что такое технология sdh и где она применяется
SDH (Synchronous Digital Hierarchy) – синхронная цифровая иерархия – технология передачи высокоскоростных данных на большие расстояния с использованием в качестве физической среды проводных, оптических и радиолиний связи. Данная технология пришла на смену PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy), которая обладала существенным недостатком: сложностью выделения из высокоскоростных потоков низкоскоростных трибутарных каналов. Причина заключается в том, что потоки более высокого уровня в PDH получаются путем последовательного мультиплексирования. Соответственно, для выделения потока необходимо развертывать весь поток, т.е. проводить операцию демультиплексирования. При этом придется устанавливать дорогостоящее оборудование в каждом пункте, где необходима такая процедур,что значительно увеличивает стоимость строительства и эксплуатации высокоскоростных линий PDH. Технология SDH призвана решить эту проблему. Скорости для SDH уже не ограничиваются 500 Мбит/сек, как это было в PDH.
Пример сети SDH с промежуточным извлечением потока Е1 из потока STM-4
Рассмотрим принципы построения синхронной цифровой иерархии. Скорость самого медленного цифрового потока в SDH, получившего название STM-1, составляет 155,52 Мбит/сек. Вся полезная нагрузка передается в, так называемом, виртуальном контейнере VC. Информация может быть загружена либо непосредственно в контейнер, либо если речь идет о потоках PDH, то используются дополнительные промежуточные контейнеры, возможно не с одним уровнем вложения. В любом случае в итоге, вся информация должна быть размещена в пределах виртуального контейнера STM-1. К каждому виртуальному контейнеру добавляется заголовок, который несет в себе служебную информацию: адресную информацию, информацию для обнаружения ошибок, данные о полезной нагрузке и т.д. Контейнеры всегда имеют фиксированную длину. Для получения более высокой скорости применяется мультиплексирование 4-х потоков STM-1 в один поток STM-4. Таким образом, удается получить скорость 622,08 Мбит/сек. Для получения еще большей скорости применяется еще одно мультиплексирование четырех STM-4 в один поток STM-16, для передачи которого требуется скорость 2488,32 Мбит/сек и т.д. Общая схема увеличения скорости: четыре STM-N мультиплексируются в один STM-4хN. В отличие от PDH общая схема мультиплексирования неизменна для любых скоростей. В таблице ниже представлены первые шесть уровней иерархии SDH.
Обозначение потока SDH
Скорость потока, Mбит/с
Причем SDH не ограничена STM-1024. На текущий момент основным ограничением для повышения скорости SDH являются максимально возможные скорости существующих технологий передачи данных. Теоретически, цифровую синхронную иерархию можно продолжать и дальше до бесконечности.
Североамериканским аналогом технологии SDH является SONET (Synchronous Optical Networking – синхронные оптические сети). В отличие от SDH эта технология больше приспособлена для передачи североамериканских каналов PDH. Однако скорости аналогичных уровней иерархии обеих систем аналогичны. Поэтому данные системы могут взаимодействовать без какого-либо ущерба.
В сотовых системах связи SDH получил достаточно широкое распространение. Преимущественно он используется при строительстве магистральных линий связи. Особенно актуальная технология SDH становится после появления первых сетей 3G, таких как UMTS, которые предусматривают значительно увеличение объемов передаваемых данных. Благодаря возможности масштабирования скоростей можно с уверенностью сказать, что SDH будет актуальна и при строительстве сетей сотовой связи 4G, например LTE или Mobile WIMAX.
При использовании материалов ссылка на сайт обязательна
Технологии SDH
Образование групповых трактов высокого порядка. Плезиохронная цифровая иерархия
Эти ряды, перечисляющие возможные иерархии цифровой аппаратуры передачи информации, называются плезиохронной цифровой иерархией ПЦИ (PDH — Plesiochronous Digital Hierarchy).
Ниже в таблице 9.1. приведены основные характеристики систем,входящих в плезиохронную иерархию.Показанные в таблице 9.1 уровни цифровой иерархии имеют следующие названия:
| Уровень иерархии | Характеристики систем иерархии | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Американские системы | Японские системы | Европейские системы | |||||||
| Скорость Кбит\сек | Коэффициент мультиплексирования | Число каналов | Скорость | Коэффициент мультиплексирования | Число каналов | Скорость | Коэффициент мультиплексирования | Число каналов | |
| 0 | 64 | 1 | 64 | 1 | 64 | 1 | |||
| 1 | 1544 | 24 | 24 | 1544 | 24 | 24 | 2048 | 30 | 30 |
| 2 | 6312 | 4 | 96 | 6312 | 4 | 96 | 8448 | 4 | 120 |
| 3 | 44736 | 7 | 672 | 32064 | 5 | 480 | 34368 | 4 | 480 |
| 4 | 274116 | 6 | 4032 | 97728 | 3 | 1440 | 13284 | 4 | 1920 |
| 564992 | 4 | 7680 | |||||||
Рассматриваемые системы передачи имели следующие недостатки.
Первый недостаток — многообразие систем передач с различными скоростями требовало согласования систем передач, что в большинстве случаев решалось только переходом к аналоговой форме сигнала и переходу от одной системы передачи к другой. На магистральных международных системах передачи при этом ухудшалось качество передаваемого сигнала. Такое изменение существенно сказывалось на сбыте продукции, поскольку установка различных систем не могла быть поддержана единой телекоммуникационной транспортной сетью.
Другой способ согласования различающихся скоростей — добавление при передаче выравнивающих бит ; при приеме эти биты изымаются. Добавления и изъятия усложняют промежуточный вывод отдельных каналов на транзитных участках. В результате проявляется второй недостаток.
Второй недостаток. После того как цифровые системы начали широко развиваться не только на магистральных направлениях (междугородних и международных), они стали применяться на межстанционных связях, а также для выделения в аренду различным предприятиям, где требуется относительно малое число каналов. Таким образом, выявилось противоречие между выпуском экономически выгодных систем, рассчитанных на большое число каналов, и массовыми потребностями в аренде малого числа каналов.
Третий недостаток плезиохронных систем — небольшое количество служебной информации. Из-за этого становится невозможной маршрутизация транспортных потоков, что существенно снижает способность транспортной сети к поддержанию связи во время отказов отдельных участков.
Для устранения этих недостатков в США разработана и принята система стандартов Синхронной оптической сети — Synchronous Optical Network —( SONET ). Эта система была принята в 1985 году комитетом T1/ X1 ANSI 19, а в 1988 году она была адаптирована ITU-T ( International Telecommunication Union — Telecommunication) к Европейским стандартам. Также была разработана единая версия синхронной цифровой иерархии — SONET / SDH (Synchronous Digital Hierarchy ) [ 63 ] Вначале эта версия предназначалась для применения в оптических сетях, теперь она применяется и при наличии другой широкополосной физической сети.
Основные участки системы SONET/SDH
В системе SONET / SDH определяется три участка передачи, соответственно, три вида оборудования ( рис. 9.1):
SDH: помнишь, как все начиналось
Задача была поставлена перед двумя комитетами ANSI: T1X1, занимающимся цифровой иерархией и синхронизацией, и T1M1, решающим вопросы сетевого администрирования и эксплуатации. В результате проделанной этими комитетами работы родился черновой вариант стандарта под названием SYNTRAN, основывающийся на скорости передачи 45 Mбит/с. Однако время шло, и производители создали новые системы. Компания АТ&T, применив самые новейшие технологии, произвела на свет систему METROBUS, скорость передачи которой составляла уже 150 Мбит/с. В 1985 г. комитет T1X1 по предложению компании Bellcore принял решение сформулировать стандарт, базирующийся на концепции синхронной сети как единого целого (SONET, Synchronous Optical NETwork), который будет определять наряду с оптическим интерфейсом формат сигнала и скорость его передачи.
Летом 1986 г. МККТТ(в настоящее время комитет T в МСЭ, или ITU-T) наконец решил навести порядок, создав единый стандарт, который удовлетворил бы обе стороны, т. е. поддерживал бы как европейскую, так и американскую иерархии. В июле 1986 г. рабочая группа XVII МККТТ начала работу над новым стандартом синхронной цифровой иерархии (SDH). Полтора года ушло на согласование рекомендаций. В феврале 1988 г. комитет T1X1 принял предложения МККТТ по изменению стандарта SONET. Рабочая группа XVIII утвердила три рекомендации, относящиеся к SDH, которые были опубликованы в «Синей книге»:
Именно эти рекомендации положили начало процессу стандартизации систем SDH на более детальном уровне, который продолжается и по сей день.
| Скорость передачи, Мбит/c | Уровень иерархии SONET | Уровень SDH |
| 51,84 | OC-1/STS-1 | STM-0 или STM-1/3 |
| 155,52 | OC-3/STS-3 | STM-1 |
| 622,08 | OC-12/STS-12 | STM-4 |
| 2488,32 | OC-48/STS-48 | STM-16 |
| 9953,28 | ОC-192/STS-192 | TM-64 |
Когда базовый сигнал OC-1/STS-1 мультиплексируется в OC-3/STS-3, он становится идентичным в формате кадра и базовой скорости сигналу STM-1. Однако остается разница в обработке указателей. Схема мультиплексирования SDH сигнала по стандарту ETSI показана на рис. 1.
(1×1)
Рисунок 1.
Обобщенная структура мультиплексирования SDH.
Кто более матери-истории ценен
В силу более широкого распространения европейской иерархии сигналов более ценным для матери-истории оказался стандарт SDH. Производители взялись за аппаратную реализацию новой технологии. Шаг за шагом рождалось оборудование, обеспечивающее все большие скорости передачи. Не так давно появилось оборудование STM-16 (2488,32 Мбит/c), а скоро можно ожидать создания устройств на основе STM-32 (9953,28 Мбит/c). Системы синхронной передачи преодолели ограничения плезиохронных систем-предшественниц (PDH). SDH-технология предоставила и операторам телекоммуникационных сетей, и конечным пользователям ряд значительных преимуществ.
Благодаря перечисленным преимуществам SDH стала технологией N 1 для создания транспортной сети.
Сети SDH
Рассмотрим используемые в SDH устройства и те причудливые конфигурации, в которые они подчас объединяются, организуя единую сеть.
Данные интерфейсы позволяют создавать следующие базовые топологии (рис. 2):
Рисунок 2.
Базовые топологии.
| Характеристика | DFLC-XR | SDFLC | QUAD-FLC |
| Дальность действия, км | 30 | 18 | 18 |
| Количество волокон | 2 | 1 | 2 |
| Количество каналов Е1 | 1 | 1 | 4 |
| Резервирование по схеме 1+1 | — | — | + |
| Возможность дистанционного конфигурирования удаленного устройства | — | — | + |
Данные устройства подключаются к аппаратуре пользователя по электрическому интерфейсу G.703, поэтому если последняя имеет интерфейс V.35, целесообразнее использовать оборудование FTL-C-F-SD фирмы Pan Dacom, которое может быть укомплектовано как G.703, так и V.35. Более того, последние устройства имеют встроенные механизмы тестирования линии и обладают возможностью дистанционного управления.
Развитие сетей на базе SDH-технологии началось в Москве в 1993 г. Первыми стали мультиплексоры уровня STM-1. Спустя некоторое время, по мере развития московских телекоммуникационных компаний и исчерпывания их сетевых ресурсов, возникла потребность уже в мультиплексорах уровня STM-4. Можно ожидать, что в скором будущем понадобятся мультиплексоры STM-16.
Однако ничто не стоит на месте, технологии стремительно развиваются и то, что вчера было модным техническим решением, сегодня становится обыденным. В Москве появились сети SDH, строящиеся на оборудовании таких компаний, как Lucent Technologies, ECI, Siemens. А компания NEC пошла еще дальше, открыв завод по производству SDH-оборудования в Подмосковье. Москва стала некоей гигантской теплицей для сетей на основе SDH и, может быть, именно эта технология послужит добротным компостом для сетевых решений будущего.
Структурная схема мультиплексирования сигнала SDH
Поделитесь материалом с коллегами и друзьями