Основной сценарий построения городской транспортной сети

В основном сценарии построения современной ТСГ доминируют кольцевые топологии. Преимущества кольцевых структур (экономия суммарной длины кабельных линий, высокая живучесть сети и прочие) удачно сочетаются с возможностью эффективного использования мощных ресурсов, свойственных системам передачи семейства СЦИ. Поэтому первые проекты построения современных ТСГ были основаны на кольцевых структурах, которые предусматривались на всех уровнях иерархии – вплоть до сети доступа. Модель ТСГ, состоящая из трех иерархических уровней, показана на рисунке 2.49.

Первая модель ТСГ с тремя уровнями иерархии

Рисунок 2.49

Верхний иерархический уровень состоит из пяти СУ. Он назван "уровень ТС", что указывает на связь со структурой ГТС. СУ0 размещается в одном помещении с АМТС. В принципе, АМТС можно рассматривать как транзитную станцию, что вполне естественно с точки зрения выполняемых ею функций. Назначение этого фрагмента ТСГ – предоставление транспортных ресурсов для всех коммутационных станций, расположенных на верхнем уровне иерархии в коммутируемых сетях. Если говорить о ГТС, то СУ0 … СУ4 предназначены для связи всех ТС между собой и с АМТС. Соответствующие связи показаны в верхней части рисунка 2.50, который иллюстрирует структуру ГТС. Мы видим, что все ТС и АМТС связаны между собой по принципу "каждая с каждой". Это одно из возможных решений. Подробнее этот вопрос будет рассматриваться в третьей главе.

Модель ГТС с тремя уровнями иерархии

Рисунок 2.50

Вернемся к рисунку 2.49, ко второму уровню иерархии. В этой плоскости показаны два кольца, содержащие по четыре СУ. Каждое кольцо предназначено для обеспечения транспортными ресурсами тех коммутационных станций, которые располагаются на данном уровне иерархии. Кроме того, каждое кольцо связано с двумя СУ высшего уровня иерархии. Соответствующие линии передачи выполняют функции сопряжения между различными иерархическими уровнями ТСГ.

Для телефонной сети на этом уровне находятся МС. В такой же плоскости на рисунке 2.50 показаны два узловых района [87], в которых МС связаны между собой по принципу "каждая с каждой". В левой части рассматриваемого уровня показан тот вариант, когда каждая МС опирается на две ТС. При этом ТС3 считается основной, что отображается в первой цифре номера МС. В правой части показан другой вариант – только часть МС соединяется в двумя ТС. Некоторые МС опираются на одну ТС. В данном случае существенно то, что кольцевая структура ТСГ позволяет реализовывать любой вариант связи между коммутационными станциями ГТС.

И снова вернемся к рисунку 2.49, но теперь к нижнему уровню иерархии. Там показано кольцо, объединяющие устройства сети доступа. В классической модели цифровой ГТС сеть доступа обычно строится с использованием выносных концентраторов. Два СУ (с номерами 331 и 336) обеспечивают надежную связь каждого концентратора со своей МС. Структура связи МС – концентратор обычно звездообразная [7], что показано в нижней плоскости рисунка 2.50.

Модели, представленные на рисунках 2.49 и 2.50, характерны для крупных городов. С другой стороны, эти модели можно считать универсальными. Достаточно убрать среднюю плоскость, чтобы обе модели лучше отражали особенности телекоммуникационной системы менее крупных российских городов.

Идея кольцевой топологии позволяет эффективно использовать мощные пучки СЛ. Это свойство систем передачи, входящих в семейства СЦИ, в сочетании с большой пропускной способностью кабелей с ОВ очень полезно для экономичного построения ТСГ, пока основным потребителем ее ресурсов остается телефонная сеть. В настоящее время ресурсы транспортной сети активно используют Поставщики услуг Internet. Существенный рост спроса на высокоскоростной доступ Internet [88], а также развитие рынка услуг по передаче видеоинформации [89] изменили ситуацию.

В результате стало экономически выгодно создавать транспортные сети, в которых СУ связаны между собой по принципу "каждый с каждым". И такие сети, судя по всему, были созданы. Анализ, опубликованный, например, в [60], позволяет сделать вывод, что для всех топологий существует своя "ниша". В последние годы активно внедряются системы DWDM, что позволяет весьма существенно повышать пропускную способность эксплуатируемых линий передачи. При использовании технологии DWDM снова экономически выгодно использовать кольцевые топологии транспортной сети.

Очень интересная особенность ТСГ отмечена в [90]. В некоторых городах Западной Европы к месту размещения потенциальных абонентов подходят несколько кабелей с ОВ. Это отражается на стоимости городских сетей. Цена пропускной способности международных трактов падает на 50% в год, а в городах – менее чем на 10%. Следствием этого процесса в [90] считается высокая стоимость современной сети доступа.

В этом разделе для нас более важны топологические аспекты развития сети доступа и ТСГ в целом. Кольцевые топологии не всегда удобны при появлении новых СУ. Особые сложности возникают в том случае, когда новые СУ лежат вне трассы кольца.

На рисунке 2.51 показана вторая модель ТСГ, в которой введены новые СУ. Эта модель основана на структуре ТСГ, предложенной на рисунке 2.49. На первом и втором уровнях иерархии появилось по одному новому СУ. В сети доступа необходимо подключить два новых СУ. Также вводится предположение, что в некоторых фрагментах ТСГ целесообразно перейти от кольцевой топологии к полносвязному графу.

Вторая модель ТСГ с тремя уровнями иерархии

Рисунок 2.51

Все узлы верхнего уровня иерархии, включая новый СУ5, соединены между собой по принципу "каждый с каждым". На втором иерархическом уровне приняты разные решения для левого и правого фрагментов ТСГ. Для связи четырех СУ третьего узлового района используется кольцевая структура. Для второго узлового района, в состав которого введен новый СУ25, выбрана структура "полносвязный граф".

На самом нижнем уровне ТСГ появились два новых СУ. В состав кольца введен СУ338. Такое решение не всегда возможно. Например, появилось новое предприятие, для работы которого необходимо подключить УАТС. Площадка, где расположена эта УАТС, может находиться вне трассы кольца. Именно такой случай показан на рисунке 2.51. Новый СУ337, который создается для подключения УАТС, по радиальной схеме соединяется с СУ333.

Выбор оптимальной структуры транспортной сети представляет весьма сложную научно-техническую задачу. Даже постановка этой задачи требует проведения достаточно сложных исследований. На рисунке 2.52 показан один из возможных алгоритмов решения поставленной задачи. Приведенные ниже краткие комментарии к основным блокам этого весьма упрощенного алгоритма иллюстрируют сложность задачи выбора оптимальной структуры транспортной сети.

Алгоритм выбора оптимальной структуры транспортной сети

Рисунок 2.52

Разработку своей технической и экономической политики Оператор обычно начинает с анализа двух вопросов. Во-первых, необходимо выяснить потенциальные возможности эксплуатируемых сетей – первый блок на рисунке 2.52. Параллельно должен быть выполнен анализ тех современных требований к инфокоммуникационной системе, которые характерны для данного региона. Эти задачи входят во второй блок.

В результате могут быть спрогнозированы основные показатели, которым должна отвечать инфокоммуникационная система региона (города, сельской местности или иной территории) в пределах анализируемого отрезка времени (горизонта планирования). Далее (четвертый блок) принимается очень важное решение, определяющее место Оператора на рынке инфокоммуникационных услуг. На рисунке 2.52 эта процедура названа модным ныне термином "Позиционирование". Два полярных решения, которые может принять Оператор, имеют такой смысл:

· компания продолжает заниматься только рынком услуг классической телефонии;

· бизнес расширяется во всех направлениях, включая мобильную связь, передачу данных, телевизионное и звуковое вещание, телеметрию, информационное обслуживание.

Скорее всего, оптимальное решение лежит где-то посередине, но в каждом конкретном случае необходимо решать очень сложную задачу, для которой еще не разработаны эффективные экономико-математические методы. В настоящее время чаще всего используется метод "мозгового штурма" [91], позволяющий на основе знаний, которыми располагают участники процесса принятия решений, разработать долгосрочную стратегию Операторской деятельности.

Пятый блок включает две задачи. Сначала необходимо выполнить процесс декомпозиции инфокоммуникационной системы, выделив (для Оператора) общую транспортную сеть и совокупность коммутируемых сетей. Задачи планирования коммутируемых сетей выделены в отдельный блок, которому не присвоен номер. С одной стороны, выделение этих задач необходимо по ряду причин. С другой стороны, соответствующие задачи объективно связаны с процессом планирования транспортной сети. Данный факт отражает пунктирная линия, идущая к шестому блоку.

После решения задачи декомпозиции следует выбрать набор критериев для поиска оптимального варианта создания транспортной сети. В старых учебниках по сетям связи этот этап планирования сети не был сложным. Для сетей связи общего применения требовалось минимизировать суммарную стоимость станционного оборудования и линейно-кабельных сооружений при заранее заданных ограничениях на показатели надежности и качества [12, 61]. Мерой стоимости обычно были приведенные или капитальные затраты. Теперь в качестве меры стоимости используются чистая текущая стоимость (NPV), внутренняя норма доходности (IRR), а также другие функции и показатели. Такое изменение характера оптимизационной задачи усложняет ее решение.

Транспортная сеть может быть построена различными способами. Обычно выделяют множество {I}, включающее набор сценариев, которые представляют различные варианты построения транспортной сети. В каждом сценарии необходимо выделить иерархические уровни, которые, как правило, определены принципами построения коммутируемых сетей. На каждом уровне иерархии ТСГ решается оптимизационная задача.

В результате, для каждого i-го сценария, где i Î {I}, можно рассчитать технико-экономические показатели ТСГ. Потом анализируется следующий сценарий. Полученные данные для всех сценариев построения ТСГ позволяют выбрать то решение, которое будет реализовано на практике. Безусловно, что выбор такого решения связан с анализом рисков (технических, технологических и экономических) и тех факторов, которые не могут быть учтены в рамках экономико-математической модели ТСГ.

Надеюсь, что мне удалось убедить читателей, не занимавшихся вопросами планирования сетей, в том, что выбор оптимальной структуры ТСГ – весьма сложная задача. Читатели, знакомые с процессом планирования сетей, наверняка могут перечислить ряд других серьезных проблем, о которых я умолчал по ряду причин.

Итак, кольцевые структуры стали широко использоваться для создания транспортных сетей. В подавляющем большинстве публикаций кольцевая топология рассматривается как единственное сетевое решение. Тем не менее, заслуживает внимания еще один сценарий построения ТСГ, названный дополнительным. Он анализируется в следующем параграфе.

Дата добавления: 2015-07-20