Построение сетей связи с частотным разделением каналов и плезиохронных цифровых сетей базируется на нешироком выборе возможных топологий этих сетей. На настоящий момент наиболее широко используется топология «точка - точка».
где ГС(X) - Х ичный аналоговый групповой сигнал.
а) аналоговая сеть с частотным разделением каналов.
где ЦП(X) - цифровой поток Х ичного уровня ПЦИ.
б) плезиохронная цифровая сеть с временным разделением каналов.
Рис. 7.1. Сеть связи с топологией «точка - точка».
Основой таких сетей являются оконечные стойки систем передачи (СП) для аналоговых сетей, или терминальные (оконечные) мультиплексоры (ТМ –Terminal Multiplexer) для цифровых сетей; соединяемые между собой какой либо направляющей системой. Для увеличения дальности передачи возможно использование промежуточных линейных усилителей в сетях с ЧРК или цифровых регенераторов линейного сигнала. Последние помимо усиления цифровых сигналов восстанавливают исходную форму их импульсов, искажённую в процессе прохождения сигналов по направляющим системам.
В современных мультиплексорах предусматривается возможность резервирования направляющих систем и возможность резервирования тайм-слотов, что значительно повышает живучесть сетей при воздействии на них неблагоприятных факторов. Показанные на рис. 7.1. пунктирными линиями направляющие системы находятся в горячем резерве, и включаются в работу в случае выхода из строя основных направляющих систем. Переход на резервные ресурсы может производиться как по команде администратора сети, так и автоматически управляющими процессорами мультиплексоров.
Топология «линейная цепь», применяемая только в цифровых сетях связи, явилась развитием топологии «точка - точка». Характерной особенностью данной топологии является возможность ответвления нескольких компонентных потоков на промежуточных мультиплексорах ввода-вывода (ADM – Add/Drop Multiplexer).
где
ЦП(Х)i
- вводимый цифровой поток Хичного уровня ПЦИ,
i{1; n};
ЦП(Х)k
- выделяемый цифровой поток Хичного уровня ПЦИ,
k{j; m}, ki;
ЦП(Х+1)
- передаваемый цифровой поток Х+1ичного уровня ПЦИ.
Рис. 7.2. Сеть связи с топологией «линейная цепь».
Топологии «точка - точка» и «линейная цепь», в случае их применения для систем SDH, характеризуются практически повсеместным резервированием направляющих систем. Такие топологии находят своё применение при передаче больших объёмов информации в составе синхронных транспортных модулей высших уровней СЦИ (например, между континентами).
Наиболее характерными для систем SDH являются топологии кольцевого вида.
где Хi-ответвляемые трибы нижнего уровня,
Y -передаваемый цифровой поток верхнего уровня.
Рис. 7.3. Топология «кольцо».
Как видно из рисунка, такие сети строятся при числе мультиплексоров три и более. Передача информации по направляющим системам таких сетей ведётся в одном направлении. При линейной расстановке мультиплексоров, особенно характерной для железнодорожных сетей связи, топология кольцо имеет следующий вид.
Рис. 7.4. Линейная расстановка мультиплексоров при топологии «кольцо».
Данная сеть имеет достаточно низкую живучесть, поскольку повреждение направляющей системы на любом из участков, либо повреждение любого мультиплексора приводят к выходу из строя всей сети в целом. Поэтому на нынешний момент топология «кольцо» повсеместно вытесняется топологией «двойное кольцо».
Рис. 7.5. Топология «двойное кольцо».
В таких сетях используются четырёхпортовые ADM-мультиплексоры, обладающие возможностями мониторинга сети, т.е. определения работоспособности соседних мультиплексоров. Элементы направляющих систем образуют две взаимно независимые кольцевые структуры. Передача информации в них между двумя соседними мультиплексорами осуществляется в противоположных направлениях.
Рис. 7.6. Линейная расстановка мультиплексоров при топологии «двойное кольцо».
Мультиплексоры сети обмениваются между собой сигналами работоспособности. При пропадании такого сигнала между какими либо двумя соседними мультиплексорами система реализует алгоритмы резервирования маршрутов. Существуют два алгоритма: «1+1» и «1:1». При алгоритме «1:1» одно из двух колец в нормальном режиме функционирования сети не загружено информационными потоками и находится в горячем резерве. При возникновении повреждения информация передаётся по участкам этого кольца в обход повреждённых сегментов.
Рис. 7.7. Самовосстановление сети по алгоритму «1:1».
При резервировании по системе «1+1» каждый мультиплексор получает адресуемые ему контейнеры одновременно из потоков обоих колец, выдавая пользователю тот контейнер, чьи параметры лучше. При повреждении одного из колец мультиплексор идентифицирует это как значительное ухудшение параметров сигналов, поступающих по этому кольцу. Получателям будет транслироваться информация, поступившая по второму кольцу.
Рис. 7.8. Самовосстановление сети по алгоритму «1+1» .
Кроме того, на участках с большой загрузкой сетей возможна прокладка дополнительных направляющих систем, проходящих по пространственно разнесённым с основными кольцами трассам, между мультиплексорами, стоящими через один. Такие направляющие системы получили название пассивных путей обхода.
Рис. 7.9. Топология «двойное кольцо с пассивными путями обхода».
Применение пассивных путей позволяет миновать повреждённые участки сети без значительного удлинения маршрутов передачи информации.
В случае недостаточной оснащённости какого либо участка сети направляющими системами и отсутствия возможности создания территориально разнесённых трасс нашли применение ещё две кольцевые топологии – «плоское кольцо» и «двойное плоское кольцо».
Рис. 7.10. Топологии «плоское кольцо» и «двойное плоское кольцо».
Характерной особенностью таких сетей является нахождение направляющих систем каждого участка в одном кабеле. Такие системы, обладая преимуществами кольцевых сетей в случае повреждения мультиплексоров, имеют низкую живучесть при повреждении кабельных линий. В случае, когда некоторые участки сети проходят по разнесённым трассам, а некоторые – нет, топология такой сети называется «уплощённое кольцо» или «двойное уплощённое кольцо».
Рис. 7.11. Топологии «уплощённое кольцо» и «двойное уплощённое кольцо».
В топологии «звезда» один из мультиплексоров выполняет функции коммутатора информационных потоков, направляя их к мультиплексорам, обслуживающим соответствующих потребителей.
{1; n};
