Технология SONET/SDH

Технология синхронной цифровой иерархии первоначально была разработана компанией Bellcore под названием «Синхронные оптические сети» - Synchronous Optical NETs, SONET., а затем появилась ее усовершенствованая версия SDH. Основной целью была передача данных существующих каналов Т1 – ТЗ и Е1 – ЕЗ на волоконно-оптических кабелях до скорости в несколько гигабит в секунду.

технология SONET/ SDH фактически стала считаться единой технологией.

Иерархия скоростей SONET/SDH, представлена в табл. 1.

Таблица 1. Скорости технологии SONET/SDH

В стандарте SDH все уровни скоростей (и, соответственно, форматы кадров для этих уровней) имеют общее название: STM-n - Synchronous Transport Module level n. В технологии SONET существуют два обозначения для уровней скоростей: STS-n и ОС-n. Форматы кадров STS и ОС идентичны.

Эти кадры обладают весьма большой избыточностью, так как передают большое количество служебной информации, которая нужна для:

· обеспечения гибкой схемы мультиплексирования потоков данных разных скоростей, позволяющих вставлять (add) и извлекать (drop) пользовательскую информацию любого уровня скорости, не демультиплексируя весь поток;

· обеспечения отказоустойчивости сети;

· поддержки операций контроля и управления на уровне протокола сети;

· синхронизации кадров в случае небольшого отклонения частот двух сопрягаемых сетей.

Стек протоколов и основные структурные элементы сети SONET/SDH показаны на рис. 4.

Рис. 1. Структура сети SONET/SDH

Ниже перечислены устройства, которые могут входить в сеть технологии SONET/ SDH.

· Терминальные устройства (Terminal, Т), принимают пользовательские данные от низкоскоростных каналов технологии PDH (Т1,Е1,...) и преобразуют их в кадры STS-n.

· Мультиплексоры (Muliplexers) принимают данные от терминальных устройств и мультиплексируют потоки кадров разных скоростей STS-n в кадры более высокой иерархии STS-m.

· Мультиплексоры «ввода-вывода» (Add-Drop Multiplexers) могут принимать и передавать транзитом поток STS-n, вставляя или удаляя «на ходу», без полного демультиплексирования, пользовательские данные, принимаемые с более низкоскоростных входов.

· Цифровые кросс-коннекторы (Digital Cross-Connect, DCC), предназначены для мультиплексирования и постоянной коммутации высокоскоростных потоков STS-n различного уровня между собой (на рис. 1 они не показаны). Кросс-коннектор представляет собой разновидность мультиплексора, основное назначение которого - коммутация высокоскоростных потоков данных, возможно, разной скорости. Кросс-коннекторы образуют магистраль сети SONET/SDH.

· Регенераторы сигналов, используемые для восстановления мощности и формы сигналов, прошедших значительное расстояние по кабелю. На практике иногда сложно провести четкую грань между описанными устройствами, так как многие производители выпускают многофункциональные устройства, которые включают терминальные модули, модули «ввода-вывода», а также модули кросс-коннекторов.

Кадры технологии SONET/SDH состоят из набора подкадров, называемых виртуальными контейнерами - VC. Виртуальные контейнеры содержат кадры PDH. Местоположение виртуальных контейнеров задается не жестко, а с помощью системы указателей (pointers).

Мультиплексор формирует виртуальный контейнер и, пользуясь указателем, находит начало очередного подкадра данных. Обнаружив свободное место, например для кадра канала Т1, он вставляет кадр Т1 в нужное место кадра STS-1. Аналогично производится поиск при операции удаления..

Таким образом, кадры STS-n всегда образуют синхронный поток байтов, но с помощью изменения значения соответствующего указателя можно вставить и извлечь из этого потока кадры более низкоскоростного канала, не выполняя полного демультиплексирования высокоскоростного канала.

Виртуальные контейнеры также содержат дополнительную служебную информацию для подкадров. Поэтому виртуальный контейнер для переноса данных канала Т1 требует скорости передачи данных не 1,544 Мбит/с, а 1,728 Мбит/с.

Преимущества SDH:

Отказоустойчивость сети SONET/SDH встроена в ее основные протоколы. Этот механизм называется автоматическим защитным переключением - Automatic Protection Switching, APS. Существуют два способа его работы. В первом способе защита осуществляется по схеме 1:1. Для каждого рабочего волокна (и обслуживающего его порта) назначается резервное волокно. Во втором способе, называемом 1:n, для защиты n волокон назначается только одно защитное волокно.

Обычно при защите 1:1 используется схема двух колец, похожая на двойные кольца FDDI.При обрыве кабеля между двумя мультиплексорами происходит сворачивание колец, и, как и в сетях FDDI, из двух колец образуется одно рабочее.

Управление, конфигурирование и администрирование сети SONET/SDH также встроено в протоколы. Служебная информация протокола позволяет централизованно и дистанционно конфигурировать пути между конечными пользователями сети, изменять режим коммутации потоков в кросс-коннекторах, а также собирать подробную статистику о работе сети. Существуют мощные системы управления сетями SDH, позволяющие прокладывать новые каналы простым перемещением мыши по графической схеме сети.

Применение цифровых первичных сетей

Сети SDH и PDH очень широко используются для построения публичных и корпоративных сетей. Особенно популярны их услуги в США, где большинство крупных корпоративных сетей построено на базе выделенных цифровых каналов. Эти каналы непосредственно соединяют маршрутизаторы, размещаемые на границе локальных сетей.

На основе первичной сети SDH можно строить компьютерные и телефонные сети. При этом в сети будут кадры как компьютерных, так и голосовых данных.

Технология SONET/SDH очень экономично решает задачу мультиплексирования и коммутации потоков различной скорости, поэтому сегодня она, несмотря на невозможность динамического перераспределения пропускной способности между абонентскими каналами, является наиболее распространенной технологией создания первичных сетей.

Вопросы для самостоятельной работы:

1. Основные характеристики первичных цифровых сетей PDH. Их недостатки

2. Как технология SDH передает кадры сетей PDH. В чем ее преимущества по сравнению с PDH.

Дата добавления: 2014-12-07