Таблица 1.8. ПЦИ: АС-американская; ЯС-японская; ЕС-европейская
Уровень цифровой иерархии | Скорости передач, соответствующие различным схемам цифровой иерархии | ||
AC: 1544 kbit/s | ЯС: 1544 kbit/s | EC: 2048 kbit/s | |
0 | 64 | 64 | 64 |
1 | 1544 | 1544 | 2048 |
2 | 6312 | 6312 | 8448 |
3 | 44736 | 32064 | 34368 |
4 | --- | 97728 | 139264 |
Рис. 1.15. Схема мультиплексиро- вания и кроссмуль- типлеквирования
АС: 24*4*7*6; ЯС: 24*4*5*3; ЕС: 30*4*4*4
Недостатки PDH:
· наличие 3-х иерархий (АС, ЯС, ЕС);
· согласование скоростей (по вертикали – в рамках одной иерархии, по горизонтали – разных иерархий) (решение – введение стаффинга);затруднённый ввод/вывод цифровых потоков в промежуточных пунктах (решение - введение режима кроссмультиплексирования);
· отсутствие средств сетевого автоматического контроля и управления;
· многоступенчатое восстановление синхронизма в групповом сигнале требует достаточно большого времени (решение - переход к синхронному режиму SDH);
Из-за указанных недостатков, а также ряда других факторов в США разработали ещё одну иерархию - иерархию синхронной оптической сети SONET, а в Европе аналогичную - синхронную цифровую иерархию SDH, для использования в ВОСП. Но из-за неудачно выбранной скорости передачи для ОЦК, было принято решение отказаться от создания SONET, а создать на её основе SONET/SDH со скоростью передачи 51.84 Мбит/с первого уровня ОС1. В результате OC3 SONET/SDH соответствовал STM-1 иерархии SDH (табл. 1.9).
Таблица 1.9Ступени иерархии SDH/SONET
SONET, | SDH, | Скорость, | Количество объединяемых потоков | ||
OC-n | STM-N | кбит/с | Е1 | ЕЗ | Е4 |
OC-3 | SТМ-1 | 155 520 | 63 | 3 | 1 |
OC-12 | SТМ-4 | 622 080 | 252 | 12 | 4 |
OC-48 | SТМ-16 | 2 448 320 | 1 008 | 48 | 16 |
OC-192 | SТМ-64 | 9 953 280 | 4 032 | 192 | 64 |
OC-768 | SТМ-256 | 39 813 120 | 16 128 | 768 | 256 |
Линейные сигналы SDH организованы в синхронные транспортные модули STM. Каждый последующий имеет скорость в 4 раза большую, чем предыдущий. Три первых уровня были стандартизованы в последней версии ITU-TRec. G.707. Иерархии PDH и SDH взаимодействуют через процедуры мультиплексирования и демультиплексирования потоков PDH в системы SDH.
Преимущества SDH перед PDH:
- помехозащищенность;
- непосредственное мультиплексирование STM-1 в STM-N или STM-N в STM-4*N по схеме 4*STM-N -> STM-4*N;
- выделение полосы пропускания по требованию;
- прозрачность для передачи любого;
- переход на следующую ступень иерархии путем добавления/удаления функциональных блоков;
- единый всемирный стандарт;
- улучшенная управляемость и эффективность этих сетей;
- Цикл повторения передачи транспортных модулей любого уровня равняется 125 мкс - простое синхронное мультиплексирование потоков нижних уровней в высшие.
Основные принципы организации сети. Сеть SDH строится по функциональным слоям, верхний занимает пользователь. Он является клиентом, которого обслуживает нижележащий сетевой слой. Тот, в свою очередь, выступает в роли клиента для следующего слоя и т.д. деление по слоям позволяет: внедрять и менять независимо друг от друга отдельные сетевые слои, часть которых может сохраняться при смене нескольких поколений технологий; иметь в каждом слое собственные ОАМ - средства для контроля и обслуживания передачи информации клиента и для борьбы с отказами, что повышает качество связи, минимизирует усилия при авариях и снижает влияние аварий на другие слои; выделять соответствующие объекты в системе TMN.
Важнейшими для последующего изложения являются сетевые слои (сверху вниз): каналов, трактов и секций (табл. 1.10).
Сеть каналов – слой, обслуживающий собственно пользователей. Их терминалы подключаются к комплектам оконечной аппаратуры SDH соединительными линиями (СЛ). Сеть каналов соединяет различные комплекты оконечной аппаратуры SDH через коммутационные станции (например, ЭАТС).
Таблица 1.10. Послойное строение сети СЦИ.
Слой каналов | Сеть коммутации ОЦК | |
Сеть коммутации пакетов | ||
Сеть аренды каналов | ||
Слой трактов | Сеть трактов низшего ранга | |
Сеть трактов высшего ранга | ||
Слой среды передачи | Секции | Мультиплексные ОВ и радиорелейная сеть |
Физ. среда | Регенерационные ОВ и РРЛ сеть |
Группы каналов объединяются в групповые тракты различных порядков, образуя сеть трактов. Имеется два сетевых слоя трактов (сверху вниз по иерархии SDH) – низшего и высшего порядков. В каждом слое может осуществляться коммутация – с помощью аппаратуры оперативного переключения (АОП) трактов.
Групповые тракты организуются в линейные, построение которых зависит от среды передачи. Это сетевой слой среды передачи. Он подразделяется на два: слой секций (верхний) и слой физической среды. Линейные тракты SDH выполняют и часть функций аппаратуры группообразования (мультиплекса) – например, ввод и ответвление цифровых потоков. Сетевой слой секций разделяется на два. Верхним является слой мультиплексных секций (MS). Это ЛТ с частью функций мультиплекса. Нижний слой – слой регенерационных секций (RS).
Целостность информации клиента в пределах данного слоя сети обеспечивает "трасса" (trail). Это введённое в SDH понятие обобщает понятие каналов, трактов и секций. Трасса включает средства передачи сигналов и ОАМ – средства. Поступающая в каждый слой информация клиента проходит через точки доступа, лежащие на границах слоя. Сеть внутри слоя образуется звеньями, связывающими точки доступа напрямую или через другие звенья, соединяемые с данным звеном в точках внутри слоя.
Вначале поступающая информация адаптируется, т.е. согласуется с функциями передачи данного слоя. В канальном слое производится аналого-цифровое преобразование или преобразование непрерывно поступающей от пользователя цифровой информации в циклическую форму в канале 64 кбит/с; в слое трактов – группообразование; в слое секций несколько трактов высшего порядка объединяются между собой и с ОАМ – сигналами при вводе в цикле секции.
В каждом слое выполняются соединения звеньев – по принципу 1:1 или 1:N. Вместо громоздких и малооперативных кроссов, к которым подключаются действующие PDH – тракты, трассы SDH заканчиваются комплектами оперативного переключения цифровых трактов и секций, управляемыми в рамках SDH.
Каждый сетевой слой может содержать подсети, соединяемые между собой СЛ, например интернациональные, национальные, областные и т.д. это деление сети SDH по горизонтали дополняет вышеописанное деление по вертикали.
Отдельные элементы сети SDH (линейные тракты, мультиплекс, аппаратура ввода/вывода цифровых потоков и т.д.) оснащаются интерфейсами сетевых узлов (NNI), с помощью которых производятся соединения элементов. Параметры NNI оговариваются в Рек. G.708 (структура циклов), G.703 (электрические характеристики) и G.957 (оптические характеристики).
Информационные структуры. Информация, поступающая в сеть, согласовывается со структурами, с помощью которых поддерживаются соединения. В SDH эти структуры образуются в сетевых слоях секций и трактов и транспортируют цифровые потоки, предусмотренные рек. G.702, а также широкополосную информацию. В функции этих структур входит также компенсация (с помощью системы "указателей" — pointers) возможных изменений скорости и фаз транспортируемых по сети SDH цифровых потоков. Такая компенсация обеспечивает функционирование SDH как синхронизированной сети, допускающей плезиохронный режим в рамках, оговоренных Рек. G.811, и вандер — сетевой дрейф фаз (wander) — дрожание фазы инфранизкой частоты.
В слое секций используются синхронные транспортные модули (Synchronous Transport Modul, STM). STM — это блочная циклическая структура с периодом повторения 125 мкс. Основной модуль STM-I имеет v= 155.520 кбит/с, а модули высших порядков STM-N — в N раз большие скорости. Числа N совпадают с верхними уровнями иерархии SDH.
Кроме информационной нагрузки, STM несет избыточные (OverHead, ОН) сигналы, обеспечивающие ОАМ и вспомогательные функции. Ниже такие избыточные сигналы именуются "заголовками". Поскольку STM используется в сетевом слое секций, его заголовок называется "секционным" (Section ОН—. SОН). Он подразделяется на заголовки регенерацнонной и мультиплексной секций (соответственно RSOH и MSOH). RSOH передается между регенераторами, a MSOH — между пунктами, в которых формируется и расформировывается STM, проходя регенераторы транзитом.
RSOH выполняет функции цикловой синхронизации, контроля ошибок, указания порядка синхронного модуля, а также создает каналы передачи данных, служебной связи и пользователя; MSOH — функции контроля ошибок и создает каналы управления системой автоматического переключения на резерв, передачи данных и служебной связи.
Для организации соединений в сетевом слое трактов образуются виртуальные контейнеры (Virtual Container, VC). VC — это блочная циклическая структура с периодом повторения 125 или 500 мкс (в зависимости от вида тракта). Различают VC различного порядка — для разных скоростей передачи, имеющие обозначения VC-11, 12, 2, 3, 4: VC содержит также заголовок, называемый "трактовым" (Path ОН, РОН).
РОН создается в пунктах, в которых формируется (расформировывается) VС, и контролирует тракт между этими пунктами, проходя транзитом секции RS и MS. В функции РОН входят контроль качества тракта и передача аварийной и эксплуатационной информации. РОН тракта высшего порядка содержит также информацию о структуре информационной нагрузки VC. Она формируется контейнерами (Container, С). Для каждого VC имеется свой С (С11, 12, 2, 3, 4). Определены функции адаптации используемых на сети цифровых потоков к этим контейнерам. VC Образуется соединением трактового заголовка и контейнера, т. е. условно VC=POH+C.