурирование сети и коммутация каналов, производится вручную операторами, находящимися на пункте управления работой ретрансляторов, что увеличивает продолжительность изменения конфигурации системы и вероятность ошибки в связи с «человеческим фактором».
Наиболее близкой к заявленному техническому решению является автоматическая многоканальная первичная сеть связи, относящаяся к высокодинамичным сетям связи общего и ведомственного назначения, реализованных на технологии PDH. Автоматическая многоканальная сеть связи включает в себя соединенные между собой в произвольном порядке посредством линейных интерфейсов Е1 линиями связи PDH мультиплексоры сети связи, включающие в себя блоки линейных интерфейсов и абонентских интерфейсов, и сервер системы технологического управления с программным обеспечением, содержащим матрицу связности, причем сервер системы технологического управления непосредственно соединен хотя бы с одним PDH мультиплексором, к тому же серверу доступны для управления все PDH мультиплексоры, при этом каждому линейному интерфейсу присвоен свой уникальный идентификатор, каждому абонентскому интерфейсу также присвоен свой уникальный идентификатор, кроме того каждому из PDH мультиплексоров присвоен идентификационный номер (патент на полезную модель RU 122538, кл. H04L 12/403 (2006.01), H04W 40/24 (2009,01), опубл. 27.11.2012, патентообладатель ОАО «Супертел»). Недостатком данного технического решения является то, что реализация автоматической установки первоначальной конфигурации сети связи с дальнейшей динамической переконфигурацией осуществима только для сетей технологии PDH.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка технического решения для первичных сетей связи, построенных на PDH/SDH технологиях, которое позволяет реализовать в автоматическом режиме следующие функции сетевого технологического управления: идентификацию, первоначальную конфигурацию и переконфигурацию сети связи, выбор трасс для проключения основных цифровых каналов (ОЦК), переключение связей на резервные трассы при пропадании основных, перекоммутацию трасс ОЦК при изменении структуры системы связи, централизованное использование ресурса магистральных линий связи.
Решение данной задачи достигается за счет того, что в автоматическую первичную сеть связи на базе SDH, содержащую, как минимум, три PDH мультиплексора и, как минимум, один сервер системы технологического управления с программным обеспечением, содержащим матрицу связности, причем в состав каждого из PDH мультиплексоров входят, как минимум, один интерфейс Е1 и, как минимум, один абонентский интерфейс, при этом каждому интерфейсу Е1 присвоен свой уникальный идентификатор, каждому абонентскому интерфейсу также присвоен свой уникальный идентификатор, кроме того каждому из PDH мультиплексоров присвоен идентификационный номер, введены, как минимум, три SDH мультиплексора с возможностью расшивки потоков Е1 до ОЦК, причем в состав каждого из SDH мультиплексоров входят, как минимум, один интерфейс Е1 и, как минимум, два линейных интерфейса STM (Synchronous Transport Module - Синхронный транспортный модуль) любого уровня иерархии, при этом каждому интерфейсу Е1 и каждому линейному интерфейсу STM каждого из SDH мультиплексоров присвоен свой уникальный идентификатор, кроме того каждому из SDH мультиплексоров присвоен идентификационный номер, при этом все SDH мультиплексоры соединены между собой в произвольном порядке посредством линейных интерфейсов STM, кроме того, как минимум, три PDH мультиплексора соединены с разными SDH мультиплексорами посредством интерфейсов Е1, при этом сервер системы технологического управления непосредственно соединен хотя бы с одним из PDH или SDH мультиплексоров, причем серверу системы технологического управления доступны для управления все PDH и SDH мультиплексоры. При этом сервер системы технологического управления соединен хотя бы с одним PDH мультиплексором или SDH мультиплексором посредством сети Ethernet.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной в формуле совокупностью признаков, является повышение оперативности функционирования и управляемости сети связи, а также оптимизация использования ресурсов магистральных линий связи, повышение пропускной способности сети связи, функционирующей в автоматическом режиме.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлен один из возможных вариантов реализации полезной модели, а именно, с минимальным количеством сетевых элементов.
Автоматическая первичная сеть связи на базе SDH содержит, как минимум, три PDH мультиплексора 1 и, как минимум, один сервер системы технологического управления 2 с программным обеспечением, содержащим матрицу связности, причем в состав каждого из PDH мультиплексоров 1 входят, как минимум, один интерфейс Е1 3 и, как минимум, один абонентский интерфейс 4, при этом каждому интерфейсу Е1 3 присвоен свой уникальный идентификатор, каждому абонентскому интерфейсу 4 также присвоен свой уникальный идентификатор, кроме того каждому из PDH мультиплексоров 1 присвоен идентификационный номер, кроме того, автоматическая первичная сеть связи на базе SDH содержит, как минимум, три SDH мультиплексора 5 с возможностью расшивки потоков Е1 до ОЦК, причем в состав каждого из SDH мультиплексоров 5 входят, как минимум, один интерфейс Е1 3 и, как минимум, два линейных интерфейса STM 6, при этом каждому интерфейсу Е1 3 и каждому линейному интерфейсу STM 6 каждого из SDH мультиплексоров 5 присвоен свой уникальный идентификатор, кроме того каждому из SDH мультиплексоров 5 присвоен идентификационный номер, при этом все SDH мультиплексоры 5 соединены между собой в произвольном порядке посредством линейных интерфейсов STM 6, кроме того, как минимум, три PDH мультиплексора 1 соединены с разными SDH мультиплексорами 5 посредством интерфейсов Е1 3, при этом сервер системы технологического управления 2 непосредственно соединен хотя бы с одним из PDH мультиплексоров 1 или SDH мультиплексоров 5 посредством сети Ethernet, причем серверу системы технологического управления 2 доступны для управления все PDH мультиплексоры и SDH мультиплексоры.
Рассмотрим работу предложенной полезной модели на конкретном примере, когда каждому абонентскому интерфейсу соответствует конкретный абонент, причем есть строгое соответствие в установке соединений между конкретными абонентами, но при этом сама система связи может изменять свою конфигурацию.
Для реализации предложенного технического решения до развертывания сети связи необходимо:
во-первых, создать уникальный идентификатор каждого интерфейса Е1 3;
во-вторых, создать уникальный идентификатор каждого абонентского интерфейса 4;
в-третьих, создать уникальный идентификатор каждого линейного интерфейса STM 6;
в четвертых, сформировать каждому PDH мультиплексору 1 служебную информацию о себе, включающую идентификационный номер мультиплексора 1, данные о составе мультиплексора 1 и сведения об интерфейсе Е1 3, через который мультиплексор 1 подключен к сети связи;
в пятых, сформировать каждому SDH мультиплексору 5 служебную информацию о себе, включающую идентификационный номер мультиплексора 5, данные о составе мультиплексора 5, сведения об интерфейсе Е1 3, через который мультиплексор 5 подключен к PDH мультиплексору 1 и сведения об интерфейсе STM 6, через который мультиплексор 5 подключен к другим SDH мультиплексорам 5;
в шестых, ввести в программное обеспечение сервера системы технологического управления 2 планируемые связи между абонентскими интерфейсами 4, записав данные в матрицу связности планируемую.
На этапе развертывания автоматической многоканальной первичной сети связи обеспечивается физическая доступность по линиям связи, то есть производится физическое соединение PDH и SDH мультиплексоров. В представленном на чертеже варианте исполнения SDH мультиплексор 5-1 и SDH мультиплексор 5-3 соединяются с SDH мультиплексором 5-2 через линейные интерфейсы STM 6 линиями связи любого рода, обеспечивающими передачу потоков STM-N, где N=1, 4, 16, 256. Каждый из перечисленных SDH мультиплексоров 5 соединяется хотя бы с одним PDH мультиплексором 1 посредством интерфейсов Е1 3 по линиям связи любого рода связи. В представленном варианте исполнения SDH мультиплексор 5-1 соединен с PDH мультиплексором 1-1, SDH мультиплексор 5-2 соединен с PDH мультиплексором 1-2, SDH мультиплексор 5-3 соединен с PDH мультиплексором 1-3. Сервер системы технологического управления 2 соединяется, в представленном варианте исполнения, с PDH мультиплексором 1-1 посредством сети Ethernet. При этом, посредством физических соединений между всеми мультиплексорами в сети связи серверу системы технологического управления 2 автоматически становятся доступны для управления все мультиплексоры сети связи. Каждый из соединенных PDH и SDH мультиплексоров передает друг другу свой идентификационный номер, а также идентификаторы интерфейсов Е1 3 и/или линейных интерфейсов STM 6, посредством которых осуществлено физическое соединение. Каждый из PDH и SDH мультиплексоров принимает по подключенным между ними линиям связи данные, передаваемые другими мультиплексорами, считывая их из принимаемого потока. По линиям связи на сервер системы технологического управления 2 поступают идентификационные данные от всех PDH и SDH мультиплексоров в сети связи. Система управления фиксирует физические связи между мультиплексорами и регистрирует их в матрице связности конфигурации сети, хранящейся в программном обеспечении сервера системы технологического управления 2, затем по данным матрицы связности планируемой система управления проводит выбор и проключение трасс для соединения абонентских интерфейсов 4. Матрица связности реальная заполняется после получения сервером подтверждения выполнения команд от всех PDH и SDH мультиплексоров, которым были направлены команды сетевого технического управления на коммутацию. Заполнение матрицы связности реальной всегда соответствует установленным в сети связям. Если в развертываемой автоматической первичной сети связи количество PDH и SDH мультиплексоров равно запланированному количеству, то матрица связности планируемая и матрица связности реальная будут соответствовать друг другу.
При изменении структуры сети система технологического управления 2 автоматически отслеживает и формирует изменения в матрице конфигурации сети. При пропадании одной или нескольких из установленных связей между любыми мультиплексорами сервер системы технологического управления 2 по сигналу аварии одного из задействованных в связи PDH мультиплексоров 1 или SDH мультиплексоров 5 запускает в автоматическом режиме процедуру сетевого технологического управления восстановления связи по резервной трассе связи или прокладывает новую трассу.
Таким образом, уникальные идентификаторы линейных интерфейсов STM, интерфейсов Е1 и абонентских интерфейсов, а также идентификационные номера мультиплексоров сети связи в комплексе с программным обеспечение сервера системы технологического управления обеспечивают возможность автоматической первичной конфигурации сети связи, построенной на линейке PDH и SDH мультиплексоров, а также переконфигурации сети связи в динамике функционирования, кроме того автоматического формирования и проключения основных и резервных трасс связей. Это способствует повышению оперативности функционирования и управляемости сети связи.
Совместное использование PDH мультиплексоров и SDH мультиплексоров в автоматической первичной сети связи, а также возможность в SDH мультиплексорах расшивки потоков Е1 до ОЦК, кроме того автоматическая перекоммутация каналов ОЦК, принадлежащих одному потоку Е1, входящему в SDH мультиплексор, в различные исходящие потоки Е1 различных исходящих потоков STM способствует оптимизации использования ресурсов магистральных линий связи.
Использование в автоматическом режиме сетевого технологического управления SDH мультиплексоров с возможностью расшивки потоков Е1 до ОЦК обеспечивает повышение пропускной способности по отношению к автоматической сети связи на мультиплексорах PDH.
Таким образом, представленная полезная модель полностью реализует поставленную задачу и промышленно применима.