SDH - Синхронная цифровая иерархия (Часть 1)

PDH, STM1, Терминальный мультиплексор, Sonet, Мультиплексор ввода-вывода, SDH

Характерные для технологии PDH недостатки были учтены и преодолены разработчиками технологии синхронных оптических сетей (Synchronous Optical NET, SONET), первый вариант стандарта которой появился в 1984 г. Затем она была стандартизована комитетом Т-1 института ANSI. В результате длительной работы ITU-T и ETSI удалось подготовить международный стандарт SDH (Synchronous Digital Hierarchy — синхронная цифровая иерархия).

Основными целями разработчиков SDH были:

• Преемственность существующих цифровых каналов Т1-Т3 Е1-Е3
• Обеспечение иерархии скоростей, значительно превышающих скорости плезиохронной цифровой иерархии (PDH)

Иерархия скоростей

В стандарте SDH все уровни скоростей (и, соответственно, форматы кадров для этих уровней) имеют общее название STM-N (Synchronous Transport Module level N — синхронный транспортный модуль уровня N). В технологии SONET существует два обозначения для уровней скоростей: название STS-N (Synchronous Transport Signal level N — синхронный транспортный сигнал уровня N) употребляется в случае передачи данных электрическим сигналом, а название OC-N (Optical Carrier level N — оптоволоконная линия связи уровня N) используют в случае передачи данных по волоконно-оптическому кабелю.

Иерархия скоростей SDH Иерархия скоростей SDH разрабатывалась изначально с расчетом на то, чтобы наименьший кадр SDH, то есть STM-1 был способен передавать наибольший кадр PDH в Европейском варианте. При этом схема мультиплексирования учитывала как упаковку потоков Т1-Т3, так потоков Е1-Е3.

Схема мультиплексирования данных в SDH
VC – Virtual Container
TU – Tributary Unit
AU – Administrative Unit

Таблицы кросс-коммутации

Виртуальные контейнеры являются единицей коммутации мультиплексоров SDH. В каждом мультиплексоре существует таблица соединений (называемая также таблицей кросс-соединений), в которой указано, например, что контейнер VC-12 порта Р1 соединен с контейнером VC12 порта Р5, а контейнер VC3 порта Р8 — с контейнером VC3 порта Р9. Таблицу соединений формирует администратор сети с помощью системы управления или управляющего терминала на каждом мультиплексоре так, чтобы обеспечить сквозной путь между конечными точками сети, к которым подключено пользовательское оборудование.

Указатель

Помимо блоков данных PDH в виртуальный контейнер помещается еще некоторая служебная информация, в частности заголовок пути (Path OverHead, РОН). Также AU и TU содержат дополнительный заголовок с указателем, который указывает на начало полезной нагрузки в VC. Данный указатель позволяет совместить в рамках одной сети синхронный характер SDH и асинхронный характер PDH.

Именно благодаря системе указателей мультиплексор находит положение пользовательских данных в синхронном потоке байтов кадров STM-N и «на лету» извлекает их оттуда, чего механизм мультиплексирования, применяемый в PDH, делать не позволяет. Следовательно в линиях связи, построенных на основе сетей SDH значительно уменьшается количество активного оборудования, поскольку затраты на извлечение пользовательского канала из общего потока значительно ниже, чем в сетях PDH.

Типы оборудования

мультиплексор SDH Мультиплексоры сетей SDH разделяются на:

• терминальные мультиплексоры, которые оконечивают линию и производят ввод-вывод всех потоков в линии связи;
• мультиплексоры ввода-вывода, которые отвечают за ввод-вывода лишь части потоков для конечных пользователей.

У мультиплексоров имеются порты ввода-вывода, называемые также трибутарными портами, а также агрегатные, то есть линейные порты.

Мультиплексоры SDH
Terminal Multiplexer, ТМ
Add-Drop Multiplexer, ADM

Стек протоколов SDH

Стек протоколов SDH состоит из протоколов 4-х уровней. Эти уровни никак не соотносятся с уровнями модели OSI, для которой вся сеть SDH представляется как оборудование физического уровня.

• Фотонный уровень - имеет дело с кодированием битов информации путем модуляции света.
• Уровень секции - поддерживает физическую целостность сети;
• Уровень линии - отвечает за передачу данных по линии между двумя мультиплексорами сети;
• Уровень тракта - отвечает за доставку данных между двумя конечными пользователями сети.

Стек протоколов SDH

Структура кадра STM-1

Структура кадра STM-1 Кадр обычно представляют в виде матрицы, состоящей из 270 столбцов и 9 строк.

Первые 9 байт каждой строки отводятся под служебные данные заголовков, из последующих 261 байт 260 отводятся под полезную нагрузку (данные таких структур, как AUG, AU, TUG, TU и VC), а один байт каждой строки — под заголовок тракта, что позволяет контролировать соединение «из конца в конец».

RSOH - заголовок регенераторной секции.
MSOH - заголовок мультиплексной секции.