Комп'ютерні мережі

Синхронна цифрова ієрархія (SDH - Synchronous Digital Hierarchy, SONET) - це система передачі даних, заснована на синхронізації за часом надсилає, та пристрою. Стандарти СЦІ визначають характеристики цифрових сигналів, включаючи структуру фреймів (циклів), метод мультиплексування, ієрархію цифрових швидкостей і кодові шаблони інтерфейсів і т.д.

25.1. Інтерфейс

Електричні інтерфейси

Стандартизація інтерфейсів визначає можливість з'єднання різного обладнання різних виробників. Система SDH забезпечує універсальні стандарти для мережевих вузлових інтерфейсів, включаючи стандарти на рівні цифрових швидкостей, структуру фрейму, метод мультиплексування, лінійні інтерфейси, моніторинг і управління. Тому SDH обладнання різних виробників може легко з'єднуватися і встановлюватися в одній лінії, що найкращим чином демонструє системну сумісність.

Система SDH забезпечує стандартні рівні інформаційних структур, тобто набір стандартних швидкостей. Базовий рівень швидкості - STM-1 (155,52 Мбіт/с). Цифрові швидкості більш високих рівнів визначаються множенням швидкості потоку STM-1, відповідно, на 4, 16, 64 і т. Д .: STM-4 (622 Мбіт/с), STM-16 (2,5 Гбіт/с), STM -64 (10 Гбіт/с) і STM-256 (40 Гбіт/с).

Оптичні інтерфейси

Лінійні (оптичні) інтерфейси працюють, використовуючи універсальні стандарти. Лінійний сигнал тільки скремблируется (англ. Scrambled - шифрувати, перемішувати), вставки надлишкового коду немає.

Стандарт скремблювання - універсальний. Тому і на прийомі, і на передачі повинні використовуватися стандартні скремблер і дескремблер. Мета скремблювання - зробити ймовірність виникнення «1» біта і «0» біта близької до 50% для полегшення вилучення синхросигналу з лінійного сигналу. Оскільки лінійний сигнал тільки скремблируется, лінійна швидкість сигналу SDH відповідає стандартній швидкості сигналу на електричному інтерфейсі SDH. Таким чином, споживання оптичної потужності передають лазерами залишається незмінним, проте, знижується їх тепловиділення (так як виключається можливість проходження великої кількості «1» поспіль), що збільшує їх ресурс. Ще однією причиною по якій використовується скремблирование - тривала послідовність «1» («0») автоматичної петлею регулювання посилення сприймається як збільшення (зменшення) рівня вхідного сигналу, що може привести до неправильної регулюванню.

25.2. Як працює SDH

Процедура контейнірованія навантаження

Вся інформація в системі SDH передається в контейнерах. Контейнер являє собою структуровані дані, що передаються в системі. Якщо система PDH генерує трафік, який потрібно передати по системі SDH, то дані PDH так і SDH спочатку структуруються в контейнери, а потім до контейнера додається заголовок і покажчики, в результаті утворюється синхронний транспортний модуль STM-1. За мережі контейнери STM-1 передаються в системі SDH різних рівнів (STM-n), але у всіх випадках раз сформований STM-1 може тільки складатися з іншим транспортним модулем, тобто має місце мультиплексування транспортних модулів.

Поняття віртуального контейнера

Ще одне важливе поняття, безпосередньо пов'язане із загальним розумінням технології SDH - це поняття віртуального контейнера VC.В результаті додавання до контейнера трактового (маршрутного) заголовка виходить віртуальний контейнер. Віртуальні контейнери знаходяться в ідеологічній і технологічного зв'язку з контейнерами, так що контейнеру C-12 відповідає віртуальний контейнер VC-12 (передача потоку E1), C-3 - VC-3 (передача потоку E3), C-4 - контейнер VC-4 (передача потоку STM-1).

Метод мультиплексування

Оскільки низькошвидкісні сигнали PDH мультиплексируются в структуру фрейму високошвидкісних сигналів SDH допомогою методу побайтового мультиплексування, їх розташування у фреймі високошвидкісного сигналу фіксоване і визначено або, скажімо, передбачувано. Тому низкоскоростной сигнал SDH, наприклад 155 Мбіт/с (STM-1) може бути безпосередньо доданий або виділений з високошвидкісного сигналу, наприклад 2.5 Гбіт/с (STM-16). Це спрощує процес мультиплексування і демультиплексування сигналу і робить SDH ієрархію особливо підходящої для високошвидкісних волоконно-оптичних систем передачі, що володіють великою продуктивністю.

Оскільки прийнятий метод синхронного мультиплексування і гнучкого відображення структури, низькошвидкісні сигнали PDH (наприклад, 2Мбіт/с) також можуть бути мультиплексованих в сигнал SDH (STM-N). Їх розташування у фреймі STM-N також передбачувано. Тому низкоскоростной трибутарних сигнал (аж до сигналу DS-0, тобто одного тайм-слота PDH, 64 kbps) може бути безпосередньо доданий або вилучений з сигналу STM-N. Зауважте, що це не одне і те ж з вищеописаним процесом додавання / виділення низької сигналу SDH в/з високошвидкісного сигналу SDH. Тут це відноситься до прямого додавання/виділенню низької трибутарних сигналу такого як 2Мбіт/с, 34Мбіт/с і 140Мбіт/с в/з сигналу SDH. Це усуває необхідність використання великої кількості обладнання мультиплексування/ демультиплексування (взаємопов'язаного), підвищує надійність і зменшує ймовірність погіршення якості сигналу, знижує вартість, споживання потужності і складність обладнання. Додавання/виділення послуг в подальшому спрощується.

Цей метод мультиплексування допомагає виконувати функцію цифрової крос-комутації (DXC) і забезпечує мережу потужної функцією самовідновлення. Абонентів можна динамічно поєднувати відповідно до потреб і виконувати відстеження трафіку в реальному часі.

25.3. Оперування, адміністрування і техобслуговування

Для функцій оперування, адміністрування і техобслуговування (ОАМ) в структурі фрейму сигналу SDH організовані численні біти. Це набагато полегшує функцію мережевого моніторингу, тобто автоматичне техобслуговування. Кілька надлишкових бітів повинні бути додані під час лінійного кодування для моніторингу робочих характеристик лінії, оскільки зовсім мало байтів організовано в сигналі PDH. Наприклад, в структурі фрейму сигналу PCM30/32 тільки біти в TS0 і TS16 використовуються для функцій OAM.

Численні заголовки в сигналах SDH становлять 1/20 від загальної кількості байтів у фреймі. Це набагато полегшує функцію ОАМ, таким чином знизивши системи техобслуговування, що дуже важливо, так як вона становить значну частину від загальної вартості обладнання.

25.4. Сумісність

SDH має високу сумісність. Це означає, що мережа передачі SDH і існуюча мережа PDH можуть працювати спільно, поки йде встановлення мережі передачі SDH. Мережа SDH може бути використана для передачі послуг PDH, а також сигналів інших ієрархій, таких як ATM, Ethernet і FDDI.

Базовий транспортний модуль (STM-1) може розміщувати і три типи сигналів PDH, і сигнали ATM, FDDI, DQDB. Це обумовлює двосторонню сумісність і гарантує безперебійний перехід від мережі PDH до мережі SDH і від SDH до АТМ. Для розміщення сигналів цих ієрархій SDH мультиплексирует низькошвидкісні сигнали різних ієрархій в структуру фрейма STM-1 сигналу на кордоні мережі (стартова точка - точка введення) і потім демультіплексіруются їх на кордоні мережі (кінцева точка - точка виведення). Таким чином цифрові сигнали різних ієрархій можуть бути передані по мережі передачі SDH.

25.5. Захист

У системах SDH термін «захист» використовується для опису способу підвищення надійності мережі. Для цього всі мережі SDH намагаються будувати у вигляді замкнутих кілець, передача по яких ведеться одночасно в обох напрямках. При цьому в разі пошкодження кабелю мережа продовжує працювати. Всупереч поширеній думці, ці можливості доступні і в обладнанні PDH деяких вендорів.

Зворотною стороною такого підвищення надійності є зменшення кількості резервних оптичних волокон в кабелях мережі.