lek2

Лекция 2

Транспортная сеть PDH и SDH. Принципы построения, топология и иерархия.

При передачи голосового тракта со спектром 0,3 - 3,4 кГц в цифровом виде необходимо аналоговый сигнал преобразовать в цифровой. Самый простой способ преобразования на основе импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), предложенный еще в 1937 и применяемый еще сегодня. Согласно теореме Найквиста-Котельникова любой аналоговый сигнал может быть восстановлен с какой угодно точностью, если была произведена дискретизация отсчетов с частотой , где — максимальная частота, которой ограничен спектр реального сигнала [1].

Т.е. согласно теорему Найквиста-Котельникова, непрерывный сигнал можно представить в виде интерполяционного ряда

После преобразования голосового тракта с помощью ИКМ выходная цифровая последовательность формируется со скоростью 64 кбит/с согласно теоремы НайквистаКотельникова. Принцип формирования показан на рис. 1.

Рис. 1 Формирования цифровой последовательности с помощью ИКМ

Система передачи PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy - плезиохронная цифровая иерархия) оперирует первичный поток из 32 каналов по 64 кбит/с (европейский стандарт - Е1 G.703) или 24 каналами по 64 кбит/с (американский стандарт - Т1). На рис. 2 показаны основные первичные, вторичные, третичные и четверичные уровни иерархии для PDH систем.

Рис. 2 Уровни иерархии для PDH систем передачи информации.

Принцип формирования последовательно Е3 – 34,368 Мбит заключается в последовательном мультиплексировании сначала 4 потоков Е1 в Е2, затем 4 потоков Е2 уже в Е3. Этот принцип показан на рис. 3.

Рис. 3 Схема мультиплексирования для европейского стандарта PDH

Топология построения сетей передачи данных на основе PDH является довольной простой и основной тип построения – это сети типа “точка-точка”.

Недостатки PDH:

простая топология сети в основном возможно только “точка-точка”;

повышенная сложность мультиплексирования и демультиплексирования;

отсутствия возможности маршрутизации потоков нижней иерархии.

Данные недостатки сподвигли к развитию синхронной цифровой иерархии (SDH - Synchronous Digital Hierarchy). В данной иерархии основным форматом сигнала является синхронный транспортный модуль STM-1 (Synchronous Transport Module) со скоростью

155,52 Мбит/с согласно стандартам G.707, G.708 ITU-T

Основные преймущества SDH перед PDH:

-надежность и самовосстанаваливаемость сети;

-гибкость управления сети;

-выделение полосы по требованию;

-прозрачность для передачи траффика (PDH, ATM , Frame Relay, ISDN);

-упрощения ввода-вывода потоков низкой иерархии.

Основным элементом SDH является виртуальный контейнер (VC – virtual container). 4 уровневая иерархия виртуальных контейнеров (VCn – n=1..4) с объединением в трибутарные блоки 3 уровневой иерархии (TUn – n=1..3). Трибутарные блоки затем объединяются в трибутарные группы (TUGn - n=2,3), которые затем объединяются в административные блоки (AUn – n=3,4). Административные блоки формируют затем административные группы – AUG и после AUG формируется STM1. Данное формирование показано на рис. 6

С11 – Т1, С12 – Е1, С2 –Е2, С3 – Е3, С4 - Е4

Рис. 6 Принцип мультиплексирования и формирования STM1 в SONAT/SDH.

Из рисунка 6 последовательность формирования STM1 для SONAT/SDH выглядит:

.

Для европейской системы согласно рекомендациям ETSI

Рис. 7 Принцип мультиплексирования и формирования STM1 в SDH редакция ETSI (1992

г).

Здесь последовательность формирования выглядит:

Или

Рис. 8 Принцип мультиплексирования и формирования STM1 в SDH редакция ETSI (1992

г).

Согласно стандарта ITU-T G.707, стандартизированы в SDH следующие типы STM и их скорости [1,2]:

STM-1 155,52 Мбит/с;

a) исключение поврежденного участка; б) организация обходного пути.

Пример оборудования SDH показан на рис. 12.

Рис. 12 Оптический SDH мультиплексор уровня STM4/16 ADR 2500eXtra производства

SAGEMCOM (Полнодоступная матрица коммутации 64x64 VC-4 @ VC-12/VC-3/VC-4 для конфигурации STM16 и 32x32 VC-4 @ VC-12/VC-3/VC-4 для конфигурации STM4)

)

Передача сигнала SDH может осуществляться и радиорелейными системами связи, спутниковыми, но более широкое применение получила передача с помощью оптических мультиплексоров по оптическому волокну (ОВ):

со спектральным уплотнением каналов (Wavelength-division multiplexing, WDM);

с плотным спектральным уплотнением каналов (Dense Wavelength-division multiplexing, DWDM);

высокоплотные WDM - HDWDM (High Dense Wavelength Division Multiplexing).

При этом в соответствии с канальным или частотным планом принята следующая классификация систем WDM.

В этой классификации число каналов для каждого класса систем WDM достаточно условно, но частотный интервал между каналами имеет существенное значение. Для высокоплотных систем DWDM (HDWDM) он может достигать в некоторых случаях и 25 ГГц.

Сравнение систем DWDM различных производителей показывает, что практически все они имеют примерно сходные качественные характеристики и одинаковую конфигурацию, строятся по однотипной структурной схеме. Наблюдается общая тенденция наращивания числа каналов при одновременном повышении скорости передачи в каждом из них. Возможности технологий HDWDM таковы на сегодня, что весь сегодняшний мировой телефонный трафик можно передать по одной паре волокон и на 2012 были уже представлены разработки Nokia-Siemens cо скростью 9,6 Терабит/с на одно волокно.

Пример оборудования DWDM показан на рис. 13

Рис. 13 DWDM оборудование уплотнение на 32 несущих длин волны

Рис. 14 Пример бронированного трансокеанского оптического кабеля

Литература

1.И.Г.Бакланов "Технологии измерений первичной сети. Часть 1. Системы Е1,PDH, SDH."; ЭКОТРЕНДЗ, 2000

2.Н.Н.Слепов "Синхронные цифровые сети SDH."; ЭКО-ТРЕНДЗ, 1999