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Gerarchia digitale sincrona

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Rack multiplexer I/O SDH Alcatel STM-16

Synchronous Digital Hierarchy (SDH: SDH  - Synchronous Digital Hierarchy , SONET) è un sistema di trasmissione dati basato sulla sincronizzazione temporale dei dispositivi trasmittenti e riceventi . Gli standard SDH definiscono le caratteristiche dei segnali digitali , inclusa la struttura dei frame (cicli), il metodo di multiplexing , la gerarchia della velocità digitale e i modelli di codice dell'interfaccia , ecc.

Interfacce

Interfacce elettriche

La standardizzazione delle interfacce determina la possibilità di collegare varie apparecchiature di diversi produttori. Il sistema SDH fornisce standard universali per le interfacce dei nodi di rete , inclusi standard a livello di bit rate , struttura del frame, metodo di multiplexing, interfacce di linea, monitoraggio e controllo . Pertanto, le apparecchiature SDH di diversi produttori possono essere facilmente collegate e installate su un'unica linea, il che dimostra al meglio la compatibilità del sistema.

Il sistema SDH fornisce livelli standard di strutture informative, ovvero un insieme di tariffe standard. Il livello base di velocità è STM-1 (155,52 Mbps ) [1] . Le velocità in bit di livello superiore sono determinate moltiplicando la velocità in bit STM-1 rispettivamente per 4, 16, 64, ecc.: STM-4 (622 Mbps ), STM-16 (2,5 Gbps ), STM -64 (10 Gb/s ) e STM-256 (40 Gb/s ).

Interfacce ottiche

Le interfacce lineari (ottiche) funzionano utilizzando standard universali. Il segnale di linea è solo scrambled ( eng.  scrambled  - encrypt , mix), non c'è inserimento di codice ridondante.

Lo standard di scrambling  è universale. Pertanto, lo scrambler e il descrambler standard devono essere utilizzati sia in ricezione che in trasmissione. Lo scopo dello scrambling è di rendere la probabilità di occorrenza di un bit "1" e un bit "0" vicino al 50% per facilitare l'estrazione del segnale di clock dal segnale di linea. Poiché il segnale di linea è solo criptato, la velocità di linea del segnale SDH corrisponde alla velocità del segnale standard sull'interfaccia elettrica SDH. Pertanto, il consumo di potenza ottica da parte dei laser trasmittenti rimane invariato, tuttavia si riduce il loro rilascio di calore (poiché è esclusa la possibilità di seguire un numero elevato di "1" di seguito), il che aumenta la loro risorsa . Un altro motivo per cui viene utilizzata la codifica è che una lunga sequenza "1" ("0") viene percepita dal circuito di controllo automatico del guadagno come un aumento (diminuzione) del livello del segnale di ingresso, che può portare a una regolazione errata.

Come funziona SDH

Procedura di contenimento del carico

Tutte le informazioni nel sistema SDH vengono trasmesse in container. Un contenitore è costituito da dati strutturati che vengono passati in un sistema. Se il sistema PDH genera traffico che deve essere trasmesso sul sistema SDH, i dati PDH, come SDH, vengono prima strutturati in contenitori, quindi al contenitore vengono aggiunti un'intestazione e dei puntatori, risultando in un trasporto sincrono STM-1 modulo. I container STM-1 vengono trasmessi sulla rete nel sistema SDH di diversi livelli (STM-n), ma in tutti i casi l'STM-1 sciolto può essere combinato solo con un altro modulo di trasporto, ovvero avviene il multiplexing dei moduli di trasporto .

Il concetto di contenitore virtuale

Un altro concetto importante che è direttamente correlato alla comprensione generale della tecnologia SDH è il concetto di contenitore virtuale VC . Come risultato dell'aggiunta di un'intestazione di percorso (percorso) al contenitore, si ottiene un contenitore virtuale. I contenitori virtuali sono in connessione ideologica e tecnologica con i contenitori, in modo che il contenitore C-12 corrisponda al contenitore virtuale VC-12 ( trasmissione flusso E1 ), C-3  - VC-3 (trasmissione flusso E3), C-4 - VC -4  container (trasmissione del flusso STM-1).

Concetto di percorso

Metodo multiplexing

Poiché i segnali PDH a bassa frequenza sono multiplexati nella struttura di trama dei segnali SDH ad alta frequenza mediante il metodo di multiplexing di byte, la loro posizione nella trama di segnali ad alta frequenza è fissa e definita o, per così dire, prevedibile. Pertanto, un segnale SDH a ​​bassa velocità come 155 Mbps (STM-1) può essere aggiunto o sottratto direttamente da un segnale ad alta velocità come 2,5 Gbps (STM-16). Ciò semplifica il processo di multiplexing e demultiplexing del segnale e rende la gerarchia SDH particolarmente adatta per sistemi di trasmissione in fibra ottica ad alta velocità e capacità.

Poiché è stato adottato il metodo del multiplexing sincrono e della mappatura della struttura flessibile, i segnali PDH a bassa velocità (ad esempio, 2 Mbps) possono anche essere multiplexati in un segnale SDH (STM-N). Anche la loro posizione nel frame STM-N è prevedibile. Pertanto, un segnale tributario a bassa velocità (fino al segnale DS-0, ovvero un intervallo di tempo PDH , 64 kbps) può essere aggiunto o estratto direttamente dal segnale STM-N. Si noti che questo non è lo stesso del processo precedente di aggiunta/estrazione di un segnale SDH a ​​bassa velocità a/da un segnale SDH ad alta velocità. Qui si riferisce all'aggiunta/estrazione diretta di un segnale tributario a bassa velocità come 2Mbps, 34Mbps e 140Mbps al/dal segnale SDH. Ciò elimina la necessità di un gran numero di apparecchiature di multiplexing/demultiplexing (interconnesse), migliora l'affidabilità e riduce la possibilità di degradazione del segnale, riduce i costi, il consumo energetico e la complessità delle apparecchiature. L'aggiunta/selezione dei servizi è ulteriormente semplificata.

Multiplexing diretto nei sistemi SDH

Questa tecnica di multiplexing aiuta a eseguire la funzione di connessione incrociata digitale ( DXC ) e fornisce alla rete una potente funzione di autoriparazione. Gli abbonati possono essere collegati dinamicamente in base alle esigenze ed è possibile eseguire il monitoraggio del traffico in tempo reale.

Funzionamento, amministrazione e manutenzione

Per le funzioni di funzionamento, amministrazione e manutenzione (OAM), nella struttura a trama del segnale SDH sono organizzati numerosi bit . Ciò facilita notevolmente la funzione di monitoraggio della rete, ovvero la manutenzione automatica. Alcuni bit ridondanti devono essere aggiunti durante la codifica della linea per monitorare le prestazioni della linea, poiché nel segnale PDH sono organizzati pochissimi byte. Ad esempio, nella struttura del frame del segnale PCM30/32, solo i bit in TS0 e TS16 vengono utilizzati per le funzioni OAM.

Le intestazioni multiple nei segnali SDH costituiscono 1/20 del numero totale di byte in un frame. Ciò facilita notevolmente la funzione OAM e riduce il costo del sistema di manutenzione, che è molto importante, poiché rappresenta una parte significativa del costo totale dell'apparecchiatura.

Compatibilità

SDH ha un'elevata compatibilità. Ciò significa che la rete di trasmissione SDH e la rete PDH esistente possono lavorare insieme mentre la rete di trasmissione SDH è stabilita. Una rete SDH può essere utilizzata per trasportare servizi PDH e segnali da altre gerarchie come ATM , Ethernet ( Ethernet over SDH [en] , 10GBASE-W ) e FDDI .

Il modulo di trasporto di base (STM-1) può ospitare tre tipi di segnali PDH, nonché segnali ATM, FDDI, DQDB. Ciò fornisce compatibilità bidirezionale e assicura una transizione senza interruzioni da PDH a SDH e da SDH ad ATM. Per accogliere i segnali di queste gerarchie, SDH esegue il multiplexing dei segnali a bassa velocità delle diverse gerarchie in una struttura del frame di segnali STM-1 sul bordo della rete (punto iniziale - punto di ingresso) e quindi li demultipla sul bordo della rete (punto finale - punto di uscita). In questo modo, sulla rete di trasmissione SDH possono essere trasmessi segnali digitali di diverse gerarchie.

Difesa

Nei sistemi SDH, il termine "sicurezza" viene utilizzato per descrivere un modo per migliorare l'affidabilità della rete. Per fare ciò, cercano di costruire tutte le reti SDH sotto forma di anelli chiusi, la cui trasmissione avviene contemporaneamente in entrambe le direzioni. In questo caso, in caso di guasto del cavo, la rete continua a funzionare. Contrariamente alla credenza popolare, queste caratteristiche sono disponibili anche in apparecchiature PDH di alcuni produttori.

Lo svantaggio di questo aumento dell'affidabilità è la riduzione del numero di fibre ottiche ridondanti nei cavi di rete.

SONET e SDH utilizzano schemi di protezione: 1+1, 1:N, UPSR, SNCP , BLSR / MS-SPRing [2] .

Note

  1. ^ Yu. A. Semenov (ITEF-MIPT). 4.3.6 Collegamenti SDH/SONET sincroni . Estratto l'8 settembre 2017 Archiviata dall'originale il 10 settembre 2017.
  2. ^ Ramaswami, Sivarajan, 2002 , p. 542.

Letteratura

Collegamenti

Fonte — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Synchronous_Digital_Hierarchy&oldid=124577609