Технология SDH (Synchronous Digital Hierarchy) обозначает стандарт для транспорта трафика. Стандарт определяет уровни скорости прохождения сигнала синхронного транспортного модуля (Synchronous Transport Module, STM).
Стандарт также определяет физический (оптический) уровень, необходимый для совместимости оборудования от различных производителей.
Основная скорость передачи - 155,250 Мбит/с (STM-1). Более высокие скорости определяются как кратные STM-1: STM-4 - 622 Мбит/с, STM-16 - 2488,32 Мбит/с, STM-64 - 9953,28 Мбит/с.
Технология предполагает использование метода временного мультиплексирования (TDM) и кросс-коммутации тайм-слотов. При этом оконечное оборудование SDH оперирует потоками E1 (2,048 Мбит/с), к которым подключается клиентское оборудование. Основными устройствами сети являются SDH-мультиплексоры.
Важной особенностью сетей SDH является необходимость синхронизации временных интервалов трафика между всеми элементами сети. Обычно мультиплексор может синхронизироваться с любым внешним сигналом, с опорным тактовым сигналом (PRC) или с собственным внутренним генератором синхронизирующих импульсов. Синхронизация на основе опорного тактового сигнала может распространяться по цепи, в которой находится не более 20 сетевых элементов (G.803).
Выбор источника синхронизации может осуществляться либо автоматически под управлением программы, либо задаваться оператором.
При построении сетей SDH обычно используется топология сети типа «кольцо» с двумя контурами. По одному из контуров передается синхронизирующая и сигнальная информация, по другому - основной трафик. Имеются специальные механизмы резервирования сети на случай выхода из строя одного из контуров. Возможно также подключение устройств по топологии «точка-точка», однако в таком случае отказоустойчивость решения будет ниже.
Централизованное управление сетью обеспечивает полный мониторинг состояния каналов и узлов (мультиплексоров). Использование кольцевых топологий создает возможность автоматического переключения каналов при любых аварийных ситуациях на резервный путь. Оборудование SDH предусматривает возможность резервирования линии и основных аппаратных блоков по схеме 1+1, при аварии автоматически переключая трафик на резервное направление. Данное свойство значительно повышает «живучесть» сети и позволяет проводить различного типа технологические работы без перерыва трафика.
Управление конфигурацией сети, отслеживание и регистрация аварийных ситуаций осуществляются программными средствами с единой консоли управления. В функции центральной управляющей системы входят также средства поддержки тестирования каналов и контроля за качеством работы основных блоков мультиплексоров.
Сеть на базе SDH может служить в качестве транспортной сети для большинства существующих технологий высокоскоростной передачи информации по оптическим сетям (в том числе ATM и POS).
Существующее сегодня оборудование SDH способно передавать информацию со следующими линейными скоростями: 155 Мбит/c (STM-1), 622 Мбит/c (STM-4), 2,5 Гбит/c (STM-16). При этом для подключения пользователям предлагаются интерфейсы E1-E3.
Функционально мультиплексор SDH имеет два набора интерфейсов: пользовательский и агрегатный. Пользовательский набор отвечает за подключение пользователей, а агрегатный - за создание линейных межузловых соединений.
Данные интерфейсы позволяют создавать следующие базовые топологии: «кольцо», «цепочка», «точка-точка».
Из указанных базовых элементов складывается топология всей сети мультиплексоров. Сложные сети обычно имеют многоуровневую структуру. Первый уровень - оборудование доступа пользователей. Этот уровень состоит из оборудования «последней мили» и, как правило, из мультиплексоров STM-1. Оборудование «последней мили» отвечает за доведение сигнала пользователей (чаще - сигнала E1, E3) до мультиплексоров первого уровня. В роли оборудования «последней мили» обычно выступают так называемые оптические модемы, по сути являющиеся конверторами электрического сигнала в оптический и обратно. Мультиплексоры первого уровня собирают каналы пользователей для дальнейшей транспортировки. Следующий уровень могут составлять мультиплексоры уровня STM-4 и STM-16.
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.
Оптический уровень | Электрический уровень | Скорость передачи линейного сигнала (Мбит/с) | Эквивалент в SDH |
---|---|---|---|
OC-1 | STS-1 | 51.84 | - |
OC-3 | STS-3 | 155.520 | STM-1 |
OC-9 | STS-9 | 466.56 | STM-3 |
OC-12 | STS-12 | 622.08 | STM-4 |
OC-18 | STS-18 | 933.120 | STM-6 |
OC-24 | STS-24 | 1244.160 | STM-8 |
OC-36 | STS-36 | 1866.240 | STM-13 |
OC-48 | STS-48 | 2488.320 | STM-16 |
OC-96 | STS-96 | 4676.640 | STM-32 |
OC-192 | STS-192 | 9953.280 | STM-64 |
Международная организация определила стандартизованные скорости передачи:
Во всем мире представление стандартного цикла SDH: МАТРИЦА из 9 строк
Каждый цикл передается за 125 мкс!
Все циклы SDH имеют одинаковую структуру:
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.
Чтобы проиллюстрировать работу указателя, взгляните на следующий рисунок:
Тот же принцип используется и 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.
Перевод предыдущего рисунка на язык SDH:
Вы можете разместить 3 потока E3 (34 Мбит/с) в один STM1.
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.
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.
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.
Тракт высшего порядка VC4 - является элементом, по которому транспортируется контейнер C4 от одного конца сети до другого.
VC4 может относится к одному пользователю.
Вход: Низкоскоростные компонентные потоки PDH/T-канал
Выход: Высокоскоростные сигналы SDH
Вход: Синхронный сигнал STM-N
Выход: Синхронный сигнал STM-N
Восстановление передаваемого сигнала для минимизации фазового дрожания, дисперсии и др.
Вход: Синхронный сигнал STM-N на длине волны l1
Выход: Синхронный сигнал STM-N на длине волны l2
Изменяет длину волны передаваемого сигнала
Вход: Синхронный сигнал STM-N
Выход: Синхронный сигнал STM-N
Обеспечивает выделение (drop) и ввод (add) синхронных компонентных сигналов
Вход: Множество оптических сигналов STM-N
Выход: Множество оптических сигналов STM-N
Обеспечивает маршрутизацию сигналов STM-N на высоких скоростях передачи
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.
Технология SDH позволяет комбинировать вышеприведенные способы размещения с кольцами и цепями мультиплексоров ввода/вывода (ADM):
Точка-точка
Кольцо, шина, дерево и звезда
Сотовая структура
Во время автоматического переключения на резерв сеть теряет трафик ( потеря денег опера-тором).
Вот почему так важно для оператора контролировать правильное функционирование APS.
Основной параметр - длительность переключения. В рекомендации на восстановление сиг-нала отводится максимум 50 мс.
Важно знать, что наша сеть соответствует вышеперечисленным стандартам