Реферат №6 Рохтин Я.А

Лекция 6 Синхронная цифровая иерархия

В настоящее время единой мировой технологией, используемой для построения телекоммуникационных сетей, является синхронная цифровая иерархия (СЦИ), которая позволяет создавать гибкие, надежные, удобные для эксплуатации, контроля и управления сети, гарантируя высокое качество связи и обслуживания. Сети SDH относятся к классу сетей с коммутацией каналов, использующих синхронное мультиплексирование с разделением времени.

Главные достоинства SDH:

1. Гибкость мультиплексирования: СЦИ предоставляет возможность объединения цифровых потоков различных скоростей. Эта иерархическая структура позволяет вводить и выводить пользовательские данные любого уровня, поддерживаемого технологией, не прибегая к полной демультиплексации магистрального потока.

2. Совместимость оборудования: Технология стандартизирована на международном уровне, что гарантирует совместимость оборудования различных производителей.

3. Отказоустойчивость: СЦИ разработана с высокой степенью надежности. При возникновении сбоев система автоматически переключает трафик на резервные каналы. Согласно стандартам ITU-T, время переключения не должно превышать 50 миллисекунд, что гарантирует минимальные потери связи даже в случае серьезных сбоев.

4. Управляемость: СЦИ включает встроенные механизмы для мониторинга и управления сетью на основе информации, содержащейся в заголовках кадров. Это обеспечивает постоянный контроль за состоянием сети и возможность оперативного управления, независимо от типа оборудования, установленного в сети.

Структура SDH и основная единица передачи данных:

Первичной единицей передачи данных в SDH является STM-1 (Synchronous Transport Module 1), который содержит 2430 байт данных, организованных в кадры (9 строк по 270 байт). Частота передачи STM-1 составляет 8 кГц, что соответствует периоду в 125 микросекунд. Этот модуль представляет собой базовую единицу для более сложных структур передачи данных, таких как STM-4, STM-16, и STM-64, которые используются для увеличения скорости передачи в зависимости от потребностей сети.

STM-1 включает три основные компонента:

• Секционный заголовок (SOH): служебная информация, обеспечивающая синхронизацию, управление и контроль. Этот заголовок делится на два типа: заголовок регенерационной секции (RSOH) и заголовок мультиплексной секции (MSOH).

• Блок нагрузки (payload): это область, в которой содержатся пользовательские данные. Здесь могут находиться различные типы трафика, будь то голос, видео или данные.

• Указатель (PTR): это элемент, который позволяет точно определить местоположение полезной нагрузки в кадре. Этот механизм обеспечивает возможность извлечения данных из конкретных каналов без необходимости полной демультиплексации всего STM-1.

Принцип контейнерных перевозок:

СЦИ использует принцип контейнерных перевозок, при котором транспортируемые сигналы размещаются в специальных контейнерах (Container). Эти контейнеры могут содержать данные разных типов и объемов. Благодаря этому все операции с контейнерами производятся независимо от их содержимого, что обеспечивает прозрачность сети. Это позволяет передавать различные виды сигналов связи без дополнительных преобразований.

Примеры мультиплексирования SDH:

Мультиплексирование SDH предоставляет широкий набор вариантов объединения цифровых потоков. Например, в одном кадре STM-1 могут содержаться:

• Один поток E4.

• Три потока E3/T3.

• Два потока E3 и 21 поток E1.

• Один поток E3 и 42 потока E1.

• 63 потока E1 и другие варианты.

Синхронизация в сети SDH:

Для обеспечения точной и стабильной передачи данных SDH использует иерархическую систему синхронизации, основанную на принципе "ведущий-ведомый таймер". В качестве источников синхронизации могут использоваться различные сигналы:

1. Сигнал внешнего сетевого таймера с частотой 2048 кГц (называемый также первичным эталонным генератором). Этот сигнал обеспечивается атомными часами (цезиевыми или рубидиевыми), которые синхронизируются по мировому времени UTC.

2. Сигнал синхронизации из линейного сигнала STM-N, который выделяется непосредственно из трафика сети.

3. Сигнал с пользовательского интерфейса PDH.

4. Внутренний сигнал генератора узла SDH.

В России синхронизация сетей осуществляется на основе первичных эталонных генераторов (ПЭГ), которые входят в систему тактовой синхронизации оператора связи "Ростелеком". В стране выделено пять синхронизационных районов, каждый из которых обслуживается своим эталонным генератором.

Механизмы защиты сети SDH:

Сеть SDH использует механизмы автоматического восстановления работоспособности в случае возникновения сбоев. Основным механизмом является Automatic Protection Switching (APS) — автоматическое защитное переключение на резервные каналы или оборудование. Время переключения не превышает 50 миллисекунд, что гарантирует минимальные перебои в обслуживании.

В SDH предусмотрены различные схемы резервирования:

• Защита оборудования (EPS): переключение на резервные блоки или элементы оборудования.

• Card Protection (CP): защита агрегатных и трибутарных карт мультиплексора.

• Multiplex Section Protection (MSP): защита мультиплексорной секции между двумя смежными мультиплексорами SDH.

• Sub-Network Connection Protection (SNC-P): защита пути передачи данных через сеть для конкретного виртуального контейнера.