В последнее время, в течение квартала, видел несколько разных задач организации связи, для которых требовалось одно и то же решение. В результате решил написать эту статью.
Вопрос:
Как передать «интерфейсные каналы связи», или поток Е1 по схеме «1+1» через две разные, раздельные, сети Ethernet.
Примеры задач:
- Передать Е1 через Ethernet, по схеме «1+1», через «сеть Ethernet построенную на ВОЛС» и «Радио Мосте Ethernet»;
- Передать Е1 через Ethernet, по схеме «1+1», через две отдельные сети Ethernet;
- Передать Е1 через два разных межсетевых экрана.
- Как передать Е1 и канальный трафик через Ethernet и при этом разделить сети Ethernet, не используя функции маршрутизаторов Ethernet, обеспечить минимальную задержку прерывания связи в случае аварии «сети передачи Ethernet», иметь минимальные требования к функциональности маршрутизаторов Ethernet.
Некоторые термины, описанные в этой статье приведены в конце статьи.
Решение:
Схема организации связи.
Как разделить сети Ethernet по схеме «1+1», или по схеме «1+1+1», и т.д. показано на рисунке ниже.
Суть решения.
В корпус терминала «Транспорт-30х4» можно установить в свободные места, кроме основной «платы управления и магистральных потоков» типа РТК.53.14, - дополнительные платы РТК.53.14, которые будут работать как «кросс-коммутатор потоков Е1».
Для подробностей читайте по ссылке на этой странице Телекоммуникационная платформа "Транспорт-30х4" статью Как построить кросс-коммутатор каналов ОЦК (64кбит/с) и потоков Е1.
На рисунке выше показано решение, когда в корпус терминала «Транспорт-30х4», установлена дополнительная плата РТК.53.14.
«Интерфейсные каналы связи» и «внешние потоки Е1» передаем в виртуальных потоках Е1, по схеме «1+1» через «Ethernet + Е1». Созданный таким образом поток Е1, передаваемый в резервном направлении связи «+1», подключаем к дополнительной плате РТК.53.14, которая передает этот поток Е1 через Ethernet.
В итоге «Интерфейсные каналы связи» и «внешние потоки Е1» передаем в виртуальных потоках Е1, по схеме «1+1» через «Ethernet + Ethernet» - через две раздельные, независимые сети Ethernet.
Примечание.
Схема, показанная на рисунке, позволяет передавать до 6-ти виртуальных потоков Е1 по схеме «1+1».
Пример 1.
Четыре виртуальных Е1 передаваемых через Ethernet сформированы из канального трафика – 120 «интерфейсных каналов связи» с различными типами интерфейсов, два виртуальных Е1 сформированы из двух «внешних Е1». Данная схема позволит передать 6-ть виртуальных Е1 по схеме «1+1» через «Ethernet+Ethernet».
Пример 2.
Четыре виртуальных Е1 сформированы из 4-х «внешних Е1», канального трафика нет.
Данная схема позволит передать четыре виртуальных Е1 по схеме «1+1» через «Ethernet+Ethernet».
Польза этого решения:
- минимальное время прерывания связи в случае исчезновения одной из сетей Ethernet;
- минимальные требования к внешним терминалам, на которых построены сети Ethernet (маршрутизаторы, коммутаторы);
- простота эксплуатации (не требуется делать специальные настройки внешних терминалов, на которых построены сети Ethernet);
- выгодное решение с точки зрения ресурсов.
Решение можно масштабировать для передачи любого количества «интерфейсных каналов связи» и «внешних потоков Е1».
Можно строить 100% резервированные системы связи.
Можно строить сети связи для передачи трафика по схеме «1+1», «1+1+1», и т.п. для передачи интерфейсных каналов связи» и «внешних потоков Е1» через разные среды передачи.
Например:
- «ВОЛС + Радио Мост Ethernet»;
- «ВОЛС + ВОЛС + Радио Мост Ethernet»;
и т.п.
Если у вас есть непонимание данных, описанных в настоящей статье, или задача организации связи, звоните в 1РТК уладим это путем общения.
Термины, использованные в этой статье.
«Интерфейсные каналы связи» — это каналы связи с различными интерфейсами, используемыми в отрасли «связь» в России и СНГ, традиционно передаваемые через каналы потока Е1.
Например:
- ТЧ – 2х проводные;
- ТЧ – 4х проводные;
- АК – абонентские комплекты (FxS);
- СК – станционные комплекты (FxO);
- E&M;
- RS-232;
- RS-485;
и другие.
Схема «1+1» - термин «1+1» обозначает резервированную передачу сигнала по двум раздельным маршрутам, между двумя, разнесенными в пространстве, пунктами связи. Основной сигнал передается по маршруту «1», а его точная копия по маршруту «+1».
Приемники сигналов в обоих пунктах связи контролируют качество приема сигналов, полученных по маршруту «1» и маршруту «+1», и считают достоверным сигнал, имеющий коэффициент ошибок в пределах допустимого значения.
Коэффициент ошибок (Кош) – коэффициент ошибок показывает качество передачи цифрового сигнала через систему связи, терминал связи, линию связи, коммуникационную линию.
Коэффициент ошибок отражает качество работы системы связи, терминала связи, линии связи.
Коэффициент ошибок отражает качество связи.
Коэффициент ошибок рассчитывается по формуле:
Кош = (количество объектов данных, переданных с ошибкой) / (общий объем переданных данных).
Часто измеряют битовые ошибки, сравнивая принятый цифровой сигнал с переданным ранее цифровым сигналом, содержащим псевдослучайную последовательность, сформированную по определенному алгоритму.
В этом случае Кош называют «коэффициентом битовых ошибок» (Bit Error Rate).
Коэффициент битовых ошибок (BER) показывает отношение количества ошибочно принятых битов информации к общему числу переданных битов за определенный интервал времени.
Коэффициент ошибок на практике измеряют следующим образом.
- Начинают измерение количества «объектов данных, переданных с ошибкой» с помощью специальных технических средств – например счетчика ошибок.
- Завершают измерение количества ошибок.
- Фиксируют измеренное количество ошибок.
- Фиксируют время измерения Кош.
- Рассчитывают объем переданных данных за время измерения.
- Оценивают коэффициент ошибок.
Пример 1.
Поток Е1.
Скорость передачи 2.048 кбит/с.
За 15 минут тестер потока Е1 зафиксировал 5 битовых ошибок.
К ош = 5 / (15 * 60 * 2.048 * 1000) = [бит / (с * бит / с)] = 2.7 * 10 в степени -6 = 2.7E-6
Как оценить, насколько приемлемо такое качество передачи для системы связи.
Международные оценки качества связи.
Нормы коэффициента ошибок Е1 определяются международными рекомендациями ITU-T G.821 (для каналов 64 кбит/с) и G.826 (для трактов от 2 Мбит/с и выше).
Вот оценки качества связи для определенных значений Кош согласно этим рекомендациям, при измерении коэффициента битовых ошибок (BER) передачи потока Е1:
- Нормальное (Excellent):
Коэффициент битовых ошибок (BER) должен быть лучше 1 * 10 в степени -8 (лучше 1Е-8).
При таком уровне канал считается идеальным.
- Стабильное:
Если Кош (BER) лучше 1 * 10 в степени -6 (лучше 1Е-6).
- Ухудшенное (Degraded Minute — DM):
Если BER лучше 1 * 10 в степени -3 (лучше 1Е-3), но хуже 1 * 10 в степени -6 (хуже 1Е-6).
DM показатель качества связи (согласно рекомендации ITU-T G.821), который измеряет качество передачи за минуту: если в течение минуты ошибок было «много», но связь не обрывалась совсем, такая минута помечается в отчетах оборудования, как DM.
Минута считается деградированной, если в течение 60 секунд коэффициент битовых ошибок (BER) был в диапазоне больше 1 * 10 в степени -6, но меньше 1 * 10 в степени -3.
- Критическое («Severely Errored» - критические ошибки).
За одну секунду с таким BER происходит потеря синхронизации кадра (LOF – Lost of frame), и канал считается неработоспособным (SES — Severely Errored Second «секунда со значительными ошибками»):
Если Кош (BER) хуже 1 * 10 в степени -3 (хуже 1Е-3).
Это значит, что за одну секунду было повреждено более 2048 бит (в потоке 2 Мбит/с).
Потеря синхронизации (Loss of Frame).
Если оборудование «потеряло» структуру кадра, оно не может распознать данные, и вся эта секунда записывается в счетчик SES.
Почему SES — это важно (в отличие от обычных ошибок):
Обычная ошибка (ES — Errored Second):
В секунде проскочил 1 «битый» бит. Вы услышали щелчок в трубке, но разговор продолжается.
Критическая ошибка (SES):
Данных потеряно так много, что терминал связи (АТС или роутер) часто прерывает соединение, происходит обрыв связи или слышен автоответчик.
Последствия накопления SES:
Накопление SES напрямую влияет на доступность канала:
если фиксируется 10 SES подряд, канал официально переходит в состояние Недоступный (Unavailability).
С этого момента считается время простоя (Downtime), за которое провайдеры обычно платят штрафы по SLA.
SLA (Service Level Agreement) — это «Соглашение об уровне качества предоставления услуги» - официальный документ (часто приложение к контракту) между провайдером связи и клиентом, в котором прописано, насколько качественно должен работать канал и что будет провайдеру, если он эти нормы нарушит.
Фиксация 10 SES подряд «включает» счетчик недоступности, который нарушает SLA.
Нет связи:
Фиксация 10 SES подряд.
Оценки Кош в России регламентируются Приказом Минсвязи РФ №92 (от 10.08.1996) и РД 45.047-99.
Оценки коэффициента битовых ошибок (BER). Оценки качества связи в России.
- Нормальное (Excellent):
Кош (BER) лучше 1 * 10 в степени -7.
- Ухудшенное (Degraded):
Кош (BER) лучше 1 * 10 в степени -3, но хуже 1 * 10 в степени -6.
- Авария (Unacceptable/Failure):
Кош (BER) хуже 1 * 10 в степени -3. При таком уровне работа канала считается невозможной.
Эксплуатационные показатели (ES и SES).
Нормы на временные интервалы с ошибками (в расчете на месяц или сутки):
ES (Errored Seconds):
Секунды, содержащие хотя бы одну ошибку. Для магистральных сетей доля таких секунд не должна превышать примерно 4-8% от общего времени измерения.
SES (Severely Errored Seconds):
Секунды с Кош (BER) хуже 1 * 10 в степени -3. Допустимое количество SES обычно менее 0,1-0,2% от общего времени измерения.
Специфические нормы по типам среды передачи.
Для ВОЛС (оптика):
Долговременная норма BER должна быть не хуже 1 * 10 в степени -10.
Для радиорелейных и спутниковых линий:
Допускается временное ухудшение до 1 * 10 в степени -6 из-за погодных условий.
Для старых медных линий или радиорелейных систем на этапе технического обслуживания:
1 * 10 в степени -7.
Оценки Кош «1РТК».
«1РТК» производит первичные мультиплексоры с 1996 года, оптические мультиплексоры с 1998 года.
В «1РТК» применяют следующие оценки качества связи для потока Е1.
- Надежная.
Кош (BER) лучше 1.8 * 10 в степени -11.
В течение суток не зафиксировано ни одной битовой ошибки.
- Нормальная.
Кош (BER) лучше 1 * 10 в степени -10.
В течение 1 часа 22 минут не зафиксировано ни одной битовой ошибки.
- Налаженная.
Кош (BER) лучше 1 * 10 в степени -9.
В течение 9 минут не зафиксировано ни одной битовой ошибки.
- Авария.
Кош (BER) хуже 1 * 10 в степени -9.
В течение 9 минут зафиксирована одна битовая ошибка или более.
В нашем примере №1, К ош = 2.7 * 10 в степени -6.
В соответствии с международными нормами качество – Ухудшенное.
В соответствии с российскими нормами качество – Ухудшенное.
В соответствии с оценкой «1РТК» – Авария.
Пример 2.
Сколько времени коэффициент битовых ошибок должен быть равен 0, чтобы качество передачи соответствовало оценке «нормальное» при передаче потока Е1 через ВОЛС.
Международная оценка качества передачи «нормальное» - Кош (BER) должен быть лучше 1 * 10 в степени -8.
Кош должен быть равен 0 в течение 8 минут и 8 секунд (488 секунд).
Российская оценка качества передачи «нормальное» - Кош (BER) должен быть лучше 1 * 10 в степени -7.
Кош должен быть равен 0 в течение 5 секунд.
Российская оценка качества передачи «нормальное» для ВОЛС - Кош (BER) должен быть лучше 1 * 10 в степени -10.
Кош должен быть равен 0 в течение 1 часа 22 минут (82 минуты).
В соответствии с оценкой «1РТК» нормальное качество связи присутствует при наличии Кош равным нулю в течение 1 часа 22 минут (82 минуты).