2.3 Контрольные вопросы

1. Какое оборудование входит в состав РРС?

2. Перечислите виды модуляции, применяемые в ЦРРС SDH.

3. Какие варианты станций могут быть реализованы при применении модуля доступа МД1-6?

4. В каком частотном диапазоне работает оборудование МИК-РЛ7С?

3 Синхронная цифровая иерархия (sdh). Краткая информация

3.1 Общие сведения

Cовременные цифровые сети строятся на основе трех основных технологий: плезиохронной иерархии (PDH), синхронной иерархии (SDH) и асинхронного режима переноса (передачи) (ATM). Из перечисленных технологий только первые две в настоящее время могут рассматриваться как основа построения цифровой первичной сети.

Технология ATM как технология построения первичной сети является пока молодой и до конца не опробованной. Эта технология отличается от технологий PDH и SDH тем, что охватывает не только уровень первичной сети, но и технологию вторичных сетей, в частности, сетей передачи данных и широкополосной ISDN (B-ISDN). В результате при рассмотрении технологии ATM трудно отделить ее часть, относящуюся к технологии первичной сети, от части, тесно связанной со вторичными сетями.

Рассмотрим более подробно историю построения и отличия плезиохронной и синхронной цифровых иерархий. Схемы ПЦИ были разработаны в начале 80-х годов прошлого столетия. Всего их было три: 1) принята в США и Канаде, в качестве скорости сигнала первичного цифрового канала ПЦК (DS1) была выбрана скорость 1544 кбит/с и давала последовательность DS1 - DS2 - DS3 - DS4 или последовательность вида: 1544 - 6312 - 44736 - 274176 кбит/с. Это позволяло передавать соответственно 24, 96, 672 и 4032 канала DS0 (ОЦК 64 кбит/с); 2) принята в Японии, использовалась та же скорость для DS1; давала последовательность DS1 - DS2 - DSJ3 - DSJ4 или последовательность 1544 - 6312 - 32064 - 97728 кбит/с, что позволяло передавать 24, 96, 480 или 1440 каналов DS0;

3) принята в Европе и Южной Америке, в качестве первичной была выбрана скорость 2048 кбит/с и давала последовательность E1 - E2 - E3 - E4 - E5 или 2048 - 8448 - 34368 - 139264 - 564992 кбит/с. Указанная иерархия позволяла передавать 30, 120, 480, 1920 или 7680 каналов DS0.

Комитетом по стандартизации ITU - T был разработан стандарт, согласно которому:

- во-первых, были стандартизированы три первых уровня первой иерархии, четыре уровня второй и четыре уровня третьей иерархии в качестве основных, а также схемы кросс-мультиплексирования иерархий; - во-вторых, последние уровни первой и третьей иерархий не были рекомендованы в качестве стандартных. Указанные иерархии известны под общим названием – плезиохронная цифровая иерархия (PDH) (таблица 3.1).

Таблица 3.1 – Плезиохронная цифровая иерархия

Уровень цифровой иерархии	Скорости передачи, соответствующие различным схемам цифровой иерархии
	AC: 1544 kbit/s	ЯС: 1544 kbit/s	EC: 2048 kbit/s
0	64	64	64
1	1544	1544	2048
2	6312	6312	8448
3	44736	32064	34368
4	---	97728	139264

Примечание: АС-американская; ЯС-японская; ЕС-европейская.

Но PDH обладала рядом недостатков, а именно:

- затруднённый ввод/вывод цифровых потоков в промежуточных пунктах; - отсутствие средств сетевого автоматического контроля и управления; - многоступенчатое восстановление синхронизма требует достаточно большого времени;

Также можно считать недостатком наличие трёх различных иерархий.

Указанные недостатки PDH, а также ряд других факторов привели к разработке в США ещё одной иерархии – иерархии синхронной оптической сети SONET, а в Европе аналогичной синхронной цифровой иерархии SDH, предложенными для использования на волоконно-оптических линиях связи(ВОЛС).

Но из-за неудачно выбранной скорости предачи для STS-1, было принято решение – отказаться от создания SONET, а создать на её основе SONET/SDH со скоростью передачи 51,84 Мбит/с первого уровня ОС1 этой СЦИ. В результате OC3 SONET/SDH соответствовал STM-1 иерархии SDH. Скорости передач иерархии SDH представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Синхронная цифровая иерархия

Уровень SDH	Скорость передачи, Мбит/с
STM-1	155,520
STM-4	622,080
STM-8	1244,160
STM-12	1866,240
STM-16	2488,320

Иерархии PDH и SDH взаимодействуют через процедуры мультиплексирования и демультиплексирования потоков PDH в системы SDH.

Основным отличием системы SDH от системы PDH является переход на новый принцип мультиплексирования. Система PDH использует принцип плезиохронного (или почти синхронного) мультиплексирования, согласно которому для мультиплексирования, например, четырех потоков Е1 (2048 кбит/с) в один поток Е2 (8448 кбит/с) производится процедура выравнивания тактовых частот приходящих сигналов методом стаффинга. В результате при демультиплексировании необходимо производить пошаговый процесс восстановления исходных каналов. Например, во вторичных сетях цифровой телефонии наиболее распространено использование потока Е1. При передаче этого потока по сети PDH в тракте ЕЗ необходимо сначала провести пошаговое мультиплексирование Е1-Е2-ЕЗ, а затем – пошаговое демультиплексирование ЕЗ-Е2-Е1 в каждом пункте выделения канала Е1.

В системе SDH производится синхронное мультиплексирование и демультиплексирование, которое позволяет организовывать непосредственный доступ к каналам PDH, которые передаются в сети SDH. Но это довольно важное и простое нововведение в технологии привело к тому, что в целом технология мультиплексирования в сети SDH намного сложнее, чем технология в сети PDH, усилились требования по синхронизации и параметрам качества среды передачи и системы передачи, а также увеличилось количество параметров, существенных для работы сети.

3.2 Общие особенности построения синхронной иерархии

Несмотря на очевидные преимущества сетей СЦИ перед сетями ПЦИ, они не имели бы такого успеха, если бы не обеспечивали преемственность и поддержку стандартов ПЦИ.

Итак, первая особенность иерархии SDH – поддержка в качестве входных сигналов каналов доступа только трибов PDH и SDH. Под трибом (компонентным сигналом) понимается цифровой сигнал доступа, скорость передачи которого соответствует иерархии PDH или SDH.

Вторая особенность – процедура формирования структуры фрейма (цикла). Два правила относятся к разряду общих: при наличии иерархии структур структура верхнего уровня может строиться из структур нижнего уровня, несколько структур того же уровня могут быть объединены в одну более общую структуру. Например, на входе мультиплексора доступа имеем трибы ПЦИ, которые должны быть упакованы в оболочку фрейма так, чтобы их можно было легко ввести и вывести в нужном месте с помощью мультиплексора ввода-вывода. Для этого сам фрейм достаточно представить в виде некоторого контейнера стандартного размера (в силу синхронности его размеры не должны меняться), имеющего сопровождающую документацию – заголовок, где собраны все необходимые для управления и маршрутизации контейнера поля-параметры, и внутреннюю емкость для размещения полезной нагрузки, где должны располагаться однотипные контейнеры меньшего размера (нижних уровней), которые тоже должны иметь некий заголовок и полезную нагрузку и т. д. по принципу матрешки или по принципу последовательных вложений, или инкапсуляций.

Для реализации этого метода было предложено использовать понятие контейнер, в который и упаковывается триб.

На контейнер должен наклеиваться, ярлык содержащий управляющую информацию для сбора статистики прохождения контейнера. Контейнер с таким ярлыком используется для переноса информации, т. е. является логическим, а не физическим объектом, поэтому его называют виртуальным контейнером.

Итак, вторая особенность СЦИ – трибы должны быть упакованы в стандартные контейнеры.

Виртуальные контейнеры могут объединяться в группы двумя различными способами. Контейнеры нижних уровней могут, например, мультиплексироваться и использоваться в качестве полезной нагрузки контейнеров верхнего уровня (большего размера) по жесткой синхронной схеме, при которой место отдельного контейнера в поле нагрузки строго фиксировано, из нескольких фреймов могут быть составлены мультифреймы.

Из-за возможных различий в типе составляющих фрейм контейнеров и непредвиденных временных задержек в процессе загрузки фрейма положение контейнеров внутри мультифрейма может быть, строго говоря, не фиксировано, что может привести к ошибке при вводе/выводе контейнера, учитывая общую нестабильность синхронизации в сети. Для устранения этого факта на каждый виртуальный контейнер заводится указатель, содержащий фактический адрес начала виртуального контейнера в поле, отведенном под полезную нагрузку. Указатель дает контейнеру некоторую степень свободы, т. е. возможность «плавать» под действием временных флюктуаций, но при этом гарантирует, что он не будет потерян.

Итак, третья особенность СЦИ – положение виртуального контейнера может определяться с помощью указателей, позволяющих устранить противоречие между фактом синхронности обработки и возможностью изменения положения контейнеров в поле нагрузки.

Четвертая особенность СЦИ – несколько контейнеров одного уровня могут быть сцеплены вместе и рассматриваться как один непрерывный контейнер, используемый для размещения нестандартной полезной нагрузки.

Пятая особенность СЦИ состоит в том, что в ней предусмотрено формирование отдельного (нормального для технологий пакетной обработки) поля заголовка размером байт. В нем размещается необходимая управляющая и контрольная информация, выделяются байты для организации служебных каналов. Передача заголовка соответствует скорости 5,184 Мбит/с.

При построении любой иерархии должен быть определен либо ряд стандартных скоростей, либо правило его формирования и первый (порождающий) член ряда. Если для ПЦИ значение ОЦК 64 кбит/с вычисляется достаточно просто, то для СЦИ значение первого члена ряда можно получить после определения структуры фрейма и его размера. Поле полезной нагрузки должно вмещать максимальный по размеру виртуальный контейнер VC-4, формируемый при инкапсуляции триба 140 Мбит/с. Его размер байт определил размер поля нагрузки STM-1, а добавление к нему поля заголовка определило размер синхронного транспортного модуля STM-1: байт или Мбит/с.

Принципами СЦИ предусматривается создание на сети универсальной транспортной системы, органически объединяющей сетевые ресурсы, которые выполняют функции передачи информации, контроля и управления (оперативное переключение, резервирование и др.).

Информационной нагрузкой транспортной системы СЦИ могут быть сигналы любой из существующих ПЦИ, потоки АТМ или иные цифровые сигналы. Универсальные возможности транспортной системы в СЦИ достигаются благодаря использованию принципа контейнерных перевозок. Дело в том, что в СЦИ перемещаются не сами сигналы нагрузки, а новые цифровые структуры – виртуальные контейнеры, в которых размещаются сигналы нагрузки. Сетевые операции с контейнерами выполняются независимо от их содержания. Поэтому сеть СЦИ является прозрачной и может использоваться для развития любых действующих цифровых сетей.

Транспортная система содержит информационную сеть и систему (сеть) контроля и управления (систему обслуживания).