Основы SDH

*Магистральный уровень глобальных сетей является «прозрачным» для каналов передачи данных всех ниже лежащих уровней передачи.
Магистральный уровень представлен такими технологиями передачи как SDH, OTN, DWDM, CWDM.
Структура реальных глобальных сетей

Пример современного применения региональной сети SDH

Формирование ОЦК
8 бит * 8000кГц = 64 000 кБит/c.
Запись Основного Цифрового Канала в Европейском стандарте.
E0
E0 – DS0 –DSJ - 64 kb/s
Европейский , Американский и Японский стандарт передачи основного цифрового канала равны.

Базовая структура SDH: матрица мультиплексирования
Мультиплексирование в SDH

Базовая структура SDH: матрица мультиплексирования
Структура транспортного модуля SDH

Изменение размеров структурных элементов SDH
Мультиплексирование в SDH

Терминология SDH
Базовая структура SDH: определения
C -i (Контейнер i – ого уровня от 1 до 4)
Информационная структура, которая образует синхронную информационную полезную нагрузку сети для виртуального контейнера
VC -i (Виртуальный контейнер): 2 типа
LO VC (VC низкого порядка) состоит из одиночного контейнера i (i=1,2) и связанного с ним РОН (заголовка тракта)
HO VC (VC высокого порядка) состоит из одиночного контейнера i (i=3,4) или из набора групп первичных единиц, вместе с РОН виртуального контейнера соответствующим уровню.
TU-i (Первичная единица)
Состоит из VC и связанного с ним указателя
TUG-i (Группа первичных единиц):
Позволяет смешивать полезные нагрузки, составленные из TU различного размера, чтобы увеличить гибкость транспортной сети.
AU-i (Административная единица):
Состоит из информационной полезной нагрузки (виртуальный контейнер высокого порядка) и связанного с ним указателя.
AUG-i (Группа административных единиц):
Состоит из однородных AU-3 или AU-4
STM-N (Синхронный транспортный модуль):
STM-N содержит N групп AUG совместно с SDH

Структура мультиплексирования SDH
TU2

VC низкого порядка. Сверхцикловая синхронизация.
Трактовые заголовки виртуальных контейнеров низкого порядка (VC-2/VC-1 POH) состоят из четырех байтов V5, J2, N2 и К4.
Из-за относительно небольшого размера VC низкого порядка для переноса всей информации о сигнале недостаточно
одного байта, зарезервированного для указателей и заголовка. По этой причине применяются сверхциклы; сверхцикл - это структура, в которой служебная информация разбивается на части и разделяется между несколькими последовательными циклами.
Сверх циклы принято называть в SDH – мультифреймом. Полная длинна мультифрейма составляет – 4 фрейма, тоесть 500 мкс.

Основы технологи синхронной передачи данных SDH
Этапы мультиплексирования (1)

Функции указателя в SDH
Первая функция указателей является наиболее важной, поскольку именно с ней связано основное преимущество технологии SDH - отсутствие необходимости пошагового мультиплексирования/ демультиплексирования. Указатели административных блоков AD PTR и блоков нагрузки TU PTR обеспечивают прямой доступ к загруженному в синхронный транспортный модуль потоку на любом уровне (рис.4.10). Как видно из рис.4.10, в системах передачи SDH используются два типа указателей - административной (AU-PRT) и трибутарной групп (TU-PTR). Указатели образуются байтами Н, описанными в предыдущем разделе.

Этапы мультиплексирования

Сборка транспортного модуля STM-1
Структура цикла

Функциональные виды элементов SDH
Мультиплексор.Основным функциональным модулем сетей SDH является мультиплексор.
Мультиплексоры SDH выполняют как функции собственно мультиплексора, так и функции устройств терминального доступа, позволяя подключать низкоскоростные каналы PDH иерархии, SDH, Ethernet. Это оказываеться возможным в силу модульной конструкции SDH мультиплексора - SMUX, при которой выполняемые функции определяются лишь возможностями системы управления и составом модулей, включённых в спецификацию мультиплексора.
Мультиплексор ввода/вывода ADM

Мультиплексор ввода/вывода ADM
Функциональные виды элементов SDH

Фуекциональные элементы SDH
Терминальный мультиплексор
Мультиплексор ввода-вывода
Регенератор
Кросс-коммутатор

Функциональные элементы SDH

Функциональные элементы SDH

Топологии SDH

Принципы управления SDH
Q-интерфейс. Интерфейс управления сетью
F-интерфейс. Интерфейс управления элементом

Пример отображения схемы SDH
Пример схемы SDH уровня STM-4
L-4.1/1
L – длинная секция 40-80 км.
4 – линейный уровень STM-4
.1 – длинна волны 1310 нМ
/1 – первый порт на данной плате
L-1.2/2
L – длинная секция 40-80 км.
-1 – линейный уровень STM-1
.2 – длинна волны 1550 нМ
/2 – второй порт на данной плате
S-16.1/1
S – длинная секция 10-40 км.
-16 – линейный уровень STM-16
.1 – длинна волны 1310 нМ
/1 – первый порт на данной плате

Аварийные сообщения SDH
LOS (LOSS OF SIGNAL) – пропадание входного сигнала
FAL (FRAME ALIGNMENT LOSS) – потеря циклового фазирования
TIM (MISMATCH OF LO/HO PATH ID) – искажение идентификатора трассы тракта уровня LO/HO
SLM (MISMATCH OF LO/HO SIGNAL LABBLE) – искажение идентификатора трассы тракта уровня LO/HO
BER (BIT ERROR) – коэффициент битовых ошибок
E-BER (EXCESSIVE BIT ERROR) – чрезмерный коэффициент битовых ошибок
SD (SIGNAL DEGRADE) – деградация сигнала
LOP (LOSS OF TU/AU POINTER) – потеря указателя
LOF (LOSS OF FRAME) – пропадание цикла сигнала STM-1
RDI (REMOTE DEFECT INDICATION) – индикатор удаленного дефекта
REI (REMOTE ERROR INDICATION) – индикатор удаленной ошибки
AIS (ALARM INDICATION SIGNAL) – сигнал индикации аварии

Резервирование тракта в SDH
Пример SNCP резервирования (Sub-Network Connection Protection).

Резервирование тракта в SDH
Пример SNCP резервирования (Sub-Network Connection Protection).

Синхронизация в сетях SDH
Необходимость тактовой синхронизации цифровой сети связи
Тактовая сетевая синхронизация (ТСС) предназначается для установления и поддержания определенных фазовых соотношений между цифровыми сигналами систем коммутации, а также между цифровыми сигналами систем передачи и коммутации. Необходимость в ТСС возникает тогда, когда цифровые системы передачи интегрируются с электронными цифровыми системами коммутации в единую сеть, обеспечивающую передачу и коммутацию сигналов в цифровой форме.
Первичный эталонный генератор
«VCH-001»
В реальной ситуации на цифровых сетях большой протяженности может наблюдаться расхождение тактовых частот, что приводит к проскальзыванию.
Проскальзывание - исключение или повторение в цифровом сигнале одного или нескольких бит, происходящее в следствии различия в скоростях записи и считывания буферных устройств, установленных на входе коммутационного оборудования, где запись производится с тактовой частотой приходящего цифрового потока, а считывание с тактовой частотой коммутационного оборудования.

Синхронизация в сетях SDH
Проявления рассинхронизации в сетях
Требования к значению проскальзываний при соединении от абонента до абонента по каналу 64 кбит/с нормируется согласно рекомендации МСЭ-Т G.822 для эталонного соединения длиной 27 500 км, которое представляет собой соединение двух национальных сетей через несколько международных транзитов и насчитывает в общей сложности 13 узлов и станций. По рек.G.822 в этом соединении должно происходить:
а) не более 5 проскальзываний за 24 ч в течении 98,9% времени работы;
d) более 5 проскальзываний за 24ч, но менее 30 за 1 ч в течении 1% времени
работы;
с) более 30 проскальзываний за 1 ч в течение 0,1% времени работы.
При этом считается, что общее время работы должно составлять не менее 1 года, а категория а) соответствует случаю нормальной работы эталонной цепи. оборудования.

Синхронизация в сетях SDH
Рекомендацией МСЭ-Т G/803 определены четыре режима работы задающих генераторов в сети тактовой синхронизации.
Фактически на этом рисунке указаны временные интервалы возникновения управляемых проскальзываний при различной стабильности задающих генераторов сети тактовой синхронизации.

Синхронизация в сетях SDH
ПЭГ
ВЗГ
STM-N
STM-N
STM-N
STM-N
STM-N
STM-N
2048 kBt
2048 МГц
2048 МГц
2048 МГц

Синхронизация в сетях SDH
ПЭГ
ВЗГ
STM-N
STM-N
STM-N
STM-N
STM-N
STM-N
2048 kBt
2048 МГц
2048 МГц
2048 МГц
Перед
перестройкой
сети
ПЭГ ВЗГ
ГСЭ №1
ГСЭ №2
ГСЭ№N
ПЭГ
ПЭГ
ПЭГ
ПЭГ
ГСЭ №N
ПЭГ
х
Авария
ГСЭ №1
ГСЭ №2
ВЗГ
После возникновения аварии на сети

G.811
Синхронизация в сетях SDH

Мультиплексирование STM-N
Побайтовое мультиплексирование четырех AUG-4 образует структуру из 9 строк и 1044 столбцов (261 * 4), к четвертой строке которой последовательно присоединяются 36 байт (9 * 4), относящиеся к указателям четырех мультиплексируемых потоков AU-4.
Условное представление транспортного модуля STM-4

Мультиплексирование STM-N
Заголовок транспортного модуля
STM-4

Мультиплексирование STM-N
Побайтовое мультиплексирование 16 цифровых потоков AU-4 образует структуру из 9 строк и 4176 столбцов (261*16), к четвертой строке которой последовательно присоединяются 144 байта (9*16), относящиеся к указателям 16 мультиплексируемых потоков AU-4.
Условное представление транспортного модуля STM-16

VC12 #1
VC12 #2
VC12 #3
VC12 #63
VC3#1
VC3#2
VC3#3
VC12 #1
VC12 #2
VC12 #3
VC12 #63
VC12 #1
VC12 #2
VC12 #3
VC12 #63
VC4#1
VC4#2
VC4#3
VC4#4
VC12 #1
VC12 #2
VC12 #3
VC12 #63
VC3#1
VC3#2
VC3#3
VC12 #1
VC12 #2
VC12 #3
VC12 #63
VC12 #1
VC12 #2
VC12 #3
VC12 #63
VC4#1
VC4#2
VC4#3
VC4#4
E1
STM-4 (Запад)
STM-4 (Восток)
Мультиплексор Ввода-вывода

VC12 #1
VC12 #2
VC12 #3
VC12 #63
VC3#1
VC3#2
VC3#3
VC12 #1
VC12 #2
VC12 #3
VC12 #63
VC12 #1
VC12 #2
VC12 #3
VC12 #63
VC4#1
VC4#2
VC4#3
VC4#4
VC12 #1
VC12 #2
VC12 #3
VC12 #63
VC3#1
VC3#2
VC3#3
VC12 #1
VC12 #2
VC12 #3
VC12 #63
VC12 #1
VC12 #2
VC12 #3
VC12 #63
VC4#1
VC4#2
VC4#3
VC4#4
SNCP
E1
STM-4 (Запад)
STM-4 (Восток)
Мультиплексор Ввода-вывода

VC3#1
VC3#2
VC3#3
VC12 #1
VC12 #2
VC12 #3
VC12 #63
VC12 #1
VC12 #2
VC12 #3
VC12 #63
VC4#1
VC4#2
VC4#4
VC3#1
VC3#2
VC3#3
VC12 #111
VC12 #112
VC12 #113
VC12 #373
VC4#1
VC4#2
VC4#4
E1
STM-4 (Запад)
STM-4 (Восток)
Мультиплексор Ввода-вывода
СC4#1
СC4#32
СC4#2
VC12 cross connection

Соответствие порядковых номеров номерам KLM

Мультиплексирование STM-N

Инкапсуляция Ethernet в SDH

Инкапсуляция Ethernet в SDH

Инкапсуляция Ethernet в SDH

Инкапсуляция Ethernet в SDH