Синхронная цифровая иерархия

Синхронная  цифровая иерархия (SDH)

Введение

Синхронная  оптическая сеть (SONET) или технология синхронной цифровой иерархии (SDH), как  ее называют в Европе - это набор  стандартов для обеспечения сопряжения оптических сетей эксплуатационных телефонных компаний (OTC).

Это набор глобальных стандартов, предназначенных  для сопряжения оборудования разных производителей (один из немногих, имеющих  отношение к телефонии).

SONET - это протокол для Северной  Америки и Японии, а SDH - определение  для Европы. Разница между SONET и SDH небольшая.

Преимущества SDH по сравнению с PDH

 
Рис.1 Принцип технологии PDH

Преимущества SDH по сравнению с PDH

 
Рис.2 Принцип технологии SDH

Преимущества SDH по сравнению с PDH

• Технология SDH основана на принципе прямого синхронного мультиплексирования.
• По существу отдельные низкоскоростные сигналы могут мультиплексироваться непосредственно в высокоскоростные сигналы SDH без промежуточных стадий мультиплексирования.
• Технология SDH более гибкая по сравнению с PDH и обеспечивает расширенные функции управления и технического обслуживания сети.
• Может использоваться в трех традиционных областях электросвязи: сети дальней связи (глобальные сети), сети местной связи и сети абонентского доступа. Также может использоваться для передачи видео трафика кабельного телевидения (CATV).

Скорости  передачи

Скорости  передачи

Международная организация определила стандартизованные  скорости передачи:

• 155,520 Мбит/с - STM-1
• 622,080 Мбит/с - STM-4
• 2,488 Гбит/с - STM-16
• 9,953 Гбит/с - STM-64

 
Рис.3 SDH: представление стандартного цикла

Во  всем мире представление стандартного цикла SDH: МАТРИЦА из 9 строк

 
Рис.4 SDH: представление стандартного цикла

 
Рис.5 Структура цикла SDH

Каждый  цикл передается за 125 мкс!

 
Рис.6 Структура цикла SDH

Все циклы SDH имеют одинаковую структуру:

 
Рис.7 Транспортный заголовок: SOH

 
Рис.8 Транспортный заголовок: RSOH

• A1 и A2: слово цикловой синхронизации
• B1: Контроль ошибок регенераторной секции
• J0: идентификатор STM1 (слово из 16 байтов)
• E1: служебный канал (канал передачи 64 кбит/с)
• F1: канал пользователя. Может использоваться для эксплуатации сети
• D1-D3: канал передачи данных со скоростью 192 кбит/с

 
Рис.9 Транспортный заголовок: MSOH

• B2: Контроль ошибок мультиплексной секции
• K1 и K2: Сигнализация автоматического переключения на резерв
• D4-D12: Канал передачи данных со скоростью 576 кбит/с
• S1: байты состояния синхронизации
• M1: Двоичный код для количества блоков с ошибками

 
Рис.10 Транспортный заголовок: Указатель AU4

Секрет  работы SDH - указатель загрузки. Компонентные потоки, приходящие на вход мультиплексора, могут быть созданы с использованием разных тактовых сигналов (с различающейся  частотой). Нет необходимости выравнивать их друг с другом или с тактовым сигналом мультиплексора. При решении этой проблемы не забывайте что это СИНХРОННАЯ сеть, и что мультиплексор находит начало цикла для каждого компонентного потока.

Транспортный  заголовок: Указатель AU4

Чтобы проиллюстрировать работу указателя, взгляните на следующий рисунок:

Транспортный  заголовок: Указатель AU4

Тот же принцип используется и в SDH:

Мультиплексирование в SDH

Технология SDH использует новый способ мультиплексирования  низкоскоростных сигналов в более высокоскоростной сигнал. Он имеет механизмы, позволяющие обрабатывать компо-нентные потоки, которые имеют неодинаковую частоту тактового сигнала.

Мультиплексирование в SDH

Перевод предыдущего рисунка на язык SDH:

Мультиплексирование в SDH

Мультиплексирование в SDH: другой пример (E3=>STM1)

Вы  можете разместить 3 потока E3 (34 Мбит/с) в один STM1.

Мультиплексирование в SDH: другой пример (E3=>STM1)

Карта мультиплексирования  в SDH

Что такое "сцепка"?

Каковы  отличительные возможности "сцепки"?

Каковы  отличительные возможности "сцепки"?

Каковы  отличительные возможности "сцепки"?

Каковы  отличительные возможности "сцепки"?

Что такое "Выравнивание"?

В теории скорость передачи E4 должна быть равна скорости передачи C4.

Однако  на практике скорость передачи E4 может  быть немного выше или ниже теоретиче-ского  значения для скорости.

Если  Вы хотите адаптироваться к изменению  скорости, Вам необходима специальная  систе-ма, называемая "выравниванием", всякий раз, как Вы собираетесь размещать компонентный поток в контейнер SDH.

 
 
 

Что такое "Выравнивание"?

 
JUST - выравнивание

Что такое "Выравнивание"?

Основы  архитектуры SDH

Основы  архитектуры SDH: Регенераторная секция

Регенераторная  секция - базовый сегмент сети SDH.

Это наименьший элемент, управляемый системой.

В каждом регенераторе осуществляется контроль дефектов, таких как пропадание сигнала, пропадание цикловой синхронизации, блоки  с ошибками B1 :

При прохождении через регенератор  выполняется полный пересчет RSOH.

Основы  архитектуры SDH: Мультиплексная секция

Мультиплексная  секция - это элемент сети, ограниченный двумя узлами, в которых выпол-няется обработка загрузки STM-N.

Обнаруживаются  дефекты и блоки с ошибками, генерируется специальный аварийный  сиг-нал в прямом и обратном направлении передачи.

Осуществляется  управление автоматическим переключением  на резерв с помощью байтов K1 и K2.

Выполняется регенерация всего SOH.

Основы  архитектуры SDH: Тракт  высшего порядка VC4

Тракт высшего порядка VC4 - является элементом, по которому транспортируется контейнер C4 от одного конца сети до другого.

VC4 может относится к одному пользователю.

Оборудование SDH: Оконечный мультиплексор

Вход: Низкоскоростные компонентные потоки PDH/T-канал

Выход: Высокоскоростные сигналы SDH

Оборудование SDH: Регенератор

Вход: Синхронный сигнал STM-N

Выход: Синхронный сигнал STM-N

Восстановление  передаваемого сигнала для минимизации  фазового дрожания, дисперсии и др.

Оборудование SDH: Ретранслятор (преобразователь  длины волны)

Вход: Синхронный сигнал STM-N на длине волны l1

Выход: Синхронный сигнал STM-N на длине волны l2

Изменяет  длину волны передаваемого сигнала

Оборудование SDH: Мультиплексор  ввода/вывода

Вход: Синхронный сигнал STM-N

Выход: Синхронный сигнал STM-N

Обеспечивает выделение (drop) и ввод (add) синхронных компонентных сигналов

Оборудование SDH: Аппаратура оперативных  переключений

Вход: Множество оптических сигналов STM-N

Выход: Множество оптических сигналов STM-N

Обеспечивает  маршрутизацию сигналов STM-N на высоких скоростях передачи

Топология сети

В традиционных сетях используются следующие  способы размещения оборудования: точка-точка, сотовая структура и концентратор (т.е. типа звезда):

Технология SDH позволяет использовать данные структуры  наиболее полно.

Топология сети

Технология SDH позволяет комбинировать вышеприведенные  способы размещения с кольцами и  цепями мультиплексоров ввода/вывода (ADM):

Топология сети

Точка-точка

• Большая пропускная способность (при использовании DWDM)
• Малое число линий связи
• Пример: Межконтинентальные подводные линии связи