Cинхронная цифровая иерархия
Основные понятия СЦИ. Скорости передачи модулей STM. Схема преобразования. Формат циклов. Информационные структуры.
Наиболее современной технологией, используемой в настоящее время для построения сетей связи, является синхронная цифровая иерархия (СЦИ) (Synchronous Digital Hierarchy - SDH). Она обладает существенными преимуществами по сравнению с системами предшествующих поколений, позволяет полностью реализовать возможности волоконно-оптических и радиорелейных линий, создавать гибкие, надежные, удобные для эксплуатации, контроля и управления сети, гарантируя высокое качество связи.
Основные принципы СЦИ
СЦИ позволяет организовать универсальную транспортную систему, охватывающую все участки сети и выполняющую функции как передачи информации, так и контроля и управления. Она рассчитана на транспортирование всех сигналов ПЦИ, а также всех действующих и перспективных служб, в том числе и широкополосной цифровой сети с интеграцией служб (В-ISDN), использующей асинхронный способ передачи (АТМ).
Линейные сигналы СЦИ организованы в так называемые синхронные транспортные модули STM (Synchronous Transport Module)
Табл.15.1
|
Уровень |
Модуль |
Скорость передачи |
Кол-во каналов ТЧ |
|
1 |
STM-1 |
155 Мбит/с |
1920 |
|
4 |
STM-4 |
622 Мбит/с |
7680 |
|
16 |
STM-16 |
2,5 Гбит/с |
30720 |
|
64 |
STM-64 |
10 Гбит/с |
122880 |
Основной средой передачи для СЦИ являются ВОЛС, возможно также использование радиолиний. В тех случаях, когда пропускная способность радиолиний недостаточна для STM-1, может применяться субпервичный транспортный модуль STM-RR со скоростью передачи 52 Мбит/с (втрое меньше, чем у STM-1). Однако STM-RR не является уровнем СЦИ и не может использоваться на интерфейсах сетевых узлов.
В сети СЦИ используется принцип контейнерных перевозок. Подлежащие транспортированию сигналы предварительно размешаются в стандартных контейнерах С (Container). Все операции производятся с контейнерами независимо от их содержимого. Благодаря этому и достигается прозрачность сети СЦИ, т.е. возможность транспортировать различные сигналы ПЦИ, потоки ячеек АТМ или какие-либо другие сигналы.
Имеются контейнеры 4-х уровней. Все они, вместе с сигналами ПЦИ в них размещаемыми, (скорость 8 Мбит/с европейской ПЦИ не дана, т.к. в настоящее время контейнер С-2 предназначен для новых сигналов с неиерархическими скоростями, например, ячеек АТМ).
Табл.15.2
|
Уровень |
Контейнер |
Сигнал ПЦИ, Мбит/с |
|
1 |
С-11 С-12 |
1,5 2 |
|
2 |
С-2 |
6 |
|
3 |
С-3 |
34 и 45 |
|
4 |
С-4 |
140 |
С
хемы
преобразований
Рис. 15.1. Европейская схема преобразований СЦИ
Информационные структуры
Для организации трактов используются виртуальные контейнеры VC (Virtual Container). Они образуются добавлением к соответствующему контейнеру трактового заголовка РОН (Path OverHead), т.е. условно можно записать: VC = С + РОН
Европейский стандарт не включает контейнер С-2. Соответствующий виртуальный контейнер VC-2 предназначен для транспортирования не сигналов ПЦИ, а новых сигналов с неиерархическими скоростями (например, ячеек АТМ).
Виртуальные контейнеры формируются и расформировываются в точках окончания трактов. Трактовый заголовок позволяет осуществлять контроль качества трактов "из конца в конец" и передавать аварийную и эксплуатационную информацию.
Тракты, соответствующие виртуальным контейнерам 1-го и 2-го уровня VC-11 и VC-12, относятся к трактам низшего порядка, а виртуальным контейнерам 3-го и 4-го уровней VC-3 и VC-4 - высшего.
При мультиплексировании циклы различных компонентных потоков могут не совпадать как между собой, так и с циклом группового потока. Для разрешения указанной проблемы в СЦИ служат указатели PTR (pointer). Они указывают, где именно внутри цикла синхронного транспортного модуля STM-1 находятся начальные позиции циклов компонентных потоков. Это позволяет легко производить ввод-вывод потоков.
Виртуальные контейнеры 1-го, 2-го и 3-го уровней вместе с соответствующими указателями образуют нагрузочный блок TU (Tributary Unit), а 4-го уровня - административный блок AU (Administrative Unit). Таким образом, TUn = VCn + TU_PTR (n=11, 12, 2, 3); AU-4 = VC-4 + AU_PTR.
Один или несколько субблоков, занимающих определенные фиксированные позиции в нагрузке виртуального контейнера высшего порядка, называются группой нагрузочных блоков TUG (Tributary Unit Group). Группы определены так, чтобы получить возможность образования смешанной нагрузки из нагрузочных блоков разных уровней для увеличения гибкости транспортной сети.
Один или несколько административных блоков, занимающих определенные фиксированные позиции в нагрузке STM, называются группой административных блоков AUG (Administrative Unit Group). В европейской схеме преобразований она состоит из одного AU-4.
Наконец, синхронный транспортный модуль STM-1 образуется добавлением к группе административных блоков AUG секционного заголовка SOH (Section OverHead), который состоит из заголовков мультиплексной MSOH (Multiplexer Section OverHead) и регенерационной секций RSOH (Regenerator Section OverHead). Эти заголовки служат для контроля, управления и ряда других функций. При этом RSOH передается между соседними регенераторами, а MSOH - между пунктами, где формируются и расформировываются STM, проходя регенераторы транзитом. Таким образом, STM-1 = AUG + SOH, где SOH = RSOH + MSOH.
|
|
|
|
|
Рис.15.2 Формирование синхронного транспортного модуля STM-1
Форматы циклов
Цикл STM-1 имеет период повторения 125 мкс. Таблица имеет 9 рядов и 270 столбцов. Таким образом, каждая клеточка соответствует скорости передачи 8 бит/125 мкс = 64000 бит/с = 64 кбит/с, а вся таблица - 9 270 64 кбит/с = 155520 кбит/с.
Рис.15.3Формат цикла STM-1
Первые 9 столбцов цикла отведены для служебных сигналов. Ряды с 1-гo по 3-й занимает заголовок регенерационной секции RSOH, ряды с 5-го по 9-й - заголовок мультиплексной секции MSOH, 4-й ряд несет указатели административных блоков. Остальные 261=270-9 столбцов цикла предназначены для информационной нагрузки.
Преобразовательные процедуры
Поступающие цифровые потоки размещаются на определенных позициях циклов виртуальных контейнеров. Учитывая широкое и разнообразное использование в современных сетях связи потока в 2 Мбит/с, предусмотрены различные варианты его размещения в контейнере С-12. Асинхронное размещение может применяться на первых этапах развертывания СЦИ при работе синхронных участков в плезиохронном окружении. При создании синхронных зон целесообразно синхронное размещение, имеющее две разновидности. Байт-синхронное размещение представляет доступ к составляющим каналам в 64 кбит/с, т.к. при этом октеты (байты) потока 2 Мбит/с совпадают с байтами контейнера. Бит-синхронное размещение применяется для сигналов, не имеющих октетной структуры.
Добавляемые к виртуальным контейнерам при формировании нагрузочных блоков и административных блоков указатели позволяют динамично компенсировать изменения скорости и фазы нагрузки блоков. Соответствующая процедура названа выравниванием.
Наконец, мультиплексирование позволяет согласовать несколько сигналов слоя трактов низшего порядка с трактом высшего порядка или несколько сигналов тракта высшего порядка с мультиплексной секцией. Числа, стоящие вместе со знаком умножения, указывают количество объединяемых потоков.