Особливості та характеристики SDH

Розглянемо загальні особливості побудови синхронної цифрової ієрархії SDH. Не дивлячись на розглянуті переваги мереж SDH перед мережами PDH, вони не мали б такого успіху, якби не забезпечували спадкоємність і підтримку стандартів PDH (табл. 1).

Табл. 1

Рівні контейнерів SDH.

Рівень	Контейнер	Швидкість транспортування сигналів PDH, ≈ Мбiт/с
	С11	1,5
С12
	С2
	С3	34,45
	С4

Як вже відзначалось, при розробці технології SONET забезпечувалася спадкоємність з американською PDH, а при розробці SDH – європейською ієрархією PDH. В остаточному варіанті стандарти SONET/SDH підтримували обидві вказані ієрархії. Це виразилося в тому, що термінальні мультиплексори тамультиплексори вводу/виводу мереж SONET/SDH, через які здійснюється доступ до мережі були розраховані на підтримку лише тих вхідних каналів, або каналів доступу, швидкість передачі яких відповідала низці об’єднаних стандартів американської та європейської ієрархій PDH, а саме: 1,5; 2; 6; 8; 34; 45; 140 Мбіт/с. Цифрові сигнали каналів доступу, швидкість передачі яких відповідає вказаній низці, називатимемо трибами PDH (або в термінології зв’язківців компонентними сигналами), а сигнали, швидкість передачі яких відповідає стандартній низці швидкостей SDH – трибами SDH.

Отже, перша особливість ієрархії SDH – підтримка в якості вхідних сигналів каналів доступу лише трибів PDH і SDH.

Інша особливість – процедура формування структури фрейму.

При цьому використовують загальні правила: за наявності ієрархії структур – структура верхнього рівня може будуватися із структур нижнього рівня, кілька структур того ж рівня, можуть бути об’єднані в одну загальну структуру.

Решта правил відображає специфіку технології. Наприклад, на вході мультиплексору доступу є триби PDH, які мають бути запаковані в оболонку фрейму так, щоб їх легко можна було ввести та вивести в потрібному місці за допомогою мультиплексору вводу/виводу. Для цього сам фрейм досить представити у вигляді деякого контейнера стандартного розміру (через синхронність мережі його розміри не повинні змінюватись), що має супроводжуючу документацію - заголовок, де зібрані всі необхідні для управління та маршрутизації контейнера поля-параметри, і внутрішню ємність для розміщення корисного навантаження, де повинні розташовуватися однотипні контейнери меншого розміру (нижніх рівнів), які також повинні мати деякий заголовок і корисне навантаження і так далі за принципом матрьошки, або за методом послідовних вкладень, або інкапсуляції.

Для реалізації цього методу було запропоновано використовувати поняття – контейнер, в який упаковується триб. По типорозміру контейнери розподіляються на 4 рівні. На контейнер повинен наклеюватися ярлик, що містить інформацію для управління збором статистики проходження контейнера. Контейнер з таким ярликом використовується для перенесення інформації, тобто є логічним, а не фізичним об’єктом, тому його називають віртуальним контейнером.

Отже, друга особливість ієрархії SDH – триби повинні бути упаковані в стандартні помічені контейнери, розміри яких визначаються рівнем триба в ієрархії PDH.

Віртуальні контейнери можуть поєднуватися в групи 2-ма різними способами. Контейнери нижніх рівнів можуть, наприклад, мультиплексуватись (тобто складатися разом) і використовуватися в якості корисного навантаження контейнерів верхніх рівнів (тобто більшого розміру), що, у свою чергу, є корисним навантаженням контейнера самого верхнього рівня (найбільшого розміру) - фрейму STM-1. Таке групування може здійснюватися за жорсткою синхронною схемою, при якій місце окремого контейнера в полі для розміщення навантаження строго фіксоване.

З іншого боку, з кількох фреймів можуть бути складені нові (більші) утворення мультифрейми.

Із-за можливих відмінностей в типах складових фрейму контейнерів і непередбачених часових затримок в процесі завантаження фрейму положення контейнерів всередині мультифрейму може бути, строго кажучи, не фіксовано, що може призвести до помилки при вводі/виводі контейнера, враховуючи загальну нестабільність синхронізації в мережі. Для усунення цього факту, на кожен віртуальний контейнер заводиться покажчик, що містить фактичну адресу початку віртуального контейнера на карті поля, відведеного під корисне навантаження. Покажчик дає контейнеру деяку міру свободи, тобто можливість «плавати» під дією непередбачених часових флуктуації, але при цьому гарантує, що він не буде втрачений.

Отже, третя особливість ієрархії SDH - положення віртуального контейнера може визначатися за допомогою покажчиків, що дозволяють усунути протиріччя між фактом синхронності обробки та можливою зміною положення контейнера усередині поля корисного навантаження.

Хоча розміри контейнерів різні та ємність контейнерів верхніх рівнів досить велика, може виявитися так, що або вона все одно недостатня, або під навантаження краще виділити кілька (в тому числі й з дробовою частиною) контейнерів меншого розміру. Для цього в SDH технології передбачена можливість зчеплення або конкатенації контейнерів (складання декількох контейнерів разом в одну структуру, яка називається «зчепленням»). Складений контейнер відрізняється відповідним індексом від основного та розглядається (з точки зору розміщення навантаження) як один великий контейнер. Зазначена можливість дозволяє з одного боку оптимізувати використання наявної номенклатури контейнерів, з іншого боку дозволяє легко пристосувати технологію до нових типів навантажень, невідомих на момент її розробки.

Отже, четверта особливість ієрархії SDH - кілька контейнерів одного рівня можуть бути зчеплені разом і розглядатися як один безперервний контейнер, який використовується для розміщення нестандартного корисного навантаження.

П’ята особливість ієрархії SDH полягає в тому, що в ній передбачено формування окремого (нормального для технологій пакетної обробки в локальних мережах) поля заголовків розміром 9x9=81 байт. Хоча перевантаженість загальним заголовком невелика та складає всього 3,33%, він досить великий, щоб розмістити необхідну керуючу та контрольну інформацію та відвести частину байт для організації необхідних внутрішніх (службових) каналів передачі даних. Враховуючи, що передача кожного байта в структурі фрейму еквівалентна потоку даних зі швидкістю 64 кбіт/с, передача вказаного заголовку відповідає організації потоку службової інформації еквівалентного 5,184 Мбіт/с.

Відповідно, що при побудові будь-якої ієрархії повинна бути визначена або низка стандартних швидкостей цій ієрархії, або правило його формування та перший (який породжує) член низки. Якщо для PDH значення DS0 (64 кбіт/с) обчислювалося досить просто, то для SDH значення 1-го члена зазначеної низки можна отримати тільки після визначення структури фрейму та його розміру. При цьому, схема логічних міркувань досить проста. По-перше, поле його корисного навантаження повинно мати максимальний за розміром віртуальний контейнер VC-4, що формується при інкапсуляції триба 140 Мбіт/с. По-друге, його розмір: 9x261=2349 байт і визначив розмір поля корисного навантаження STM-1, а додавання до нього поля заголовків визначає розмір синхронного транспортного модуля STM-1: 9x261+9x9=9x270=2430 байт або 2430x8=19440 біт, що при частоті повторення 8 кГц дозволяє визначити член низки, який породжує, для ієрархії SDH: 19440x8000=155,52 Мбіт/с.

Таким чином, SDH передбачає ієрархію синхронних транспортних модулів STM (табл. 2).

Табл. 2

Синхронні транспортні модулі SDH.

Транспортний модуль	Швидкість передачі, Мбiт/с
Sub-STM-1(STM-0)	51,840
STM1	155,520
STM4	622,080
STM-8	1244,160
STM-12	1866,240
STM16	2487,320
STM64	≈10000

В цілому, технологію SDH можливо рекомендувати для використання в завданнях побудови опорних мереж при наступних умовах.

1. Завантаження каналів далеке від граничного;

2. Є необхідність надавати «прозорі» канали зв’язку, наприклад, для передачі голосового трафіку між АТС;

3. В комерційному плані більш вигідно та зручно надавати клієнтам канали з фіксованою пропускною здатністю, а не визначати вартість послуг за кількістю переданого трафіку та за якістю сервісу, що надається.

До недоліків технології SDH слід віднести.

1. Використання одного з каналів повністю під службовий трафік.

2. Неефективне використання пропускної здатності каналів зв’язку (мається на увазі: необхідність резервування смуги на випадок відмов, особливості технології TDM, що не здатна динамічно виділяти смугу пропускання під різні додатки, а також відсутність механізмів пріоритетності трафіку).

3. Необхідність використовувати додаткове обладнання (найчастіше від інших виробників), щоб забезпечити передачу різних типів трафіку (дані, голос) по опорній мережі.

Підводячи підсумки, слід підкреслити наступні переваги SDH у порівнянні з РDH.

1. Проста технологія мультиплексування/демультиплексування.

2. Доступ до низькошвидкісних сигналів без необхідності мультиплексування/ демультиплексування всього високошвидкісного каналу. Це дозволяє досить просто здійснювати підключення клієнтського обладнання та виконувати крос-комутацію потоків.

3. Наявність механізмів резервування на випадок відмов каналів зв’язку або обладнання.

4. Можливість створення «прозорих» каналів зв’язку, необхідних для вирішення певних завдань, наприклад, для передачі голосового трафіку між виносами АТС або передачі телеметрії.

5. Можливість нарощування рішення.

6. Сумісність обладнання від різних виробників.

7. Відносно низькі ціни обладнання.

8. Швидкість настройки і конфігурування пристроїв.

Контрольні питання:

1. Дати визначення трибу PDH, SDH?

2. Які швидкості передбачені SDH?

3. Які переваги має технологія SDH у порівнянні з PDH?

4. Що можливо віднести до недоліків SDH?

5. Які особливості має SDH?

Розробив:

доцент КІ

к.т.н., доцент Слюсарь І.І.

Дата добавления: 2014-01-06