SDH – синхронна цифрова ієрархія (частина 1)

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

Характерні для технології PDH недоліки були враховані та подолані розробниками технології синхронних оптичних мереж (Synchronous Optical NET, SONET), перший варіант стандарту якої з'явився в 1984 році. Потім вона була стандартизована комітетом Т-1 інституту ANSI. В результаті тривалої роботи ITU-T та ETSI вдалося підготувати міжнародний стандарт SDH (Synchronous Digital Hierarchy – синхронна цифрова ієрархія).

Основними цілями розробників SDH були:

• Наступність існуючих цифрових каналів Т1-Т3 Е1-Е3
• Забезпечення ієрархії швидкостей, що значно перевищують швидкість плезіохронної цифрової ієрархії (PDH)

Ієрархія швидкостей

У стандарті SDH всі рівні швидкостей (і відповідно формати кадрів для цих рівнів) мають загальну назву STM-N (Synchronous Transport Module level N - синхронний транспортний модуль рівня N). У технології SONET існує два позначення для рівнів швидкостей: назва STS-N (Synchronous Transport Signal level N - синхронний транспортний сигнал рівня N) використовується у разі передачі даних електричним сигналом, а назва OC-N (Optical Carrier level N - оптоволоконна лінія зв'язку рівня N) використовують у разі передачі даних по волоконно-оптичному кабелю.

Ієрархія швидкостей SDH Ієрархія швидкостей SDH розроблялася спочатку з розрахунком на те, щоб найменший кадр SDH, тобто STM-1 був здатний передавати найбільший кадр PDH у Європейському варіанті. При цьому схема мультиплексування враховувала як упаковку потоків Т1-Т3 так потоків Е1-Е3.

Схема мультиплексування даних у SDH
VC - Віртуальний контейнер
ТУ – Притокова одиниця
AU – Administrative Unit

Таблиці крос-комутації

Віртуальні контейнери є одиницею комутації мультиплексорів SDH. У кожному мультиплексорі існує таблиця з'єднань (називається також таблицею крос-з'єднань), в якій зазначено, наприклад, що контейнер VC-12 порту Р1 з'єднаний з контейнером VC12 порту Р5, а контейнер VC3 порту Р8 - з контейнером VC3 порту Р9. Таблицю з'єднань формує адміністратор мережі за допомогою системи управління або керуючого терміналу на кожному мультиплексорі так, щоб забезпечити наскрізний шлях між кінцевими точками мережі, до яких підключено обладнання.

Вказівник

Крім блоків даних PDH у віртуальний контейнер міститься ще деяка службова інформація, зокрема заголовок шляху (Path OverHead, РОН). Також AU та TU містять додатковий заголовок з покажчиком, який вказує на початок корисного навантаження у VC. Цей покажчик дозволяє поєднати в межах однієї мережі синхронний характер SDH та асинхронний характер PDH.

Саме завдяки системі покажчиків мультиплексор знаходить становище даних у синхронному потоці байтів кадрів STM-N і «на льоту» витягує їх звідти, чого механізм мультиплексування, застосовуваний в PDH, робити не дозволяє. Отже, в лініях зв'язку, побудованих на основі мереж SDH, значно зменшується кількість активного обладнання, оскільки витрати на вилучення користувача каналу із загального потоку значно нижчі, ніж у мережах PDH.

Типи обладнання

мультиплексор SDH Мультиплексори мереж SDH поділяються на:

• термінальні мультиплексори, які кінець лінію і виробляють введення-виведення всіх потоків у лінії зв'язку;
• Мультиплексори вводу-виводу, які відповідають за введення-виводу лише частини потоків для кінцевих користувачів.

У мультиплексорів є порти вводу-виводу, звані трибутарними портами, і навіть агрегатні, тобто лінійні порти.

Мультиплексори SDH
Термінальний мультиплексор, ТМ
Add-Drop Multiplexer, ADM

Стек протоколів SDH

Стек протоколів SDH складається з протоколів 4 рівнів. Ці рівні не співвідносяться з рівнями моделі OSI, на яку вся мережа SDH представляється як обладнання фізичного рівня.

• Фотонний рівень – має справу з кодуванням бітів інформації шляхом модуляції світла.
• рівень секції - підтримує фізичну цілісність мережі;
• рівень лінії - відповідає за передачу даних по лінії між двома мультиплексорами мережі;
• Рівень тракту - відповідає за доставку даних між двома кінцевими користувачами мережі.

Стек протоколів SDH

Структура кадру STM-1

Структура кадру STM-1 Кадр зазвичай представляють як матриці, що складається з 270 стовпців і 9 рядків.

Перші 9 байт кожного рядка відводяться під службові дані заголовків, з наступних 261 байт 260 відводяться під корисне навантаження (дані таких структур, як AUG, AU, TUG, TU та VC), а один байт кожного рядка - під заголовок тракту, що дозволяє контролювати з'єднання «з кінця до кінця».

RSOH – заголовок регенераторної секції.
MSOH – заголовок мультиплексної секції.