Синхронна цифрова ієрархія (SDH)

3.1. Цифрова первинна мережа – принципи побудови та тенденції розвитку.

Первинною мережею називається сукупність типових фізичних ланцюгів, типових каналів передачі та мережевих трактів системи електрозв'язку, утворена на базі мережевих вузлів, мережевих станцій, кінцевих пристроїв первинної мережі та з'єднують їх ліній передачі системи електрозв'язку. В основі сучасної системи електрозв'язку лежить використання цифрової первинної мережі, заснованої на використанні цифрових систем передачі. Як випливає з визначення, до складу первинної мережі входить середовище передачі сигналів та апаратура систем передачі. Сучасна первинна мережу будується на основі технології цифрової передачі і використовує як середовищ передачі електричний і оптичний кабелі і радіоефір.

Розглянемо ту частину первинної, яка пов'язана з передачею інформації в цифровому вигляді. Як видно з рис. 3, сучасна цифрова первинна мережа може будуватися на основі трьох технологій: PDH, SDH і ATM.

Рис. 3. Місце цифрової первинної мережі у системі електрозв'язку

Первинна цифрова мережа на основі PDH / SDH складається з вузлів мультиплексування (мультиплексорів), що виконують роль перетворювачів між каналами різних рівнів ієрархії стандартної пропускної здатності (нижче), регенераторів, відновлюють цифровий потік на протяжних трактах, і цифрових кросів, які здійснюють комутацію на рівні каналів і трактів первинної мережі. Схематично структура первинної мережі представлена на рис. 4. Як видно з малюнка, первинна мережа будується на основі типових каналів, утворених системами передачі. Сучасні системи передачі використовують як середовища передачі сигналів електричний і оптичний кабель, а також радіочастотні кошти (радіорелейні та супутникові системи передачі). Цифровий сигнал типового каналу має певну логічну структуру, що включає цикловую структуру сигналу і тип лінійного коду. Циклова структура сигналу використовується для синхронізації, процесів мультиплексування і демультиплексування між різними рівнями ієрархії каналів первинної мережі, а також для контролю блокових помилок. Лінійний код забезпечує стійкість передачі цифрового сигналу. Апаратура передачі здійснює перетворення цифрового сигналу з циклової структурою в модульований електричний сигнал, рухаючись потім по середовищу передачі. Тип модуляції залежить від використовуваної апаратури і середовища передачі.

Таким чином, всередині цифрових систем передачі здійснюється передача електричних сигналів різної структури, на виході цифрових систем передачі утворюються канали цифрового первинної мережі, що відповідають стандартам по швидкості передачі, циклової структурі та типом лінійного коду.

Зазвичай канали первинної мережі приходять на вузли зв'язку і закінчуються в лінійно-апаратному цеху (ЛАЦе), звідки кроссіруются для використання у вторинних мережах. Можна сказати, що первинна мережа являє собою банк каналів, які потім використовуються вторинними мережами (мережею телефонного зв'язку, мережами передачі даних, мережами спеціального призначення тощо). Істотно, що для всіх вторинних мереж цей банк каналів єдиний, звідки і випливає обов'язкова вимога, щоб канали первинної мережі відповідали стандартам.

Cучасна цифрова первинна мережа будується на основі трьох основних технологій: плезиохронной ієрархії (PDH), синхронної ієрархії (SDH) і асинхронного режиму перенесення (передачі) (ATM). З перерахованих технологій тільки перші дві в даний час можуть розглядатися як основа побудови цифрової первинної мережі.

Рис. 4. Структура первинної мережі

Технологія ATM як технологія побудови первинної мережі є поки молодий і до кінця не випробуваної. Ця технологія відрізняється від технологій PDH і SDH тим, що охоплює не тільки рівень первинної мережі, а й технологію вторинних мереж (рис. 3), зокрема, мереж передачі даних та широкосмугового ISDN (B-ISDN). В результаті при розгляді технології ATM важко відокремити її частина, що відноситься до технології первинної мережі, від частини, тісно пов'язаної з вторинними мережами.

Розглянемо більш докладно історію побудови та відзнаки плезиохронной і синхронної цифрових ієрархій. Схеми ПЦС розробив початку 80х. Всього їх було три:

1) прийнята в США і Канаді, в якості швидкості сигналу первинного цифрового каналу ПЦК (DS1) було обрано швидкість 1544 кбіт / с і давала послідовність DS1 - DS2 - DS3 - DS4 або послідовність виду: 1544 - 6312 - 44736 - 274176 кбіт / с. Це дозволяло передавати відповідно 24, 96, 672 і 4032 каналу DS0 (ОЦК 64 кбіт / с);

2) прийнята в Японії, використовувалася та ж швидкість для DS1; давала послідовність DS1 - DS2 - DSJ3 - DSJ4 або послідовність 1544 - 6312 - 32064 - 97728 кбіт / с, що пзволяет передавати 24, 96, 480 або 1440 каналів DS0;

3) прийнята в Європі і Південній Америці, в якості превічно була обрана швидкість 2048 кбіт / с і давала послідовність E1 - E2 - E3 - E4 - E5 або 2048 - 8448 - 34368 - 139264 - 564992 кбіт / с. Зазначена ієрархія дозволяла передавати 30, 120, 480, 1920 або 7680 каналів DS0.

Комітетом по стандартизації ITU - T був розроблений стандарт, відповідно до якого:

- по-перше, були стандартизовані три перших рівня першої ієрархії, чотири рівні другої і чотири рівні третьої ієрархії як основних, а також схеми крос-мультиплексування ієрархій;

- по-друге, останні рівні першої та третьої ієрархії не були рекомендовані як стандартних.

Зазначені ієрархії, відомі під загальною назвою плезиохронная цифрова ієрархія PDH, або ПЦИ, зведені в таблицю 1.

Табл. 1. Три схеми ПЦС: АС – американська; ЯС – японська; ЄС – європейська

Але PDH володіла рядом недоліків, а саме:

- тяжке введення / висновок цифрових потоків в проміжних пунктах;

- відсутність коштів мережного автоматичного контролю та управління;

- багатоступінчате востановление синхронизма вимагає досить великого часу;

Також можна вважати недоліком наявність трьох різних ієрархій.

Зазначені недоліки PDH, а також ряд інших факторів призвели до розробки в США ще однієї ієрархії - ієрархії синхронної оптичної мережі SONET, а в Європі аналогічної синхронної цифрової ієрархії SDH, запропонованими для використання на волоконно-оптичних лініях зв'язку (ВОЛЗ).Але через невдало обраної швидкості предачі для STS-1, було прийнято рішення - відмовитися від створення SONET, а створити на її основі SONET / SDH зі швидкістю передачі 51.84 Мбіт / с першого рівня ОС1 цієї СЦІ. Урезультаті OC3 SONET / SDH відповідав STM-1 ієрархії SDH.Скорості передач ієрархії SDH представлені в таблиці 2.

Табл. 2. Швидкості передачі ієрархії SDH

Ієрархії PDH і SDH взаємодіють через процедури мультиплексування і демультиплексування потоків PDH в системи SDH.

Основною відмінністю системи SDH від системи PDH є перехід на новий принцип мультиплексування. Система PDH використовує принцип плезіохронної (або майже синхронного) мультиплексування, згідно з яким для мультиплексування, наприклад, чотирьох потоків Е1 (2048 кбіт / с) в один потік Е2 (8448 кбіт / с) проводиться процедура вирівнювання тактових частот приходять сигналів методом стаффинга. В результаті при демультиплексировании необхідно проводити покроковий процес відновлення вихідних каналів. Наприклад, у вторинних мережах цифрової телефонії найбільш поширене використання потоку Е1. При передачі цього потоку по мережі PDH в тракті ЕЗ необхідно спочатку провести покрокове мультиплексування Е1-Е2-ЕЗ, а потім - покрокове демультиплексирование ЕЗ-Е2-Е1 в кожному пункті виділення каналу Е1.

В системі SDH виробляється синхронне мультиплексування / демультиплексування, яке дозволяє організовувати безпосередній доступ до каналів PDH, які передаються в мережі SDH. Це досить важливе і просте нововведення в технології призвело до того, що в цілому технологія мультиплексування в мережі SDH набагато складніше, ніж технологія в мережі PDH, посилилися вимоги щодо синхронізації і параметрами якості середовища передачі й системи передачі, а також збільшилася кількість параметрів, істотних для роботи мережі. Як наслідок, методи експлуатації та технологія вимірювань SDH набагато складніше аналогічних для PDH.

Міжнародним союзом електрозв'язку ITU-T передбачено ряд рекомендацій, стандартизирующих швидкості передачі і інтерфейси систем PDH, SDH і ATM, процедури мультиплексування і демультиплексування, структуру цифрових ліній зв'язку та норми на параметри джиттера і вандера.

Розглянемо основні тенденції в розвитку цифрової первинної мережі.Ви зараз очевидною тенденцією в розвитку технології мультиплексування на первинної мережі зв'язку є перехід від PDH до SDH. Якщо в галузі засобів зв'язку цей перехід не настільки явний (у разі малого трафіку як і раніше використовуються системи PDH), то в галузі експлуатації тенденція до орієнтації на технологію SDH більш явна. Оператори, що створюють великі мережі, вже зараз орієнтовані на використання технології SDH.Следует також відзначити, що SDH дає можливість прямого доступу до каналу 2048 кбіт / с за рахунок процедури введення / виведення потоку Е1 з трактів всіх рівнів ієрархії SDH. Канал Е1 (2048 кбіт / с) є основним каналом, використовуваним в мережах цифрової телефонії, ISDN та інших вторинних мережах.

3.2. Технологія SDH.

Технологія SDH являє собою сучасну концепцію побудови цифрової первинної мережі. В даний час ця концепція домінує на ринку.

Порівнюючи технологію SDH з технологією PDH, можна виділити наступні особливості технології SDH:

• передбачає синхронну передачу і мультиплексування. Елементи первинної мережі SDH використовують для синхронізації один ставить генератор, як наслідок, питання побудови систем синхронізації стають особливо важливими;

• передбачає пряме мультиплексування і демультиплексування потоків PDH, так що на будь-якому рівні ієрархії SDH можна виділяти завантажений потік PDH без процедури покрокового демультиплексирования. Процедура прямого мультиплексування називається також процедурою введення-виведення;

• спирається на стандартні оптичні та електричні інтерфейси, що забезпечує кращу сумісність обладнання різних фірм-виробників;

• дозволяє об'єднати системи PDH європейської та американської ієрархії, забезпечує повну сумісність з існуючими системами PDH і, в той же час, дає можливість майбутнього розвитку систем передачі, оскільки забезпечує канали високої пропускної здатності для передачі ATM, MAN, HDTV і т.д.;

• забезпечує краще управління і самодіагностику первинної мережі. Велика кількість сигналів про несправності, переданих по мережі SDH, дає можливість побудови систем управління на основі платформи TMN.Технологія SDH забезпечує можливість управління як завгодно розгалуженою первинною мережею з одного центру.

Всі перераховані переваги забезпечили широке застосування технології SDH як сучасної парадигми побудови цифрової первинної мережі.

Виділимо загальні особливості побудови синхронної іерерхіі:

- перша - підтримка в якості вхідних сигналів каналів доступу тільки трибов (прим. Від trib, tributary - компонентний сигнал, підлеглий сигнал або навантаження, потік навантаженні) PDH і SDH;

- друга - триби повинні бути упаковані в стандартні помічені контейнери, розміри яких визначаються рівнем триба в ієрархії PDH;

- третя - положення віртуального контейнера може визначатися за допомогою покажчиків, що дозволяють усунути протиріччя між фактом синхронності обробки і можливою зміною положення контейнера всередині поля корисного навантаження;

- четвертий - кілька контейнерів одного рівня можуть бути сцепленивместе і розглядатися як один безперервний контейнер, використовуваний для розміщення нестандартної корисного навантаження;

- п'ята - передбачено формування окремого поля заголовків розміром 9 * 9 = 81 байт.

Як показано в (табл. 2), ієрархія SDH включає в себе кілька рівнів STM. Як приклад використання рівнів у мережі SDH на рис. 5 показана первинна мережа SDH, що включає кільця магістральної мережі, побудованої на потоках STM-16, регіональних мереж, побудованих на потоках STM-4, і локальних мереж з потоками STM-1.

Рис. 5. Приклад первинної мережі, побудованої на технології SDH

В процесі впровадження технології SDH на першому етапі вірогідна поява комбінованих мереж SDH / PDH. Технологія SDH впроваджується зазвичай у вигляді "островів", об'єднаних каналами існуючої первинної мережі (рис. 6). На другому етапі "острова" об'єднуються в первинну мережу на основі SDH. В результаті на сучасному етапі необхідно не тільки розглядати технологію SDH, а й орієнтуватися на вивчення комбінованих мереж і процесів взаємодії SDH і PDH.

Рис. 6. Приклад первинної комбінованої мережі PDH/SDH

Технологія SDH стандартизована ITU-T. Нижче наведено повний перелік рекомендацій ITU-T, що визначають параметри первинної мережі SDH.

Рекомендації по базовій структурі та електричними параметрами інтерфейсів:

G.702 Швидкості цифровий передачі в системах PDH.

G.703 Фізичні та електричні характеристики інтерфейсів системи PDH.

G.707 Швидкості цифровий передачі в системах SDH.

G.708 Структура інтерфейсу "мережа-мережа" (NNI) в системах SDH.

G.709 Структура синхронного мультиплексування.

Рекомендації за параметрами мережевих елементів системи SDH:

G.781 Структура рекомендацій по параметрах мультиплексорного обладнання систем SDH.

G.782 Типи і основні характеристики мультиплексорного обладнання систем SDH.

G.783 Характеристики функціональних блоків мультиплексорного обладнання систем SDH.

G.784 Управління в мережах SDH.

Рекомендації щодо структури мереж SDH:

G.803 Архітектура транспортної мережі на основі Синхронною цифрової ієрархії (SDH).

Рекомендації за параметрами оптичних інтерфейсів:

G.957 Параметри оптичних інтерфейсів устаткування і систем, пов'язаних з технологій SDH.

G.958 Цифрові системи передачі на основі SDH і використання волоконно-оптичних кабелів.

Рекомендації по параметрах джіггер і вандера:

G.823 Контроль параметрів джиттера і вандера в цифрових системах передачі на основі ієрархії потоку 2048 кбіт / с (PDH).

G.825 Контроль параметрів джиттера і вандера в цифрових системах передачі на основі SDH.

Рекомендації за параметрами помилок в системах передачі SDH:

G.826 Норми на параметри помилок в цифрових системах передачі зі швидкістю вище первинного потоку для міжнародного сполучення.

Рекомендації за параметрами і структурі системи управління (TMN):

М.30 Принципи глобальної системи управління (TMN).

G.773 Протокол інтерфейсу Q для управління системами передачі.

3.3. Побудова SDH.

Процеси завантаження / розвантаження цифрового потоку.

Розглянемо процеси, пов'язані із завантаженням і розвантаженням цифрового потоку в транспортний модуль системи SDH (транспортний модуль STM-N). Процес завантаження цифрового потоку в транспортні модулі представлений схематично на рис. 7.

Рис. 7. Процес завантаження цифрового потоку у синхронні транспортні модулі (STM – N)

Як приклад розглянемо процес формування синхронного транспортного модуля STM-1 з навантаження потоку Е1 (рис. 8).

Рис. 8. Формування синхронного транспортного модуля STM – 1 з навантаження потоку Е1

Як видно з малюнка, в процесі формування синхронного транспортного модуля до навантаження спочатку додаються вирівнюючі біти, а також фіксовані, керуючі і упаковують біти. Нижче більш докладно зупинимося на процесі вирівнювання швидкості навантаження при формуванні контейнера С-n (процесі стаффинга в системі SDH). До сформованому контейнеру С-12 додається заголовок маршруту VC-12 РОН (Path Overhead), в результаті формується віртуальний контейнер.

Додавання до віртуального контейнера 1 байта покажчика (PTR) перетворює перший в блок навантаження (TU). Потім відбувається процедура мультиплексування блоків навантаження в групи блоків навантаження (TUG) різного рівня аж до формування віртуального контейнера верхнього рівня VC-4. В результаті приєднання заголовка маршруту VC-4 РОН утворюється адміністративний блок (AU), до якого приєднується секційний заголовок SОН (Section Overhead). Враховуючи поділ маршруту на два типу секцій (рис. 3.14), SОН складається з заголовка регенераторною секції (RSOH) і заголовка мультиплексорної секції (MSOH). До структури заголовка ще повернемося при розгляді форматів заголовків, де будуть розглянуті значення байтів SОН.

Як видно, процес завантаження цифрового потоку пов'язаний з використанням процесів вирівнювання (бітового стаффинга), активністю покажчиків, а також з використанням заголовків РОН і SOH. У цьому розділі ми розглянемо процеси вирівнювання швидкості загружаемого цифрового потоку та їх вплив на параметри цифровий навантаження.

Відомо, розмір контейнера в системі передачі SDH стандартизований. Його розмір дещо більше розміру, необхідного для завантаження потоку PDH відповідного рівня ієрархії з урахуванням максимально допустимої варіації швидкості загружаемого потоку. При завантаженні цифрового потоку виробляється процедура вирівнювання його швидкості методом бітового стаффинга, для цього використовується частина контейнера.

Розрізняють два тіда бітового стаффінгу:

- плаваюче вирівнювання передбачає не тільки компенсацію різниці в швидкостях завантажуваних цифрових потоків, але і її варіацію. У цьому випадку корисне навантаження в контейнері може гнучко збільшуватися і зменшуватися, даючи можливість грузки в контейнер потоку з варіацією швидкості. Для забезпечення плаваючого вирівнювання у кількох частинах контейнера передбачаються поля змінного стаффинга. Періодично повторювані індикатори стаффинга визначають, чи є біт в полі змінного стаффинга інформаційним або бітом вирівнювання і підлягає знищенню в процесі вивантаження;

- фіксоване вирівнювання передбачає додавання до складу контейнера додаткових бітів для того, щоб його розмір відповідав стандартному. На відміну від процесу плаваючого вирівнювання, де стаффінговие біти ідентифікуються індикаторами, у процесі фіксованого вирівнювання індикатори не використовуються. Місце розташування стаффінгового поля визначено структурою контейнера.

У процесі завантаження і вивантаження цифрового потоку в синхронний транспортний модуль зазвичай використовуються обидва види вирівнювання.

Як приклад розглянемо завантаження потоку 140 Мбіт / с в транспортний модуль STM-1 (рис. 9).

Рис. 9. Завантаження потоку 140 Мбіт / с в синхронний транспортний модуль

Як видно з малюнка, в процесі завантаження потоку 140 Мбіт / с в синхронний транспортний модуль використовуються процедури фіксованого вирівнювання (біти R) і плаваючого вирівнювання (біти S, індикатори С). Процедура фіксованого стаффінгу використовується частіше і пов'язана з полями X, Y і Z. Процедура плаваючого вирівнювання пов'язана з використанням полів Х і Z, причому безпосередньо стаффінговие біти плаваючого вирівнювання передаються в поле Z. Поле Х містить індикатор стаффинга, переданий періодично (до появи поля Z індикатор передається 5 разів).

Процедура вирівнює варіацію швидкості. Допустимі значення варіації швидкості завантажуваних потоків ієрархії PDH представлені в табл. 3.

Табл. 3. Допустимі значення варіації швидкості завантажуваного потоку в різні типи контейнерів

Як другий приклад розглянемо завантаження потоку 34 Мбіт / с (ЕЗ), представлену на рис. 10.

Рис. 10. Загрузка потоку Е3 (34 Мбит/с)

Як випливає з малюнка, завантаження потоку ЕЗ в трибутарних групу TUG-3 багато в чому аналогічна завантаженні потоку Е4, представленої на рис. 8. І в тому, і в іншому випадку використовуються віртуальні контейнери високого рівня - VC-3 і VC-4 відповідно. В обох випадках використовується процедура стаф-фінга, причому як фіксованого (біти R), так і плаваючого або змінного (біти S). Для ідентифікації бітів змінного стаффинга використовуються індикатори стаффинга (біти С). Істотно, що на рис. 9 крім процедури стаффінгу представлена також структура заголовків, зокрема заголовок маршруту високого рівня VC-3 РОН. Нижче розглянуті основні інформаційні поля, що входять в цей заголовок.

Як приклад віртуального контейнера низького рівня розглянемо асинхронну завантаження потоку 2 Мбіт / с - найбільш часто використовуваний варіант завантаження цифрового потоку (рис.4.5). На рис. 11 представлена побайтова структура завантаженого в синхронний транспортний модуль потоку головка РОН (V5, J2, N2 і К4). Як видно користуються процедури фіксованого і плаваючого вирівнювання.

Рис. 11. Асинхронне завантаження потоку 2 Мбіт/с в синхронний транспортний модуль

Процедури мультиплексування всередині ієрархії SDH.

Найбільш важливими потоками ієрархії SDH є потоки STM-1, STM-4 і STM-16. Розглянемо процедури мультиплексування між цими рівнями, схематично представлені на рис. 12.

Рис. 12. Синхронне мультиплексування всередині ієрархії SDH

Як випливає з малюнка, всередині ієрархії SDH мультиплексування виконується синхронно, без процедури вирівнювання швидкостей. В результаті забезпечується основна перевага концепції SDH як технології побудови цифрової первинної мережі - можливість завантаження і вивантаження потоків будь-якого рівня ієрархії PDH з будь-якого потоку ієрархії SDH незалежно від швидкості передачі.

Для зручності реалізації синхронного мультиплексування з використанням сучасних логічних пристроїв, мультиплексування виконується байт-синхронно на відміну від біт-орієнтованих процедур, що використовуються в ієрархії PDH. В результаті використання байт-орієнтованих процедур мультиплексування значно підвищується продуктивність процесорів, в результаті досягається висока швидкість передачі в первинній мережі.

Використання в концепції SDH байт-синхронного мультиплексування дозволило також ув'язати динаміку розвитку пропускної спроможності в цифрових системах передачі з динамікою розвитку продуктивності сучасних процесорів, що було важливо, оскільки на етапі технології PDH намітилося деяке відставання.

Розглянемо тепер структуру заголовка маршруту і секційного заголовка й ті інформаційні поля, які входять до їх складу.

Структура заголовка POH.

Заголовок маршруту РОН виконує функції контролю параметрів якості передачі контейнера. Він супроводжує контейнер по маршруту слідування від точки формування до точки розформування. Структура і розмір заголовка РОН визначаються типом відповідного контейнера. Отже, розрізняються два основних типи заголовків:

- заголовок маршруту високого рівня (High-order РОН - НО-РОН), використовуваний для контейнерів VC-4 / VC-3;

- заголовок маршруту низького рівня (Low-order РОН - LO-POH), використовуваний для контейнерів VC-3 / VC-2 / VC-1.

Розглянемо докладно структуру заголовка маршруту високого рівня. Структура заголовка НО-РОН представлена на табл. 4.

Табл. 4. Структура заголовку HO – POH

Поле ідентифікатора маршруту (J1) передається в 16-ти послідовних циклах і складається з 15-байтовой послідовності ідентифікаторів маршруту і 1 байта суми CRC-7 для ідентифікації помилок в трасі маршруту. Ідентифікатори маршруту являють собою послідовність ASCII-символів у форматі, відповідному ITU-T E.164, і використовуються для того, щоб приймається термінал отримував підтвердження про зв'язок з певним передавачем (ідентифікація точки доступу до маршруту). Структура J1 схематично представлена на табл. 5.

Табл. 5. Значення покажчика типу корисного навантаження

Байт G1 служить для передачі сигналів підтвердження помилок передачі, виявлених в кінці маршруту. Передбачено використання байта G1 для передачі даних про помилки двох категорій (рис. 13).

FEBE (Far End Block Error) - наявність блокової помилки на віддаленому кінці; сигнал, що посилається у відповідь на отримання на віддаленому кінці помилки парності по BIP-8.

FERF (Far End Receive Failure) -наявність несправності на віддаленому кінці; сигнал, що посилається у разі виникнення на віддаленому кінці кількох несправностей.

Рис. 13. Значення байта G1

Байти F2 і F3 використовуються оператором для вирішення внутрішніх завдань обслуговування системи передачі й утворюють виділений службовий канал.

Байт Н4 є покажчиком і використовується при організації надцикл SDH, наприклад, він вказує на номер циклу VC-1, VC-2 в надцикл TU-1, TU-2. Цей байт також використовується в процедурі усунення покажчиків, що буде описано нижче.

Індикатор автоматичного перемикання (Automatic Protection Switching - APS) КЗ використовується для оперативного резервування в системі SDH. Індикатор забезпечує передачу команди переходу на резерв навіть у разі відсутності системи самодіагностики SDH. Більш докладно механізми резервного перемикання розглянуті в розділі, присвяченому процедурам резервного перемикання.

Байт моніторингу взаємного з'єднання (Tandem Connection Monitoring - ПММ) N1 був вперше визначений в 1996 р в рекомендаціях ITU-T. Необхідність введення процедури ТСМ була пов'язана з тим, що байт ВЗ, що забезпечує контроль парності, встановлюється тільки для початку і кінця маршруту і забезпечує контроль якості наскрізного з'єднання. У випадку, якщо маршрут проходить через кілька секцій, що належить різним операторам, потрібно не тільки наскрізний, а й посекційно моніторинг параметрів якості. До останнього часу кошти секційного моніторингу не забезпечували цих функцій, тому була введена додаткова процедура - ТСМ. Відповідно до цієї процедури мережевий вузол забезпечує контроль четно- сти по НО-РОН і LO-POH (контроль BIP-N), а потім передає інформацію про помилки попереднього вузлу в байті N1 (для заголовків високого рівня) або N2 для заголовків низького рівня.

Структура заголовка SOH.

Рис. 14. Структура заголовка SOH

Як видно з малюнка, інформація про циклової синхронізації (А1, А2) повторюється три рази, що пов'язано з об'єднанням стандартів SDH і SONET.

Байти D1-D12 створюють канал передачі даних, який може використовуватися вбудованими системами самодіагностики і системами TMN. Наприклад, використання службового каналу передачі даних, утвореного байтами D, дозволяє виконувати реконфигурирование мережі з єдиного центру.

Траса регенераторною секції виконує ті ж функції, що і байт J1 в заголовку РОН.

Важливим для проведення тестування систем SDH є службовий канал F1, у якому передається інформація про результати контролю парності і виявлення помилок. До складу байта F1 входять ідентифікатори регенераторів RI і інформаційні біти S, де передається інформація про помилки (рис. 15).

Байти К1 і К2 заголовка ЗОН також мають велику важливість при аналізі роботи системи SDH. Ці байти забезпечують резервне переключення і оперативну реконфігурацію мережі. В даний час набула широкого поширення концепція самозалечивающихся мереж, механізм дії яких пов'язаний з оперативною реконфигурацией і переходом на резервний ресурс. Саме ці процедури забезпечуються байтами К1 і К2. Тому їх аналіз забезпечує тестування працездатності процесів резервування.

Рис. 15. Структура каналу керування F1

Байт S1 визначає параметр якості джерела синхронізації вузла генерації транспортного модуля. Інформація про параметр якості джерела синхронізації передається комбінацією бітів 5-8 у складі байта S1. Можливі значення параметрів якості джерела синхронізації наведені в табл. 6. Передача інформації про якість джерела синхронізації дозволяє уникнути проблем, пов'язаних з порушеннями в структурі системи синхронізації. Враховуючи, що система передачі на основі SDH використовує принципи синхронної передачі і мультиплексування, параметри синхронізації в SDH надзвичайно важливі. Зі збільшенням розгалуженості мережі, використанням концепцій резервування і самозалечивающихся мереж, підвищується ймовірність виникнення проблем, пов'язаних з системою синхронізації. Так, наприклад, в процесі реконфігурації або гнучкого перемикання на резерв, система синхронізації повинна також реконфигурироваться. Передача інформації про якість джерела синхронізації конкретного вузла дає можливість авторегулирования процесів у системі синхронізації, наприклад, сигнал від джерела поганої якості не використовується для розподілу по мережі і синхронізації від нього інших вузлів.

Табл. 6. Можливі значення параметра джерела синхронізації

Призначення покажчиків.

Покажчики виконують у технології SDH дві основні функції:

- забезпечення швидкого пошуку та доступу до навантаження;

- забезпечення процедур вирівнювання і компенсації рассинхронизации переданих потоків.

Перша функція покажчиків є найбільш важливою, оскільки саме з нею пов'язано основна перевага технології SDH - відсутність необхідності покрокового мультиплексування/демультиплексування. Покажчики адміністративних блоків AD PTR та блоків навантаження TU PTR забезпечують прямий доступ до завантаженого в синхронний транспортний модуль потоку на будь-якому рівні (рис. 16). Як видно з рис. 16, в системах передачі SDH використовуються два типи вказівників - адміністративної (AU-PRT) і трибутарних груп (TU-PTR). Покажчики утворюються байтами Н, описаними в попередньому розділі.

Рис. 16. Механізм організації прямого доступу до навантаження

Механізм формування покажчиків - зворотний до механізму пошуку навантаження, представленої на рис. 16. Схематично його можна представити рис. 17.

Рис. 17. Структура присвоєння / пошуку, формування сигналу SDH

3.4. Методи контролю парності і визначення помилок у системі SDH.

В системі SDH використовується метод контролю параметрів помилки без відключення каналу, який отримав назву методу контролю парності (Bit Interleaved Parity - В1Р). Цей метод, також як і CRC, є оціночним, але він дає гарні результати при аналізі систем передачі SDH. Алгоритм контролю парності досить простий (рис. 18). Контроль парності виконується для конкретного блоку даних циклу в межах груп даних по 2, 8 і 24 біта (BIP-2, BIP-8 і В1Р-24 відповідно). Ці групи даних організуються в стовпці, потім для кожного шпальти розраховується його парність, тобто парне чи непарне кількість одиниць в стовпці. Результат підрахунку передається у вигляді кодового слова на приймальню бік. На приймальній стороні робиться аналогічний розрахунок, порівнюється з результатом і робиться висновок про кількість помилок парності. Результат порівняння передається в напрямку, зворотному передачі потоку.

Рис. 18. Алгоритм контролю парності

Метод контролю парності є оціночним, оскільки кілька помилок можуть компенс ровать один одного в сенсі контролю парності, однак цей метод дає прийнятний рівень оцінки якості цифровий системи передачі. Оскільки технологія SDH передбачає створення секційних заголовків і заголовки шляху, метод контролю парності дає можливість тестування параметрів цифровий системи передачі від секції до секції і від початку до кінця маршруту. Для цього використовуються спеціальні байти (див. Вище) у складі заголовків SОН та РОН. Наприклад, кількість помилок, обнаруженно в каналі В3 передається в байті G1 РОН VC-4 наступного циклу. Представлена cxема посекційно моніторингу параметра помилки BIP. Використовувані для контролю парності байти пов'язані з ними ділянки цифровий системи передачі наведені на рис. 18.

Рис. 19. Посекційний моніторинг параметрів цифрової передачі

3.5. Резервування.

До сучасної цифрової первинної мережі пред'являються підвищені вимоги в частині параметрів її надійності. У зв'язку з цим сучасні первинні мережі будуються з використанням резервних трактів і комутаторів, що виконують оперативне переключення у разі несправності на одному з каналів. У цьому випадку до складу системи передачі включаються ланцюга резервування мультиплексорної секції (Multiplex Section Protection - MSP). Як було показано вище, в мережі SDH здійснюється постійний моніторинг параметрів помилки (процедура контролю парності BIP) і параметрів зв'язності. У разі значного погіршення якості передачі в мультиплексорної секції виконується оперативне переключення (APS) на резервну мультиплексорного секцію. Це перемикання виконується комутаторами. За типом резервування різняться комутатори APS з архітектурою 1 + 1 і 1: n (рис. 20).

Для управління резервним перемиканням використовуються байти К1 і К2 секційного заголовка. У байті К1 передається запит на резервне переключення і статус віддаленого кінця тракту. У байті К2 передається інформація про параметри мосту, використовуваного в APS з архітектурою 1: n, дані по архітектурі MSP і повідомлення про несправності, пов'язані з APS. Різні варіанти архітектури MSP використовуються в різних схемах резервування. Найбільше поширення мають дві схеми, безпосередньо пов'язані з кільцевою топологією мереж SDH - схема "гарячого резервування" і схема розподіленої навантаження. У першому випадку трафік передається як у прямому, так і в резервному напрямку. У разі пошкодження відбувається реконфігурація і створюється резервний канал. У схемі розподіленого навантаження половина графіка передається у прямому, половина - у зворотному напрямку. У цьому випадку при виникненні несправності відбувається перемикання на рівні ресурсів.

Згідно ITU-T G.841 час резервного перемикання не повинно перевищувати 50 мс.

Рис. 20. Архітектура MSP

Рис. 21. Схеми резервування в системах SDH

Поиск по сайту: