Общая характеристика SDH/SONET

SDH 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 PDH, а также всех действующих и перспективных служб, в том числе и широкополосной цифровой сети с интеграцией служб (В-ISDN), использующей асинхронный способ переноса (АТМ).

В SDH использованы последние достижения в электронике, системотехнике, вычислительной технике и т.п. Ее применение позволяет существенно сократить объем и стоимость аппаратуры, эксплуатационные расходы, сократить сроки монтажа и настройки оборудования. В то же время значительно повышаются надежность и живучесть сетей, их гибкость, качество связи.

SONET - это протокол для Северной Америки и Японии, а SDH - определение для Европы. Разница между SONET и SDH небольшая.

Линейные сигналы SDH организованы в так называемые синхронные транспортные модули STM (Synchronous Transport Module) (табл. 1.1). Первый из них - STM-1 - соответствует скорости 155 Мбит/с. Каждый последующий имеет скорость в 4 раза большую, чем предыдущий, и образуется побайтным синхронным мультиплексированием. Стандартизированы  STM-4 (622 Мбит/с), STM-16 (2,5 Гбит/с) и STM-64 (10 Гбит/с).

Таблица 1.1.

Уровень	Модуль	Скорость передачи
1	STM-1	155 Мбит/с
4	STM-4	622 Мбит/с
16	STM-16	2,5 Гбит/с
64	STM-64	10 Гбит/с

Основной средой передачи для SDH 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 SDH и не может использоваться на интерфейсах сетевых узлов.

В сети SDH используется принцип контейнерных перевозок. Подлежащие транспортиро-ванию сигналы предварительно размещаются в стандартных контейнерах С (Container). Все операции производятся с контейнерами независимо от их содержимого. Благодаря этому и достигается прозрачность сети SDH, т.е. возможность транспортировать различные сигналы PDH, потоки ячеек АТМ или какие-либо новые сигналы.

Имеются контейнеры 4-х уровней. Все они, вместе с сигналами PDH в них размещаемыми, указаны в таблице 1.2 (скорость 8 Мбит/с европейской PDH не дана, т.к. в настоящее время контейнер С-2 предназначен для новых сигналов с неиерархическими скоростями, например, АТМ-ячеек).

Таблица 1.2.

Уровень	Контейнер	Сигнал PDH, Мбит/с
1	С-11 С-12	1,5 2
2	С-2	6
3	С-3	34 и 45
4	С-4	140

Информационные структуры

Выше уже вводились информационные структуры, фигурирующие на входе и выходе схемы преобразований: контейнеры С и синхронные транспортные модули STM. Ниже будет описан целый ряд промежуточных структур. Не следует искать в их названиях какой-либо глубокий смысл - они являются переводом с английского, причем особого смысла не было и в оригинальных англоязычных названиях.

Для организации трактов используются виртуальные контейнеры VC (Virtual Container). Они образуются добавлением к соответствующему контейнеру трактового заголовка РОН (Parh OverHead), т.е. условно можно записать:

VC = C + РОН

Рис. 1.1. Общая схема преобразований SDH

Рис. 1.2. Европейская схема преобразований SDH

Как уже отмечалось выше, европейский стандарт не включает контейнер С-2. Соответствующий виртуальный контейнер VC-2 предназначен для транспортирования не сигналов PDH, а новых сигналов с неиерархическими скоростями (например, ячеек при 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 тракта 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 агрегатного потока. В PDH этому не придается значение, именно поэтому операции ввода-вывода там столь громоздки. Для разрешения указанной проблемы в SDH 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 субблоки TU (Tributary Unit), а 4-го уровня - административный блок AU (Administrative Unit). Таким образом,

TUn = VCn + TU_PTR   (n=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 субблоков TUG (Tributary Unit Group). Группы определены так, чтобы получить возможность образования смешанной нагрузки из субблоков 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 (рис. 1.2) 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.

Каждая из описанных выше информационных структур служит для транспортирования информации на определенном слое сети SDH или для согласования между собой двух смежных слоев.

Преобразовательные процедуры SDH разделяются на три категории. На рис. 1.1 и 1.2 им соответствуют различные линии.

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 SDH при работе синхронных участков в плезионном окружении. При создании синхронных зон целесообразно синхронное размещение, имеющие 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.

Как уже указывалось, добавляемые к виртуальным контейнерам при формировании субблоков 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.

Например, для исходного потока в 2 Мбит/с вся цепочка преобразований в соответствии со схемой рис. 1.2 представлена на рис. 1.3.

Рис.1.3 Цепочка преобразований потока 2 Мбит/с в SDH

Преимущества SDH по сравнению с PDH

• Технология SDH основана на принципе прямого синхронного мультиплексирования.
• По существу отдельные низкоскоростные сигналы могут мультиплексироваться непосредственно в высокоскоростные сигналы SDH без промежуточных стадий мультиплексирования.
• Технология SDH более гибкая по сравнению с PDH и обеспечивает расширенные функции управления и технического обслуживания сети.
• Может использоваться в трех традиционных областях электросвязи: сети дальней связи (глобальные сети), сети местной связи и сети абонентского доступа. Также может использоваться для передачи видео трафика кабельного телевидения (CATV).