Неофициальная редакция

УТВЕРЖДЕНО

Дата введения с момента утверждения

2.2.4. ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ

1. ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки

Санитарные нормы

СН 2.2.4/2.1.8.562-96

1. Область применения и общие положения

1.1. Настоящие санитарные нормы устанавливают классификацию шумов; нормируемые параметры и предельно допустимые уровни шума на рабочих местах, допустимые уровни шума в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки.

Примечание. Санитарные нормы не распространяются на помещения специального назначения (радио-, теле-, киностудии, залы театров и кинотеатров, концертные и спортивные залы).

1.2. Санитарные нормы являются обязательными для всех организаций и юридических лиц на территории Российской Федерации независимо от форм собственности, подчинения и принадлежности и физических лиц независимо от гражданства.

1.3. Ссылки а требования санитарных норм должны быть учтены в Государственных стандартах и во всех нормативно-технических документах, регламентирующих планировочные, конструктивные, технологические, сертификационные, эксплуатационные требования к производственным объектам, жилым, общественным зданиям, технологическому, инженерному, санитарно-техническому оборудо­ванию и машинам, транспортным средствам, бытовым приборам.

1.4. Ответственность за выполнение требований Санитарных норм возлагается в установленном законом порядке на руководителей и должностных лиц предприятий, учреждений и организаций, а также граждан.

1.5. Контроль за выполнением Санитарных норм осуществляется органами и учреждениями госсанэпиднадзора России в соответствии с Законом РСФСР «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 19.04.91 и с учетом требований действующих санитарных правил и норм.

1.6. Измерение и гигиеническая оценка шума, а также профилактические мероприятия должны проводиться в соответствии с руководством 2.2.4/2.1.8-96 «Гигиеническая оценка физических факторов производственной и окружающей среды» (в стадии утверждения).

1.7. С утверждением настоящих санитарных норм утрачивают силу «Санитарные нормы допустимых уровней шума на рабочих местах» № 3223-85, «Санитарные нормы допустимого шума в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки» № 3077-84, «Гигиенические рекомендации по установлению уровней шума на рабочих местах с учетом напряженности и тяжести труда» № 2411-81.

2.1. Закон РСФСР «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 19.04.91.

2.2. Закон Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды» от 19.12.91.

2.3. Закон Российской Федерации «О защите прав потребителей» от 07.02.92.

2.4. Закон Российской Федерации «О сертификации продукции и услуг» от 10.06.93.

2.5. «Положение о порядке разработки, утверждения, издания, введения в действие федеральных, республиканских и местных санитарных правил, а также о порядке действия на территории РСФСР общесоюзных санитарных правил», утвержденное постановлением Совета Министров РСФСР от 01.07.91 № 375.

2.6. Постановление Государственного комитета санэпиднадзора России «Положение о порядке выдачи гигиенических сертификатов на продукцию» от 05.01.93 № 1.

3. Термины и определения

3.1. Звуковое давление - переменная составляющая давления воздуха или газа, возникающая в результате звуковых колебаний, Па.

3.2. Эквивалентный /по энергии/ уровень звука, L А.экв. , дБА, непостоянного шума - уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет такое же среднеквадратичное звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течение определенного интервала времени.

3.3. Предельно допустимый уровень (ПДУ) шума - это уровень фактора, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных лиц.

3.4. Допустимый уровень шума - это уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, чувствительных к шуму.

3.5. Максимальный уровень звука, L А.макс. , дБА - уровень звука, соответствующий максимальному показателю измерительного, прямопоказывающего прибора (шумомера) при визуальном отсчете, или значение уровня звука, превышаемое в течение 1% времени измерения при регистрации автоматическим устройством.

4. Классификация шумов, воздействующих на человека

4.1. По характеру спектра шума выделяют:

• широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы;
• тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тоны. Тональный характер шума для практических целей устанавливается измерением в 1/3 октавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

4.2. По временным характеристикам шума выделяют:

• постоянный шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день или за время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике шумомера «медленно»;
• непостоянный шум, уровень которого за 8-часовой рабочий день, рабочую смену или во время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике шумомера «медленно».

4.3. Непостоянные шумы подразделяют на:

• колеблющийся во времени шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени;
• прерывистый шум, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более;
• импульсный шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука в дБАI и дБА, измеренные соответственно на временных характеристиках «импульс» и «медленно», отличаются не менее чем на 7 дБ.

5. Нормируемые параметры и предельно допустимые уровни шума на рабочих местах

5.1. Характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц, определяемые по формуле:

Р - среднеквадратичная величина звукового давления, Па;

Р 0 - исходное значение звукового давления в воздухе равное 2·10 -5 Па.

5.1.1. Допускается в качестве характеристики постоянного широкополосного шума на рабочих местах принимать уровень звука в дБА, измеренный на временной характеристике «медленно» шумомера, определяемый по формуле:

, где

Р А - среднеквадратичная величина звукового давления с учетом коррекции «А» шумомера, Па.

5.2. Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах явля­ется эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА.

5.3. Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах с учетом напряженности и тяжести трудовой деятельности представлены в табл. 1.

Количественную оценку тяжести и напряженности трудового процесса следует проводить в соответствии с Руководством 2.2.013-94 «Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести, напряженности трудового процесса».

Таблица 1

Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах для трудовой деятельности разных категорий тяжести и напряженности в дБА

Примечания:

• для тонального и импульсного шума ПДУ на 5 дБА меньше значений, указанных в табл. 1;
• для шума, создаваемого в помещениях установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления - на 5 дБА меньше фактических уровней шума в помещениях (измеренных или рассчитанных), если последние не превышают значений табл. 1 (поправка для тонального и импульсного шума при этом не учитывается), в противном случае - на 5 дБА меньше значений, указанных в табл. 1;
• дополнительно для колеблющегося во времени и прерывистого шума максимальный уровень звука не должен превышать 110 дБА, а для импульсного шума - 125 дБАI.

5.3.1. Предельно допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест, разработанные с учетом категорий тяжести и напряженности труда, представлены в табл. 2.

6. Нормируемые параметры и допустимые уровни шума в помещениях жилых, общественных зданий и территории жилой застройки

6.1. Нормируемыми параметрами постоянного шума являются уровни звукового давления L , дБ, в октавных полосах со среднегеомет­рическими частотами: 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц. Для ориентировочной оценки допускается использовать уровни звука L A , дБА.

6.2. Нормируемыми параметрами непостоянного шума являются эквивалентные (по энергии) уровни звука L Аэкв., дБА, и максимальные уровни звука L Амакс., дБА.

Оценка непостоянного шума на соответствие допустимым уровням должна проводиться одновременно по эквивалентному и максималь­ному уровням звука. Превышение одного из показателей должно рассматриваться как несоответствие настоящим санитарным нормам.

6.3. Допустимые значения уровней звукового давления в октавных полосах частот, эквивалентных и максимальных уровней звука проникающего шума в помещениях жилых и общественных зданий и шума на территории жилой застройки следует принимать по табл. 3.

Таблица 2

Предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест

№ пп											Уровни звука и эквива­лен­тные уровни
		31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000	звука (в дБА)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Творческая деятельность, руко­во­дящая работа с повышенными тре­бо­ваниями, научная деятельность, конструирование и проектирование, программирование, преподавание и обучение, врачебная деятельность. Рабочие места в помещениях дирекции, проектно-конструк­торс­ких бюро, расчетчиков, програм­мис­тов вычислительных машин, в лабораториях для теоретических работ и обработки данных, приема больных в здравпунктах	86	71	61	54	49	45	42	40	38	50
2	Высококвалифицированная работа, требующая сосредоточенности, ад­ми­нистративно-управленческая дея­тельность, измерительные и ана­ли­тические работы в лаборатории; рабочие места в помещениях цехо­вого управленческого аппарата, в рабочих комнатах конторских по­мещений, в лабораториях	93	79	70	68	58	55	52	52	49	60
3	Работа, выполняемая с часто по­лу­чаемыми указаниями и акусти­чес­ки­ми сигналами; работа, требу­ю­щая постоянного слухового конт­ро­ля; операторская работа по точному графику с инструкцией; диспет­черс­кая работа. Рабочие места в помещениях диспетчерской служ­бы, кабинетах и помещениях наблю­дения и дистанционного управления с речевой связью по телефону; машинописных бюро, на участках точной сборки, на теле­фон­ных и телеграфных станциях, в помещениях мастеров, в залах обработки информации на вы­чис­лительных машинах	96	83	74	68	63	60	57	55	54	65
4	Работа, требующая сосредоточен­нос­ти; работа с повышенными тре­бованиями к процессам наблю­дения и дистанционного управ­ле­ния производственными циклами. Рабочие места за пультами в кабинах наблюдения и дистан­ци­он­ного управления без речевой связи по телефону, в помещениях лабо­раторий с шумным оборудованием, в помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин	103	91	83	77	73	70	68	66	64	75
5	Выполнение всех видов работ (за исключением перечисленных в п.п. 1-4 и аналогичных им) на посто­ян­ных рабочих местах в произ­водственных помещениях и на территории предприятий	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80
Подвижной состав железнодорожного транспорта
6	Рабочие места в кабинах маши­нистов тепловозов, электровозов, поездов метрополитена, дизель-поездов и автомотрис	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80
7	Рабочие места в кабинах машинистов скоростных и пригородных электропоездов	103	91	83	77	73	70	68	66	64	75
8	Помещения для персонала вагонов поездов дальнего следования, слу­жеб­ных помещений, рефриже­ра­тор­ных секций, вагонов электро­стан­ций, помещений для отдыха багажных и почтовых отделений	93	79	70	63	58	55	52	50	49	60
9	Служебные помещения багажных и почтовых вагонов, вагонов-ресторанов	100	87	79	72	68	65	63	61	59	70
Морские, речные, рыбопромысловые и др. суда
10	Рабочая зона в помещениях энерге­ти­ческого отделения судов с посто­ян­ной вахтой (помещения, в которых установлена главная энер­ге­тическая установка, котлы, дви­гатели и механизмы, выраба­ты­ва­ющие энергию и обеспечивающие работу различных систем и устройств)	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80
11	Рабочие зоны в центральных постах управления (ЦПУ) судов (звукоизо­лированные), помещениях, выде­лен­ных из энергетического отделения, в которых установлены контрольные приборы, средства индикации, органы управления главной энергетической установкой и вспомогательными механизмами	96	83	74	68	63	60	57	55	54	65
12	Рабочие зоны в служебных помещениях судов (рулевые, штурманские, багермейстерские рубки, радиорубки и др.)	89	75	66	59	54	50	47	45	44	55
13	Производственно-технологические помещения на судах рыбной промышленности (помещения для переработки объектов промысла рыбы, морепродуктов и пр.)	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80
Автобусы, грузовые, легковые и специальные автомобили
14	Рабочие места водителей и обслуживающего персонала грузовых автомобилей	100	87	79	72	68	65	63	61	59	70
15	Рабочие места водителей и обслу­жи­вающего персонала (пасса­жи­ров) легковых автомобилей и автобусов	93	79	70	63	58	55	52	50	49	60
Сельскохозяйственные машины и оборудование, строительно-дорожные, мелиоративные и др. аналогичные виды машин
16	Рабочие места водителей и обслу­живающего персонала тракторов, самоходных шасси, прицепных и навесных сельскохозяйственных машин, строительно-дорожных и др. аналогичных машин	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80
Пассажирские и транспортные самолеты и вертолеты
17	Рабочие места в кабинах и салонах самолетов и вертолетов: допустимые оптимальные
Примечания. 1. Допускается в отраслевой документации устанавливать более жесткие нормы для отдельных видов трудовой деятельности с учетом напряженности и тяжести труда в соответствии с табл. 1. 2. Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с уровнями звукового давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе

Таблица 3

Допустимые уровни звукового давления, уровни звука, эквивалентные и максимальные уровни звука проникающего шума в помещениях жилых и общественных зданий и шума на территории жилой застройки

№ пп	Вид трудовой деятельности, рабочее место	Время суток	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц									Уровни звука и эквива­лен­тные уровни звука (в дБА)	Макси­маль­ные уровни звука L Амакс, дБА
			31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1	Палаты больниц и сана­то­риев, операционные больниц	с 7 до 23 ч. с 23 до 7 ч.	76	59	48	40	34	30	27	25	23	35	50
2	Кабинеты врачей поликлиник, ам­бу­латорий, диспансеров, больниц, санаториев		76	59	48	40	34	30	27	25	23	35	50
3	Классные помещения, учебные кабинеты, учительские комнаты, аудитории школ и других учебных заведений, конференцзалы, чи­таль­ные залы библиотек		79	63	52	45	39	35	32	30	28	40	55
4	Жилые комнаты квартир, жилые помещения домов отдыха, пансионатов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, спальные помещения в детских дошкольных учреждениях и школах-интернатах	с 7 до 23 ч. с 23 до 7 ч.	79	63	52	45	39	35	32	30	28	40	55
5	Номера гостиниц и жилые комнаты общежитий	с 7 до 23 ч. с 23 до 7 ч.	83	67	57	49	44	40	37	35	33	45	60
6	Залы кафе, ресторанов, столовых		90	75	66	59	54	50	47	45	44	55	70
7	Торговые залы магазинов, пасса­жир­ские залы аэропортов и вокзалов, приемные пункты пред­приятий бытового обслуживания		93	79	70	63	59	55	53	51	49	60	75
8	Территории, непосредственно при­­легающие к зданиям больниц и санаториев	с 7 до 23 ч. с 23 до 7 ч.	83	67	57	49	44	40	37	35	33	45	60
9	Территории, непосредственно прилегающие к жилым домам, зданиям поликлиник, зданиям амбулаторий, диспансеров, домов отдыха, пансионатов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, детских дошкольных учреждений, школ и других учебных заведений, библиотек	с 7 до 23 ч. с 23 до 7 ч.	90	75	66	59	54	50	47	45	44	55	70
10	Территории, непосредственно прилегающие к зданиям гостиниц и общежитий	с 7 до 23 ч. с 23 до 7 ч.	93	79	70	63	59	55	53	51	49	60	75
11	Площадки отдыха на территории больниц и санаториев		76	59	48	40	34	30	27	25	23	35	50
12	Площадки отдыха на территории микрорайонов и групп жилых домов, домов отдыха, пансионатов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, площадки детских дошкольных учреждений, школ и др. учебных заведений		83	67	57	49	44	40	37	35	33	45	60

Примечание.

1. Допустимые уровни шума от внешних источников в помещениях устанавливаются при условии обеспечения нормативной вентиляцией помещений (для жилых помещений, палат, классов - при открытых форточках, фрамугах, узких створках окон).

2. Эквивалентные и максимальные уровни звука в дБА для шума, создаваемого на территории средствами автомобильного, железнодорожного транспорта, в 2 м от ограждающих конструкций первого эшелона шумозащитных типов жилых зданий, зданий гостиниц, общежитий, обращенных в сторону магистральных улиц общегородского и районного значения, железных дорог, допускается принимать на 10 дБА выше (поправка = + 10 дБА), указанных в позициях 9 и 10 табл. 3.

3. Уровни звукового давления в октавных полосах частот в дБ, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБА для шума, создаваемого в помещениях и на территориях, прилегающих к зданиям, системами кондиционирования воздуха, воздушного отопления и вентиляции и др. инженерно-технологическим оборудованием, следует принимать на 5 дБА ниже (поправка = - 5 дБА), указанных в табл. 3 (поправку для тонального и импульсного шума в этом случае принимать не следует).

4. Для тонального и импульсного шума следует принимать поправку - 5 дБА.

Список литературы

1. Руководство 2.2.4/2.1.8.000-95 «Гигиеническая оценка физических факторов производственной и окружающей среды».

2. Руководство 2.2.013-94 «Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производст­венной среды, тяжести, напряженности трудового процесса».

3. Суворов Г. А., Денисов Э. И., Шкаринов Л. Н. Гигиеническое нормирование производственных шумов и вибраций. - М.: Медицина, 1984. - 240 с.

4. Суворов Г. А., Прокопенко Л. В., Якимова Л. Д. Шум и здоровье (эколого-гигиенические проблемы). - М: Союз, 1996. - 150 с.

Cтраница 1

Магистральные сети каждого здания в местах ответвления основной магистрали должны иметь задвижки в наружных колодцах для отключения здания в случае аварии.  

Магистральные сети - это такие сети, у которых все потребители подсоединяются к одной линии. Стоимость такой сети невысокая. Недостатком ее является ее малая надежность.  

Магистральные сети выполняют проводом марок АПР, АПВ. Вертикальные линии (стояки) прокладывают по лестничным клеткам в каналах, предусмотренных при изготовлении крупных блоков или панелей на заводах, в кирпичных зданиях - в каналах, устраиваемых строителями при выполнении кирпичной кладки. Горизонтальные магистральные линии между стояками прокладывают в бумажно-металлических, стальных (тонкостенных) или иных трубах, уложенных открыто по средней стенке подвала, в пустотах между панелями перекрытий подвала или в специальных каналах, имеющихся в блоках стен подвала.  

Магистральные сети выполняют проводом марок АПР, АПВ. Вертикальные линии (стояки) прокладывают по лестничным клеткам в каналах, предусмотренных при изготовлении крупных блоков или пане лей на заводах, в кирпичных зданиях - в каналах, устраиваемых строителями при выполнении кирпичной кладки. Горизонтальные магистральные линии между стояками прокладывают в бумажно-металличе ских, стальных (тонкостенных) и других трубах, уложенных открыто по средней стенке подвала, в пустотах между панелями перекрытий подвала или в специальных каналах, имеющихся в блоках стен подвала.  

Магистральные сети, выполненные проводами и кабелями. Наиболее подходящими для магистральных сетей являются одножильные провода или кабели с полимерной изоляцией. Если к тому же сечение этих проводов и кабелей определяется по экономической плотности тока (весьма близкой к экономической плотности тока для изолированных шин), то применение проводов и кабелей не повлечет за собой перерасхода проводниковых материалов.  

Магистральные сети, выполняемые проводами в трубах. При магистралях, выполняемых проводами в трубах, универсальность достигается либо наличием в сети проводов, пропускная способность которых учитывает рост нагрузки, либо закладкой труб для дополнительных проводов, либо наличием в достаточных количествах протяжных ящиков и коробок, обеспечивающих (при открытой прокладке) добавление труб без нарушения работы сети.  

Магистральные сети от подстанций к шкафам управления и силовым распределительным пунктам выполняют магистральными шинопроводами ШМА на токи 1600, 2500 А и четырех - жильным кабелем марки АВВГ. В литейных цехах применяют шинопровод с усиленной изоляцией.  

Магистральные сети в запыленных зонах выполнены специальным шинопроводом с уплотнением ШМА73УП с соединением стыков между секциями сваркой. Для ответвлений использованы секции без защитных и коммутационных аппаратов. На участках, где ответвления отсутствуют, предусмотрены линии из многоамперных кабелей АсВВ сечением 1500 мм2 и допустимым током 150 0 А.  

Магистральные сети от подстанции в главном производственном корпусе выполняют магистральными шинопроводами ШМА на ток 1600 - 2500 А и кабелями АВВГ, АСВВ, ААШВ. Кабели от автоматов подстанции до распределительных пунктов и шкафов управления отдельных крупных электроприемников (мощностью более 100 кВт) прокладывают открыто на лотках, устанавливаемых на мостиках для обслуживания светильников. Металлические мостики сооружают в межферменном пространстве одноэтажной части корпуса. Спуски от них к силовым пунктам осуществляют по колоннам.  

Магистральные сети в схемах электроснабжения промышленных предприятий и отдельных цехов за последнее время получили большое распространение, и в дальнейшем следует ожидать еще большего их применения.  

Цель:

1. Ознакомить слушателей с назначением, основными характеристиками, структурой МЦСС, а также с характеристиками ее основных элементов.

2. Сформировать у слушателей представление о МЦСС как об основной, базовой подсистеме новой телекоммуникационной сети МПС.

Время и дата проведения занятия: 9.15 – 10г.

Место: аудитория № 000 ПГУПС

Учебные вопросы и планируемое время:

	Вводная часть
	Структура МЦСС МПС РФ. Характеристика основных элементов
	Система управления МЦСС
	Основные системы обеспечения функционирования МЦСС
	Система технической эксплуатации МЦСС
	Заключительная часть

		Синхронные цифровые сети SDH
		Волоконно-оптические сети

ВВЕДЕНИЕ

Как и для любой системы управления, эффективность управления федеральным железнодорожным транспортом в значительной степени определяется характеристиками телекоммуникационной сети – одной из важнейших составляющих инфраструктуры системы управления МПС России.

Проведенный в начале 90-х годов анализ показателей функционирования этой сети показал, что основу ее составляет первичная сеть связи МПС, базирующаяся в основном на симметричных кабелях связи. Протяженность сети достигает 86000 километров, при этом сеть связи МПС обслуживает приблизительно миллион пользовательских линий связи. Характеристики действующей сети связи перестали удовлетворять технологическим потребностям МПС и не имели существенных перспектив улучшения при неизменном составе ее структуры.

Исходя из всего вышеизложенного, МПС решило создать новую, полностью цифровую сеть связи с целью предоставления всего спектра современных услуг связи как внутриотраслевым, так другим пользователям. Последнее обусловлено тем, что МПС имеет лицензию Госкомсвязи России на предоставление услуг местной связи на территории России. Используя свою обширную технологическую сеть, МПС является вторым по величине (по количеству пользовательских линий связи) телекоммуникационным провайдером, действующим сегодня в России.

При разработке проекта создания новой телекоммуникационной сети МПС с учетом результатов анализа развития потребностей мирового и российского телекоммуникационных рынков было предусмотрено и существенное увеличение резерва емкости создаваемой сети связи МПС для предполагаемого роста информационных потоков. (Данные анализа развития международного трафика свидетельствуют о том, что в настоящее время спрос на услуги сети Интернет характеризуется экспоненциальным ростом. Для междугородного российского трафика характерен устойчивый рост спроса на услуги телефонии для населения и передачи данных для предприятий. Потребности внедрения новых информационных технологий на железнодорожном транспорте, в основном, характеризуются ростом спроса на услуги по передаче данных. При этом резерв емкости ранее созданных сетей связи, рассчитанный на перспективу развития на 10 лет, расходуется за 3-4 года.) .

Проект создания новой телекоммуникационной сети МПС РФ имел важные достоинства, обеспечивающие его значительную конкурентоспособность при предоставлении услуг местной, междугородной и международной связи. Эти достоинства основывались:

На использовании для строительства готовой инфраструктуры федерального железнодорожного транспорта (земельная полоса отвода, контактная сеть, устройства электроснабжения, технические здания и сооружения), что значительно сокращало сроки и стоимость строительства;

На географическом положении российских железных дорог, обеспечивающем соединение Европы с Америкой и Азией посредством высокоскоростных линий связи по кратчайшему пути.

Таким образом, создаваемая новая сеть телекоммуникаций МПС РФ должна была, во-первых, полностью обеспечить ведомственные потребности в услугах связи, а, кроме того, стать:

Кратчайшим маршрутом на направлении восток-запад для транзита международного трафика;

Тем резервом телекоммуникационной емкости, который уже сегодня мог бы быть реализован, и в первую очередь зарубежными потребителями на договорной основе;

Взаимоувязанной сетью коммутационных портов (шлюзов), расположенных в крупных городах России (управления железных дорог и центры субъектов Российской Федерации) и обеспечивающих сопряжение (подключение) местных операторов связи различной формы собственности с международными и междугородными сетями связи.

Для реализации широкомасштабного проекта модернизации информационно-технологического сегмента инфраструктуры МПС РФ в феврале 1997 года было создано Закрытое Акционерное Общество "Компания ТрансТелеКом" (КТТК). Основным видом деятельности КТТК стало строительство и эксплуатация высокоскоростной телекоммуникационной сети в полосе отвода железных дорог МПС РФ с целью обеспечения требуемых услуг связи в интересах МПС РФ, а также использования этой сети в коммерческих целях. Акционерами КТТК в настоящее время выступают все 17 российских железных дорог , каждая из которых владеет 3% акций (всего МПС принадлежит 51% акций компании).

КТТК состоит из шести управлений (эксплуатация сети связи; развитие и научно-техническая политика; экономика и финансы; коммерческое; строительство сети связи; управление делами), возглавляемых вице-президентами , и бухгалтерии .

Президент, вице-президенты и главный бухгалтер образуют правление ТТК , которое обеспечивает оперативное руководство повседневной деятельностью компании.

Совет директоров КТТК состоит из 9 человек.

Для организации процесса продаж, технической эксплуатации и поддержки телекоммуникационной сети в регионах России и ближнего зарубежья ТрансТелеКом» к настоящему времени создало 18 региональных компаний (региональных операторов связи):

2. ТрансТелеКом ДВ (Хабаровск);

3. ТрансТелеКом Чита (Чита);

4. Байкал ТрансТелеКом (Иркутск);

5. Сиб - ТрансТелеКом (Красноярск);

6. Зап - Сиб ТрансТелеКом (Новосибирск);

7. ЮжноУрал ТрансТелеКом (Челябинск);

8. Уральские мобильные сети (Екатеринбург);

9. Самара ТрансТелеКом (Самара);

10. Волга ТрансТелеКом (Саратов);

11. Транс ТелеКом - НН (Нижний Новгород);

12. Центр ТрансТелеКом (Москва);

13. СеверТрансТелеКом (Ярославль);

14. Санкт-петербургский ТЕЛЕПОРТ (Санкт-Петербург);

15. Юго - Восток ТрансТелеКом (Воронеж);

16. Кавказ - ТрансТелеКом (Ростов-на-Дону);

17. Калининград ТрансТелеКом;

18. СП ЗАО "БелТрансТелеКом".

В течение всего лишь трех лет КТТК создала первую и единственную пока в России полностью волоконно-оптическую сеть связи - МЦСС МПС РФ и в настоящее время с учетом перспективы объема и качества предоставления услуг связи претендует на роль одного из ведущих операторов в России (после).

С учетом вышеизложенного новая телекоммуникационная сеть МПС РФ, и в первую очередь, ее ядро – МЦСС представляет несомненный интерес для более детального знакомства с назначением, структурой, основными характеристиками и возможностями по предоставлению услуг связи.

1. СТРУКТУРА МАГИСТРАЛЬНОЙ ЦИФРОВОЙ СЕТИ СВЯЗИ МПС РФ. ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Телекоммуникационная сеть КТТК - представляет собой совокупность Единой Магистральной цифровой сети связи (ЕМЦСС), сети АТМ, сети IP MPLS и сетей доступа, интегрированных в единую взаимоувязанную мультисервисную сеть. Основу телекоммуникационной сети КТТК, на которой базируются остальные ее элементы, составляет Единая магистральная цифровая сеть связи – первичная (транспортная) сеть по своей сути.

1.1. Единая магистральная цифровая сеть связи.

ЕМЦСС представляет собой первичную сеть связи, состоящую из двух важнейших элементов:

Магистральной Цифровой Сети Связи (МЦСС), образованной волоконно-оптическими линиями передачи (ВОЛП);

Сети Фиксированной спутниковой службы (ФСС) «Транстелесат».

МЦСС ЗАО "Компания ТрансТелеКом" имеет в настоящее время протяженность более 48 тысяч километров и представляет собой единый технический комплекс, основу которого составляют: линейно-кабельные сооружения (ЛКС), каналообразующее оборудование, единая система контроля и управления, а также обеспечивающие системы электропитания, синхронизации и служебной связи.

По своему пространственному размаху и объему предоставления услуг МЦСС сопоставима с сетями других крупных национальных операторов. Топология сети в значительной степени повторяет существующую топологию железных дорог МПС РФ. Ячеистая структура МЦСС охватывает 70 из 89 регионов РФ - практически всю густонаселенную территорию страны. Общая протяженность оптического кабеля МЦСС к концу 2001 г. превысит 45000 км. В составе МЦСС более 950 сетевых узлов (станций) - точек выделения ресурса сети, в том числе и потенциальные точки взаимодействия с операторами других государств (Финляндии, стран Балтии, Польши, Украины, Казахстана, Монголии, Китая, Кореи).

В МЦСС по показателям протяженности и пропускной способности выделяются две основные линии связи:

- в направлении Восток – Запад : линия «Находка – Хабаровск – Москва – Санкт-Петербург – Бусловская (государственная граница с Финляндией)»;

- в направлении Север - Юг – линия «Москва – Новороссийск».

Монтаж линейно-кабельных сооружений сети осуществлен способом подвески волоконно-оптического кабеля на опорах контактной сети (опорах линий автоблокировки) МПС, либо прокладкой ВОК в грунте (в пластмассовых трубопроводах) в полосе отвода железных дорог МПС.

Созданная топология сети позволяет обеспечить резервирование связи в случае аварии на кабельных трассах. Высокая надежность сети обеспечивается резервированием волоконно-оптических линий связи (ВОЛП) по географически разнесенным маршрутам и налаженной системой эксплуатации линейно-кабельных сооружений.

Базовой технологией для построения магистральной первичной сети выбрана SDH-технология (Synchronous Digital Hierarchy), обеспечивающая требуемую масштабируемостьМбит/с), как по пропускной способности, так и по зоне покрытия, позволяющая наиболее активно эксплуатировать оптические каналы.

Сеть построена с использованием SDH мультиплексоров в основном производства Lucent Technologies, способных мультиплексировать стандартные сигналы PDH и SDH до уровня 2.5 Гбит/с (STM-16). Широкий диапазон, высокая пропускная способность и гибкие возможности подключения делают SDH мультиплексоры основным элементом эффективных и экономичных магистральных сетей.

Применяемое оборудование в совокупности с SDH-технологией позволяют повысить надежность первичной транспортной сети за счет объединения ее узлов в кольцевые структуры, что дает возможность системе управления сетью автоматически переключать основной канал на обходной в случае отклонения качественных параметров основного канала от нормы. Переключения в сети происходят без потери передаваемой информации.

Сеть ФСС

Сеть ФСС «Транстелесат» представляет собой второй элемент ЕМЦСС и состоит из космического и наземного сегментов.

В качестве основного варианта космического сегмента используются два арендуемых ствола (транспондера) КА LM-1 с общим частотным ресурсом 54 Мгц. Геостационарный спутник связи LMI-1 (собственник – «Интерспутник») выведен на орбитальную позицию 75 градусов в. д. в апреле 1999 г. Ретранслятор имеет 28 транспондеров диапазона С (6 / 4 ГГц) и 16 транспондеров диапазона Ku (14 /11-12 ГГц). Ширина полосы в С-диапазоне 36 МГц, в Ku-диапазоне – 27 МГц. Передающие устройства транспондеров Северной зоны в Ku-диапазоне. При этом обеспечивается уровень излучаемой мощности 48 dBW с зоной покрытия всей территории России. Зона покрытия охватывает и приполярные области (выше 70 градусов северной широты), что, как правило, не возможно для геостационарных спутников. Срок службы ретранслятора – 15 лет.

Наземный сегмент сети (группировка земных станций спутниковой связи) базируется на технологии VSAT (Very Small Aperture Terminal) и представлен системой «SuperVSAТ» (фирма-производитель - NERA). При этом в сети «Транстелесат» обеспечиваются:

Передача информации на скоростях до 8448 Кбит/c (для резервирования МЦСС);

Работа любой станции сети одновременно в 2-х транспондерах;

Передача и прием цифрового телевидения в формате MPEG-2.

Группировка земных станций сети «Транстелесат» включает в себя:

Центральная станция спутниковой связи (ЦС) – диаметр антенны 7,3 м, мощность передатчика - 500 Вт;

20 Узловых станций спутниковой связи (УС) – диаметр антенны 3,7 м, мощность передатчика - 350 Вт;

До 96 Абонентских станций спутниковой связи (АС) – диаметр антенны 2,4 м, мощность передатчика - 60 Вт.

Частотный ресурс стволов КА в зависимости от задач может динамически перераспределяться между станциями спутниковой связи. В сети ФСС «Транстелесат» применяется многостанционный доступ с частотным разделением (МДЧР) в режиме закрепленных каналов (PAMA) или в режиме предоставления канала по требованию (DAMA).

На разных этапах строительства и эксплуатации МЦСС планируется различное использование пропускной способности сети ФСС «Транстелесат».

На этапе взаимоувязки фрагментов МЦСС от каждой УС планируется обеспечивать передачу по четырем информационным направлениям на такие же УС цифровых потоков со скоростями от 64 до 640 Кбит/с в зависимости от требуемого трафика. Скорость в одном из четырех потоков при передаче его на ЦС может быть доведена до 2048 Кбит/с. Для передачи этих потоков будут использованы закрепленные каналы (режим PAMA).

На этапе привязки к МЦСС абонентских станций (период до 2003 года) планируется в режиме PAMA с каждой УС обеспечить одновременную передачу по четырем направлениям на АС информационные потоки со скоростями от 64 до 384 Кбит/с.

В режиме DAMA каждая УС сможет обслуживать до 812 своих региональных АС со скоростями передачи от 64 до 384 Кбит/с.

При использовании на УС телевизионного модема для трансляции цифрового телевидения на ЦСМбит/с) скорость в направлении АС составит 64 Кбит/с.

При выходе из строя участка ВОЛП МЦСС планируется автоматический перевод ближайших к этому аварийному участку УС в режим резервирования важнейших каналов ВОЛП. Для этого за счет закрытия определенных заранее направлений связи освобождается частотный ресурс ретранслятора, который и задействуется для организации резервного спутникового моста между УС на скорости 8448 Кбит/с.

Привязка удаленных абонентов

Абонентские станции спутниковой связи работают в направлении своих региональных УС, которые, в свою очередь, имеют прямой выход на МЦСС. При этом АС совместно со своей региональной УС могут работать:

В режиме PAMA (по закрепленному каналу связи) при достаточно большом трафике;

В режиме DAMA (предоставление канала по требованию) при небольшом трафике.

Каналы по требованию предоставляются централизованно от системы управления сетью (ACS). Так как количество УС в сети 20, и каждая УС в сети может обеспечивать в режиме PAMA четыре направления, то потенциальное количество АС в этом режиме может достигать 80. ЦС после завершения ввода в эксплуатацию всей МЦСС может быть переведена на привязку 18-ти АС к ЦС (направления ЦС-УС/Калининград и ЦС-УС/Южно-Сахалинск остаются без изменений). Таким образом, максимальное число АС в сети при работе в режиме PAMA составляет 98.

При небольших объемах трафика целесообразно использовать режим с предоставлением каналов по требованию (DAMA). Это позволит увеличить количество АС в сети до 300-320.

Так как в режиме DAMA, в основном, планируется предоставлять пользователям каналы BRI (2B+D или B+D), а энергетический потенциал УС, рассчитанный на резервирование МЦСС на скорости 8448 Кбит/c, позволяет на таких каналах обслуживать одновременно до 8 направлений связи, то потенциально, при дооборудовании УС дополнительными 4-мя модемами спутниковой связи, сеть ФСС может быть расширена до АС, работающими в режиме DAMA.

После проведенного обзора назначения и основных характеристик ЕМЦСС представляется целесообразным более детально познакомиться с основными элементами инфраструктуры волоконно-оптической Магистральной цифровой сети связи.

Волоконно-оптический кабель МЦСС

Основу линейно-кабельных сооружений МЦСС составляют магистральные волоконно-оптические кабели (ВОК). Спектр используемых при строительстве МЦСС ВОК достаточно широк и представлен как отечественной, так и зарубежной продукцией. Наибольшее распространение получили ВОК емкостью 16 волокон. Из 16 волокон ВОК 12 относятся к классу обычного одномодового волокна, а 4 имеют ненулевую смещенную дисперсию относительно длины волны l=1550 нм (третье окно прозрачности) и предназначены для перспективного в будущем использования многоканальных систем передачи с уплотнением по длине световой волны (DWDM). Смещение нулевой дисперсии обеспечивает минимизацию комбинационных составляющих и позволяет по одному такому волокну вести передачу со скоростью 20 Гбит/с и выше. Таким образом, в дальнейшем пропускная способность МЦСС может быть легко расширена с помощью новейшего электронного и оптического оборудования путем установки дополнительных блоков или подсистем в ранее установленные мультиплексоры.

Отечественные кабели представлены продукцией, выпускаемой: волоконно-оптическими кабелями для подвески на опорах типа ОКМС и волоконно-оптическими кабелями для прокладки в пластмассовых трубопроводах в грунте типа ОКМТ. Кабели типа ОКМС и ОКМТ имеют модульную конструкцию (представлены на рисунке 1.1.). Основные характеристики этих кабелей приведены в таблице 1.1.

643 " style="width:482.6pt;border-collapse:collapse;border:none">

№№ п/п

Наименование характеристики ВОК

Значение характеристики ВОК

ОКМС

ОКМТ

Число оптических волокон в кабеле, шт.

Число модулей в кабеле, шт.

Число оптических волокон в одном модуле, шт.

2, 4, 6, 8, 10, 12

2, 4, 6, 8, 10, 12

G.652, G.653, G.655

G.652, G.653, G.655

* Коэффициент затухания, дБ/км, не более, нормируемый на длине волны:

λ=1310 нм

λ=1550 нм

* Диапазон типовых значений длины волны отсечки, нм, не более:

* Хроматическая дисперсия, пс/(нм*км), не более, в диапазоне длин волн:

Номинальный наружный диаметр кабеля, мм

Температура эксплуатации, ° С

Температура монтажа, °С, не ниже

Строительная длина, км, не менее

Расчетная масса кабеля, кг

Длительное допустимое растягивающее усилие, кН

3,0; 5,0; 8,0; 10,0

1,5; 2,5

Прочность на разрыв, кН

8,0; 12,0; 20,0; 24,0

Примечания.

1. * - для одномодового стандартного оптического волокна по рекомендации ITU-T G.652.

2. Особенности конструкции и эксплуатации:

Срок службы - не менее 25 лет;

Полностью выполнен из диэлектрических материалов;

Не восприимчив к воздействию электрических полей;

Наличие высокопрочных защитных покровов (арамидные нити), центрального силового элемента (стеклопластиковый пруток);

Возможно изготовление с внешней оболочкой из полиэтилена, не распространяющего горение;

Прокладка кабеля в грунт.

DWDM с подключенными клиентами

Привет!
Я планирую магистральные сети «ВымпелКома» - куда идти, что строить и так далее. Сразу предупрежу – города для нас это как «материальные точки», внутри работают другие люди. В них мы заглядываем только для того, чтобы добраться до своих магистральных узлов.

Протяженность магистральной сети - 137 тысяч километров, пропускная способность уже более 8 Тб/с. Сейчас мы уже перешли Урал, находимся в Сибири, переходим Красноярск и планируем добраться до Читы.

Ниже - ещё фото, рассказ про оборудование и действия при обрывах.

Сеть растёт за счёт прокладки магистральных междугородных кабелей непосредственно «ВымпелКомом», покупки уже готовых каналов связи и аренды сетей там, где нет нашего присутствия. За последние годы строительство сети достаточно сильно активизировалось, так как аренда сетей основных магистральных провайдеров стала достаточно дорогой: требования по ширине канала постоянно растут. Ещё несколько лет назад необходимые ресурсы исчислялись сотнями мегабайт, а сейчас на многих участках уже нужны десятки гигабайт. Это в некоторой степени связано с увеличением количества абонентов, но в большей – с ростом популярности интернет-сервисов. В будущем эксперты предсказывают рост трафика и из-за доступности потокового видео, и из-за роста M2M-устройств типа различных датчиков с SIM-картой внутри.

Конечно необходимость любой стройки определяется экономикой, и, чем больше информационные потоки, тем лучше экономика строительства. К примеру, в сторону Урала из Москвы - сечение 440 Гигабит. Для связи междугородных узлов очень редко используем радиорелейное оборудование (оно осталось ещё кое-где на арендованных участках), в труднодоступных местах используем спутниковые каналы (например, на севере). Чаще всего прокладываем обычный кабель. В основном используется кабель с волокнами производства Corning или Fujikura рекомендации G.652, потом к нему подключаем магистральное DWDM оборудование.

Стойки с магистральным оборудованием DWDM

Ещё стойки с магистральным оборудование DWDM

Уплотнённая передача

Если абонент совершает звонок по телефону, то “голос” идет через контроллер (RNC) на коммутатор. Если он выходит во всемирную сеть, то пакетный трафик (дата) через SGSN и GGSN идет в интернет. Магистральная сеть используется для передачи как голоса, так и пакетного трафика между городами России, причем, независимо от расстояния.

DWDM с подключенными высокоскоростными client

Между узловыми точками (крупными маршрутизаторами) мы используем DWDM - спектральное уплотнение канала, мультиплексирование с разделением по длине волны. Работает это так: данные падают в аппаратуру спектрального уплотнения, через неё пробрасываем IP, выделенные каналы и так далее. Нагрузки соединяются в групповой сигнал и одним «чихом» передаются в другой город. Ключевые элементы этой системы – мультиплексор, объединяющий сигналы, и демультиплексор, осуществляющий «распаковку», самые дорогостоящие элементы – транспондеры. К ним непосредственно и подключаются потребители. Основные производители - Ciena и Huawei.

DWDM Ciena - все работает исправно (о чем свидетельствуют синие лампочки)

Раньше мы использовали SDH, сейчас перешли к гибкой и хорошо масштабируемой DWDM. Переход потребовал глубокой модернизации сети с установкой нового оборудования в точках концентрации трафика, а также на всей протяженности линии.

SDH с ограниченными возможностями и DWDM с «безграничными» возможностями

Кольца

Понятно, что обрыв магистральной сеть означает проблемы для тех, кто остался на изолированном участке. Соответственно, многие соединения закольцованы, то есть имеют как минимум по одному резервному каналу.

Правда, пару лет назад случилось практически невероятное – в двух местах кольца почти одномоментно порвали два канала. Теперь мы строим рассечки, чтобы увеличить надёжность и защититься от двойной или тройной аварии на сети.

Магистральные кабели рвут чаще, чем кажется, в основном - в городской черте. Типичные причины – застройка без разрешений, без проверки того, что закопано на участке, внезапный ремонт без согласований. Обычно вы такие аварии даже не замечаете, потому что практически везде - кольца, и для сети в целом это некритично. Мы выезжаем, ремонтируем.

Лет десять назад много обрывов было в сельской местности: деревенские жители с интересом наблюдали за прокладкой кабеля, для того чтобы выкопать, перерубить его лопатой в поисках меди. Сейчас люди уже догадались, что меди внутри оптических кабелей как-то нет. На моей памяти, за последние 10 лет только дважды обрывы кабеля были вызваны действиями охотников за медью. Ещё вспоминается, как магистраль рвало селевым потоком, как её перебивал экскаватор (вообще экскаватор - враг телекоммуникаций №1). Однажды прямо в кабель забили сваю.

Борьба людей и природы (cель)

Обрывы

В случае обрыва кабеля мы фиксируем аварию, сообщаем обслуживающей организации на месте, с которой заключен договор (режим работы 24/7). Есть сложные случаи, особенно они часты зимой, когда на системе управления сложно определить координаты обрыва кабеля. Тогда на месте инженеры берут рефлектометр и начинают искать обрыв. Рефлектометр - это такая штука, которая подаёт оптический импульс, и измеряет время возврата отраженного сигнала от места излома. Прибор, зная скорость сигнала, рассчитывает расстояние до места аварии. «Стрельнули» с одной стороны, потом с другой – стало понятно, где обрыв. Как правило, место видно – например, как я говорил выше, свая торчит или стоит экскаватор со свежей землёй на ковше. Иногда приходится искать подольше, но найти – не проблема. Под землёй оптоволокно само не рвётся, всегда что-то видно на поверхности.

Бригада делает ремонтную вставку - вырезается испорченный кабель, как правило, 20-120 метров. Понятно, что вставка ухудшает соотношение сигнал/шум, но линии строятся с запасом 3 децибелла (этот запас позволит построить около 15 километров вставок). Есть такие места (например на Кавказе), где на линии произошло уже по 20 аварий, резерва хватает. Скорость передачи данных от вставок не падает, ухудшаются характеристики линии. На практике, такого, чтобы из-за вставок пришлось перекладывать кабель, пока не было.

Укладка муфты в кабельную канализацию

Новый участок

Когда нужен новый участок сети, мы готовим бизнес-кейс, считаем затраты. Плюс добавляем данные по тому, что сэкономим при отказе от аренды, коммерческие специалисты прикидывают, сколько будет дополнительных продаж из-за возможности предоставления более широкого спектра услуг. Отдаём план финансистам, они дают заключение, строим или нет. Дальше делается детальное техническое решение, позволяющее нанять подрядчика и построить.

Ввод оптического кабеля в контейнер связи

Сейчас кабель стараемся по возможности закапывать в защитной полиэтиленовой трубе - это самый благоприятный метод. Не везде получается. Где нет возможности, тянем подвесом, используя опоры энергосетей или городских служб… Между городами – оптический кабель может быть размещен в грозотросе ЛЭП, или же используем самонесущий кабель по столбам освещения. Хорошо защищены кабели связи в метро, но там магистрали как таковой нет, обычные – местные сети, а это уже не моя стихия.

Информационные аншлаги через пару лет после прокладки

Спуск кабеля с опоры ЛЭП

НРП

Запас оптического кабеля на опоре

Укладка оптического кабеля (в ЗПТ) в грунт

Средние сроки реализации магистральных междугородных проектов в зависимости от сложности грунтов, характера землевладельцев составляют от года до двух, трех лет. Финалом строительства Мг магистрали являются: проверка участка сертифицированной измерительной аппаратурой, сдача линии в эксплуатацию. Собирается авторитетная комиссия, оформляется куча актов, документов и разрешений. Все это называется красивым словом – легализация. После этого - ура. Линия заработала.

Наверное, никто не станет подвергать сомнению значение магистральных сетей. Именно от их надежной работы зависит функционирование международной и междугородной телефонной связи, Internet, корпоративных сетей многих крупных компаний.

Развитие магистральных сетей по всему миру идет очень быстрыми темпами. В Европе, несмотря на значительное увеличение пропускной способности сетей традиционных операторов, после демонополизации телекоммуникационного рынка появилось и успешно развивается достаточно большое число новых операторов. Они прокладывают волоконно-оптические кабели, создают современные сети и не испытывают недостатка в клиентах.

В последнее время технологии, используемые на магистральных сетях, стали проникать и в городские сети. Соответствующие решения, в названии которых часто встречается слово metro, имеются практически у всех производителей. Скорость передачи в городских сетях порой достигает таких значений, о которых еще несколько лет назад операторы дальней связи могли только мечтать.

Преобладание трафика Internet и других пакетных сетей в суммарном объеме всей передаваемой информации требует совершенно новых подходов к организации каналов связи. Как результат, это ведет к появлению новых технологий, как, например, наделавшая много шума в прошлом году DTP, предложенная компанией Cisco Systems. Производители оборудования SDH не оказались в стороне от новых веяний и стали выпускать интерфейсные платы для непосредственного подключения устройств IP и АТМ.

В данном обзоре не представлено оборудование кросс-коммутации, ни электрической, ни оптической. К сожалению, на данный момент ни один производитель не имеет серийного оборудования, где бы не осуществлялось преобразование из «света» в «электричество» и обратно. Другая причина, по которой мы решили не рассматривать данный тип устройств, - их неактуальность для нашей страны в настоящее время. Каждый из коммутаторов стоит от нескольких сот тысяч до одного и более миллионов долларов, и для окупаемости подобных капиталовложений проходящий через них трафик должен составлять сотни гигабит. Сейчас даже наш фактический монополист дальней связи ОАО «Ростелеком» не может похвастаться таким объемом трафика, хотя и является владельцем единственного кросс-коммутатора в России.

Но сложившаяся ситуация может иметь и свои положительные стороны. Будем надеяться, что к тому времени, когда в России возникнет объективная потребность в коммутации терабитных потоков, кросс-коммутаторы избавятся от нынешних недостатков и ограничений.

Стоит отметить, что компактные модели оптических кросс-коммутаторов с успехом могут применяться вместо традиционных оптических кроссов, поскольку обеспечивают большую надежность и оперативность коммутации. Небольшая по размеру оптическая матрица в этом случае вносит затухание, сравнимое по величине с разъемным соединением.

ВСПОМИНАЯ SDH

Об особенностях технологии SDH и построении на ее основе сетей связи в середине 90-х гг. в нашей телекоммуникационной прессе писалось предостаточно. Я позволю себе кратко напомнить основные ее характеристики, так как с тех пор прошло довольно много времени.

Синхронная цифровая иерархия обладает целым рядом преимуществ, которые позволили ей стать основной технологией цифровых систем передачи на нынешнем этапе развития телекоммуникаций.

Во-первых, это хорошая проработка международных стандартов, описывающих структуру сигналов SDH, функции и электрические параметры аппаратуры, что обеспечивает совместимость оборудования разных производителей. Это позволяет операторам различных сетей без проблем взаимодействовать друг с другом. Технология SDH описывается в рекомендациях ITU-T (G.702, G.703, G.704, G.707, G.708, G.709, G.773, G.774, G.782, G.783, G.784, G.957, G.958, Q.811, Q.812) и ETSI (ETS 300 147). Североамериканская синхронная цифровая иерархия подчиняется системе стандартов SONET, разработанной Американским национальным институтом стандартов (American National Standards Institute, ANSI). Между собой SONET и SDH тесно связаны, а имеющиеся незначительные расхождения обусловлены различиями в североамериканской и европейской шкале скоростей.

Во-вторых, структура сигналов SDH позволяет достаточно легко мультиплексировать и демультиплексировать транспортный поток и получать доступ к любому его компоненту, не затрагивая остальных. Основу этой структуры составляет синхронный транспортный модуль STM-N, где N определяется уровнем SDH. В настоящее время широко используются системы STM-1, STM-4, STM-16 и начали внедряться системы STM-64. Нетрудно заметить, что все они построены с кратностью 4. Иерархия скоростей представлена в Таблице 1.

В-третьих, цикл повторения передачи транспортных модулей любого уровня равняется 125 мкс. Такая унификация обеспечивает простое мультиплексирование потоков нижних уровней в высшие. Транспортный модуль, соответствующий одному циклу, принято представлять в виде прямоугольной таблицы, хотя данные передаются по линии последовательно. Например, цикл базового для SDH модуля STM-1 содержит 9 строк по 270 байт, и первые 9 байт в каждой строке образуют заголовок цикла. При объединении в модуль более высокого порядка побайтное мультиплексирование происходит таким образом, что все блоки секционных заголовков, указатель и полезный сигнал размещаются так же, как и прежде.

В качестве полезной нагрузки сети, построенной на основе SDH, могут передаваться сигналы PDH, ячейки АТМ, любые неструктурированные цифровые потоки, имеющие скорость от 1,5 до 140 Мбит/с. Такая универсальность достигается применением контейнеров, в которых по сети SDH переносятся сигналы полезной нагрузки. Возможные типы контейнеров для модуля STM-1 приведены в Таблице 2.

Этот ряд контейнеров соответствует международным рекомендациям (ITU-T G.709) и объединяет европейскую и североамериканскую схемы системы SDH/SONET. В европейскую иерархию не входит контейнер типа С2. Из-за особенностей формирования контейнеров и их объединения в модуле STM-1 может быть передано или один контейнер С4, или три контейнера С3, или 63 контейнера С12, или комбинация контейнеров С3 и С12.

В технологии SDH используется довольно сложная система указателей и заголовков разного типа. Их рассмотрение не входит в нашу задачу, лишь упомянем, что благодаря им становится возможным доступ к передаваемой информации, а также передача по сети SDH сигналов синхронизации, сетевого управления, мониторинга и технического обслуживания.

ТЕХНОЛОГИЯ DWDM

В отличие от SDH, технология мультиплексирования оптических каналов по длинам волн (Wavelength Division Multiplexing, WDM) стала применяться в сетях связи относительно недавно. Когда речь идет об этой технологии, чаще используют термин DWDM (Dense WDM), подразумевающий мультиплексирование гораздо большего числа длин волн. Далее мы будем использовать именно этот термин.

Потребность в уплотнении в случае медных кабелей вполне очевидна - главная причина заключается в ограниченной полосе пропускания. Как ни странно, на первый взгляд эта же причина послужила толчком к созданию систем оптического уплотнения. В силу ограничений, накладываемых физическими свойствами оптического волокна и приемопередатчиков, оправданным является создание систем связи со скоростью не более 10 Гбит/с. Тем не менее к концу 90-х гг. прошлого столетия в результате стремительного роста объема передаваемой информации, пропускная способность магистральных сетей оказалась на грани исчерпания.

Появление технологии DWDM стало хорошей иллюстрацией к известному философскому постулату, утверждающему, что развитие происходит по спирали. Действительно, если абстрагироваться от деталей реализации, не трудно провести параллели со «старым, добрым» частотным уплотнением (Frequency Division Multiplexing, FDM). И в том и в другом случае по отдельному каналу передается информация, не связанная с данными в аналогичном канале. И в том и в другом случае необходимы дополнительные устройства, осуществляющие ввод и вывод информации в заданный канал. В упрощенной модели обе системы уплотнения можно представить в виде пучка кабелей.

Структурная схема DWDM (см. Рисунок 1) была бы неотличима от FDM, если бы не надписи на функциональных блоках. На передающей стороне с помощью конвертера, или, как его иначе называют, транспондера, данные «переводятся» в один из оптических каналов. По сути, это обычный процесс смены несущей частоты, нередко используемый в радиотехнике. Далее оптические каналы с помощью пассивного оптического мультиплексора объединяются в один поток. На принимающей стороне происходит обратная операция. Практически все производители оборудования SDH для сопряжения с системами DWDM предлагают клиентам так называемые «окрашенные» лазеры, т. е. лазеры, работающие на тех же частотах, что и транспондер. «Окраска» (и само значение термина) определяется смещением несущей в красную или фиолетовую части спектра оптического диапазона. Особенно часто «окрашенные» лазеры входят в состав оборудования уровня STM-16 и STM-64.

Важной характеристикой систем DWDM является так называемый канальный план. Он описывает расположение несущих частот оптических каналов в рабочем диапазоне. Действующая в настоящее время рекомендация ITU-T G.692 предлагает канальный план в окне прозрачности 1550 нм. Несущие располагаются с шагом в 100 ГГц. Использование в качестве единицы измерения для данного шага частоты вместо длины волны, хотя последнее представляется более естественным, вызвано более удобным для восприятия представлением, поскольку в силу округления при расчетах шаг по длине волны варьируется от 0,78 до 0,821 нм. Согласно данной рекомендации, в окне прозрачности 1550 нм можно разместить до 51 оптического канала. На практике разные производители не вполне придерживаются этих указаний. В некоторых системах шаг составляет 200 и 400 ГГц, в последнее время все чаще предлагаются системы с шагом 50 ГГц.

На магистральных линиях с технологией DWDM в целях увеличения расстояния между точками ввода/вывода информации применяют оптические регенераторы. В них не используется преобразование сигнала из «света» в «электричество» и обратно, что позволяет удешевить и упростить систему связи. Правда, в этом случае доступ к передаваемой информации в промежуточных точках оказывается по существу невозможен. Но на практике это и не требуется, так как основной задачей таких систем связи является быстрый переброс больших объемов информации на удаленные расстояния.

ТИПОВЫЕ ТОПОЛОГИИ

Сеть SDH любой сложности можно построить с использованием весьма ограниченного набора функциональных узлов. С их помощью выполняются все операции по передаче информации и управлению сетью.

Основным функциональным узлом SDH является мультиплексор, предназначенный для ввода/вывода цифровых потоков с полезной нагрузкой. Различают два типа мультиплексоров: терминальные и ввода/вывода. Основное отличие между ними заключается в том, как они располагаются в сети. Ниже, при рассмотрении типовых схем сетей SDH, это различие будет описано.

Кросс-коммутаторы обычно непосредственно не обслуживают ввод/вывод нагрузки, а обеспечивают обмен между транспортными модулями сети SDH. Они применяются при объединении сетей или в случае сложной топологии сети. Кроме специализированных кросс-коммутаторов функции локальной коммутации может выполнять мультиплексор.

Ряд функциональных узлов, таких, как регенераторы, оборудование линейных трактов и радиорелейных линий, обеспечивает функционирование собственно линий передачи сети SDH.

Обязательным функциональным узлом любой серьезной сети SDH является система управления, с помощью которой осуществляется мониторинг и управление всеми элементами сети и информационными трактами.

В настоящее время используются две типовые схемы построения сети SDH на основе мультиплексоров: «кольцо» и «цепь», представленные на Рисунке 2. В схеме «кольцо» применяются только мультиплексоры ввода/вывода (Add/Drop Multiplexer, ADM), а в схеме «цепь» - еще и терминальные мультиплексоры (Terminal Multiplexer, TM). Как видно из рисунка, каждый мультиплексор имеет по две пары магистральных выходов: одна называется «восток», а другая - «запад». С их помощью обеспечиваются различные схемы резервирования или защиты.

Схемы защиты типа «1:1» и «1+1» формируются за счет организации двух встречных потоков. В первом случае на приеме анализируются сигналы с каждого направления и выбирается лучший для дальнейшей обработки. Во втором случае организуется два «кольца» - основное и резервное. При сбоях в основном кольце в течение 50 мкс происходит переключение на резервное: если «кольцо» разрывается или выходит из строя мультиплексор, то новое «кольцо» создается за счет обращения трафика на границах поврежденного участка.

В последнее время часто упоминается схема сети SDH с полносвязанной организацией соединений. Это стало возможным благодаря появлению DWDM и широкому распространению кросс-коммутаторов. В такой топологической схеме, за счет непосредственного соединения мультиплексоров по принципу «каждый с каждым», можно добиться очень высокой скорости передачи трафика.

На базе рассмотренных типовых схем или их разновидностей можно создать сеть SDH любой архитектуры и любой сложности. На Рисунке 3 представлена абстрактная сеть SDH, включающая в себя магистральный участок большой протяженности и подсети на концах этой магистрали. В городе Б имеется две сети кольцевой архитектуры, объединенные с помощью кросс-коммутатора. Через него информационные потоки могут попадать в магистральную сеть, выполненную по схеме «цепь». В городе А расположена одна сеть кольцевой архитектуры. Обмен данными с магистральной сетью осуществляется с помощью мультиплексора ввода/вывода. Из-за большой протяженности магистральной сети, при отсутствии потребности в промежуточных пунктах ввода/вывода данных, на ней установлены регенераторы для восстановления формы сигнала. Такая схема организации требуется очень редко. Предпочтительнее вместо регенераторов использовать мультиплексоры ввода/вывода, поскольку они также обеспечивают регенерацию цифрового сигнала.

Участок сети между двумя терминальными мультиплексорами называют маршрутом, между двумя соседними мультиплексорами (кросс-коммутаторами) - мультиплексорной секцией, а между двумя соседними регенераторами или между регенератором и мультиплексором (кросс-коммутатором) - регенерационной секцией.

ОБОРУДОВАНИЕ И КОМПАНИИ

Разумеется, в одном журнальном обзоре невозможно охватить всех производителей, выпускающих оборудование SDH и DWDM. Поэтому мы сможем рассказать лишь о части оборудования, представленном на российском рынке. В таблицах приведены основные технические характеристики по нескольким группам оборудования SDH и DWDM. В Таблице 3 представлены наиболее известные модели компактного оборудования SDH, используемые для построения корпоративных сетей и организации высокоскоростного доступа. Таблица 4 посвящена оборудованию SDH уровней STM-1/4/16, а в Таблице 5 дана информация по мультиплексорам уровня STM-64, используемых как точки доступа к оптическим сетям. В Таблицу 6 включено различное оборудование DWDM.

Alcatel. Компания Alcatel представляет на рынке семейство продуктов OPTINEX для операторов связи. В соответствии с принятой концепцией, на периферии сети используется оборудование SDH с интегрированными функциями IP и ATM. На магистральных сетях предпочтение отдается DWDM с поддержкой динамической реконфигурации оптических трактов, а также технологиям SDH. Ряд продуктов DWDM оптимизирован для сетей городского масштаба.

Для создания сетей высокоскоростного доступа может быть использовано устройство Alcatel 1640 FOX, являющееся мультиплексором ввода/вывода уровня STM-1/4. Устанавливаемый дополнительно модуль коммутационной матрицы АТМ и маршрутизатора IP упрощает подключение к глобальным сетям.

С помощью мультиплексора Alcatel 1650 SMC можно создавать локальные и корпоративные сети SDH уровня STM-1/4. Мультиплексор Alcatel 1660 SM предназначен для построения более масштабных сетей уровня STM-1/4/16. Так же, как и предыдущие модели, он поддерживает функциональность АТМ и IP. Если данный мультиплексор используется в сети уровня STM-16, то он может быть оснащен оптическим интерфейсом с «окрашенной» длиной волны, что обеспечивает непосредственное взаимодействие с устройствами DWDM без промежуточных конвертеров.

Устройства Alcatel 1670 SM и 1680 SM предназначены для создания высокоскоростных магистральных сетей. Первая модель представляет собой мультиплексор ввода/вывода с поддержкой уровней STM-16/64 и может непосредственно обслуживать трибутарные интерфейсы PDH. Вторая работает исключительно на уровне STM-64 и служит своеобразным шлюзом доступа к оптическому уровню сети.

В семейство OPTINEX входят три модели оборудования DWDM. Alcatel 1686 WM - система с поддержкой 16 или 32 оптических каналов. Каждый из них способен работать на скоростях от 100 Мбит/с до 10 Гбит/с. Разновидность данной модели категории metro - Alcatel 1686 WM Metro - оптимизирована для городских сетей. Для высокопроизводительных магистральных сетей подойдет модель Alcatel 1640 WM, обеспечивающая мультиплексирование до 80 оптических каналов.

Lucent Technologies. Компания Lucent Technologies выпускает целую гамму оборудования синхронной передачи и оптического уплотнения, объединенных общим названием WaveStar.

Младший модельный ряд SDH состоит из трех моделей мультиплексоров STM-1. Они могут использоваться для создания магистральных сетей и организации доступа. Для решения последней задачи предназначен WaveStar AM-1 Plus. Причем, в зависимости от комплектации, он способен работать и с потоком STM-4. Это небольшое устройство имеет настольную конструкцию, по габаритам и форме весьма схожую с модемами пятилетней давности. В этот мультиплексор можно вставить одну дополнительную плату, расширяющую его возможности по подключению оборудования с различными интерфейсами.

Для сетей иерархий STM-1, STM-4, STM-16 предлагается три модели с индексом ADM. Наиболее мощное устройство в этой группе - интеллектуальный мультиплексор WaveStar ADM 16/1. Он позволяет осуществлять кросс-коммутацию потоков Е1 и получать к ним доступ непосредственно на уровне STM-16.

Если пропускной способности в 2,5 Гбит/с окажется недостаточно, то можно установить высокопроизводительный мультиплексор WaveStar TDM 10G, работающий на уровне STM-64. Но при этом имеющиеся мультиплексоры более низких уровней придется сохранить, так как самым низкоскоростным трибутарным интерфейсом является STM-1.

Оборудование DWDM компании Lucent Technologies включает в себя семейство WaveStar OLS и мультисервисную платформу Metropolis MSX. Наиболее простая система DWDM - WaveStar OLS 80G с поддержкой до 16 оптических каналов в диапазоне 1550 нм. Данная система в модификации WaveStar OLS 400G расширяется до 80 оптических каналов, а в модификации WaveStar OLS 1.6T - до 160 каналов. Каждый из формируемых каналов может передавать информацию со скоростью 10 Гбит/с (STM-64), что соответствует пропускной способности по одному оптическому волокну 1,6 Тбит/с.

Nortel Networks. Оборудование SDH и DWDM этой компании - одно из самых популярных в мире. Линейка устройств SDH представлена моделями TN-1X, TN-16X и TN-64X. Последняя модель выполняла роль точки доступа к оптической сети. Компания предлагает и компактные варианты мультиплексоров SDH, например TN-1C.

Среди оборудования DWDM стоит отметить OPTera Long Haul 1600, обеспечивающее высокую пропускную способность, и OPTera Metro 5000, предназначенное для создания скоростных сетей масштаба города.

Siemens. Так же, как и у других компаний, в арсенале Siemens целое семейство мультиплексоров, под названием TransXpress.

Мультиплексорное оборудование SDH в данном семействе представлено устройствами с поддержкой уровней иерархии от STM-1 до STM-64. Компактная модель SMA1K имеет две модификации, отличающиеся типом корпуса, числом и типами трибутарных интерфейсов. Модель SMA16 позволяет создавать мультиплексоры уровней STM-1/4/16. Такая универсальность обеспечивается большим выбором линейных интерфейсов. В качестве точки доступа к оптическим сетям может выступать устройство SL64, которое объединяет не только сигналы STM, но и Ethernet.

В области DWDM компания Sie-mens предлагает, наверное, самый широкий выбор оборудования для магистральных, региональных и городских сетей. Например, модель MTS2, созданная для магистральных сетей большой емкости и большой пропускной способности, способна передать до 640 каналов по 2,5 Гбит/с на расстояние свыше 1000 км. Для решения менее грандиозных задач можно воспользоваться оборудованием класса WL с поддержкой всего 8 или 16 оптических каналов.

ZTE. Эта китайская компания предлагает на российском рынке целый ряд оборудования SDH и DWDM. Устройство ZXWM-32 представляет собой систему уплотнения DWDM и позволяет достигать суммарной скорости передачи до 400 Гбит/с. Решение ZXSM-150/600/2500 является универсальной системой SDH, поддерживающей работу на уровнях STM-1/4/16.

Huawei Technologies. В последнее время компания Huawei стала проявлять заметную активность на российском рынке. Она работает во многих областях телекоммуникаций, включая создание оборудования для магистральных сетей. Для этого направления разработано семейство OptiX, куда входят мультиплексоры SDH уровней STM-1/4/16/64, оборудование DWDM на 16/32 канала и мультисервисная транспортная платформа MSTP. Последняя объединяет преимущества SDH и DWDM. В настоящее время создано всего три продукта, где реализовано MSTP. Все они предназначены для построения сетей городского масштаба и позволяют интегрировать трафик SDH, ATM и IP.

NEC (Черноголовка). Подмосковный завод научного приборостроения Российской академии наук, расположенный в поселке Черноголовка, уже несколько лет совместно с японской компанией NEC выпускает серию мультиплексоров STM. С их помощью можно создавать магистральные сети различных топологий уровней STM-1/4/16.

ECI Telecom. В январе 2001 г. подразделение, занимающееся соответствующим оборудованием, было преобразовано в компанию Lightscape Networks, входящую в группу компаний ECI Telecom. Этот производитель достаточно широко известен на российском рынке, где предлагает ряд мультиплексоров SDH, работающих на уровнях STM-1/4/16, а кроме того, одноплатный мультиплексор mic-roSDM-1 уровня STM-1.

Недавно Lightscape Networks выпустила новую серию универсальных мультиплексоров XDM, в котором на одной платформе интегрированы функции мультиплексирования DWDM, кросс-коммутации, маршрутизатора IP, коммутатора АТМ и мультиплексоров SDH. В настоящее время потребителям предлагаются три модели. Младшая, XDM 500, является шлюзом доступа из цифровых сетей в сети DWDM. XDM 1000 представляет собой мультисервисный коммутатор оптической городской сети. Старшая модель, XDM 2000, позиционируется компанией как многофункциональный интеллектуальный коммутатор. Все устройства способны манипулировать потоками от Е1 до STM-64.

В ДВУХ СЛОВАХ

Даже этот далеко не полный обзор оборудования SDH и DWDM наглядно показывает, какими бурными темпами идет развитие магистральных сетей связи. Самой важной задачей проектировщика такой сети станет оптимальный выбор устройств, которые позволили бы добиться максимально эффективного использования ресурсов сети и обеспечить ее легкую модернизацию в дальнейшем. Будем надеяться, что информация, изложенная в данной статье, поможет сделать первые шаги в построении современной магистральной сети.

Алексей Полунин - независимый эксперт. С ним можно связаться по адресу: [email protected] .