Возникновение в процессе эволюции телекоммуникационных сетей интеграционных потребовало принципиально нового подхода к построению систем передачи информации. Появление новых услуг, таких как видеоконференции, доступ к удаленным базам данных передача файлов мультимедиа, требует создания гибкой сети с доступностью по требованию и управляемой (переменной) полосой пропускания. Сложность существующих систем PDH приводит к тому, что операторы сети не могут удовлетворить новым требованиям, обусловленным возникновением У-ЦСИС и Ш-ЦСИС.

Этим требованиям удовлетворяет SDH, в которой устранены недостатки PDH. Используя, по существу, ту же самую физическую среду передачи, сеть SDH предоставляет доступ пользователям с переменной битовой скоростью передачи при значительном уменьшении объема оборудования на сети. Кроме того, наличие в рамках SDH достаточно разветвленного программного управления сетью позволяет обеспечить значительную гибкость в работе сети.

Дополнительный эффект, который возникает при переходе к SDH, проявляется в значительном повышении надежности работы сети и приводит к существенному снижению необходимости содержать резервное оборудование. Интеллектуальное управление синхронной сети позволяет значительно улучшить управление сетью и сократить эксплуатационные расходы. Расширенные возможности восстановления сети и ее реконфигурации обеспечивают более качественный доступ и быстрое предоставление услуг. SDH обеспечивает удобные механизмы для организации мониторинга и управления транспортными возможностями всей сети.

Одно из главных преимуществ, которое получает оператор сети при введении SDH, состоит в упрощении структуры сети. Это достигается за счет использования синхронного оборудования. Один синхронный мультиплексор заменяет большое число плезиохронных мультиплексоров, что приводит к значительному уменьшению объема используемого оборудования. Более низкие эксплуатационные расходы обеспечиваются также за счет сокращения номенклатуры оборудования, упрощения эксплуатации, а также сокращения площадей, требуемых для оборудования, и более низкого потребления электроэнергии. Более эффективное выделение и вставка каналов, которое осуществляется в SDH вместе с мощными возможностями управления сетью, приводят к большей легкости организации трактов высокой битовой скорости для новых мультимедиа-услуг, а также широкого доступа к этим услугам.

Другое преимущество SDH перед PDH состоит в возможности предоставления скорости передачи по требованию. В синхронной сети можно динамически распределять емкость сети или полосу пропускания по требованию. Пользователи в любой точке в пределах сети получат возможность на определенный момент времени абонировать любую услугу, предоставляемую сетью, причем некоторые из них могут потребовать высокие скорости передачи. Примером является видеоконференция. В случае использования SDH пользователи имеют возможность получить требуемую полосу пропускания сразу же после набора соответствующего кода, когда каналы для видео-конференции должны заказываться за несколько дней вперед до ее организации. Таким образом, в синхронной сети видеоконференция, по существу, организуется автоматически (автоматическая система вместо заказной).

Синхронная сеть предоставляет и другие услуги. Они представляют собой новые источники дохода для операторов сети и расширенные возможности и удобства для пользователей. Примерами таких услуг являются: услуги высокоскоростной пакетной коммутации; взаимосвязь локальных вычислительных сетей; телевидение с высокой разрешающей способностью и др.

К достоинству SDH следует отнести и возможность взаимодействия с существующими и перспективными сетями связи и использование оборудования различных производителей. Это обусловлено глубокой стандартизацией SDH. Стандарты SDH предполагают, что с самого начала оборудование передачи различных производителей может взаимодействовать между собой по одному и тому же звену передачи. Возможность обеспечения стыковки оборудования достигается в результате введения стандартов, которые определяют: интерфейсы «кабель-кабель» на физическом (оптическом) уровне, оптическую линейную скорость, длину волны, уровни мощности, форму сигналов и кодирование, структуру цикла, заголовки и структуру информационных участков, определяющих оплачиваемую нагрузку.

Стандартизация оборудования и интерфейсов в SDH означает, что операторы сети имеют свободу выбора различного оборудования, производимого различными фирмами и при этом гарантируется уверенность, что оборудование будет взаимодействовать друг с другом.

Стандарты SDH существенно облегчают также взаимодействие с иерархией систем передачи, построенной по другому принципу, например, с североамериканской системой SONET (Synchronous Optical NETwork). При использовании плезиохронной системы передачи это осуществляется достаточно трудоемко и дорого вследствие того, что на каждой стороне Атлантического океана используют различные скорости передачи.

Необходимо отметить, что SDH фактически является транспортной основой для построения Ш-ЦСИС.

Рекомендации ITU (Голубая книга, 1989, G.707, G.708, G.709) определяют ряд стандартных скоростей передачи в SDH:

• 155 Мбит/с, которую называют также STM-1 (STM-1 -синхронный транспортный модуль 1);

• определены более высокие скорости передачи: STM-4, STM-16 соответственно 622 Мбит/с и 2.4 Гбит/с.

Более высокие уровни иерархии находятся на этапе разработки. Рекомендации МККТТ определяют структуру мультиплексирования, с помощью которой сигнал STM-1 может переносить ряд сигналов более низкой скорости, определяющих оплачиваемую нагрузку, таким образом позволяя существующим сигналам PDH передаваться по синхронной сети.

Иерархия мультиплексирования в SDH показана на рис. 12.5.

SDH представляет собой ряд «контейнеров», в котором каждый контейнер соответствует существующей плезиохронной скорости. Информация из плезиохронного сигнала отображается в соответствующий контейнер. Способ, по которому это осуществляется, аналогичен процедуре битового

Рис. 12.5. Иерархия мультиплексирования в SDH:

• - •--выравнивание;--мультиплексирование;--структурирование контейнера;----американский стандарт SONET; ■ • - европейский стандарт; TU - оплачиваемая единица; TUG - группа оплачиваемых единиц; AU - административная единица; AUG - группа административных единиц; С - контейнер; VC - виртуальный контейнер стаффинга, выполняемой в обычном мультиплексоре PDH. Каждый контейнер затем получает управляющую информацию - заголовок пути. Байты заголовка пути позволяют оператору сети установить соединение из «конца в конец», осуществляя контроль и наблюдение за коэффициентом ошибок. Контейнер вместе с заголовком пути образует виртуальный контейнер.

В SDH все оборудование синхронизируется от общего генератора сети. Однако важно отметить, что задержка, связанная с трактом передачи, может несколько изменяться со временем. В результате положение виртуальных контейнеров внутри цикла STM-1 не может быть строго фиксированным. Эти изменения сопровождаются приписыванием указателя (pointer) каждому виртуальному контейнеру. Указатель определяет позицию начала виртуального контейнера по отношению к началу цикла STM-1. Указатель может увеличиваться или уменьшаться по мере необходимости для определения местоположения виртуального контейнера. Такой подход к построению SDH чрезвычайно важен, так как позволяет осуществлять выделение контейнеров программно с существенно более простой аппаратной реализацией по сравнению с PDH.

Рекомендация МККТТ G.709 определяет различные комбинации виртуальных контейнеров, которые можно использовать для заполнения области цикла STM-1. Процесс загрузки контейнеров и добавление заголовков повторяются на нескольких уровнях SDH, располагая более мелкие виртуальные контейнеры внутри более крупных. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет заполнен контейнер самого большого размера (в Европе это VC-4), а затем этот контейнер загружается в оплачиваемую часть цикла STM-1.

Когда оплачиваемая область цикла заполнена, к циклу добавляются еще байты управляющей информации и таким образом создается заголовок секции. Байты заголовка секции называются так потому, что они остаются с байтами оплачиваемой нагрузки на секции кабеля между двумя синхронными мультиплексорами. Их назначение:

• обеспечить каналы связи для реализации функций;

• техническая эксплуатация и обслуживание;

• формирование пользовательских каналов;

• защитные переключения;

• формирование характеристик секции;

• выравнивание цикла;

• выполнение ряда других функций.

Если требуется на синхронной сети обеспечить более высокие скорости, чем STM-1 (155 Мбит/с), то это достигается использованием сравнительно простых мультиплексоров путем вкладывания в соответствующие временное интервалы байтов (bite interleaved). Таким способом можно добиться скоростей 622 Мбит/с (STM-4), 2.4 Гбит/с (STM-16). Функциональная схема гипотетического синхронного мультиплексора приведена на рис. 12.6.

Синхронная цифровая иерархия систем передачи существует в двух вариантах:

• европейский стандарт SDH;

• американский стандарт SONET.

Соотношение между европейским и американским стандартами иллюстрирует табл. 12.1 Г12.41.

Рис. 12.6. Функциональная схема гипотетического синхронного мультиплексора

* Применяется в РФ.

В SONET низшим уровнем синхронной иерархии является система STS-1 (synchronous transport signal level 1) со скоростью передачи 51.84 Мбит/с. Дальнейшее мультиплексирование приводит к системам STS-N. Система STS-N получается путем непосредственного мультиплексирования N х STS-1. Низшей ступенью SDH, рекомендуемой МККТТ, является система STM-1 (155.52 Мбит/с) {synchronous transport Modul 1}, которая соответствует SONET STS-3.

В РФ используют оба стандарта, причем:

• SDH: STM-1, STM-4, STM-16;

. SONET: STS-3, STS-12, STS-48.

Различные стандарты по разному формируют циклы передачи информации. На рис. 12.7 показана структура циклов в SDH и SONET.

В сетях РФ применяют аппаратуру как SDH, так и аппаратуру SONET.

⇐Телекоммуникационные сети построенные на основе синхронной цифровой иерархии | Мультисервисные телекоммуникационные сети | Самовосстанавливающиеся кольцевые структуры на основе sdh⇒