автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Повышение надежности волоконно-оптических систем передачи со спектральным разделением путем организации резервирования на основе уплотнения по длинам волн

На правах рукописи

Илья Семенович

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ СО СПЕКТРАЛЬНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ ПУТЕМ ОРГАНИЗАЦИИ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ УПЛОТНЕНИЯ ПО ДЛИНАМ ВОЛН

05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2007

003159205

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете телекоммуникаций им проф М А Бонч-Бруевича

Научный руководитель

Официальные оппоненты

кандидат физико-математических наук, доцент Б.К. Чернов

доктор технических наук, профессор С.А. Курицын

кандидат технических наук, доцент А. А. Муравцов

Ведущее предприятие

ОАО "Интелтех"

ОШЛЛЛА 2007 119 004 01 при С&нкт-Петер

г в

часов на засе-

Защита диссертации состоится дании диссертационного совета Д 219 004 01 при С&нкт-Петербургском государственном университете телекоммуникаций им проф МА Бонч-Бруевича по адресу 191186, Санкт-Петербург, наб р Мойки, 61

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета Автореферат разослан «_ //»ее^а^Лс^ 2007 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 219 004 01 доктор технических наук, профессор

В.Ю. Волков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время рынок телекоммуникационных услуг является одним из наиболее гармонично и активно развивающихся секторов экономики России Строительство корпоративных сетей связи коммерческих и государственных структур, повсеместное проникновение Интернет, увеличение числа пользователей сотовых сетей связи, внедрение и расширение сетей хранения данных, либерализация рынка услуг дальней связи - все это требует наличия надежных и высокоскоростных магистральных каналов связи

До недавнего времени основной технологией построения магистральных сетей связи России являлась технология синхронной цифровой иерархии (СЦИ, SDH, Synchronous Digital Hierarchy) С течением времени пропускная способность, обеспечиваемая системами SDH, оказалась недостаточной для удовлетворения все возрастающих потребностей телекоммуникационного рынка Для увеличения пропускной способности магистральных каналов рассматривалось несколько вариантов, самым целесообразным из которых был признан вариант внедрения новых систем передачи на основе спектрального разделения каналов (WDM, Wavelength Division Multiplexing), позволяющих передавать одновременно по одному волоконному световоду несколько каналов на различных оптических несущих- Это позволило кардинально увеличить пропускную способность, создать ее достаточный запас, обеспечить широкие возможности по дальнейшему развитию и масштабированию сети связи

В настоящий момент наибольшее применение на магистральных сетях связи нашли системы плотного спектрального уплотнения (DWDM, Dense WDM) Для стандартизации набора оптических несущих систем DWDM с разносом 50 ГГц (около 0,4 нм) и 100 ГГц (около 0,8 нм) Международный союз электросвязи (МСЭ) в октябре 1998 года выпустил рекомендацию ITU-T G 692 В ней предусмотрено разделение всей рабочей области оптического волокна на L, С и S диапазоны В С диапазоне при шаге 0,4 нм можно разместить до 100 каналов, что, полагая скорость передачи в пределах 2,5 - 10 Гбит/с, дает информационную емкость одного волокна 250 - 1000 Гбит/с На Европейской конференции по оптической связи (ЕСОС), проходившей в Каннах в сентябре 2006 года, сообщалось, что японской корпорации NTT удалось достичь суммарной скорости передачи информации по одному волокну порядка 14 Тбит/с на расстояние 160 км Для этого было использовано 140 оптических каналов по 111 Гбит/с

Осуществляя передачу трафика на таких высоких скоростях, современные магистральные сети становятся уязвимыми даже перед минимальными и кратковременными перерывами связи. Именно поэтому существует потребность в своевременной разработке и внедрении мер по повышению надежности WDM сетей связи

Наличие дополнительной «степени свободы» - оптической длины волны в сетях WDM (в отличие от сетей, использующих одну длину волны) предоставляет возможность обеспечения высокой надежности за счет организации восстановления и резервирования на оптическом уровне. Использование отдельных оптических каналов/оптических длин волн позволяет обеспечить высокую скорость переключения и повышает эффективность работы системы резервирования. Благодаря этому появляется возможность реализовать в сетях связи значительно более эффективные схемы организации резервирования и восстановления.

Создание системы резервирования и восстановления магистральной сети неизбежно связано с дополнительными затратами Наибольшая часть затрат приходится на

систему сетевого резервирования, поскольку именно сетевой резерв имеет наибольшую стоимость по сравнению с другими элементами системы резервирования и используется только в случае повреждений на сети Поэтому необходимо организовать такую систему резервирования, которая позволит обеспечить высокую надежность сети связи с сохранением приемлемого уровня финансовых вложений

Все вышеизложенное подтверждает актуальность рассмотрения вопросов повышения надежности WDM сетей связи и разработки схем и методов их резервирования

Цель и задачи исследования. Целью исследования является разработка методов повышения надежности магистральных WDM сетей связи, на основе использования новых схем резервирования с задействованием нескольких оптических длин волн

Для достижения этой цели в диссертации решаются следующие задачи

1 Рассмотреть основные положения теории надежности применительно к сетям связи для определения возможных путей повышения надежности сетей связи

2 Получить аналитические выражения оценки сетевого резерва и надежности SDH сетей связи с различной топологией для проведения анализа и сравнения существующих механизмов резервирования и восстановления SDH сетей

3 Проанализировать основы построения и преимущества систем WDM (в том числе и по сравнению с системами, которые используют одну длину волны) для определения возможных путей повышения надежности сетей связи со спектральным разделением

4 Сформулировать возможные пути повышения надежности WDM сетей связи, оптимизировать кольцевые схемы резервирования SDH с учетом использования дополнительных возможностей сетей WDM

5 Сформулировать концепцию резервирования на основе П-циклов, разработать алгоритм поиска П-цикла на ячеистой топологической структуре сети связи

6 На основе реально существующего и эксплуатируемого участка сети связи проанализировать целесообразность внедрения на нем систем связи со спектральным разделением, разработать схемы резервирования в зависимости от топологической структуры сети, оценить эффективность предлагаемых решений по сравнению с существующими схемами.

Методы исследования базируются на фундаментальных принципах теории графов, дискретной математики, а также известных положениях теории построения сетей связи Достоверность полученных результатов подтверждается использованием известных, проверенных практикой методов исследования, доказанных положений фундаментальных наук, соответствием полученных теоретических результатов с практическими данными, а также с результатами исследований других авторов

Научная новизна основных результатов работы состоит в том, что автором впервые

♦ обоснована эффективность внедрения на магистральных сетях связи систем WDM с точки зрения повышения надежности сетей связи,

♦ выполнено обоснование оптимальности предлагаемых схем резервирования и целесообразности их использования на магистральных сетях связи при условии развертывания WDM систем;

♦ сформулирован алгоритм нахождения П-цикла для организации резервирования на ячеистой топологической структуре сети связи в случае применения данного метода резервирования в WDM сетях связи;

♦ предложена к внедрению и рассчитана схема резервирования участка реально существующей DWDM сети связи с ячеистой топологией на основе П-цикла, учитывая возможности систем связи со спектральным уплотнением Научные положения, выносимые на защиту.

1 Результаты анализа существующих механизмов обеспечения надежности SDH сетей связи с различной топологией, позволяющие говорить о необходимости их модернизации с учетом использования нескольких оптических длин волн

2 Результаты исследования преимуществ систем WDM по сравнению системами, использующими одну длину волны, по показателям-

■ эффективность использования ресурсов оптического волокна Применение систем WDM позволяет сократить количество задействованных ОВ на 60%,

■ целесообразность использования при модернизации существующих сетей связи Проведение модернизации сетей связи путем внедрения систем WDM позволяет добиться целого ряда преимуществ, в том числе расширить имеющиеся на сети структурные схемы обеспечения надежности и обеспечить возможность оперативной масштабируемости и простоты дальнейшего наращивания пропускной способности,

■ площадь, необходимая для размещения оборудования Использование оборудования WDM экономит порядка 60% рабочего пространства,

■ энергопотребление Применение оборудования WDM позволяет снизить потребление электроэнергии примерно на 60-80%

3 Результаты исследования преимуществ совместного использования систем WDM и SDH В данном случае более эффективно используются емкости WDM и SDH сети, повышается их надежность, а также уменьшаются затраты и повышается их эффективность при организации каналов связи

4 Результаты оптимизации кольцевых схем резервирования SDH, с учетом их применения в сетях WDM Оптимизированные кольцевые схемы резервирования позволяют не только организовать резервирование всего трафика, передающегося по сети связи, в том числе и «низкоприоритетного», но и обеспечить более рациональное использование пропускной способности участков сети связи, а в случае необходимости использовать только одно оптическое волокно для передачи рабочего и резервного трафика

5 Методика организации П-цикла для построения схемы резервирования на ячеистой топологической структуре сети связи Организация резервирования ячеистой сети связи на основе П-цикла позволяет уменьшить примерно до 30% пропускную способность, необходимую для организации резервирования При этом обеспечивается время переключения на резерв порядка 50 мс, т е время, сопоставимое со временем переключения в кольцевых сетях

6. Результаты расчета и сравнительного анализа предлагаемых схем резервирования, проведенные для реально существующего и эксплуатируемого участка сети связи, позволяющие оценить эффективность использования предлагаемых схем и методов

Проведенный сравнительный анализ показал, что

■ целесообразно внедрение на сети оператора схемы аппаратного резервирования оптических блоков передачи по схеме 1 N с учетом использования перестраиваемого источника излучения в качестве резервного,

■ реализация схемы резервирования OMSP 1+1, с возможностью организации передачи рабочего и резервного трафика по одному волокну является эффек-

тивным решением задачи повышения надежности линейного участка в условиях нехватки свободных оптических волокон;

■ внедренные на сети связи оператора схемы кольцевого резервирования OMS-SPRing и OCh-SPRing позволили организовать эффективную схему резервирования с малым временем переключения на резерв (около 50 мс) и улучшили показатели живучести сети в случае двойных линейных повреждений (одного полного обрыва и одного частичного повреждения оптических волокон кабеля)

7 Результаты расчета реально существующего участка DWDM сети с ячеистой топологией с учетом реализации схемы резервирования на основе П-цикла Анализ результатов, полученных при реализации рекомендуемой к внедрению схемы резервирования, показал, что

■ общая надежность сети связи составит 0,9999 (возможный перерыв связи может составить 52 мин в год) при надежности элемента сети 0,999,

■ сеть связи не потеряет работоспособность при одинарном повреждении защитного ребра и множественных повреждениях защищаемых ребер,

■ время переключения на резерв составит порядка 50 мс, т е время, сопоставимое со временем переключения в кольцевых сетях;

■ будет достигнуто более эффективное использование пропускной способности сети, при этом требуемая дополнительная резервная емкость составит около 42%,

■ использование волновых конверторов приведет к минимизации количества задействованных оптических длин волн и организации их коммутации вне зависимости от занятости конкретной длины волны

Практическая ценность исследования состоит в том, что проведенные исследования и предложенные методы решения поставленных задач могут быть успешно использованы при проектировании новых и модернизации существующих магистральных сетей связи Это позволит повысить эффективность использования ресурсов сети, а также минимизировать финансовые затраты на ее построение и обслуживание

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены и используются

♦ филиалом ЗАО «Компания ТрансТелеКом» в Санкт-Петербурге при.

■ проведении текущего анализа функционирования магистральной цифровой сети связи,

■ разработке инженерно-технических решений по модернизации участков существующей сети связи,

■ проектировании новых узлов и участков сети связи;

♦ ЗАО «Санкт-Петербургский ТЕЛЕПОРТ»-

■ в проведении текущего анализа показателей надежности сети связи,

■ для подготовки решений по повышению надежности сети связи,

■ в процессе определения путей развития сети связи и модернизации ее отдельных участков,

♦ ОАО «Интелтех»,

♦ на кафедре ОКРФ СПбГУТ им. проф М А Бонч-Бруевича.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на конференциях в СПбГУТ им проф М А Бонч-Бруевича 58-й СНТК-2004, 57-й ЮНТК-2005

Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 9 опубликованных работах, из них 2 публикации в виде материалов доклада и 7 публикаций в периодических изданиях.

Личный вклад автора в работы (в соавторстве), где изложены положения, выносимые на защиту Результаты, изложенные в работах [7-9] и выносимые на защиту, получены лично автором диссертации

Структура и объем исследования. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 74 наименования, и трех приложений Работа содержит 113 страниц основного текста, 67 рисунков, 49 таблиц и 3 приложения на 12 страницах

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, дается общая характеристика проблемы, формулируются цель и задачи исследования, кратко изложено содержание диссертационной работы по главам, сформулированы положения, касающиеся научной новизны и практической ценности проведенных исследований, а также приводятся основные положения, выносимые на защиту

Первая глава посвящена анализу существующих в сетях SDH механизмов обеспечения надежности, в том числе представлены общие понятия теории надежности, относящиеся к исследуемым вопросам, рассмотрены вопросы аппаратного и сетевого резервирования, дано определение коэффициента готовности сети связи и порядок его расчета

В соответствии с ГОСТ 27 002-89 под надежностью понимают свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки Одним из основных показателей, характеризующих надежность сетей связи, является количество отказов (перерывов связи), произошедших за расчетный период

Для преодоления негативного влияния отказов, происходящих на сети связи, на передаваемый трафик, разработан ряд мер и специальных мероприятий, которые подразделяются на два класса восстановление и резервирование

Учитывая, что любая сеть может быть представлена как совокупность типовых структур линейной (односвязной структуры), кольцевой (двухсвязной) и ячеистой (многосвязной), различают и схемы организации резервирования в зависимости от топологии сети

Анализ существующих методов резервирования линейной сети (резервирование мультиплексорной секции MSP М+1 и М N) показал

♦ MSP М+1 требует больших затрат, поскольку предполагает, по сути, создание двух независимых сетей, одна из которых используется для работы, а вторая для резервирования При нормальной работе резервный участок для передачи второстепенного трафика не используется,

♦ MSP М N позволяет в безаварийном состоянии использовать резервную емкость для передачи низкоприоритетного трафика, при этом обеспечивается более эффективное использование пропускной способности сети

По сравнению с линейной структурой, в кольцевой структуре допускается значительно меньший показатель надежности отдельных элементов сети и, соответственно,

меньшие финансовые затраты для достижения того же уровня надежности сети связи Это привело к широкому распространению на магистральных сетях структур самовосстанавливающихся колец (СВК, SHR, Seif Healing Ring)

В рекомендациях G 803, G 805, G 841, G 842 МСЭ-Т определены следующие виды структур СВК (табл 1)

♦ MS-DPRing (Multiplex Section Dedicated Protection Ring) - секция мультиплексора - раздельно используемая резервная кольцевая сеть,

♦ MS-SPRmg (Multiplex Section Shared Protection Ring) — секция мультиплексора - совместно используемая резервная кольцевая сеть,

♦ SNCP (SubNetwork Connection Protection) - резервирование соединения подсети

Таблица 1

Основные характеристики кольцевых технологий резервирования _

Тип СВК Кол-во резервируемых узлов Время переключения на резерв, мс Уровень резервируемых трактов Возможность пропуска низкоприоритетного трафика Требуемая резервная емкость

MS-DPRmg <16 «50 > VC-4 Нет и /Ы

MS-SPRing <,\6 »50 > VC-4 Да и;=иг

SNCP Не ограниченно <50 > VC-12 Нет м ы\

Данные табл 1, позволили сделать следующие выводы

♦ 8ИСР обладает рядом преимуществ существует возможность организации резервирования на сети, состоящей из более чем 16 узлов, меньшее время переключения на резерв, возможность резервирования соединений всех уровней начиная с УС-12, достаточно простая реализация,

♦ MS-SPRlng обладает одним достаточно веским преимуществом более эффективным использованием пропускной способности сети связи за счет передачи низкоприоритетного трафика по резервным емкостям при нормальной работе.

Для ячеистой (многосвязной) структуры сети, несмотря на ее достаточно широкое распространение, в настоящее время нет четких механизмов сетевого резервирования Применяют резервирование однородных участков методом 1+1 или разбивают сеть на сегменты связанных кольцевых структур и резервируют методами СВК, что вызывает неоправданные затраты и неэффективное использование сетевого резерва

В тоже время сети с высокой связностью структурно более живучи, поэтому в настоящее время стали появляться новые подходы к резервированию и восстановлению на сетях с ячеистой структурой. Наиболее перспективными и целесообразными признается механизм резервирования на основе П-циклов (р-сус1е) Суть механизма резервирования на основе П-циклов заключается в выделении на высокосвязной топологической структуре замкнутого контура или цикла с предварительно рассчитанной резервной пропускной способностью, которая будет использоваться в случае возникновения отказа на сети связи

Одним из основных выводов, сделанных в результате проведенного в гл 1 анализа, является вывод о том, что во всех представленных схемах не достаточно учитываются спектральные характеристики организуемых каналов связи, а также не достаточно эффективно решается вопрос организации резервирования на ячеистых сетях связи

Вторая глава посвящена рассмотрению и анализу основ построения технологии спектрального уплотнения, дана классификация систем и представлены составляющие элементы оборудования, особое внимание уделено анализу преимуществ систем связи со спектральным уплотнением

Спектральное уплотнение в оптическом диапазоне (одновременная передача по волоконному световоду нескольких каналов на различных несущих) позволяет в перспективе использовать всю оптическую полосу пропускания световода (табл 2) Использование принципов спектрального уплотнения позволяет передавать по одному волокну одновременно до нескольких сотен каналов на различных световых несущих

Таблица 2

Классификация систем со спектральным уплотнением_

Характеристика CWDM, (Coarse WDM, грубое СУ) DWDM, (Dense WDM, плотное СУ) HDWDM, (High density WDM, СУ высокой плотности)

Разнос длин волн (частот) каналов 20 или 25 нм <1,6 нм (200ГГц, ЮОГГц, 50ГГц) <0,4 нм (25ГГц, 12,5ГГц)

Используемые диапазоны О, Е, S, С и L S, С и L С и L

Типичное число каналов 18 максимум Десятки каналов (до нескольких сотен) Десятки каналов

Одним из основных элементов, позволяющих организовать эффективное резервирование в системах со спектральным разделением, является перенастраиваемый источник оптического излучения В качестве такого источника используются перестраиваемые лазеры. При этом лазер должен выдавать достаточно мощный поток оптического излучения, иметь широкий диапазон настройки, быть компактным и надежным, характеристики генерируемого излучения должны быть постоянны в течение длительного времени и в определенном диапазоне температур

На сегодняшний день существует несколько основных типов перестраиваемых лазеров (табл 3), основными из которых являются DFB, DBR лазеры, VCSEL, включающие технологию MEMS, и лазеры с внешним резонатором (ECL, External Cavity Laser)

Таблица 3

Характеристики перестраиваемых оптических источников_

Тип перестраиваемого источника Диапазон настройки, нм Выходная мощность, мВт Способ перенастройки

DFB 5-10 10-20 Температурный

DBR и подтипы 30-40 2-3 Электрический

VCSEL 20-30 1-3 Механический

ECL 50-100 10-20 Механический

Тип применяемых перенастраиваемых источников напрямую зависит от тех задач, которые при этом необходимо решать. Например, использование УСБЕЬ лазеров наиболее оправданно в системах С\УБМ, где не требуется перекрытие больших расстояний, но ключевыми являются требования по энергосбережению и стоимости Для резервирования источников оптического излучения целесообразно использовать БВЯ лазеры, благодаря их широкому диапазону перенастройки

Одним из последних направлений исследований в области построения перенастраиваемых оптических источников является использование нелинейных явлений, возникающих в волокне при прохождении по нему излучения большой мощности Мощный оптический сигнал вводится в оптический модуль, состоящий из нескольких

секций оптического волокна со специально подобранными характеристиками Благодаря нелинейным эффектам фазовой само и кросс-модуляции, а также явлению четы-рехволнового смешения на выходе оптического модуля получается до нескольких десятков длин волн, значения которых могут быть предварительно заданы Одно такое устройство способно заменить целый набор отдельных оптических источников, что может найти широкое применение при разработке новых типов оборудования, а также при проведении тестирования существующего оборудования Цена данных устройств достаточно высока и их использование пока ограничено лабораторными установками и специальным измерительным оборудованием

На сегодняшний день технология WDM в силу своих преимуществ является одним из основных способов повышения пропускной способности и модернизации существующих сетей SDH, а также основной технологией построения вновь развертываемых высокоскоростных сетей связи

Проведенный анализ преимуществ систем WDM показал

1 Использование отдельных оптических длин волн для одновременной передачи нескольких высокоскоростных потоков данных по одному волокну позволяет более эффективно, по сравнению с системами SDH, использовать ресурсы оптического волокна, при этом появляются следующие дополнительные возможности

■ организация в одном волокне до нескольких сотен оптических каналов, скорость каждого из которых может составлять до десятков Гбит/с, т е. увеличение емкости сети связи происходит не за счет увеличения количества задействованных оптических волокон, а за счет оптимального использования широкой полосы пропускания каждого волокна,

■ обеспечение полной прозрачности и независимости передачи нагрузки различного типа, иными словами, по одному волокну на разных длинах волн могут передаваться IP пакеты, SDH контейнеры, не оказывая влияния друг на друга.

2 В случае необходимости проведения модернизации существующей сети связи, наиболее рациональным и экономически целесообразным является развертывание систем WDM, что позволяет добиться значительного увеличения пропускной способности сети связи и

■ расширить имеющиеся на сети структурные схемы обеспечения надежности,

■ при необходимости освободить занятые оптические волокна для дальнейшего использования,

■ использовать существующий волоконно-оптический кабель без проведения дорогостоящих работ по прокладке/подвеске/навивке нового ВОК,

■ обеспечить возможность оперативной масштабируемости и простоты дальнейшего наращивания пропускной способности

3 Комбинированное использование на сети связи существующего оборудования SDH и внедряемого WDM является одним из самых эффективных подходов и наиболее часто используемым операторами связи при решении задачи перехода от существующей SDH сети связи к WDM При этом системы WDM используются для передачи больших потоков информации, которые не требуют выделений на промежуточных узлах (например, передача mternet-трафика между крупнейшими городами страны). Системы же SDH будут задействованы для передачи и организации выделений низкоскоростных потоков информации Построение такой комбинированной сети приведет к

■ более эффективному использованию емкости WDM и SDH сети, за счет оптимального распределения между различными системами низкоскоростных и высокоскоростных потоков данных,

■ повышению надежности сети, за счет организации различных схем резервирования как на SDH, так и на WDM уровне,

■ уменьшению величины затрат и повышению их эффективности при организации каналов связи,

■ увеличению скорости магистральных соединений, что приведет к увеличению возможной скорости передачи для конечных пользователей выделенных каналов

4 По сравнению с системами SDH, системы WDM обладают целым рядом преимуществ высокой эффективностью использования оптических волокон и рабочего пространства, меньшим энергопотреблением, широкими возможностями по дальнейшему масштабированию сети связи

Третья глава посвящена решению задачи повышения надежности сети связи со спектральным уплотнением Предложена схема реализации аппаратного резервирования оборудования DWDM, а также схемы сетевого резервирования в зависимости от топологии сети, сформулированы основные положения концепции резервирования на основе П-циклов, разработан алгоритм поиска и расчета П-цикла для участка сети связи

Для организации аппаратного резервирования блока оптических передатчиков рекомендована схема 1 N, реализация которой возможна только при использовании перестраиваемого оптического источника в качестве резервного Это позволит сократить расходы на оптические передатчики и повысить надежность линейного блока в целом

Надежность блока передачи Рп в случае использования одного резервного передатчика с перестраиваемым источником излучения

epr*,-n> (1)

При отсутствии перестраиваемого источника излучения и использования на каждый оптический передатчик отдельного резервного с фиксированной длиной волны, те схемы резервировании 1+1

и и

рпы =гК =Пп-(1-^„) (1-^.)]=

Н " (2)

= + рп, - рпг Ръ, ] = [Рт,„ + Рл, - Ръ, Рг,„ Г 1=1

При равных надежностях рабочих и резервных передатчиков РТх = Рщ = РТхг = РТх = РТХт, выражения (1) и (2) принимают вид

р»ш = С - pl. )> = - PL Г

Стоимость блока оптических передатчиков в случае использования одного резервного передатчика с перестраиваемым источником излучения стоимостью сТх

сТх = сТх + NTx сТх р

В случае же использования на каждый оптический передатчик отдельного резервного с фиксированной длиной волны стоимость блока передатчиков составит

Ст*„ = МТХр +NTx сТх, (3)

где NTx - количество резервных передатчиков, сТх - стоимость резервного передатчика

р р

с фиксированной длиной волны

При количестве рабочих оптических передатчиков равном N, схемой резервирования каждого передатчика 1+1 выражение (3) примет вид = N (сТх +с^),при

сТх = сТх получаем сТх^ =2 N сТх

Для того чтобы использование перестраиваемого источника излучения и схемы резервирования I.N было экономически более выгодно по сравнению со схемой 1+1, необходимо, чтобы стоимость блока оптических передатчиков с перестраиваемым источником сТх была не более стоимости N передатчиков с фиксированной длиной волны

' г"

сТх , т е сТк <, N сТх

р р~ р

Для организации резервирования на ячеистых структурах сети наиболее перспективными и целесообразными признается механизм резервирования на основе П-циклов (p-cycle) Концепция заранее сконфигурированных защитных контуров (циклов) была предложена исследователями Гровером и Стамателакисом (W D Graver, D Stamatelakis) в конце 90-х гг, получив название концепции П-циклов (p-cycle, preconfigured protection cycle) В настоящее время концепция p-cycles находит все большее применение на европейских транспортных сетях связи

Суть механизма резервирования на основе П-циклов заключается в выделении на высокосвязной топологической структуре замкнутого контура или цикла с предварительно рассчитанной резервной пропускной способностью, которая будет использоваться в случае возникновения отказа на сети связи

Для организации П-цикла на сети необходимо найти функционально замкнутый контур, который должен проходить через наибольшее возможное количество узлов и иметь минимальную протяженность

Рис 1 Работа П-цикла при повреждении на защитном - а и защищаемом - б ребрах

Ребра, составляющие П-цикл, 1-2, 2-3, 3-4 и тп (рис 1), будут называться защитными ребрами, а ребра, пересекающие П-цикл, 1-3, 1-6, 2-4 и т п - защищаемыми ребрами Существует два сценария работы П-цикла при аварии на защитном и защищаемом ребрах

При аварии (линейном повреждении) на защитном ребре П-цикл работает так же как в случае кольцевого резервирования (рис 1, а) Трафик, проходивший по поврежденному ребру П-цикла сети, перенаправляется через защитные ребра При этом достигается высокая скорость переключения на резервное направление за счет наличия уже

сконфигурированного резерва и необходимости осуществления переключений только на двух узлах сети В обычной ячеистой сети именно на поиск резервного направления и переключения в промежуточных узлах затрачивается основное время, которое значительно превышает время переключения для кольцевого резервирования

Главной идеей П-цикла является то, что при аварии на защищаемом ребре трафик, проходивший через поврежденное ребро сети, перенаправляется в двух направлениях по защитным ребрам (рис. 1, б). При этом обеспечивается время переключения на резерв порядка 50 мс, т е время, сопоставимое с временем переключения в кольцевых сетях, а также достигается более эффективное использование пропускной способности сети Использование при организации резервирования механизмов П-циклов требует дополнительно около 30% пропускной способности, что значительно меньше в сравнении со значениями, необходимыми при кольцевом резервировании

Содержательно задача поиска П-цикла формулируется следующим образом На заданной топологической структуре сети с N узлами соединенными между собой некоторым множеством линий В, которое определяется известной матрицей весов I, требуется найти контур с минимальным весом пути, проходящий через все узлы сети

N

N один раз Су10 —> тш,при ограничениях (условия входа в каждый узел и выхода из

/ у=1

него только по одному разу)

N _

2Х =1,при 7 = 1,^,

N _

IX =1,при / = 1,Л',

7=1

к с е С -

,при I,]

[О, с, «С

Таким образом, решением задачи будет множество ребер С = |с,;, = 1,и, ¡ф у|,

составляющих гамильтонов цикл (ГЦ).

При этом весовые коэффициенты должны удовлетворять следующим условиям

• быть неотрицательными (так как это расстояния между узлами сети)

/„>0ПрИ/ = 1 ЛГ, у = 1 Ы, I*},

• симметричными (расстояние между узлами равны между собой в обе стороны)

16 =/„ при 41 = 1 N,VJ = 1 N,1*],

• удовлетворять неравенству треугольника

1и+1,к>1^ при V / =1 N,VJ = 1 N,l*J,k = 1 N Рассмотрим поиск П-цикла как задачу нахождения ГЦ или симметричную задачу коммивояжера Не все графы содержат ГЦ Прежде чем приступить к поиску П-цикла, необходимо отметить следующее свойство

Свойство 1 Простой ненаправленный граф О на и вершинах может иметь П-цикл, если каждая его вершина будет инцидентна двум и более ребрам-

при р(а,)> 2, 1 = 1 А^где С(0= £-»тт -П-цикл, р(а,)~ ранг вершины

ч=1

Контур не может существовать, если хотя бы одна его вершина инцидентна только одному ребру Следовательно, в простом ненаправленном графе может существовать ГЦ тогда и только тогда, когда каждая вершина инцидентна двум и более ребрам графа

Данное свойство используется на предварительном этапе поиска П-цикла, чтобы не рассматривать заведомо не реализуемые решения.

Для поиска П-цикла используется алгоритм Литтла

Решением алгоритма Литтла будет либо искомый П-цикл С = |с((; г, у = \,п, 1Ф ]|,

либо вывод о том, что в представленном графе П-цикла не существует (рис 2, 3) В этом случае резервирование с помощью П-цикла невозможно и необходимо производить изменения графа, т е топологической структуры транспортной сети связи

i) Санкт-Петербург

(13) Брянск! 2«

(12) Курск

(11) Воронеж1

Рис 3 Найденная структура П-цикла

Рис 4 П-цикл, найденный для участка сети

Следует подчеркнуть, что задача поиска П-цикла не всегда будет иметь решение в полном смысле этого слова Это связано с тем, что иногда на сети невозможно найти цикл, проходящий через все узлы, и, соответственно, защищающий все ребра сети В этом случае выбирают приоритетные направления для защиты трафика и вносят изменения в граф, описывающий топологическую структуру транспортной сети связи, т е вычеркивают узлы с низким приоритетом вместе с инцендентными им ребрами

При реализации концепции П-циклов в сетях WDM появляется ряд дополнительных возможностей Так, в случае необходимости проведения в одном из узлов сети преобразования длины волны, используются оптические конвертеры Это позволяет минимизировать количество задействованных оптических несущих, упростить процесс поиска свободной длины волны в случае обеспечения резерва и организовать коммутацию оптических каналов вне зависимости от занятости конкретной длины волны При использовании конвертеров на все длины волн в каждом узле любая длина волны, в случае занятости, может быть конвертирована в имеющуюся неиспользуемую, что обеспечивает больше возможностей при поиске обходных маршрутов При этом возникает задача минимизации количества задействованных оптических конвертеров с целью снижения общей стоимости оборудования, но при условии сохранения максимальных возможностей по переконфигурированию оптических длин волн

При условии, что используется два оптических волокна, одно для приема и одно для передачи длин волн, задача по минимизации стоимости организации ячеистой WDM сети связи С0 без использования оптических конвертеров может быть определена как

С0—>min

при условиях

C0=Cw+Cp,Cw = СК ,Ср = ч |X' '

и ограничениях

С„ > О, ср> о,

где С,- стоимость организации рабочих длин волн, Ср- стоимость организации П-цикла, ск - стоимость организации одной рабочей длины волны, сх — стоимость орга-

низации одной резервной длины волны, - количество рабочих длин волн на i-м участке сети, s'r - количество резервных дайн волн на г-м участке сети

При условии, что стоимость организации каждой длины волны одинакова, т е

= CXwt = CXw, = = CXw = СХр, ~ СХрг = СЛр, — — СХр ~CXt

м м

общая стоимость С„ = сх S'-~ + ^ sf')

/=1 1=1

В случае использования оптических конвертеров

С0=С„+Ср+Сс, Сс=сс -¿S% j=i

где Сс— стоимость установки оптических конвертеров, сс—стоимость установки одного оптического конвертора, S°- число оптических конверторов ву-м узле сети, N - число узлов сети связи

Тогда общая стоимость сети связи WDM с резервированием на основе П-цикла и использованием оптических конвертеров

ММ N

с0=сл

1=1 i=l 7=1

Использование оптических конвертеров влечет за собой увеличение стоимости сети связи, но предоставляет больше возможностей по конфигурированию и резервированию организованных каналов, что является одним из ключевых преимуществ при построении схемы резервирования в ячеистых сетях

В тоже время использование возможностей систем связи со спектральным уплотнением при реализации схемы резервирования на основе П-цикла позволяет

♦ сохранить работоспособность сети при одиночном повреждении на защитном ребре и множественных повреждениях на защищаемых ребрах за счет организации резервных маршрутов на различных длинах волн,

♦ уменьшить количество задействованных оптических волокон, путем организации резервных и рабочих маршрутов на различных длинах волн, при этом возможна передача резервных длин волн по одному оптическому волокну вместе с рабочими, что сократит количество задействованных оптических волокон до одного

Четвертая глава посвящена разработке и рассмотрению целесообразности практического внедрения схем и методов резервирования на реально существующей и эксплуатируемой сети связи Проведен анализ структуры сети связи, проанализирована целесообразность внедрения на данной сети систем со спектральным уплотнением, предложены и рассчитаны пути повышения надежности линейных, кольцевых и ячеистых участков сети

Рассмотренные в предыдущих главах пути повышения надежности магистральной WDM сети связи использованы при модернизации сети ЗАО «Компания ТрансТелеКом», одного из крупнейших магистральных операторов связи России Схематически сеть связи Компании представляет собой комбинацию всех рассмотренных ранее структур сети линейной, кольцевой и ячеистой Это, прежде всего, связано с природными и климатическими особенностями России, неравномерностью плотности населения на территории страны, различным количеством крупных городов в европейской и азиатской частях страны

Сложная топология сети связи оператора потребовала комплексного подхода к организации резервирования и обеспечения высокой надежности сети Наличие участ-

ков сети с линейной, кольцевой и ячеистой структурами привело к необходимости использования всех трех схем резервирования, при этом

♦ принята целесообразной и рекомендована к внедрению на сети оператора схема аппаратного резервирования оптических блоков передачи по схеме 1 N с учетом использования перестраиваемого источника излучения в качестве резервного,

♦ для участков сети, на которых существует или прогнозируется нехватка оптических волокон, либо требуется уменьшить количество волокон, используемых для работы сети и ее резервирования, системы WDM позволили организовать резервирование OMSP 1+1, а также обеспечить передачу рабочего и резервного трафика по одному волокну, что снижает количество задействованных волокон до одного Примером реализации указанной схемы явилось резервирование участка Беломорск - Мурманск,

♦ внедренные на сети связи оператора схемы кольцевого резервирования OMS-SPRing и OCh-SPRing позволили организовать быстродействующее переключение на резервное направление и улучшить показатели живучести сети в случае двойных линейных повреждений (одного полного обрыва и одного частичного повреждения оптических волокон кабеля)

Проведенный анализ целесообразности внедрения на участке DWDM сети «Компании ТрансТелеком» с ячеистой топологией резервирования на основе П-цикла (рис 4) показал, что реализация схемы резервирования на основе П-цикла является целесообразной и позволит

♦ повысить общую надежность сети связи до значения 0,9999 (возможный перерыв связи может составить 52 мин в год) при надежности элемента сети 0,999,

♦ обеспечить функционирование сети связи при одинарном повреждении защитного ребра и множественных повреждениях защищаемых ребер,

♦ обеспечить время переключения на резерв порядка 50 мс, т е время, сопоставимое с временем переключения в кольцевых сетях,

♦ достигнуть более эффективного использования пропускной способности сети, при этом требуемая дополнительная резервная емкость составит около 42%,

♦ снизить количество задействованных оптических волокон, вплоть до одного в случае необходимости,

♦ использовать волновые конверторы, что приведет к минимизации количества задействованных оптических длин волн и организации их коммутации вне зависимости от занятости конкретной длины волны

Произведенный расчет ячеистого участка DWDM сети с учетом реализации схемы резервирования на основе П-цикла и проведенный сравнительный анализ позволяют рекомендовать данную схему резервирования для внедрения на участке сети связи оператора

В заключении сформулированы основные результаты, полученные в процессе проведенных исследований

В приложении 1 представлены таблицы и графики зависимостей надежностей различных схем резервирования

В приложении 2 представлены частотный (канальный) план, стандартизированный в рекомендации G 692, исходные данные и результаты расчета времени автономной работы оборудования, а также схемы размещения оборудования связи оконечных и промежуточных узлов

В приложении 3 представлены акты внедрения и использования результатов диссертационной работы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы сводятся к следующим положениям

1 Актуальность решаемых задач по повышению надежности сетей связи со спектральным уплотнением обусловлена насущной необходимостью в обеспечении бесперебойной передачи высокоскоростных потоков информации по магистральным сетям связи в условиях активного развития телекоммуникационного рынка России, необходимости повышения конкурентоспособности предлагаемых услуг и ужесточении требований, предъявляемых конечными пользователями услуг связи к продолжительности возможных перерывов связи

2 Анализ существующих схем и методов обеспечения надежности магистральных сетей связи SDH показал, что все имеющие схемы организации резервирования в недостаточной мере учитывают спектральные характеристики организуемых каналов связи, а также не достаточно эффективно решается вопрос организации резервирования на ячеистых сетях связи При этом использование различных оптических длин волн, лежащее в основе работы систем связи со спектральным уплотнением, предоставляет значительно более широкие возможности по построению схем обеспечения надежности сети и повышению эффективности использования ее ресурсов

3 Для выработки решений по повышению надежности сетей связи со спектральным уплотнением проведен анализ основ построения таких систем и обеспечиваемых ими дополнительных возможностей, на основании которого была определена целесообразность использования WDM систем при проведении модернизации существующих сетей связи, а также эффективность организации совместного использования ресурсов сетей SDH и WDM

4 Для решения задачи повышения надежности сети связи с ячеистой топологической структурой предложена методика организации резервирования на основе П-цикла Предложенный и реализованный в работе алгоритм поиска П-цикла позволил найти резервирующий контур, обеспечивающий уменьшение примерно до 30% значение пропускной способности, необходимой для организации резервирования, и время переключения на резерв порядка 50 мс

5 Предложенные к внедрению схемы аппаратного и сетевого резервирования для линейной и кольцевой топологических структур сети связи, позволяют не только повысить эффективность использования ресурсов сети, особенно в условиях недостатка свободных оптических волокон, и обеспечить минимальное время переключения на резерв, но и повысить живучесть сети для случая двойного отказа

6 Произведенный в диссертационной работе расчет ячеистого участка реально существующей DWDM сети связи с учетом внедрения на нем схемы резервирования на основе П-цикла позволил обосновать целесообразность и рекомендовать внедрение данной схемы резервирования на сети связи оператора, что обеспечит высокую эффективность использования ресурсов сети на ряду с достаточно малым временем переключения на резерв (50 мс), высокую надежность сети, а также повысит живучесть сети в случае нескольких одновременных повреждений

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Каминецкий, И С Технология грубого спектрального уплотнения CWDM Основы построения и перспективы развития / И С Каминецкий, Б К Чернов // Lightwave Russia Edition - 2004 - №2 -С 24-28

2 Каминецкий, И С Оптимизация распределения длин волн в DWDM сетях // 58-я СНТК материалы / СПбГУТ -СПб,2004 -С 21-23

3 Каминецкий, И С Оптимизация резервирования в сетях ВОСП CP // 57-я ЮНТК материалы/СПбГУТ -СПб,2005 -С 37

4 Каминецкий, И С Перспективы внедрения систем связи со спектральным уплотнением на магистральной сети связи России//Электросвязь -2004 -№12 - С 54-55

5 Каминецкий, И С Перспективы развития магистральной сети связи Казахстана // Информационные телекоммуникационные сети - 2005 -№2 - С 28-31

6 Каминецкий, И С Применение теории графов для оптимизации распределения длин волн в ВОСП CP//Труды учебных заведений связи/СПбГУТ - СПб, 2004 -№171 -С 48-60

7 Каминецкий, И С Современные механизмы резервирования и восстановления транспортных сетей связи/И С Каминецкий, АН Зюзин//Электросвязь -2005 -№7 -С 18-21

8 Каминецкий, И С Совершенствование системы резервирования транспортной сети магистрального оператора связи/И С Каминецкий, А.Н Зюзин//Электросвязь -2005 -№11 -С 34-36

9 Каминецкий, И С Использование П-циклов для формирования сетевого резерва на транспортных сетях связи / И С Каминецкий, А Н Зюзин // Труды учебных заведений связи / СПбГУТ -СПб,2005 -№173 -С 59-67

Подписано к печати 28 06 2007 Объем 1 печ л Тираж 80 экз

Тип СПбГУТ 191186 СПб, наб р Мойки, 61

СОДЕРЖАНИЕ.

Введение.

Глава 1. Надежность магистральных сетей связи.

1.1 Общие понятия теории надежности.

1.2 Надежность сетей связи.

1.3 Резервирование сети связи.

1.3.1 Аппаратное резервирование.

1.3.2 Сетевое резервирование.

1.3.2.1 Линейная структура.

1.3.2.2 Кольцевая структура.

1.3.2.3 Сравнение кольцевых технологий резервирования соединения и пути.

1.3.2.4 Ячеистая структура.

1.4 Коэффициент готовности сети связи.

1.5 Примеры реализации механизмов резервирования SDH.

1.6 Выводы по главе 1.

Глава 2. Технология спектрального уплотнения.

2.1 Основы технологии.

2.1.1 Предпосылки появления и история развития.

2.2 Основные элементы сетей связи со спектральным уплотнением.

2.2.1 Оптические передатчики.

2.2.2 Мультиплексирование/демультиплексирование.

2.2.3 Преобразователи длин волн и оптические коммутаторы.

2.3 Преимущества систем связи со спектральным уплотнением.

2.3.1 Использование ресурсов оптического волокна.

2.3.2 Модернизация существующих сетей связи.

2.3.3 Совместное использование на сети связи оборудования SDH и WDM.

2.3.4 Сравнительный анализ сетей SDH и WDM.

2.4 Выводы по главе 2.

Глава 3. Повышение надежности сетей связи со спектральным уплотнением.

3.1 Аппаратное резервирование.

3.2 Сетевое резервирование систем со спектральным уплотнением.

3.2.1 Линейная схема.

3.2.2 Кольцевая схема.

3.2.2.1 Кольцевые схемы на основе схем SDH.

3.2.2.2 Оптимизация кольцевых схем сети WDM.

3.2.2.3 Резервирование наложенных сетей.65 •

3.2.3 Ячеистая схема.

3.2.3.1 Концепция П-циклов.

3.2.3.2 Решение задачи коммивояжера.

3.2.3.3 Расчет П-цикла.

3.2.3.4 Особенности реализации П-циклов в WDM сети.

3.3 Выводы по главе 3.

Глава 4. Внедрение технологий резервирования WDM на существующих сетях связи.

4.1 Сеть связи.

4.2 Анализ структуры сети связи.

4.3 Целесообразность внедрения систем WDM.

4.4 Повышение надежности сети связи.

4.4.1 Аппаратное резервирование.

4.4.2 Резервирование линейных участков.

4.4.3 Резервирование кольцевых участков.

4.4.4 Резервирование ячеистых участков.

4.4.4.1 Схема резервирования на основе П-цикла.

4.4.4.2 Внедрение на участке сети резервирования на основе П-цикла.

4.4.4.3 Надежность участка сети связи.

4.5 Выводы по главе 4.

В настоящее время рынок телекоммуникационных услуг является одним из наиболее гармонично и активно развивающихся секторов экономии России. Строительство корпоративных сетей связи коммерческих и государственных структур, повсеместное проникновение Интернет, увеличение числа пользователей сотовых сетей связи, внедрение и расширение сетей хранения данных, либерализация рынка услуг дальней связи - все это требует наличия надежных и высокоскоростных магистральных каналов связи.

До недавнего времени основной технологией построения магистральных сетей связи России являлась технология синхронной цифровой иерархии (СЦИ, SDH, Synchronous Digital Hierarchy). С течением времени пропускная способность, обеспечиваемая системами SDH, оказалась недостаточной для удовлетворения все возрастающих потребностей телекоммуникационного рынка. Для увеличения пропускной способности магистральных каналов рассматривалось несколько вариантов, самым целесообразным из которых был признан вариант внедрения новых систем передачи на основе спектрального разделения каналов (WDM, Wavelength Division Multiplexing), позволяющих передавать одновременно по одному волоконному световоду несколько каналов на различных оптических несущих. Это позволило кардинально увеличить пропускную способность, создать ее достаточный запас, обеспечить широкие возможности по дальнейшему развитию и масштабированию сети связи.

В настоящий момент наибольшее применение на магистральных сетях связи нашли системы плотного спектрального уплотнения (DWDM, Dense WDM). Для стандартизации набора оптических несущих систем DWDM с разносом 50 ГГц (около 0,4 нм) и 100 ГГц (около 0,8 нм) международный союз электросвязи (МСЭ) в октябре 1998 года выпустил рекомендацию ITU-Т G.692. В ней предусмотрено разделение всей рабочей области оптического волокна на L, С и S диапазоны. В С диапазоне при шаге 0,4 нм можно разместить до 100 каналов, что, полагая скорость передачи в пределах 2,5 - 10 Гбит/с, дает информационную емкость одного волокна 250 - 1000 Гбит/с. На Европейской конференции по оптической связи (ЕСОС), проходившей в Каннах в сентябре 2006 года, сообщалось, что японской корпорации NTT удалось достичь суммарной скорости передачи информации по одному волокну порядка 14 Тбит/с на расстояние 160 км. Для этого было использовано 140 оптических каналов по 111 Гбит/с.

Осуществляя передачу трафика на таких высоких скоростях современные магистральные сети становятся уязвимыми даже перед минимальными и кратковременными перерывами связи. Именно поэтому существует потребность в своевременной разработке и внедрении мер по повышению надежности WDM сетей связи.

Наличие дополнительной «степени свободы» - оптической длины волны в сетях WDM (в отличие от сетей, использующих одну длину волны) предоставляет возможность обеспечения высокой надежности за счет организации восстановления и резервирования на оптическом уровне. Использование отдельных оптических каналов/оптических длин волн позволяет обеспечить высокую скорость переключения и повышает эффективность работы системы резервирования. Благодаря этому появляется возможность реализовать в сетях связи значительно более эффективные схемы организации резервирования и восстановления.

Создание системы резервирования и восстановления магистральной сети неизбежно связано с дополнительными затратами. Наибольшая часть затрат приходится на систему сетевого резервирования, поскольку именно сетевой резерв имеет наибольшую стоимость по сравнению с другими элементами системы резервирования и используется только в случае повреждений на сети. Поэтому необходимо организовать такую систему резервирования, которая позволит обеспечить высокую надежность сети связи с сохранением приемлемого уровня финансовых вложений.

Все вышеизложенное подтверждает актуальность рассмотрения вопросов повышения надежности WDM сетей связи и разработки схем и методов их резервирования.

Основной целью исследования является разработка методов повышения надежности магистральных WDM сетей связи, с учетом применения новых схем резервирования с использованием нескольких оптических длин волн.

Основными задачами исследования являются:

1. Рассмотрение основных положений теории надежности применительно к сетям связи для определения возможных путей повышения надежности сетей связи.

2. Получение аналитических выражений оценки сетевого резерва и надежности SDH сетей связи с различной топологией для проведения анализа и сравнения существующих механизмов резервирования и восстановления SDH сетей.

3. Анализ основ построения и преимуществ систем WDM (в том числе и по сравнению с системами, использующих одну длину волны) для определения возможных путей повышения надежности сетей связи со спектральным разделением.

4. Формулировка возможных путей повышения надежности WDM сетей связи, оптимизация кольцевых схем резервирования SDH с учетом использования дополнительных возможностей сетей WDM.

5. Формулировка концепции резервирования на основе П-циклов, разработка алгоритма поиска П-цикла на ячеистой топологической структуре сети связи.

6. Анализ целесообразности внедрения на реально существующем и эксплуатируемом участке сети связи систем связи со спектральным разделением, разработка схемы резервирования в зависимости от топологической структуры сети, оценка эффективности предлагаемых решений по сравнению с существующими схемами.

Содержание работы

В главе 1 проводится анализ существующих в сетях SDH механизмов обеспечения надежности, в том числе представлены общие понятия теории надежности, относящиеся к исследуемым вопросам, рассмотрены вопросы аппаратного и сетевого резервирования, дано определение коэффициента готовности сети связи и методика его расчета.

В разделе 1.1 представлены общие понятия теории надежности, необходимые для определения основных показателей надежности сетей связи, рассмотренных в разделе 1.2. В разделе 1.3 рассмотрены основные типы аппаратного и сетевого резервирования, в том числе в зависимости от топологии сети связи, т.е. линейной, кольцевой и ячеистой. В разделе 1.4 рассмотрен коэффициент готовности - один из основных показателей, характеризующих надежность сети связи. Одним из основных выводов, сделанных в результате проведенного в главе 1 анализа, является вывод о том, что во всех представленных схемах не достаточно учитываются спектральные характеристики организуемых каналов связи, а также не достаточно эффективно решается вопрос организации резервирования на ячеистых сетях связи.

В главе 2 производится анализ основ построения технологии спектрального уплотнения, дана классификация систем и представлены составляющие элементы оборудования, особое внимание уделено анализу преимуществ систем связи со спектральным уплотнением.

В разделе 2.1 рассмотрены основы построения систем связи со спектральным разделением, а также приведена краткая история развития и становления технологии. Раздел 2.2 посвящен описанию и сравнению составляющих элементов систем WDM, таких как оптические передатчики, приемники, мультиплексоры/демультиплексоры, в том числе уделено внимание перестраиваемым источникам оптического излучения, являющимся одной из основных составляющих системы аппаратного резервирования блока оптических передатчиков. В разделе 2.3 проводится анализ преимуществ систем WDM, по таким показателям как использование ресурсов оптического волокна, целесообразность использования оборудования WDM при модернизации существующих сетей связи, эффективность совместного использования на сети связи оборудования SDH и WDM.

В главе 3 решается задача повышения надежности сети связи со спектральным уплотнением, предложена схема реализации аппаратного резервирования оборудования DWDM, а также схемы сетевого резервирования в зависимости от топологии сети, сформулированы основные положения концепции резервирования на основе П-циклов, разработан алгоритм поиска и расчета П-цикла для участка сети связи.

В разделе 3.3.3 рассмотрена реализация механизма резервирования на основе П-цикла на примере ячеистой структуры сети, предложен алгоритм поиска замкнутого контура, необходимого для работы П-цикла.

Глава 4 посвящена разработке и рассмотрению целесообразности практического внедрения схем и методов резервирования на реально существующей и эксплуатируемой сети связи. В главе проведен анализ структуры сети связи, проанализирована целесообразность внедрения на данной сети систем со спектральным уплотнением, предложены и рассчитаны пути повышения надежности линейных, кольцевых и ячеистых участков сети.

В разделах 4.1 и 4.2 дается необходимая информация о структуре рассматриваемой сети. В разделе 4.3 проанализирована целесообразность внедрения на рассматриваемой сети систем связи WDM. В разделе 4.4 предложен ряд методов повышения надежности участков WDM сети связи, проведен расчет П-цикла, необходимого для организации резервирования на ячеистом участке сети.

Практическая ценность исследования заключается в том, что проведенные исследования и предложенные методы решения поставленных задач могут быть использованы при проектировании новых и модернизации существующих магистральных сетей связи. Это позволит повысить эффективность использование ресурсов сети, а также минимизировать финансовые затраты на ее построение и обслуживание.

Реализация результатов исследования подтверждена соответствующими актами (Приложение 3). Результаты диссертационной работы внедрены и используются: в Филиале ЗАО «Компания ТрансТелеКом» в г. Санкт-Петербург при: проведении текущего анализа функционирования магистральной цифровой сети связи; разработке инженерно-технических решений по модернизации участков существующей сети связи; проектировании новых узлов и участков сети связи; в ЗАО «Санкт-Петербургский ТЕЛЕПОРТ»: в ходе проведения текущего анализа показателей надежности сети связи; в целях подготовки решений по повышению надежности сети связи; для определения путей развития сети связи и модернизации ее отдельных участков

ОАО «Интелтех»; в учебном процессе кафедры «ОКРФ» СПбГУТ им. проф. М.А. Бонч

Бруевича.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на конференциях:

1. 58 научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов, СПб, 2004, ГУТ им проф. М.А. Бонч-Бруевича;

2. 57 юбилейная научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава научных сотрудников и аспирантов, СПб, 2005, ГУТ им проф. М.А. Бонч-Бруевича.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 9 опубликованных работах: 2 публикации в виде тезисов доклада, 7 публикаций в периодических изданиях.

Научная новизна диссертации заключается в том, что автором впервые:

1. Обоснована эффективность внедрения на магистральных сетях связи систем WDM с точки зрения повышения надежности сетей связи.

2. Выполнено обоснование оптимальности предлагаемых схем резервирования и целесообразности их использования на магистральных сетях связи при условии развертывания WDM систем.

3. Сформулирован алгоритм нахождения П-цикла для организации резервирования на ячеистой топологической структуре сети связи в случае применения данного метода резервирования в WDM сетях связи.

4. Предложена к внедрению и рассчитана схема резервирования участка реально существующей DWDM сети связи с ячеистой топологией на основе П-цикла с учетом использования возможностей систем связи со спектральным уплотнением.

Результаты, полученные в диссертационном исследовании, заключаются в следующем:

1. Проведен анализ существующих механизмов обеспечения надежности SDH сетей связи с различной топологией, который показал наличие необходимости их модернизации с учетом использования нескольких оптических длин волн.

2. Проведено исследование преимуществ систем WDM по сравнению системами, использующими одну длину волны, которое подтвердило целесообразность внедрения систем WDM и использования их возможностей для повышения надежности сети связи.

3. Проведена оптимизация кольцевых схем резервирования SDH, с учетом их применения в сетях WDM, что позволило организовать резервирование всего трафика в сети, не зависимо от его приоритета, а также обеспечить более рациональное использование пропускной способности участков сети связи.

4. Представлена методика и разработан алгоритм организации П-цикла для построения схемы резервирования на ячеистой топологической структуре сети связи, что позволяет повысить эффективность использования пропускной способности сети и обеспечить минимальное время переключения на резерв.

5. Произведен расчет и сравнительный анализ предлагаемых схем резервирования, в том числе и на основе П-цикла, для реально существующего и эксплуатируемого участка DWDM сети связи, позволяющий оценить эффективность использования предлагаемых схем и методов.

Основные положения исследования, выносимые на защиту. На защиту выносятся:

1. Результаты анализа существующих механизмов обеспечения надежности SDH сетей связи с различной топологией, указывающие на необходимость их модернизации с учетом использования нескольких оптических длин волн.

2. Результаты исследования преимуществ систем WDM по сравнению системами, использующими одну длину волны, по показателям: эффективность использования ресурсов оптического волокна. Применение систем WDM позволяет сократить количество занятых ОВ на 60%; целесообразность использования при модернизации существующих сетей связи. Проведение модернизации сетей связи путем внедрения систем WDM позволяет добиться целого ряда преимуществ, в том числе расширить возможности имеющихся на сети структурных схем обеспечения надежности и обеспечить возможность оперативной масштабируемости и простоты дальнейшего наращивания пропускной способности; площадь, необходимая для размещения оборудования. Использование оборудования WDM экономит порядка 60% рабочего пространства; энергопотребление. Применение оборудования WDM позволяет снизить потребление электроэнергии примерно на 60-80%.

3. Результаты исследования преимуществ совместного использования систем WDM и SDH. В данном случае более эффективно используются емкости WDM и SDH сети, повышается их надежность, а также уменьшаются затраты и повышается эффективность использования финансовых средств при организации каналов связи.

4. Результаты оптимизации кольцевых схем резервирования SDH, с учетом их применения в сетях WDM. Оптимизированные кольцевые схемы резервирования позволяют не только организовать резервирование всего трафика, передающегося по сети связи, в том числе и «низкоприоритетного», но и обеспечить более рациональное использование пропускной способности участков сети связи, а в случае необходимости использовать только одно оптическое волокно для передачи рабочего и резервного трафика.

5. Методика организации П-цикла для построения схемы резервирования на ячеистой топологической структуре сети связи. Организация резервирования ячеистой сети связи на основе П-цикла позволяет уменьшить примерно до 30% пропускную способность, необходимую для организации резервирования. При этом обеспечивается время переключения на резерв порядка 50 мс, т.е. время, сопоставимое со временем переключения в кольцевых сетях.

6. Результаты расчета и сравнительного анализа предлагаемых схем резервирования, проведенные для реально существующего и эксплуатируемого участка сети связи, позволяющие оценить эффективность использования предлагаемых схем и методов.

Проведенный сравнительный анализ показал, что: целесообразно внедрение на сети оператора схемы аппаратного резервирования оптических блоков передачи по схеме 1:N с учетом использования перестраиваемого источника излучения в качестве резервного; реализация схемы резервирования OMSP 1+1, с возможностью организации передачи рабочего и резервного трафика по одному волокну является эффективным решением задачи повышения надежности линейного участка в условиях нехватки свободных оптических волокон; внедренные на сети связи оператора схемы кольцевого резервирования OMS-SPRing и OCh-SPRing позволили организовать эффективную схему резервирования с малым временем переключения на резерв (около 50 мс) и улучшили показатели живучести сети в случае двойных линейных повреждений (одного полного обрыва и одного частичного повреждения оптических волокон кабеля).

7. Результаты расчета реально существующего участка DWDM сети с ячеистой топологией с учетом реализации схемы резервирования на основе П-цикла. Анализ результатов, полученных при реализации рекомендуемой к внедрению схемы резервирования, показал, что: общая надежность сети связи составит 0,9999 (возможный перерыв связи может составить 52 мин в год) при надежности элемента сети 0,999; сеть связи не потеряет работоспособность при одинарном повреждении защитного ребра и множественных повреждениях защищаемых ребер; время переключения на резерв составит порядка 50 мс, т.е. время, сопоставимое со временем переключения в кольцевых сетях; будет достигнуто более эффективное использование пропускной способности сети, при этом требуемая дополнительная резервная емкость составит около 42%; использование волновых конверторов приведет к минимизации количества используемых оптических длин волн и организации их коммутации вне зависимости от занятости конкретной длины волны.

4.5 Выводы по главе 4

Представленные в главе данные позволяют сделать следующие выводы.

1. Использование на магистральной сети связи ЗАО «Компания ТрансТелеКом» технологии и оборудования DWDM подтверждает целесообразность и эффективность применения данной технологии не только при модернизации существующих и уже эксплуатируемых участков сети, но и вновь организуемых.

2. Внедрение систем DWDM на сети связи оператора позволило ему решить не только насущные проблемы с пропускной способностью, обеспечив при этом оптимальное использование ресурсов сети, но и обеспечить широкие возможности по ее дальнейшему наращиванию и оперативной масштабируемости, что является одним из ключевых условий успешного развития телекоммуникационной компании в современных условиях.

3. Совместное использование оператором связи ресурсов сетей SDH и DWDM позволило добиться ему целого ряда преимуществ, среди которых ключевыми являются повышение эффективности использования пропускных способностей обоих сетей, повышение общей надежности сети связи, а также уменьшение затрат времени на конфигурирование сети.

4. Сложная топология сети связи оператора потребовала комплексного подхода к организации резервирования и обеспечения высокой надежности сети. Наличие участков сети с линейной, кольцевой и ячеистой структурами привело к необходимости использования всех трех схем резервирования. При этом: считается целесообразным и рекомендуется к внедрению на сети оператора схемы аппаратного резервирования оптических блоков передачи по схеме 1:N с учетом использования перестраиваемого источника излучения в качестве резервного; для участков сети, на которых существует или прогнозируется нехватка оптических волокон, либо требуется уменьшить количество волокон, используемых для работы сети и ее резервирования, системы WDM позволяют организовать резервирование OMSP 1+1, а также обеспечить передачу рабочего и резервного трафика по одному волокну, что снижает количество задействованных волокон до одного. Примером реализации указанной схемы является резервирование участка Бело-морск - Мурманск; использование на участках сети оптических коммутационных элементов обеспечивает не только быстродействующее переключение на резерв высокоскоростных каналов связи и эффективное использование блоков приема-передачи, но возможность передачи трафика по резервным волокнам при безаварийном состоянии; внедренные на сети связи оператора схемы кольцевого резервирования OMS-SPRing и OCh-SPRing позволили организовать быстродействующее переключение на резервное и улучшили показатели живучести сети в случае двойных линейных повреждений (одного полного обрыва и одного частичного повреждения оптических волокон кабеля);

5. Использование возможностей систем WDM при реализации схем резервирования позволяет не только повысить надежность сети связи и эффективность использования ее ресурсов, но и снизить ограничения на число резервируемых каналов связи, а также уменьшить затраты на организацию резервирования.

6. Учитывая необходимость организации быстродействующей схемы переключения на резерв, которая обеспечит минимально возможную требуемую резервную емкость, наиболее целесообразным представляется вариант внедрения на европейском участке сети связи оператора схемы резервирования на основе П-цикла. Совместно с внедрением технологии WDM это позволит: повысить общую надежность сети связи до значения 0,9999 (возможный перерыв связи может составить 52 минуты в год) при надежности элемента сети 0,999; обеспечить функционирование сети связи при одинарном повреждении защитного ребра и множественных повреждениях защищаемых ребер; обеспечить время переключения на резерв порядка 50 мс, т.е. время, сопоставимое с временем переключения в кольцевых сетях; достигнуть более эффективного использования пропускной способности сети, при этом требуемая дополнительная резервная емкость составит около 42%; снизить количество задействованных оптических волокон, вплоть до одного в случае необходимости; использовать волновые конверторы, что приведет к минимизации количества задействованных оптических длин волн и организации их коммутацию вне зависимости от занятости или сво-бодности конкретной длины волны; произведенный расчет ячеистого участка DWDM сети с учетом реализации схемы резервирования на основе П-цикла и проведенный сравнительный анализ позволяют рекомендовать данную схему резервирования для внедрения на участке сети связи оператора.

Заключение

В условиях современного конкурентного телекоммуникационного рынка жесткие требования по надежности магистральных сетей связи могут быть удовлетворены только при условии использования всех возможностей, предоставляемых системами связи. Построение магистральных сетей на основе технологии спектрального разделения предоставляет целый ряд таких возможностей и преимуществ, позволяющих не только улучшить показатели надежности сети связи, но и повысить эффективность использования ресурсов сети.

В настоящей диссертационной работе проведено исследование путей повышения надежности волоконно-оптических систем передачи со спектральным разделением путем организации резервирования на основе уплотнения по длинам волн. В рамках проведённого исследования решены следующие задачи:

1. Проведен анализ существующих механизмов обеспечения надежности SDH сетей связи с различной топологией, который выявил необходимость проведения их модернизации с учетом использования нескольких оптических длин волн.

2. Проведено исследование преимуществ систем WDM по сравнению с системами, работающими по одной длине волны, которое подтвердило целесообразность внедрения систем WDM и использования их возможностей для повышения надежности сети связи.

3. Проведена оптимизация кольцевых схем резервирования SDH, с учетом их применения в сетях WDM, что позволило организовать резервирование всего трафика в сети, не зависимо от его приоритета, а также обеспечить более рациональное использование пропускной способности участков сети связи.

4. Представлена методика и разработан алгоритм организации П-цикла для построения схемы резервирования на ячеистой топологической структуре сети связи, что позволило повысить эффективность использования пропускной способности сети и обеспечить минимальное время переключения на резерв.

5. Произведен расчет и сравнительный анализ предлагаемых схем резервирования, в том числе и на основе П-цикла, для реально существующего и эксплуатируемого участка DWDM сети связи, который позволил оценить эффективность использования предлагаемых схем и методов.

Результаты, полученные в ходе выполнения исследования могут быть использованы при проектировании новых и модернизации существующих магистральных сетей связи, при принятии мер по повышению надежности сети связи, в целях обеспечения более эффективного использования ресурсов сети связи.

Полученные результаты нашли свое применение: в филиале ЗАО «Компания ТрансТелеКом» в Санкт-Петербурге при: проведении текущего анализа функционирования магистральной цифровой сети связи; разработке инженерно-технических решений по модернизации участков существующей сети связи; проектировании новых узлов и участков сети связи; в ЗАО «Санкт-Петербургский ТЕЛЕПОРТ»: в проведении текущего анализа показателей надежности сети связи; для подготовки решений по повышению надежности сети связи; в процессе определения путей развития сети связи и модернизации ее отдельных участков; в ОАО «Интелтех»; на кафедре ОКРФ СПбГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича.

1. Э.Дж. Хенли, X. Кумамото. Надежность технических систем и оценка риска. М.: Машиностроение, 1984.

2. В. А. Острейковский. Теория надежности. М.: Высшая школа, 2003.

3. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.

4. А.В. Шмалько. Цифровые сети связи: Основы планирования и построения. М.: ЭкоТ-рендз, 2001.

5. Н.Н. Слепов. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи (ATM, PDH, SDH, SONET и WDM). М.: Радио и Связь, 2000.

6. Т.П. Сергеева, И.В. Баркова. Анализ способов повышения надежности на сетях SDH. Труды ЦНИИС. М.: ЦНИИС, 2003.

7. P.P. Убайдуллаев. Волоконно-оптические сети. М.: Эко-тренд, 2001.

8. Р. Фриман. Волоконно-оптические системы связи. М.: Техносфера, 2003.

9. Harry G. Perros. Connection-oriented Networks sonet/sdh, atm, mpls and optical networks. Chichester.: John Wiley & Sons, 2005.

10. Jose Caballero. Installation and Maintenance of SDH/SONET, ATM, xDSL and Synchronization Networks. 2003.

11. ITU-T Recommendation G.707. Network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH), 1996.

12. Руководящий технический материал по применению систем и аппаратуры синхронной цифровой иерархии на сети связи Российской Федерации. М.:ЦНИИС, 1994.

13. Теория сетей связи. / / Под ред. В.Н Рогинского. М.: Радио и связь, 1981.

14. ITU Recommendation G.783. Characteristics of Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Equipment Functional Blocks, 1994.

15. ITU-T Recommendation G.803. Architecture of transport networks based on the synchronous digital hierarchy (SDH), 1997.

16. ITU-T Recommendation G.805. Generic functional architecture of transport networks, 1995.

17. ITU-T Recommendation G.841. Types and characteristics of SDH network protection architectures, 1995.

18. ITU-T Recommendation G.842. Interworking of SDH network protection architectures, 1997.

19. W.D. Grover et al. New option and insights for survivable transport networks // IEEE Communications Magazine, January 2002.

20. Wayne D. Grover. Mesh-Based Survivable Networks: Option and Strategies for Optical, MPLS, Sonet, and ATM Networking. Prentice Hall PTR, 2003.

21. E.M. Дианов, А.А.Кузнецов. «Спектральное уплотнение каналов в волоконно-оптических линиях связи» // Квантовая электроника. 1983, № 10.

22. М.И. Беловолок, А.Т. Гореленок, Е.М. Дианов, и др. «Макет волоконно-оптической линии связи со спектральным уплотнением в области 1,3 мкм» // Квантовая электроника. 1979, №6.

23. РД 45.286-2002 отрасли «Аппаратура волоконно-оптической системы передачи со спектральным разделением. Технические требования».

24. Harry J. R. Dutton. Understanding Optical Communications. IBM. 1998

25. John M. Senior. Optical Fiber Communications. Prentice Hall. 1985.

26. Ashwin Gumaste, Tony Antony. DWDM Network Designs and Engineering Solutions. Cisco Press. 2002

27. Дж. Гауэр. Оптические системы связи. М.: Радио и связь. 1989.

28. ITU-T Recommendation G.692. Optical interfaces for multichannel systems with optical amplifiers. 199829. http://www.ecoc2006.org

29. Установлен новый рекорд скорости передачи данных в оптических сетях // C-news. 23.10.2006

30. Matthew Peach. 14 Tbit/s transmitted over single fiber // Optics & Laser Europe. 2006. №10

31. Тенденции развития волоконно-оптической связи: от высокой емкости к гибкости оптических сетей. // LightWave Russian Edition. 2003, №1.

32. Ж.И. Алферов, М.И. Беловолок, А.Н. Гурьянов, и др. «Многоканальная дуплексная волоконно-оптическая линия связи на длине волны 1,3 мкм» // Квантовая электроника, 1982, №9.

33. Р. Фриман. Волоконно-оптические системы связи. М.: Техносфера, 2003

34. Achyut K.Dutta, Niloy K.Dutta. Wdm Technologies: Optical Networks. Elsevier Academic Press, 2004.

35. Иванов А.Б. Волоконная оптика, компоненты, системы передачи, измерения. М.: SYRUS System, 1999.

36. Andre Girard. Технология и тестирование систем WDM. Телеком Транспорт, EXFO, 2001.

37. Philip C.D Hobbs. Building Electro-Optical Systems: Making it All Work. John Wiley & Sons, Inc., 2000

38. O.E. Наний. Оптические передатчики с перестраиваемой длиной волны излучения для DWDM-сетей связи, ч.1 // Lightwave Russian Edition, 2006, №1

39. O.E. Наний. Оптические передатчики с перестраиваемой длиной волны излучения для DWDM-сетей связи, ч.2 // Lightwave Russian Edition, 2006, №3

40. J. Regan, W. Lynds, L. Coldren. Widely tunable lasers for slow and fast switching applications. PS.:2003.

41. Jonathon S. Barton et all. A widely-tunable high-speed transmitter using an integrated SGDBR laser-Semiconductor Optical Amplifier and Mach-Zehnder modulator // IEEE, 2000.

42. B. Puttnam et all. Experimental Investigation of Rapid Wavelength-Switching (<80 ns) in Fast Tuneable Lasers for Applications in Optical Packet and Burst-Switched Networks // IEEE, 2003.

43. Greg Fish. Optical Communications: Tunable Lasers and Their Impact on Optical Networks II Lightwave, 2002, №3.

44. Jeff Hecht. Tuning into tunable lasers // Laser Focus World. 2001, № 3.

45. Don Kim et all. 16-channel coarse wavelength division multiplexing transmission over 70 km of low water peak fiber with 40 Gb/s aggregate capacity. Coming incorporated, 2002.

46. Coarse Wavelength Division Multiplexing (C WDM): Innovations for the Metro-Access and Enterprise. White papers of Sorrento Networks, 2002.

47. Characteristics of С WDM. White papers of RBN Inc, 2002

48. N.McMullin et all. Theory and Simulation of a Concave Difraction Grating Demultiplexer for Coarse WDM Systems // Lightwave Technology, 2002, №4.

49. Planar Device Boosts Gratings-Based WDM Performance // Photonics Spectra, 2002, №12.

50. Xinyong Dong et all. Linear cavity erbium-doped fiber laser with over 100 nm tuning range. // Optics Express. 2003. № 7.

51. Peter Falk et all. Super continuum generation in a photonic crystal fiber with two zero-dispersion wavelengths tapered to normal dispersion at all wavelengths // Optics Express. 2005. №7.

52. Breck Hitz. Erbium Fiber Laser Generate Supercontinuum // Technology World. 2005. №11

53. Gilbert Held. Deploying Optical Networking Components. McGraw-Hill. 2001.

54. Christi K. Madsen, Jian H. Zhao. Optical Filter Design and Analysis: A Signal Processing Approach. John Wiley & Sons, Inc., 1999

55. Larry Coldren. Opto-Electronic Wavelength Converter. University of California. 2002

56. Regis J. Bates. Optical Switching and Networking Handbook. McGraw-Hill, 2001

57. Nadim Maluf. An Introduction to Microelectromechanical Systems Engineering. Artech House. 2000.

58. Amy Dugan. The Optical Switching Spectrum: A Primer on Wavelength Switching Technologies // Telecommunication Magazine. 2001. № 5.

59. Roy Appelman and all. All-Optical Switches -The Evolution of Optical Functionality. Civcom. WhitePaper. 2002.

60. Razali Ngah. Comparison of Interferometric All-Optical Switches for Router Applications in OTDM Systems // PGNet. 2003.

61. Timo Aalto and all. Fast thermo-optical switch based on SOI waveguides // SPIE. 2003

62. Michael Duser, Polina Bayvel. Performance of a Dynamically Wavelength-Routed, Optical Burst Switched Network. IEEE, 2001.64. http://www.alcatel-lucent.com

63. Правила технической эксплуатации первичных сетей Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации. Госкомсвязи России, 1998.

64. Jean-Philippe Vasseur, Mario Pickvet. Protection and restoration of optical, SONET-SDH, IP, and MPLS. Elsevier, 2004.

65. Wayne D. Grover. Mesh-Based Survivable Networks: Option and Strategies for Optical, MPLS, Sonet, and ATM Networking. Prentice Hall PTR, 2003.

66. O. Ope. Теория Графов. M.: Наука, 1980.

67. Н. Кристофидес. Теория графов. Алгоритмический подход. М.: Мир, 1978.

68. У. Татт. Теория графов. М.: Мир, 1988.

69. А.А. Зыков. Основы теории графов. М.: Наука, 1987.

70. Э. Майника. Алгоритмы оптимизации на сетях и графах. М.: Мир, 1981.

71. А.В. Кузнецов и др. Математическое программирование. Минск: Высшая школа, 1994.74. http:Wwww.transtk.ru