2. Синхронные цифровые сети на основе технологии sdh
2.1. Особенности технологий pdh и sdh
При построении современных цифровых сетей следует различать следующие сетевые уровни: уровень первичной сети и уровень вторичных сетей. Основой любой реальной сети связи является уровень неспециализированной (универсальной) первичной сети, представляющей собой совокупность узлов и соединяющих их линий передач. Таким образом, первичная сеть – это базовая сеть типовых универсальных каналов передачи и сетевых трактов, на основе которой формируются и создаются вторичные сети.
Первичная сеть связи РФ строится с использованием следующих технологий цифровой передачи: PDH (плезиоохронная цифровая иерархия), SDH (синхронная цифровая иерархия) и технология асинхронной передачи ATM в качестве среды передачи могут использоваться электрические и оптические направляющие системы.
Технология PDH была разработана в начале 80-х годов. Было разработано три системы технологии: Американская, Японская, Европейская и Южно-Американская (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Иерархия мультиплексирования PDH
Технология строилась по схеме каскадного соединения мультиплексоров различного уровня иерархии (с коэффициентом, кратным 4 для европейской системы) (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Схема мультиплексирования европейской системы PDH
При использовании жесткой синхронизации применяют метод мультиплексирования с чередованием бит, байт, октетов. Для цифровых сигналов первого уровня принимают мультиплексирование с чередованием байт. В схемах второго и более высокого уровня используют мультиплексирование с чередованием бит, так называемый бит-интерливинг (рис. 2.3).
Рис. 2.3. Мультиплексирование с чередованием бит
Так как мультиплексор не формирует структуры, позволяющие определить позиции бита каждого канала, а выходные скорости разных каналов могут не совпадать, т. е. используется внутренняя побитовая синхронизация, при которой мультиплексор сам выравнивает скорости выходных поток путем добавления нужного числа выравнивающих бит в каналы с относительно меньшими скоростями. Может быть использовано и изъятие бит. Далее на других ступенях схема повторяется. Информация о вставленных/изъятых битах передается по служебным каналам.
Недостатки PDH:
1. Добавление выравнивающих бит делает невозможным идентификацию и вывод потока 64 кбит/с или 2048 кбит/с из потока 140 Мбит/с без полного демультиплексирования потока и удаления выравнивающих бит (т. е. начало цикла составляющего потока не фиксируется в потоке высшей ступени);
2. Слабые возможности в организации заголовков (нарушение схемы маршрутизации, особенно для ПД);
3. Слабые возможности в организации служебных каналов для цепей контроля и управления потоков сети (мониторинг и управление отсутствует);
4. Не гибкость сети PDH т. е. достоинство: небольшая загруженность «заголовками», приводит к недостатку при необходимости, развитой маршрутизации (ввод/вывод в промежуточных пунктах);
5. Многоступенчатое восстановление требует достаточного времени.
Указанные недостатки PDH, привели к разработке в США еще одной иерархии SONET (синхронной оптической сети), а в Европе - SDH (конец 80-х годов).
Основным отличием SDH от PDH является переход на новый принцип мультиплексирования. Система PDH (почти синхронного) использует, например для объединения 4-х потоков Е1 в Е2 (8448 кбит/с) производится процедура выравнивания тактовых частот приходящих сигналов методом бит стаффинга. В результате при демультиплексировании необходимо производить пошаговый процесс восстановления исходных сигналов (стаффинг – добавление нуля после последней «1», а потом удаление).
В системах SDH производится синхронное мультиплексирование/демультиплексирование, которое позволяет организовать непосредственный доступ к каналам PDH.
Преимущества:
1. Использование синхронной схемы передачи с побайтным чередованием при мультиплексировании. Синхронное мультиплексирование;
2. Использование процедуры прямого мультиплексирования (ввода/вывода);
3. Использование стандартных, оптических и электрических интерфейсов;
4. Позволяет объединить системы PDH американской и европейской иерархии;
5. Обеспечивает управление и самодиагностику сети;
Особенности SDH:
1. Поддержка в качестве входных сигналов каналов доступа только трибов (компонентный сигнал, нагрузка, поток нагрузки) PDH или SDH;
2. Трибы упакованы в стандартные помеченные контейнера. Возможные интерфейсы синхронного мультиплексора представлены на рис. 2.4;
3. Положение VC определяется с помощью указателей;
4. Несколько контейнеров одного уровня могут быть сцеплены и образуют непрерывный контейнер;
5. Предусмотрен отдельный заголовок 9*9 = 82 байт (КПД). Один байт соответствует 64 кбит/с.
П
ринцип
SDH основан на упаковке
входящих цифровых потоков (EI,E2,
АТМ и т. д.) в виртуальные контейнеры,
которые затем синхронно мультиплексируются
и передаются в нужную точку сети.
Блоки СЦИ (STM) имеют кадровую структуру. Кадры передаются синхронно с периодичностью 125 мкс. Иерархия SDH имеет следующие уровни, кратные четырем:
Рис.
2.4. Возможные интерфейсы синхронного
мультиплексора
2. SТМ – 4 – 622 Мбит/с
3. SТМ – 16 – 2,4 Гбит/с
4. SТМ – 64 – 10 Гбит/с и так далее.