Что такое компонентный тракт

Новая цифровая иерархия была задумана как скоростная информационная среда передачи для транспортирования цифровых потоков с разными скоростями. В этой иерархии объединяются и разъединяются потоки со скоростями 155,520 Мбит/с и выше. Поскольку способ объединения был выбран синхронный, то данная иерархия получила название синхронной цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy – SDH).

Перечислим следующие предпосылки создания SDH:

1. Активное внедрение цифровых систем передачи.

2. Недостатки системы плезиохронной цифровой иерархии (ПЦИ = PDH), а именно:

a) сложность объединения и разделения цифровых потоков; необходимо согласование скоростей, т.к. у каждого потока различные тактовая частота f_т и скорость;

b) при выделении первичного потока ИКМ-30 нужно последовательно демультиплексировать группы ИКМ-120, ИКМ-480 и т.д., выделить что нужно, а потом снова провести объединение;

c) средства ПЦИ разных изготовителей зачастую не стыкуются друг с другом;

d) наличие разных европейской и американской систем ПЦИ.

3. Внедрение линий связи с большой пропускной способностью (ВОЛС, ЦРРЛ).

Основные принципы СЦИ:

1. Временное разделение каналов (ВРК).

2. СЦИ работает с гораздо большими скоростями передачи информации: 155,52 Мбит/с, 622,08 Мбит/с и т.д.

3. Синхронная цифровая иерархия включает в себя все предыдущие транспортные протоколы – это PDH, ISDN, ATM.

4. Контейнерный способ упаковки данных.

Для передачи цифрового потока создается синхронный транспортный модуль (Synchronous Transport Module) STM-1 (таблица 4.5):. Чтобы создать более мощные цифровые потоки, в SDH-системах формируется следующая цифровая иерархия: четыре модуля STM-1 объединяются путем побайтового мультиплексирования в модуль STM-4, передаваемый со скоростью 622,080 Мбит/с; затем четыре модуля STM-4 объединяются в модуль STM-16 со скоростью передачи 2488,320 Мбит/с; четыре модуля STM-16 могут быть объединены в высокоскоростной модуль STM-64 (9953,280 Мбит/с).

 

Таблица 4.5 Состав СТМ-1

Уровень	Контейнер	Сигналы ПЦИ, Мбит/с
	С1-1 С1-2	1,5 Т1 Американский стандарт 2 (ИКМ-30) Е1 Европейский стандарт
	С2	6 Т2 Американский стандарт
	С3	34 (ИКМ-480) Е3 Европейский стандарт 45 (США) Т3 Американский стандарт
	С4	140 Е4 Европейский стандарт

 

В сети SDH применены принципы контейнерных перевозок. Подлежащие транспортировке сигналы предварительно размещаются в стандартных контейнерах (Container — C). Все операции с контейнерами производятся независимо от их содержания, чем и достигается прозрачность сети SDH, т.е. способность транспортировать различные сигналы, в частности сигналы PDH.

На рисунке 4.64 показана структура модуля STM.

 

 

Рисунок 4.64 Синхронный транспортный модуль

 

Он разбивается на субблоки (TU-Тributary Unit). А те в свою очередь разбиваются на контейнеры по 2 Мбит/с, 34 Мбит/с, 144 Мбит/с.

При передаче у каждого STM, TU и контейнера существует своей номер, называемый заголовком.

Как размещается информация в этих контейнерах? Контейнеры вкладываются в STM. STM перемещается во времени независимо от объема поступаемой информации и времени ее поступления. Поэтому контейнеры помещаются в тело (объем) модуля случайно, асинхронно. Чтобы идентифицировать положение контейнера в вагоне, вводят указатель (Pointer). Поскольку при такой схеме заполнения STM его использование не рационально, в дальнейшем производится переупаковка. При этом указатели контейнеров и блоков меняются в соответствии с новым положением.

 

 

 

Рисунок 4.65 – Упрощенная схема преобразования в SDH

(для европейской иерархии):

VC – виртуальный контейнер;

TUG – группа субблоков;

AU – административный блок;

AUG – административная группа;

Этапы формирования STM-1:

1. Поступающий цифровой сигнал упаковывают в контейнер С.

2. Добавлением маршрутного или трактового заголовка (Path Over Head – POH) контейнер преобразуется в виртуальный контейнер VC

VC = C + POH.

Виртуальный контейнер формируется и расформировывается в точках окончания и начала тракта. Заголовок POH, кроме адреса, позволяет осуществить контроль качества передачи по тракту, передачу аварийной и эксплуатационной информации.

3. Виртуальный контейнер снабжают указателем PTR и образуют тем самым транспортный блок TU (Tributary Unit)

TU = VC + PTR­­_TU.

PTR – указатель начала VC внутри субблока. PTR осуществляет дополнительно выравнивание скоростей.

4. Затем несколько транспортных блоков путем мультиплексирования объединяют в группу транспортных блоков TUG (Тributary Unit Group).

5. Затем TUG путем мультиплексирования преобразовывается в виртуальный контейнер VC-4.

6. VC-4 снабжают секционным заголовком SOH, образуя таким способом административный блок AU-4.

7. Последний помещают непосредственно в модуль STM-1 вместе с секционным заголовком SOH (Section Over Head)

STM-1 = AUG + SOH,

где SOH – секционный заголовок

SOH = RSOH + MSOH;

RSOH – заголовок регенераторной секции;

MSOH – заголовок мультиплексорной секции.

Примечание: если мы имеем цифровой поток со скоростью 139,264 Мбит/с, образуемый на выходе аппаратуры плезиохронной цифровой иерархии ИКМ-1920, то его сначала упаковывают в контейнер С-4, а затем добавлением маршрутного или транспортного заголовка POH преобразуют сразу в виртуальный контейнер VC-4. Т.е. в этом случае пропускается создание транспортных блоков и групп.

8. Образование синхронных транспортных модулей высшего порядка

STM-N = å STM-i + (RSOH + MSOH)_i + AUPTR_i,

где AUPTR_i – указатель положения STM внутри потока.

Рассмотрим структуру тракта (рисунок 4.66).

 

 

Из рисунка 4.66 можно определить некоторые функции заголовков RSOH и MSOH. Заголовок RSOH помимо основной функции идентификации STM_N должен обеспечивать цикловую синхронизацию, служебную связь, аварийную сигнализацию, контроль и исправление ошибок в соответствующей регенераторной секции.

Заголовок MSOH также обеспечивает функции контроля ошибок, технического обслуживания и управления мультиплексором, но уже в пределах всего тракта.

Рассмотрим структуру кадра модуля STM-1(рисунок 4.67).

 

 

Здесь все размеры приведены в байтах, поскольку в системе SDH используется побайтная организация. Всего в модуле STM-1 содержится 19440 бит (125 мкс*155.52 Мбит/с) или 2430 байт. Для удобства отображения эти байты расположены в виде прямоугольной таблицы, в которой 9 строк. Каждая строка содержит 270 байт. Поле этой таблицы разделено на две части: информационную и служебную – заголовок. Под заголовок отведены первые 9 байт каждой строки (всего 81 байт).

Первые 9 байт первой строки содержат сигнал кадровой синхронизации FAS(Frame Alignment Signal), остальные 261 байт – информационные(полезная нагрузка). Первые 9 байт второй и третьей строки представляют заголовок регенераторной секции RSOH, но во времени этот заголовок разделен. Между его первой и второй частями размещен 261 байт полезной нагрузки

Четвертая строка начинается с указателя PTR, а остальные 5 строк заголовка(45 байт) отведены под заголовок мультиплексорной секции MSOH.
азатель используется для обозначения начала полезной нагрузки кадра. Как видно из рисунка 4.67 она начинается не с первой строки кадра после сигнала FAS, а обязательно после указателя и с того места, которое он указывает. Поэтому нумерация емкости нагрузки начинается с десятого байта четвертой строки. Допустимые значения указателя в десятичной системе О-782, что позволяет полезной нагрузке смещаться(«плавать») в кадре. Эти смещения обусловлены случайными факторами(рассинхронизация, помехи и т.д.).

«Плавающий» режим нагрузки внутри контейнера позволяет сочетать эти нестабильности во времени с синхронностью работы всей системы в целом, позволяет выделять и вставлять любые отдельные контейнеры.

Размещение указателя начала нагрузки в средней части STM-1 не случайно. В этом случае для выполнения каких-то действий о перераспределении нагрузки(ввод или вывод компонентных сигналов и т.п.) есть время от момента окончания FAS до начала нагрузки. Если бы нагрузка начиналась с первой строки STM-1, информацию пришлось бы записывать в буфер, и потом выполнять все операции ввода-вывода.

Плавающий режим нагрузки позволяет решить вопросы согласования скоростей, не нарушая синхронного режима работы. Несмотря на высокую стабильность тактовых генераторов, принимаемый сигнал не полностью синхронизирован с местным генератором. Поэтому и в SDH необходимо как отрицательное согласование скоростей(ОСС), так и положительное(ПСС). При ОСС, как и в PDH, применяется понятие стаффинга. Для выравнивания используются 10-12 байты четвертой строки. При ОСС, когда частота принимаемого сигнала меньше частоты местного генератора и часть байтов не помещается в кадр, для их размещения используется поле указателя(7-9 байты четвертой строки).

Структура указателя приведена на рисунке 4.68. Здесь значение указателя содержат байты H1 и H2, причем для него отводится 10 бит (рисунок 4.68)

 

 

Это биты 7,8 H1 и 1-8 H2. Такое количество бит позволяет иметь максимальное значение указателя в десятичном системе 1023, однако допустимые значения указателя лежат в диапазоне 0-782. Содержание указателя разбито на две группы: нечетные I и четные D. Это сделано для обеспечения его помехоустойчивости. Чаще всего приращение указателя происходит на ±1. Поэтому при увеличении значения указателя инвертируются все нечетные биты(0→1, 1→0), а при уменьшении инвертируются все четные биты. Достаточно зафиксировать инверсию хотя бы трех бит относительно предыдущего кадра, чтобы сделать вывод об изменении значения указателя.

В указателе биты, обозначенные как N объявляют об изменении значения указателя. В нормальном состоянии NNNN=0110, при изменении данных указателя NNNN=1001. Биты SS определяют тип полезной нагрузки(контейнера) AU-3 или AU-4.

Наконец байты Н3 в указателе составляют тот резерв, который нужен для отрицательного согласования скоростей. Байты Y и 1* не несут какой-то информации и по сути являются резервными.

Рассмотрим теперь подробнее структуру заголовков RSOH и MSOH (рисунок 4.69).

 

 

 

 

Здесь байты A1 и A2, как уже говорилось, предназначены для кадровой синхронизации(FES) A1=11110110; A2=00101000. C1- идентификатор STM, показывает номер, присвоенный STM-1. Это необходимо, чтобы идентифицировать различные модули STM-1 в модулях более высокого порядка STM-4.

Байт B1 предназначен для контроля ошибок, при прохождении сигнала через регенератор. Для этого он подвергается кодированию по алгоритму BIP-8. Суть этого метода заключается в суммировании по модулю 2 всех одноименных битов каждого передаваемого байта в начале на передающем конце. Полученные значения сумм передаются одним байтом, который потом сравнивается побитно с аналогичным байтом, полученным на приемном конце. Ниже приведен пример действия такого алгоритма.

 

Байты	Передатчик		Приемник
	………	Помеха→	………
BIP-8			10101000 ошибки

При помощи BIP-8 можно обнаружить 8 ошибок(по одной в каждом бите) в контейнере. Двойные ошибки не обнаруживаются.

Байты E1 и F1 служат для организации служебной связи и дополнительной передачи данных соответственно. Байты D1-D3 формируют встроенный канал управления(TMN).

Последние пять строк заголовка служат для взаимодействия с мультиплексорами. Байты B2, E2, D4-D12 определяют те же функции, что и аналогичные байты в RSOH. Байты K1 и K2 организуют канал автоматического переключения на резерв при авариях, а также служат для передачи сообщения об этих авариях. Байты Z1, Z2, Х предназначены для национального применения, а байты не отмеченные никак – для международного применения в будущем.

 

Отличия SDH от PDH:

1. Единый для всех высокостабильный тактовый генератор.

2. Большое количество служебной информации, т.е. заголовков и указателей.

3. Универсальный интерфейс (имеется в виду взаимодействие) для всех национальных систем: США, Япония, Европа.

Достоинства СЦИ:

1. Упрощенный процесс мультиплексирования и демультиплексирования. Здесь не надо распаковывать весь модуль, как в ПЦИ (см. Предпосылки создания SDH, пункт 2b), так как есть сквозная синхронизация и много заголовков разных уровней, контейнеров и субблоков.

2. Простота ввода компонентных сигналов – заголовки + плавающий режим.

3. Качественное управление сложными сетями:

· управление конфигурацией сетей (на уровне мультиплексоров);

· управление неисправностями: дистанционное выявление неисправности и ее исправление;

· управление качеством (выявление и ликвидация ошибок);

· управление безопасностью – регистрация несанкционированного доступа и т.п.

 

Недостатки SDH:

1. Система достаточно дорогая.

2. Необходима высочайшая стабильность тактовой частоты.

3. Большое время вхождения в синхронизм.

4. Система чрезвычайно избыточна, т.к. групповой сигнал содержит много заголовков и свободных мест для дальнейшего использования. Но это окупается высокой пропускной способностью.

Рассмотрим конфигурацию транспортной сети SDH (рисунок 4.74).

На рисунках 4.75 и 4.76 сеть управления телекоммуникациями (TMN) удаленно из узла управления задает конфигурацию сети (определяет, какие компоненты куда выделить или перенаправить).

 

 

Рисунок 4.75– Работа мультиплексора ввода-вывода

Функция мультиплексоров заключается в воде и выводе различных потоков (Е1, Е3, Е4, STM_i ) в синхронные транспортные модули высшего порядка, а также резервирование в сети. Число входных (выходных) потоков Е1 изменяется 63 до 272 ( рисунок 4.75).

 

 

 

Рисунок 4.76 – Работа кросс-коннектора

 

Кросс-коннекторы переключают потоки иерархий PDH и SDH , и используются для оперативной реконфигурации сети и управлению ее ресурсами. В настоящее время в сетевых элементах функции мультиплексирования и коммутации совмещают. Более того, для цифровых потоков высокого уровня STM-64, STM-256, WDM, DWDM эти процедуры реализуются непосредственно с помощью оптических сигналов, без преобразования их в электрические (рисунок 4.76).

Источник: helpiks.org

Резервирование определено как использование заранее распределенной пропускной способности между узлами для замены поврежденного транспортного элемента или элемента с ухудшенными параметрами. Определены два способа резервирования: последовательное резервирование и резервирование подсетевым соединением.

1.7.1 Резервирование мультиплексной секции (MSP)

Резервное переключение сигнала обеспечивает возможность, основанную на использовании избыточности аппаратуры и операции переключения, которая состоит в том, что в случае повреждения рабочего канала сигнал доступен через резервный канал.

Способ использования резервного переключения зависит от стратегии технического обслуживания, применяемой оператором сети. Оно может требоваться не всегда. Если оно требуется в системах СЦИ, то избыточность обеспечивается для функций и физической среды передачи между двумя функциями MST (и включая их), т.е. для мультиплексной секции. Таким образом, функция резервирования мультиплексной секции (MSP) обеспечивает резервирование для сигнала CTM-N при повреждениях в мультиплексной секции.

Функция MSP устанавливает связь с соответствующей функцией MSP дальнего конца для координации операции переключения с помощью бит-ориентированного протокола, определенного для К байтов заголовка MSOH-1. Она также устанавливает связь с функцией SEMF для автоматического и ручного управления переключением. Автоматическое переключение на резерв инициируется на основе состояния принятых сигналов. Ручное переключение па резерв инициируется на основе состояния принятых сигналов. Ручное переключение на резерв обеспечивает как местное, так и дистанционное переключение по командам, принятым с помощью функции SEMF.

Функция MSP может осуществлять переключение в обоих направлениях передачи или в одном направлении передачи и в режиме обратного переключения или в режиме без обратного переключения в зависимости от управления сетью.

При двустороннем переключении канал переключается на резервную секцию в обоих направлениях, а переключение только в одном направлении не разрешается. При одностороннем переключении переключение завершается в тот момент, когда канал в поврежденном направлении переключается на резервный.

В режиме обратного переключения рабочий канал снова переключается на рабочую секцию, т.е. восстанавливается, когда повреждение в рабочей секции устранено. В режиме без обратного переключения переключатель удерживается даже после устранения повреждения.
Определены две конфигурации переключения на резерв MSP: 1+1 (один плюс один) и 1 : n (один для n). Для конфигурации 1 : n разрешается только режим обратной работы.

Конфигурация 1 + 1
В конфигурации переключения на резерв MSP 1+1, показанной на рисунке 1.26, сигнал CTM-N одновременно передается на обе мультиплексные секции, называемые рабочей и резервной секциями; другими словами, сигнал CTM-N постоянно подключен к рабочей и резервной секциям на передающем конце. Функция MSP на приемном конце контролирует состояние сигналов CTM-N, поступающих от обеих секций, и подключает (выбирает) подходящий сигнал. Вследствие постоянного подключения рабочего канала по мостовой схеме конфигурация 1+1 не позволяет обеспечить канал с нерезервированной дополнительной нагрузкой.

 

Рис. 1.26 Конфигурация переключения на резерв MSP 1 + 1

Конфигурация 1 : n.
В конфигурации переключения на резерв 1: n, показанной на рисунке 1.27, резервная секция совместно используется рядом рабочих каналов; допустимые значения n составляют 1 — 14. На обоих концах любой из n каналов CTM-N или канал дополнительной нагрузки (или, возможно, измерительный канал) подключается по мостовой схеме к резервной секции. Функции MSP контролируют и оценивают состояния принимаемых сигналов, выполняют мостовое соединение и выбор соответствующих сигналов на резервной секции.

 

Рис. 1.27 Конфигурация переключения на резерв MSP 1:n

Следует отмстить, что конфигурация 1:1 является частным случаем конфигурации 1: n (n = 1) и может действовать как 1 + 1 для взаимной работы с конфигурацией 1 + 1 на другом конце.
Схемы переключения на резерв на участке между синхронными мультиплексорами СМ-1 и СМ-2 типа 1 + 1 и 1 : n приведены, соответственно на рисунках 1.28 и 1.29 (для одного направления передачи).

 

Рис. 1.29 Схема переключения па резерв 1 : n

Благодаря мостовой схеме переключения, время переключения на резерв не превышает 50 мс.

1.7.2 Резервирование подсетевым соединением (НРР, LPP)

Резервирование трактов подсетевым соединением (Sub-Network Connection Protection — SNCP) может быть обеспечено использованием функций соединения НРС и LPC.

Резервирование SNC может использоваться в мультиплексорах ввода-вывода, кроссовых узлах (АОП) компонентных сигналов. Соединения устанавливаются точно также, как и кроссовые соединения, за исключением того, что вместо двух терминальных точек соединяются три терминальные точки. На рисунке 1.30 проиллюстрирован принцип резервированных соединений SNC.

 

Рис. 1.30 Резервируемое соединение SNC на уровне ВК-12 между узлами А и В

Резервируемые соединения являются двунаправленными, при этом как защищаемое (основное), так и защищающее (резервное) соединение могут быть добавлены или удалены без нарушения графика.

Все три сигнала ВК-12 (один надежный сигнал, один защищающий сигнал и один защищенный) должны размещаться в разных сигналах ВК-4.

Соединения SNC защищены по схеме «горячий резерв 1+1», при которой осуществляется непрерывная передача сигнала как по основному, так и по резервному тракту.

Если рабочее соединение выходит из строя, то узел автоматически переключается на защищающий (резервный) сигнал. Переключение на каждом из концов соединения производится независимо от другого конца. Переключение необратимо, т.е., после переключения узел не возвращается в исходное состояние даже в случае восстановления работы отказавшего соединения.

Переключение происходит при поступлении в узел сигнала AU-4 AIS (сигнал индикации аварии), TU-12 AIS, AU-4 LOP (потеря указателя) или TU-12 LOP из используемого в данный момент резервируемого.

Защита соединений между подсетями SNC может использоваться, например, для построения самовосстанавливающегося кольца. В этом случае защищенный сигнал передается по кольцу одновременно в обоих направлениях и оба сигнала контролируются на приеме. Если произойдет отказ основного сигнала, то приемный узел автоматически переключится на защищающий сигнал. Так как защищающий сигнал передается постоянно, то восстановление после отказа соединения или узла занимает 100-250 мс соединений ВК-4 и 200-450 мс для соединений ВК-12.

1.7.3 Типовые примеры резервирования

1.7.3.1 Резервирование трактов в подсети (SNCP)

На рисунке 1.31 представлено кольцо, включающее 5 сетевых элементов (СЭ1…СЭ5), с резервированием SNCP.

В качестве примера показано резервирование передачи компонентных сигналов Т1 между СЭ2 и СЭ5 и сигналов Т2 между СЭ1 и СЭ4.

Основные (рабочие) компонентные тракты образованы в агрегатных сигналах CTM-N, распространяющихся по часовой стрелке, резервные тракты — в сигналах CTM-N, распространяющихся против часовой стрелки. Компонентные сигналы на передаче вводятся в оба направления; на приеме осуществляется переключение по определенным критериям, относящимся, например, к уровням ВК-4 или TU-2/TU-3. В случае применения SNCP трафик в кольце сохраняется при обрыве кабеля.

 

Рис. 1.31 Резервирование трактов в подсети

1.7.3.2 Резервирование 2F MS SPRING (2 Fiber Multiplex Section Shared Protection Ring — двухволоконное посекционное резервирование в кольце).

На рисунке 1.32 представлено кольцо, включающее 6 сетевых элементов с резервированием типа 2F MS SPRING. Сетевые узлы представляют из себя мультиплексоры ввода-вывода с двумя двусторонними портами агрегатных сигналов (Запад и Восток). Западные порты одного мультиплексора соединены с восточными портами другого мультиплексора так, чтобы образовать два направления передачи — по и против часовой стрелки. Тракт агрегатного сигнала любого направления кольца содержит как рабочие тракты, так и резервные тракты в отличие от кольцевых структур с резервированием типа SNCP. В основу рассматриваемого резервирования положены переключения типа "Bridge" и "Switsh". При повреждении на сети, например, при обрыве кабеля, в СЭ2 и СЭЗ, ближайших к месту повреждения, производится комплекс переключений типа "Bridge" (рис. 1.33) и "Switsh" (рис. 1.34), в результате которых образуются соответствующие шлейфы и происходит резервирование передаваемых компонентных трактов (рис. 1.35).

Компонентные тракты с резервированием

 

Рис. 1.32 Кольцевая структура с резервированием типа 2F MS SPRING

Переключение производится с помощью протокола, использующего байты К1 и К2, в результате чего компонентные тракты поврежденной секции заменяется трактами по резервной емкости других секций.

1.7.3.3 Резервирование в двух связанных кольцах

Весьма перспективным представляется построение сетей СЦИ в виде нескольких объединенных колец. Например, сеть может состоять из одного или несколько колец сети доступа, связанных посредством главного кольца (кольца транспортной сети). Для сопряжения и взаимодействия колец между собой организуются шлюзы (сетевые узлы межкольцевой связи). В этих сетевых узлах могут использоваться мультиплексоры ввода-вывода (МВВ) или аппаратура оперативного переключения (АОП).

 

Рис. 1.33 Переключение типа BRIDGE (ВОСТОК)

 

Рис. 1.34 Переключение типа SWITCH (ЗАПАД)

 

Рис. 1.35 Восстановление компонентных трактов после повреждения на сети с использованием двухволоконного посекционного резервирования в кольце (2F MS SPRING)

На рисунке 1.36 показаны два кольца, включающих 10 внутризоновых узлов, связанных компонентными трактами через два шлюза. Для такой структуры возможно резервирование "Drop and Continue" с переключениями на приеме тина SNCP. При этом оба кольца должны конфигурироваться как SNCP, а сетевые элементы связи (3, 4, 6, 10) как "Drop and Continue"

Компонентные тракты

 

Компонентные тракты

Рис. 1.36 Резервирование типа Drop and Continue в связанных кольцах

Компонентные сигналы связи могут быть как оптические, так и электрические.

На рисунках 1.37 и рис. 1.38 показано восстановление компонентных трактов в случае одного или двух повреждений в сетевой структуре.

При проектировании транспортной сети СЦИ необходимо исходить из перспективного прогноза развития сети, тем самым необходимо предусмотреть запас емкости в оптических волокнах и резерв пропускной мощности, чтобы в перспективе решать задачи развития и оптимального резервирования, создания логических кольцевых структур.

 

Рис. 1.37 Резервирование типа Drop and Continue в связанных кольцах в случае одного повреждения

 

Рис. 1.38 Резервирование типа Drop and Continue в связанных кольцах в случае двух повреждений

Источник: www.rfcmd.ru

Обобщенная структурная схема ТМ, осуществляющая мультиплекси­рование и демультиплексирование плезиохронных потоков Е1, представ­лена на рис. 3.31.

Компонентный цифровой поток Е1 поступает на модуль LOI (Lower Order Interface) — интерфейс низшего порядка или интерфейс формирова­ния виртуального контейнера VC-12.

Модуль LOI состоит из трех функциональных блоков (рис. 3.32).

Блок PPI (Plesiochronous Physical Interface) — плезиохронный физиче­ский интерфейс — предназначен для выделения из потока Е1 тактовой час­тоты, декодирования стыковочного кода HDB3 и передачи преобразован­ного потока Е1 в блок LPA.

При выводе компонентного потока из ТМ (т. е. при приеме) в этом блоке происходят обратные преобразования: формирование стыковочного кода HDB3 и адаптация соответствующего сигнала к физической среде.

Блок LPA (Lower order Path Adaptation) — адаптация тракта низшего порядка (компонентного потока Е1), состоящая в том, чтобы осуществить ввод преобразованного в PPI компонентного потока в синхронный кон­тейнер С-12 и на приеме выполнить обратные преобразования. Кроме того, блок LPA выполняет операцию выравнивания скоростей (положи­тельного/отрицательного) на уровне битов.

Блок LPT (Lower order Path Termination) — окончание (терминал) трак­та низшего порядка. Этот блок предназначен для формирования вирту­ального контейнера VC-12 путем добавления в контейнер С-12 байтов трактового заголовка (РОН).

Рис. 3.31. Структурная схема ТМ для формирования STM-1 на основе потока Е1 168

На приеме в блоке осуществляется анализ трактового заголовка РОН на оценку качества приема: наличия ошибок и информации об аварии

Рис. 3.32. Состав модуля LOI

Модуль LPC (Lower order Path Connection) — модуль коммутации трактов низшего порядка, обеспечивает гибкость расположения виртуаль­ного контейнера VC-12 в цифровых структурах мультиплексирования в цикле передачи субблоков TU-12.

Модуль LPC (рис. 3.33) состоит из матриц оперативного подключения (ввода-вывода, передачи по тракту, конфигурирования) временных пози­ций (Time Slot — TS) в структуру более высокого порядка.

Конфигурация матрицы изменяется под воздействием команд из сис­темы управления.

Модуль LCS (Lower order Connection Supervision) — модуль контроля подключения трактов низшего порядка и состоит из двух функциональ­ных блоков LUG и LPOM.

Блок LUG (Lower order Unequipped Generator) — генератор загрузки тракта низшего порядка. При отсутствии компонентных потоков в блоке подключения трактов низшего порядка (LPQ из этого блока посылается сигнал загрузки, заменяющий информационный сигнал соответствующего компонентного потока.

Блок LPOM (Lower order Path Overhead Monitor) — монитор трактового заголовка тракта низшего порядка и служит для проверки на приеме ука­зателя маршрута, содержащегося в РОН.

Рис. 3.33. Матрица подключений

Модуль НОА (Higher Order Assembler) — модуль сборки информаци­онных структур высшего порядка и состоит из двух функциональных бло­ков HP А и НРТ.

Блок НРА (Higher order Path Adaptation) — блок адаптации тракта выс­шего порядка, предназначенный для ввода виртуального контейнера VC-12 в матрицу субблока (или транспортного блока) TU-12 и формирования указателя PTR. Кроме того, в этом блоке производится побайтное муль­типлексирование различных транспортных блоков TU-12 и формирова­ние, тем самым, по порядку информационных структур TUG-2 и TUG-3.

При приеме информации блок НРА выполняет операцию демультип­лексирования и последующего декодирования в каждом восстановленном блоке TU-12 величины указателя до тех пор, пока не определится начало виртуального контейнера VC-12.

Блок HPT (Higher order Path Termination) — блок окончания (терминал) тракта высшего порядка. Функция блока НРТ состоит в формировании матрицы, относящейся к виртуальному контейнеру высшего порядка (VC-4), путем добавления в структуру группового блока TUG-3 девяти байтов, относящихся к трактовому заголовку РОН.

В тракте приема в этом блоке извлекается и дешифруется заголовок РОН, пока не будет осуществлена проверка маршрута.

Модуль НРС (Higher order Path Connection) — модуль подключения трактов высшего порядка и выполняет те же функции, что и модуль LPC, рассмотренный выше.

В практической реализации модуль НРС представляет собой матрицу, которая создает возможность гибкого размещения виртуального контей­нера VC-4 в структуре цикла STM-N.

Модуль HCS (Higher order Connection Supervision) — модуль, предна­значенный для контроля подключения трактов высшего порядка и состоит из двух функциональных блоков HUG и НРОМ.

Блок HUG (Higher order Unequipped Generator) — генератор загрузки тракта высшего порядка, который при отсутствии информационных пото­ков в блоке подключения трактов высшего порядка (НРС) вырабатывает сигнал, имитирующий загрузку.

Блок НРОМ (Higher order path Overhead Monitor) — монитор заголовка тракта высшего порядка, который служит для проверки на приеме указа­теля маршрута, содержащегося в трактовом заголовке РОН.

Модуль TTF (Transport Terminal Function) — модуль с функциями транс­портного терминала, формирующего информационную структуру синхронно­го транспортного модуля соответствующего порядка STM-1. Модуль TTF состоит из пяти блоков: MSA, MSP, MST, RSTn SPI, (рис. 3.34).

Блок MSA (Multiplex Section Adaptation) — блок адаптации секции мультип­лексирования. Этот блок осуществляет ввод виртуального контейнера VC-4 в матрицу административного блока AU-4 и формирование его указателя PTR.

Рис. 3.34. Состав модуля TTF

При приеме блок осуществляет декодирование величины указателя до тех пор, пока не определит начало структуры VC-4 внутри блока AU-4.

Блок MSP (Multiplex Section Protection) — блок защиты секции мульти­плексирования в информационной структуре STM-1.

Все установки (опции) в блоке MSP практически осуществляются на основе управляющей информации из блока MST.

Блок MST (Multiplex Section Termination) — блок окончания (терминал) секции мультиплексирования, осуществляющий ввод/вывод байтов, отно­сящихся к заголовку мультиплексной секции MSOH.

В специально отведенных в заголовке MSOH байтах К1 и К2 блок MST формирует информацию о критериях переключения направлений переда­чи с целью защиты информации, посылая соответствующие команды для выполнения блоку MSP.

Блок RST (Regenerator Section Termination) — блок окончания (терминал) регенерационной секции, осуществляющий ввод/вывод байтов, относя­щихся к заголовку регенерационной секции RSOH. Кроме того, в блоке RST имеется скремблер, который преобразует псевдослучайным образом передаваемый сигнал STM-1, за исключением первой строки заголовка RSOH, содержащей байты синхросигналов А1 и А2. При приеме осущест­вляются обратные операции.

Блок SPI (SDH Physical Interface) — блок, представляющий физический интерфейс между ступенью мультиплексирования и физической средой передачи (электрическим кабелем, волоконно-оптическим кабелем или радиорелейной линией передачи). При приеме информации, кроме деко­дирования линейных сигналов, блок SPI извлекает из сигнала STM-1 син­хросигнал цикловой синхронизации.

Источник: studopedia.ru

Технология SDH (Synchronous Digital Hierarchy) обозначает стандарт для транспорта трафика. Стандарт определяет уровни скорости прохождения сигнала синхронного транспортного модуля (Synchronous Transport Module, STM).

Стандарт также определяет физический (оптический) уровень, необходимый для совместимости оборудования от различных производителей.

Основная скорость передачи — 155,250 Мбит/с (STM-1). Более высокие скорости определяются как кратные STM-1: STM-4 — 622 Мбит/с, STM-16 — 2488,32 Мбит/с, STM-64 — 9953,28 Мбит/с.

Технология предполагает использование метода временного мультиплексирования (TDM) и кросс-коммутации тайм-слотов. При этом оконечное оборудование SDH оперирует потоками E1 (2,048 Мбит/с), к которым подключается клиентское оборудование. Основными устройствами сети являются SDH-мультиплексоры.

Важной особенностью сетей SDH является необходимость синхронизации временных интервалов трафика между всеми элементами сети. Обычно мультиплексор может синхронизироваться с любым внешним сигналом, с опорным тактовым сигналом (PRC) или с собственным внутренним генератором синхронизирующих импульсов. Синхронизация на основе опорного тактового сигнала может распространяться по цепи, в которой находится не более 20 сетевых элементов (G.803).

Выбор источника синхронизации может осуществляться либо автоматически под управлением программы, либо задаваться оператором.

При построении сетей SDH обычно используется топология сети типа «кольцо» с двумя контурами. По одному из контуров передается синхронизирующая и сигнальная информация, по другому — основной трафик. Имеются специальные механизмы резервирования сети на случай выхода из строя одного из контуров. Возможно также подключение устройств по топологии «точка-точка», однако в таком случае отказоустойчивость решения будет ниже.

Централизованное управление сетью обеспечивает полный мониторинг состояния каналов и узлов (мультиплексоров). Использование кольцевых топологий создает возможность автоматического переключения каналов при любых аварийных ситуациях на резервный путь. Оборудование SDH предусматривает возможность резервирования линии и основных аппаратных блоков по схеме 1+1, при аварии автоматически переключая трафик на резервное направление. Данное свойство значительно повышает «живучесть» сети и позволяет проводить различного типа технологические работы без перерыва трафика.

Управление конфигурацией сети, отслеживание и регистрация аварийных ситуаций осуществляются программными средствами с единой консоли управления. В функции центральной управляющей системы входят также средства поддержки тестирования каналов и контроля за качеством работы основных блоков мультиплексоров.

Сеть на базе SDH может служить в качестве транспортной сети для большинства существующих технологий высокоскоростной передачи информации по оптическим сетям (в том числе ATM и POS).

Существующее сегодня оборудование SDH способно передавать информацию со следующими линейными скоростями: 155 Мбит/c (STM-1), 622 Мбит/c (STM-4), 2,5 Гбит/c (STM-16). При этом для подключения пользователям предлагаются интерфейсы E1-E3.

Функционально мультиплексор SDH имеет два набора интерфейсов: пользовательский и агрегатный. Пользовательский набор отвечает за подключение пользователей, а агрегатный — за создание линейных межузловых соединений.

Данные интерфейсы позволяют создавать следующие базовые топологии: «кольцо», «цепочка», «точка-точка».

Из указанных базовых элементов складывается топология всей сети мультиплексоров. Сложные сети обычно имеют многоуровневую структуру. Первый уровень — оборудование доступа пользователей. Этот уровень состоит из оборудования «последней мили» и, как правило, из мультиплексоров STM-1. Оборудование «последней мили» отвечает за доведение сигнала пользователей (чаще — сигнала E1, E3) до мультиплексоров первого уровня. В роли оборудования «последней мили» обычно выступают так называемые оптические модемы, по сути являющиеся конверторами электрического сигнала в оптический и обратно. Мультиплексоры первого уровня собирают каналы пользователей для дальнейшей транспортировки. Следующий уровень могут составлять мультиплексоры уровня STM-4 и STM-16.

Основные преимущества технологии SDH:

• простая технология мультиплексирования/демультиплексирования;
• доступ к низкоскоростным сигналам без необходимости мультиплексирования/демультиплексирования всего высокоскоростного канала. Это позволяет достаточно просто осуществлять подключение клиентского оборудования и производить кросс-коммутацию потоков;
• наличие механизмов резервирования на случай отказов каналов связи или оборудования;
• возможность создания «прозрачных» каналов связи, необходимых для решения определенных задач, например для передачи голосового трафика между выносами АТС или передачи телеметрии;
• возможность наращивания решения;
• совместимость оборудования от различных производителей;
• относительно низкие цены оборудования;
• быстрота настройки и конфигурирования устройств.

Недостатки технологии SDH:

• использование одного из каналов полностью под служебный трафик;
• неэффективное использование пропускной способности каналов связи. Сюда относятся как необходимость резервирования полосы на случай отказов, так и особенности технологии TDM, не способной динамически выделять полосу пропускания под различные приложения, а также отсутствие механизмов приоритезации трафика;
• необходимость использовать дополнительное оборудование (зачастую от других производителей), чтобы обеспечить передачу различных типов трафика (данные, голос) по опорной сети.

Технологию SDH можно рекомендовать для использования в задачах построения опорных сетей при следующих условиях:

• загрузка каналов далека от предельной;
• имеется необходимость предоставлять «прозрачные» каналы связи, например для передачи голосового трафика между АТС;
• в коммерческом плане более выгодно и удобно предоставлять клиентам каналы с фиксированной пропускной способностью, а не определять стоимость услуг по количеству переданного трафика и по качеству предоставляемого сервиса.

Синхронная оптическая сеть (SONET) или технология синхронной цифровой иерархии (SDH), как ее называют в Европе — это набор стандартов для обеспечения сопряжения оптических сетей эксплуатационных телефонных компаний (OTC).

Это набор глобальных стандартов, предназначенных для сопряжения оборудования разных производителей (один из немногих, имеющих отношение к телефонии).

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

Преимущества SDH по сравнению с PDH

Преимущества SDH по сравнению с PDH

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).

Скорости передачи

Оптический уровень	Электрический уровень	Скорость передачи линейного сигнала (Мбит/с)	Эквивалент в SDH
OC-1	STS-1	51.84	—
OC-3	STS-3	155.520	STM-1
OC-9	STS-9	466.56	STM-3
OC-12	STS-12	622.08	STM-4
OC-18	STS-18	933.120	STM-6
OC-24	STS-24	1244.160	STM-8
OC-36	STS-36	1866.240	STM-13
OC-48	STS-48	2488.320	STM-16
OC-96	STS-96	4676.640	STM-32
OC-192	STS-192	9953.280	STM-64

Скорости передачи

Международная организация определила стандартизованные скорости передачи:

• 155,520 Мбит/с — STM-1
• 622,080 Мбит/с — STM-4
• 2,488 Гбит/с — STM-16
• 9,953 Гбит/с — STM-64

Во всем мире представление стандартного цикла SDH: МАТРИЦА из 9 строк

Каждый цикл передается за 125 мкс!

Все циклы SDH имеют одинаковую структуру:

• A1 и A2: слово цикловой синхронизации
• B1: Контроль ошибок регенераторной секции
• J0: идентификатор STM1 (слово из 16 байтов)
• E1: служебный канал (канал передачи 64 кбит/с)
• F1: канал пользователя. Может использоваться для эксплуатации сети
• D1-D3: канал передачи данных со скоростью 192 кбит/с

• B2: Контроль ошибок мультиплексной секции
• K1 и K2: Сигнализация автоматического переключения на резерв
• D4-D12: Канал передачи данных со скоростью 576 кбит/с
• S1: байты состояния синхронизации
• M1: Двоичный код для количества блоков с ошибками

Секрет работы SDH — указатель загрузки. Компонентные потоки, приходящие на вход мультиплексора, могут быть созданы с использованием разных тактовых сигналов (с различающейся частотой). Нет необходимости выравнивать их друг с другом или с тактовым сигналом мультиплексора. При решении этой проблемы не забывайте что это СИНХРОННАЯ сеть, и что мультиплексор находит начало цикла для каждого компонентного потока.

Транспортный заголовок: Указатель AU4

Чтобы проиллюстрировать работу указателя, взгляните на следующий рисунок:

Транспортный заголовок: Указатель AU4

Тот же принцип используется и в SDH:

Мультиплексирование в SDH

Технология SDH использует новый способ мультиплексирования низкоскоростных сигналов в более высокоскоростной сигнал. Он имеет механизмы, позволяющие обрабатывать компо-нентные потоки, которые имеют неодинаковую частоту тактового сигнала.

Мультиплексирование в SDH

Перевод предыдущего рисунка на язык SDH:

Мультиплексирование в SDH

Мультиплексирование в SDH: другой пример (E3=>STM1)

Вы можете разместить 3 потока E3 (34 Мбит/с) в один STM1.

Мультиплексирование в SDH: другой пример (E3=>STM1)

Карта мультиплексирования в SDH

Что такое «сцепка»?

Каковы отличительные возможности «сцепки»?

Каковы отличительные возможности «сцепки»?

Каковы отличительные возможности «сцепки»?

Каковы отличительные возможности «сцепки»?

Что такое «Выравнивание»?

В теории скорость передачи E4 должна быть равна скорости передачи C4.

Однако на практике скорость передачи E4 может быть немного выше или ниже теоретиче-ского значения для скорости.

Если Вы хотите адаптироваться к изменению скорости, Вам необходима специальная систе-ма, называемая «выравниванием», всякий раз, как Вы собираетесь размещать компонентный поток в контейнер SDH.

Что такое «Выравнивание»?

Что такое «Выравнивание»?

Основы архитектуры SDH

Основы архитектуры SDH: Регенераторная секция

Регенераторная секция — базовый сегмент сети SDH.

Это наименьший элемент, управляемый системой.

В каждом регенераторе осуществляется контроль дефектов, таких как пропадание сигнала, пропадание цикловой синхронизации, блоки с ошибками B1 :

При прохождении через регенератор выполняется полный пересчет RSOH.

Основы архитектуры SDH: Мультиплексная секция

Мультиплексная секция — это элемент сети, ограниченный двумя узлами, в которых выпол-няется обработка загрузки STM-N.

Обнаруживаются дефекты и блоки с ошибками, генерируется специальный аварийный сиг-нал в прямом и обратном направлении передачи.

Осуществляется управление автоматическим переключением на резерв с помощью байтов K1 и K2.

Выполняется регенерация всего SOH.

Основы архитектуры SDH: Тракт высшего порядка VC4

Тракт высшего порядка VC4 — является элементом, по которому транспортируется контейнер C4 от одного конца сети до другого.

VC4 может относится к одному пользователю.

Оборудование SDH: Оконечный мультиплексор

Вход: Низкоскоростные компонентные потоки PDH/T-канал

Выход: Высокоскоростные сигналы SDH

Оборудование SDH: Регенератор

Вход: Синхронный сигнал STM-N

Выход: Синхронный сигнал STM-N

Восстановление передаваемого сигнала для минимизации фазового дрожания, дисперсии и др.

Оборудование SDH: Ретранслятор (преобразователь длины волны)

Вход: Синхронный сигнал STM-N на длине волны l1

Выход: Синхронный сигнал STM-N на длине волны l2

Изменяет длину волны передаваемого сигнала

Оборудование SDH: Мультиплексор ввода/вывода

Вход: Синхронный сигнал STM-N

Выход: Синхронный сигнал STM-N

Обеспечивает выделение (drop) и ввод (add) синхронных компонентных сигналов

Оборудование SDH: Аппаратура оперативных переключений

Вход: Множество оптических сигналов STM-N

Выход: Множество оптических сигналов STM-N

Обеспечивает маршрутизацию сигналов STM-N на высоких скоростях передачи

Топология сети

В традиционных сетях используются следующие способы размещения оборудования: точка-точка, сотовая структура и концентратор (т.е. типа звезда):

Технология SDH позволяет использовать данные структуры наиболее полно.

Топология сети

Технология SDH позволяет комбинировать вышеприведенные способы размещения с кольцами и цепями мультиплексоров ввода/вывода (ADM):

Топология сети

Точка-точка

• Большая пропускная способность (при использовании DWDM)
• Малое число линий связи
• Пример: Межконтинентальные подводные линии связи

Топология сети

Кольцо, шина, дерево и звезда

• Разная пропускная способность
• Много линий связи
• Пример: сети доступа

Топология сети

Сотовая структура

• Много линий связи
• Высокая пропускная способность
• Пример: Транспортные сети

Резервирование сети:

Резервирование сети:

Резервирование сети: кольцевая схема

Резервирование сети:

Во время автоматического переключения на резерв сеть теряет трафик ( потеря денег опера-тором).

Вот почему так важно для оператора контролировать правильное функционирование APS.

Основной параметр — длительность переключения. В рекомендации на восстановление сиг-нала отводится максимум 50 мс.

Стандарты, определяющие качественные показатели

• G.826 МСЭ-Т — Качественные показатели, нормы и вычисления для первичной ско-рости передачи и более высоких скоростей
• G.821 МСЭ-Т — Показатели ошибок для цифрового соединения, работающего на скорости передачи ниже первичной
• M.2100 МСЭ-Т — Пределы показателей ошибок при вводе системы в эксплуатацию и техническом обслуживании
• G.783 МСЭ-Т — Рекомендация для автоматического переключения на резерв и стан-дартизированных движений указателей

Важно знать, что наша сеть соответствует вышеперечисленным стандартам

Стандарты, определяющие качественные показатели

• Секунды с ошибками (ES) — Секунды, в течение которых произошла, по крайней мере, одна ошибка на блок или цикл
• Секунды, пораженные ошибками (SES) — Промежуток времени, в течение которо-го регистрировался существенный аварийный сигнал (LOS, LOF, AIS и др.) или ко-гда в течение одной секунды 30% из принятых циклов содержало ошибки.
• Период неготовности — Промежуток времени неготовности оборудования SONET (начинается после 10 последовательных SES)

Источник: www.unisi.ru

1.3.1.  Основные понятия, термины и определения

Рекомендациями   ITU-T,   стандартами   ISO,   институтами   ANSI,   ETSI   и   другими международными организациями введено большое количество новых  понятий, терминов, определений   и   соответствующих   им   сокращений,   которые   пока   еще   не   полностью определены  в  литературе  по  вопросам  телекоммуникаций  на  русском  языке.  Основные специальные понятия, термины и определения для систем передачи и сетей SDH, введенные рекомендациями ITU-T, приведены ниже.

Синхронная  цифровая  иерархия  SDH  (Synchronous  Digital Hierarchy) –  это  новый иерархический     набор     цифрового     оборудования     и     элементов     цифровой     сети, стандартизированных    с    целью    транспортирования    по     физическим    сетям    связи соответствующим образом адаптированной нагрузки.  Данное определение включает в себя несколько понятий одновременно: новые международные рекомендации; новый синхронный метод  объединения  цифровых   сигналов,  или  синхронное  мультиплексирование;  новая концепция построения цифровых транспортных сетей.

Синхронный транспортный модуль STM (Synchronous Transport Module) – это ЦГС заданной структуры, используемый для транспортирования сигналов в сетевом слое секций систем   передачи   SDH.   Цикл   передачи,   или   фрейм   (Frame)   сигнала   STM   содержит информационные сигналы полезной нагрузки и  служебные сигналы. Длительность цикла передачи равна 125 мкс.

Виртуальный  контейнер  VC  (Virtual  Container)  –  это  ЦГС  заданной  структуры, используемый для формирования сигналов в сетевом слое трактов  систем передачи SDH. Цикл  передачи  VC  содержит  информационные  сигналы  нагрузки  и  служебные  сигналы. Последние  образуют  трактовые  заголовки  VC.  В  зависимости  от  вида  контейнера  VC длительность его цикла передачи равна 125  или 500 мкс. Для разных скоростей передачи ЦГС  приняты  VС  различного  порядка  (ёмкости,  объема),  имеющие  обозначения  VС-11,

VС-12, VC-2, VC-3, VС-4.

Контейнер  С  (Container)  –  это  ЦГС  заданной  структуры,  с   помощью   которого формируется синхронная с сетью информационная нагрузка для УС. Эта нагрузка создается в   форме   контейнеров.   Виртуальному    контейнеру   заданного   порядка   соответствует определенный контейнер: С-11, С-12, С-2, С-3, С-4. Цикл передачи данного VC образуется объединением  ЦГС соответствующего контейнера и сигналов трактового заголовка РОH (Path Overhead), т. е. УС = С + РОЕ.

Административный блок AU (Administration Unit) – это ЦГС заданной  структуры, обеспечивающий согласование между сетевым слоем трактов  высшего порядка и сетевым слоем  мультиплексной  секции.  Цикл  передачи  сигналов  AU  содержит  информационные сигналы нагрузки (VС высшего порядка) и сигналы АU-указателя (AU-pointer), т. е. AU = VC

+ АU-указатель.

Для  цифровых  трактов  высшего  порядка  определены  два  вида  административных блоков:  AU-3  и  AU-4.  Блок  AU-4  состоит  из  VС-4  и  AU-указателя,  который  показывает смещение  начала  цикла  передачи  сигналов  VС-4  относительно  цикла  передачи  сигнала STM-1.  Блок  AU-3  состоит  из  VС-3  и  АU-указателя,  который  показывает  необходимость корректирования фазы сигналов VС-3 относительно фазы сигналов цикла передачи STM-1.

Один или более блоков AU, занимающих определенные фиксированные  положения в нагрузке STM-1, называется групповым административным блоком AUG (Administrative Unit Group). Блок AUG содержит однородный набор элементов AU-3 или один элемент AU-4.

Цикл передачи сигналов синхронного транспортного модуля N-го  порядка  образуется побайтным  объединением  сигналов  N  групповых  блоков  AUG  и  сигналов  секционного заголовка SOH (Section OverHead), т. е. STM-N =N x AUG+ SOH.

Субблок TU (Tributary Unit) – это ЦГС заданной структуры, который  обеспечивает согласование между сетевыми слоями трактов низшего и высшего порядков. Цикл передачи TU  содержит информационные  сигналы  нагрузки  (VC-11, VC-12, VC-2, VC-3) и  сигналы TU-указателя, т. е. TU = VС +  TU-указатель. Смещение начала цикла передачи сигналов нагрузки от начала цикла передачи сигналов VC высшего порядка показывает TU-указатель. Так  же  как  и  контейнеры  VС,  субблоки  TU  обозначаются  TU-11,  TU-12,  TU-2  и  TU-3 соответственно.

Один   или   несколько   субблоков   TU,   занимающих   определенные   фиксированные позиции в нагрузке контейнера VC высшего порядка, называется групповым субблоком TUG (Tributary Unit  Group),  который  обозначается  TUG-2  или  TUG-3.  Блок  TUG-2  содержит однородный набор идентичных элементов TU-11, TU-12 или один элемент TU-2. Блок TU-3 содержит однородный набор групповых субблоков TUG-2 или один субблок TU-3.

Мультиплексирование    (Multiplexing)    –    это    процедура,    посредством    которой выполняются  операции  по  согласованию  нескольких   сигналов  сетевого  слоя  трактов низшего порядка с трактом высшего  порядка или нескольких сигналов трактов высшего порядка – с мультиплексной секцией.

Размещение  сигналов  (Mapping)  –  это  преобразовательная  процедура,  посредством которой  передаваемые  цифровые  потоки  согласуются  с   виртуальными  контейнерами. Фактически   эти   потоки   размещаются   на   определенных   временных   позициях   циклов передачи виртуальных контейнеров VC. В системах передачи SDH используется синхронное или   асинхронное  размещение  передаваемых  цифровых  сигналов.  Процесс   размещения заключается  в  упаковке  различных  сигналов  современных   технологий  (компонентных потоков плезиохронных ЦСП, потоков ячеек ATM, сигналов технологии FDDI, пакетов IP и т. д.) в VC соответствующей ёмкости [43, 63, 155].

Корректирование,    или    выравнивание    сигналов    (Aligning)    –    это    процедура, посредством  которой  в  TU  или  AU  вводятся  данные  о  размере  смещения  начала  цикла передачи   сигналов   нагрузки   от   начала   (точки    отсчета)   цикла   передачи   сигналов обслуживающего сетевого слоя.

Сцепка   (Concatenation)  блоков   –   это   процедура,   которая   позволяет   объединить несколько виртуальных контейнеров. В результате сцепки  полученная совокупная ёмкость может  быть  использована  как  один  контейнер,  в  котором  обеспечивается  целостность

последовательности   передаваемых   сигналов.   Различают   два   вида   сцепок:    смежные (Contiguous)  и  виртуальные  (Virtual).  Смежные  сцепки  определены  для  VC-2  и  VC-4  и обозначаются VC-N-Xc, где N – уровень контейнеров (2 или 4), а X  –  число контейнеров в сцепке  (может  принимать  значение  от  2  до  256).  Нагрузки  контейнеров  размещаются  в соседних блоках (TU-2 для VC-2 и AU-4 для VC-4).  Указатель первого блока обозначает начало сцепки, а указатели остальных блоков сообщают о принадлежности к ней.

Виртуальные    сцепки    определены    для    всех    VC-N.    Виртуальные    контейнеры, участвующие в сцепке, имеют свои трактовые заголовки и передаются по сети независимо (может быть даже по разным трассам). Сборка контейнеров  осуществляется на приемном конце с использованием информации, полученной в  трактовых заголовках. В этом случае поддержка процедуры сцепки необходима только в точках окончания тракта. Использование сцепок повышает эффективность систем передачи SDH в сети. Более подробно о применении сцепок можно прочитать в работах [43, 63].

Указатель (Pointer) – это индикатор, значение которого показывает смещение  начала цикла  передачи  сигналов  VC  относительно  точки  отсчета  цикла  передачи  сигналов  той транспортной единицы, которая этот VC обслуживает.

Секционный заголовок SOH (Section OverHead) – это фрагмент заданной  структуры цикла   передачи   сигналов   STM-N.   Заголовок   SOH   содержит    служебные   сигналы, обеспечивающие функционирование систем контроля, управления и обслуживания, а также сигналы, выполняющие вспомогательные  функции. Секционный заголовок делится на два заголовка: заголовок мультиплексной секции и заголовок регенерационнои секции.

Заголовок мультиплексной секции MSOH (Multiplex Section OverHead) – это  часть сигналов   секционного   заголовка,   которая   передается   между   пунктами   доступа,   где формируется и расформировывается цикл передачи сигналов STM. Регенераторы ленейного тракта   сигналы   MSOH   проходят   транзитом.    Заголовок    MSOH   содержит   сигналы, выполняющие    функции    контроля    ошибок,    управления    системой    автоматического переключателя на резерв, служебной связи и т. д.

Заголовок регенерационнои секции RSOH (Regenerator Section OverHead) – это часть сигналов секционного заголовка, которая действует в пределах  регенерационной секции и передается между регенераторами, где заголовок RSOH  обрабатывается. Заголовок RSOH содержит  сигналы,  выполняющие  функции  цикловой  синхронизации,  контроля  ошибок цифрового   линейного   сигнала  в   пределах   регенерационной   секции,  указания  уровня иерархии синхронного транспортного модуля и т. д.

Трактовый заголовок РОН (Path Overhead) – это фрагмент заданной структуры цикла передачи сигналов VС. Заголовок РОН создается и ликвидируется в пунктах  доступа, где формируется и расформировывается цикл передачи сигналов VC, контролирует тракт между этими  пунктами,  проходя  мультиплексные  и   регенерационные  секции  транзитом.  Он содержит сигналы, выполняющие функции контроля качества тракта, передачи информации об  авариях  тракта,  служебной  связи  и  т.  д.  В  заголовках  РОН  тракта  высшего  порядка содержатся также данные о структуре информационной нагрузки данного контейнера VC.

Линейный  тракт,  или  синхронный  линейный  тракт  (СЛТ)   определяется   как комплекс станционных и линейных технических средств, выполняющих транспортирование сигналов STM-N между эталонными точками двух последовательных синхронных линейных мультиплексоров   (или   другой   аппаратуры   пунктов   доступа).   В   состав   СЛТ   входят: функциональные   блоки   окончаний   регенерационной   секции   RST   (Regenerator  Section Termination); оптические секции OS (Optical Section); линейные регенераторы.

Блоки RST обрамляют регенерационную секцию, входя в ее состав. Со  станционной стороны  на  вход  блока  RST  поступает  полный  сигнал  STM-N,   однако  в  нем  еще  не определены байты заголовка регенерационной секции. Блоки RST являются источниками и потребителями  этих  заголовков,  здесь  сигналы  RST  вводятся  в  цикл  передачи  STM-N  и выводятся из него для последующего использования.

Оптическая секция OS – это часть СЛТ, состоящая из участка ООВ между  двумя соседними пунктами СЛТ.

Регенераторы  СЛТ,  кроме  своих  обычных  функций,  выполняют  ряд  новых  задач.

Основная   из   них   –   обработка   заголовка   RSOH.   Фактически   это   одна   из   функций мультиплексора.   Заголовок   RSOH   создается   и   вводится   в   цикл   передачи   STM-N   в функциональном блоке RST в начале СЛТ.

В каждом регенераторе заголовок RSOH принимается, обрабатывается и используется. Затем он вновь формируется и вводится в цикл передачи  STM-N. При этом часть байтов принятого заголовка транслируется во вновь формируемый заголовок RSOH – и так до конца СЛТ.

Элементы  сети  NE  (Network  Elements)  –  основные  устройства  для   построения транспортной сети SDH. Сетевой элемент представляет собой «узел». В данном случае это очень ёмкое понятие, потому что NE могут быть различными по своим функциям, размерам и устройству.

В  рекомендациях  ITU-T,  описывающих  функционирование  сети  SDH,   в  качестве примеров приводится большое количество типов сетевых узлов, или элементов сети. Сетевой узел может быть довольно простым и выполнять транспортные функции только в одном или двух слоях сети. Но его  конфигурация может быть достаточно сложной, обеспечивающей управление транспортированием нагрузки во всех слоях сети.

Общее  свойство  всех  элементов  сети  состоит  в  том,  что  каждый  из  них  является связующим  звеном  между  транспортной  сетью  SDH  и  сетью   контроля,  управления  и обслуживания. Они обеспечивают взаимодействие указанных сетей.

Отдельные    элементы    сети    (терминальные    мультиплексоры,    мультиплексоры выделения/вставки, аппаратура оперативного переключения  цифровых потоков, линейные тракты, синхронные линейные мультиплексоры и др.) оснащены устройствами доступа, или интерфейсами сетевых узлов NNI (Network Node Interface), с помощью которых выполняются соединения  элементов  сети  между  собой,  т.  е.  NNI  с  устройствами  взаимосоединений являются связующим звеном между NE или между средой транспортирования  сигналов и элементами сети.

Сигналы на интерфейсе сетевого узла могут быть электрическими или  оптическими, иметь несколько значений уровня и различные скорости  передачи. Разнообразие сигналов интерфейса расширяет функциональные возможности NE и повышает гибкость сети SDH.

Трасса  (Trail)  –  это  функциональный  элемент,  который  поддерживает  целостность информации клиента в пределах данного сетевого слоя. Трасса включает средства передачи информационных  сигналов  и  средства  системы  контроля,  управления  и  обслуживания. Понятие «трасса» обобщает понятия каналов, трактов и секций.

Источник: Хмелёв К. Ф. Основы SDH: Монография. – К.: ІВЦ «Видавництво «Полігехніка»», 2003.-584 с.:ил.

Источник: crypto.pp.ua