Молчанов (ответы) / 13. Скоростные параметры и принципы построения синхронной цифровой иерархии

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..

Основные преимущества технологии SDH:

• простая технология мультиплексирования/демультиплексирования;

• доступ к низкоскоростным сигналам без необходимости мультиплексирования/демультиплексирования всего высокоскоростного канала. Это позволяет достаточно просто осуществлять подключение клиентского оборудования и производить кросс-коммутацию потоков;

• наличие механизмов резервирования на случай отказов каналов связи или оборудования;

• возможность создания «прозрачных» каналов связи, необходимых для решения определенных задач, например для передачи голосового трафика между выносами АТС или передачи телеметрии;

• возможность наращивания решения;

• совместимость оборудования от различных производителей;

• относительно низкие цены оборудования;

• быстрота настройки и конфигурирования устройств.

Недостатки технологии SDH:

• использование одного из каналов полностью под служебный трафик;

• неэффективное использование пропускной способности каналов связи. Сюда относятся как необходимость резервирования полосы на случай отказов, так и особенности технологии TDM, не способной динамически выделять полосу пропускания под различные приложения, а также отсутствие механизмов приоритезации трафика;

• необходимость использовать дополнительное оборудование (зачастую от других производителей), чтобы обеспечить передачу различных типов трафика (данные, голос) по опорной сети.

Технологию SDH можно рекомендовать для использования в задачах построения опорных сетей при следующих условиях:

• загрузка каналов далека от предельной;

• имеется необходимость предоставлять «прозрачные» каналы связи, например для передачи голосового трафика между АТС;

• в коммерческом плане более выгодно и удобно предоставлять клиентам каналы с фиксированной пропускной способностью, а не определять стоимость услуг по количеству переданного трафика и по качеству предоставляемого сервиса.

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.

Рис.1 Принцип технологии PDH

Преимущества SDH по сравнению с PDH

Рис.2 Принцип технологии SDH

Скорости передачи

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

Скорости передачи

Международная организация определила стандартизованные скорости передачи:

• 155,520 Мбит/с - STM-1

• 622,080 Мбит/с - STM-4

• 2,488 Гбит/с - STM-16

• 9,953 Гбит/с - STM-64

Рис.3 SDH: представление стандартного цикла

Во всем мире представление стандартного цикла SDH: МАТРИЦА из 9 строк

Рис.4 SDH: представление стандартного цикла

Рис.5 Структура цикла SDH