1 Введение в SDH. 1. 3 Уровни иерархии sdh
 Скачать 92.5 Kb.
|
|
1.3 Уровни иерархии SDH Уровни SDH определяют структуру цикла и скорость передачи группового сигнала на интерфейсе сетевого узла (Network Node Interface; NNI). На данный момент SDH имеет шесть уровней со скоростями передачи, соответствующими синхронным транспортным модулям STM-N. Уровни иерархии и соответствующие им скорости приведены в таблице 1.2 Таблица 1.2 - Уровни иерархии SDH
Базовым уровнем является STM-1 со скоростью обмена 155,52 Мбит/с. Более высокие иерархические уровни имеют скорость передачи, кратную скорости первого уровня. В отличие от PDH, SDH определяется шагами по 4, а не “почти” по 4. Скорость передачи более высокого уровня определяется с помощью выражения 1.4.  , (1.4)где  =155,520 Мбит/с – скорость цифрового потока STM-1; =4,16,64,256 – уровень иерархииКроме того, в данную иерархию включен нулевой уровень STM-0, соответствующий сигналу STS-1 прототипа SDH американской системы SONET. Учитывая скорость, строение цикла и другие технические детали, логичнее было бы назвать этот уровень “1/3”, однако исторически утвердилось название STM-0. Введение этого сетевого уровня облегчает использование SDH в ряде областей (радиолинии, спутниковая связь, сети доступа), а также для систем SDH малой и средней емкости. Широкое применение имеют и другие уровни SDH. На данном этапе SDH занимает ведущее место в транспортных сетях. С введением уровня STM-256 со скоростью передачи около 40 Гбит/с, можно образовать тракт, вмещающий почти полмиллиона каналов 64 кБит/с. Используя разработанную аппаратуру SDH класса DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing – тесное волновое уплотнение) по которой передаются сигналы STM-16/64/256, создаются магистрали огромной пропускной способности. На городских и пригородных (местных) сетях, где можно использовать дешевые и легко адаптируемые к условиям применения системы STM-0/1/4, SDH все сильнее вытесняют PDH. Кроме того, SDH активно осваивает оптические сети доступа – между абонентом и первой АТС.  Рисунок 1.2 - Пример первичной сети, построенной на технологии SDH На рисунке 1.2 приведен пример использования уровней в сети SDH. Данный пример включает первичную сеть SDH, включающую кольца магистральной сети, построенной на потоках STM-16, местных сетей, построенных на потоках STM-4, и локальных сетей (ЛС) с потоками STM-1. Выводы по подразделу Синхронное мультиплексирование определяется шестью уровнями. Базовым уровнем является STM-1, каждый последующий уровень имеет скорость в 4 раза большую, чем предыдущий. Кроме того, стандартизирован нулевой уровень STM-0. Системы SDH различных уровней иерархии получили широкое применение и используются как на транспортных сетях, так и на сетях доступа. 1.4 Принципы организации сети SDH 1.4.1 Основные понятия в системах SDH В SDH вводится много новых концепций, из которых наиболее важны виртуальный контейнер, секция, тракт и маршрут. 1. Виртуальный контейнер (Virtual Container; VC) – циклически повторяющаяся информационная структура, предназначенная для “транспортировки” в сети SDH стандартных цифровых потоков PDH. В зависимости от скорости передачи “транспортируемых” потоков организуются виртуальные низкого порядка (LOVC; Low Order VC) и высокого порядка (HOVC; High Order VC). Виртуальные контейнеры, передаваемые и принимаемые в структуре транспортной сети, называются трейлами (trail) VC. 2. Регенерационная секция (Regenerator section, RS) – часть среды передачи между оконечным оборудованием линейного тракта и регенератором или между двумя регенераторами 3. Мультиплексорная секция (Multiplex section, MS) – среда передачи между двумя смежными линейными трактами, в одном из которых организуется STM-сигнал, а в другом оканчивается. 4. Тракт (Path) – логическое соединение между точкой, в которой “собирается” VC и точкой, в которой VC “разбирается”. В зависимости от VC тракты могут быть низкого порядка и высокого порядка. 5. Маршрут (Route) – совокупность каналов, трактов и секций. Маршрут включающих в себя средства передачи сигналов и OAM-средства и обеспечивает целостность передаваемой информации. На рисунке 1.3 приведено положение в сети SDH, перечисленных понятий.  Рисунок 1.3 - Образование трактов и секций в ЦСП SDH 1.4.2 Функциональные слои сети SDH Важной особенностью сети SDH является ее деление на функциональные слои (уровни), которые, в свою очередь, подразделяются на подслои. Каждый слой обслуживает вышележащий слой и имеет определенные точки доступа. Слои имеют собственные средства контроля и управления, что минимизирует операции при авариях и снижает влияние аварий на другие слои. Каждый слой может создаваться и развиваться независимо. Послойное построение сети SDH облегчает создание и эксплуатацию сети и позволяет достичь наиболее высоких технико-экономических показателей. Сеть SDH, согласно рекомендации G.803, представлена сетевой моделью (рисунке 1.4), состоящей из трех функциональных слоев.
Рисуно 1.4 - Сетевая модель SDH На данной модели, верхний слой (уровень каналов) занимает пользователь. Он является клиентом, которого обслуживает низлежащий сетевой слой. Тот, в свою очередь, выступает в роли клиента для следующего слоя и так далее. Уровень каналов – слой, обслуживающий собственно пользователя. Терминалы пользователей подключаются к комплектам оконечной аппаратуры SDH соединительными линиями. Сеть каналов соединяет различные комплекты оконечной аппаратуры SDH через коммутационные станции. Уровень трактов образуется объединением группы каналов в групповые тракты различных порядков. В сети SDH имеется два сетевых уровня трактов – низшего и высшего порядка. В каждом слое может осуществляться коммутация – с помощью аппаратуры оперативного переключения. Сети трактов полностью независимы от физической среды и могут иметь собственную топологию. В слое трактов осуществляется программный и дистанционный контроль и управление соединениями. На уровне среды передачи групповые тракты организуются в линейные, построение которых зависит от среды передачи (оптическое волокно, радиорелейная линия). Он подразделяется на два: слой секций и слой физической среды. Слой секций SDH состоит из двух секций: MS и RS. MS - обеспечивает от начала до конца передачу информации между пунктами, где оканчиваются либо переключаются тракты. RS - передачу информации между регенераторами и пунктами окончания или коммутации трактов. В качестве физической среды используются волоконно-оптические или радиолинии (радиорелейные и спутниковые линии). Также в сеть SDH могут быть введены дополнительные сетевые слои. Это слой тандемных соединений, расположенный между слоями мультиплексорных секций и слоем трактов, который способен повысить степень управляемости транспортной системы SDH. И слои деления линейных трактов по длинам волн (“оптический” сетевой уровень), которые располагаются между слоем волоконно-оптических линий и слоем секций, задачей которого является образование сети волновых каналов. При этом системы SDH поднимаются на второй уровень и работают не непосредственно по оптическим волокнам, а по упомянутым волновым каналам, число которых в одном волокне может достигать нескольких десятков. Выводы по подразделу Информационная сеть SDH представлена сетевой моделью, которая состоит из трех функциональных слоев: уровень каналов, уровень трактов, уровень среды передачи. Данные слои создаются и развиваются независимо. Послойное построение сети SDH облегчает создание и эксплуатацию сети и позволяет достичь наиболее высоких технико-экономических показателей. Кроме перечисленных слоев для повышения эффективности в сетевую модель SDH могут быть введены слой тандемных соединений и слои деления линейных трактов по длинам волн. 2.2 Алгоритм мультиплексирования Алгоритм объединения информационных элементов или структура мультиплексирования, согласно рекомендации G.907, приведена на рисунке 2.2. Данная схема является обобщенной, с ее помощью можно объединять сигналы всех существующих иерархий PDH, ячейки ATM и другие сигналы, помещая их в VC, имеющих скорости передачи, приведенные в таблице 2.2.  Рисунок 2.2 - Обобщенный алгоритм мультиплексирования SDH На данном алгоритме в структурах AU и TU производится обработка указателей (pointer processing). Кроме того, выполняются следующие процессы: SDH - размещение (SDH Mapping). Процедура согласования сигналов нагрузки к виртуальным контейнерам в границах сети SDH. С помощью этой процедуры цифровые потоки согласуются с VC. В SDH используют синхронное и асинхронное размещение. SDH - мультиплексирование (SDH Multiplexing). Процедура согласования нескольких сигналов уровня трактов низкого порядка к тракту высокого порядка или нескольких сигналов уровня трактов высокого порядка к мультиплексорной секции. Цифры над стрелкой обозначают число объединяемых потоков. SDH - выравнивание (SDH Aligning). Процедура, посредством которой в транспортный или административный блок вводится информация о величине отступе начала цикла нагрузки от начала цикла обслуживающего сетевого уровня. Процедура позволяет динамично компенсировать изменения скорости и фазы нагрузки TU или AU. Данный алгоритм позволяет формировать поток STM любого уровня без промежуточного мультиплексирования в потоки STM-1. Так, например, можно получить STM-4 и STM-16 непосредственно из компонентных потоков E1, E3, E4 в любых комбинациях. Также в структуре алгоритма присутствует STM-0, который содержит 21 поток E1, что значительно расширяет возможности использования технологии SDH в сетях доступа, так как возможно создание дешёвых одноплатных мультиплексоров. Рассматриваемый алгоритм допускает неоднозначность формирования STM-N из различных компонентных сигналов, поэтому рекомендация G.7О8 устанавливает следующие правила сетевых соединений: - при объединениях AUG, одна из которых составлена на основе AU-4, а другая – на основе AU-3, предпочтение отдается первой группе. AUG основанная на AU-3, должна демультиплексироваться до уровня VC-3 или TUG-2 (в зависимости от вида нагрузки) и вновь собираться в AUG по пути TUG-3→VC-4→AU-4; - при объединениях VC-11, для транспортирования которых можно использовать как TU-11, так и TU-12, предпочтение отдается TU-11. При этом VC-11 может транспортироваться в TU-12 с преобразованием VC-11→VC-12. Выводы по подразделу В SDH объединение потоков происходит согласно, утвержденной ITU-T, структуре мультиплексирования, приведенной на рисунке 3.2. Компонентный сигнал, поступающий на данную структуру, вводится в контейнер и далее при помощи операций размещения, мультиплексирования и выравнивания преобразуется в агрегатный модуль STM. Рассмотренная структура мультиплексирования SDH позволяет: объединять сигналы всех существующих иерархий PDH, ячейки ATM, а также другие сигналы и кадры; осуществлять ввод/вывод компонентных потоков на уровне трактов без процедуры пошагового мультиплексирования на любой промежуточной станции формировать STM-N без промежуточного мультиплексирования в STM-1; формировать STM-0, содержащий 21·E1. 2.3 Применение сцепок Кроме сигналов PDH существует необходимость передавать другие сигналы, скорость которых плохо согласуется со скоростями VC, приведенными в таблице 2.2. Такие сигналы передают в специальных структурах, называемыми сцепками (concatenation). Под сцепкой понимают процедуру объединения нескольких VC, в результате которой их совокупная емкость может быть использована как один контейнер, в котором обеспечивается целостность последовательности бит. Имеется два вида сцепок – смежные (contiguous) и виртуальные (virtual). Сцепки обоих видов образуют тракт с пропускной способностью, в X раз большей, чем скорость у одиночного контейнера C, но различаются процессами передачи между точками окончания тракта. Сцепки имеют следующее обозначение: VC-n-Xs, где VC-n – объединяемый VC уровня n; X – коэффициент сцепки (число объединяемых VC); s – вид сцепки (c – смежная, v – виртуальная). Емкость сцепки (скорость передачи информационной нагрузки) определяется по формуле 2.1  , (2.1)где  – емкость объединяемых VCПри смежной сцепке тракт с требуемой пропускной способностью создается по всей трассе, в каждом сетевом элементе. Смежные сцепки определены для виртуальных контейнеров VC-4 и VC-2. Нагрузка размещается в X соседних блоках AU-4 (для VC-4) или TU-2 (для VC-2). Указатель PTR первого из объединенных блоков обозначает начало сцепки, а указатели остальных блоков сообщают о принадлежности данных блоков к сцепке. Трактовый заголовок POH первого блока обслуживает всю сцепку. В сцепках VC-4-Xc значение X=N, где N=4,16,64,256, что соответствует уровням иерархии STM. Емкость смежных сцепок исходя из формулы 2.1 может быть от VS=149760·4=599040 кбит/с при X=4 до VS=149760·64=438338560 кбит/с при X=256. В сцепках VC-2-Xc значение X=2  7, à емкость, соответственно, изменяется от VS=6784·2=13568 кбит/с при X=2 до VS=6784·7=47448 кбит/с при X=7. Функцией таких сцепок является заполнение “бреши” между VC-2 и VC-3 ступенями по 6784 кбит/с.При виртуальной сцепке нагрузка разделяется и передается по отдельным VC. Затем она вновь объединяется в конечном пункте. Таким образом, функции сцепки нужны только в окончаниях тракта. Виртуальные сцепки определены для всех VC-n. Каждый из X виртуальных контейнеров, в которых размещается нагрузка сцепки, имеет стандартный POH. Поскольку время передачи по сети отдельных VC-n может различаться, при восстановлении сигнала на конце тракта необходимо компенсировать разности задержек контейнеров и расставить их по местам в сцепке. Емкость виртуальных сцепок VC-4-Xv и VC-3-Xv равна 149760·X кбит/с и 48384·X кбит/с соответственно, где X=2 256.Емкость виртуальных сцепок VC-2-Xv, VC-12-Xv и VC-11-Xv равна 6784·X; 2176·X; 1600·X кбит/с соответственно, где X=2 64.Выводы по подразделу Сигналы, скорость которых плохо согласуется со скоростями VC, можно передавать при помощи сцепок. Под сцепкой понимают процедуру объединения нескольких VC, в результате которой их совокупная емкость может быть использована как один контейнер, в котором обеспечивается целостность последовательности бит. Сцепки образуют тракт с пропускной способностью, в X раз большей, чем скорость у одиночного контейнера C Существует два вида сцепок – смежные и виртуальные. При смежной сцепке тракт с требуемой пропускной способностью создается по всей трассе, в каждом сетевом элементе. При виртуальной сцепке нагрузка разделяется и передается по отдельным VC и затем объединяется в конечном пункте. | |||||||||||||||||||||||||||||||