Синхронна цифрова йерархия

НОВ
БЪЛГАРСКИ УНИВЕРСИТЕТ
МАГИСТАРСКИ
ФАКУЛТЕТ
ДЕПАРТАМЕНТ
"ТЕЛЕКОМУНИКАЦИИ "
ТСММ
018 Самостоятелна работа по основи на цифровите мрежи за електронни
комуникации

Синхронна
цифрова йерархия
Предпоставки
за въвеждане на
SDH –
технологията. Характеристики. Структура и
елементи
на синхронен транспортен модул
STM­1.
Функции на заглавната страница –
ОН
. Функционални съоръжения на
SDH
мрежите. Функционални съоръжения на
SDH
мрежите
.
София

Основните
предпоставки за въвеждането на синхронните прнципи на пренасяне на
цифровите
сигнали са развитието на електронните и информационни технологии,
преспективите
за въвеждане на широколентови услуги с интеграция на услугите,
методите
за мултиплексирането в синхронната йерархия решават редеца проблеми,
които
възникват в
PDH
мултиплексорите.
Целта
на синхронната йерархия в преностната мрежа е да се гарантира преди
всичко
един световно разпространен и внедрен стандарт, така че мрежата да е по­
гъвкава
, по­ефективна, да управлява достъпа до мрежата, да поевтинеят услугите.
Качеството
на връзката да не зависи от разстоянията, както и да няма национални или
континентални
ограничения в преноса. Най­важните свойства, като изисквания в
SDH
мрежата
, с цел осигуряване на
ISDN
услугата са следните:
Единен
стандарт по отношение на скоростите, който се базира на първичните
скорости
( 2,048
Mbit/s
за Европа и 1,55
Mbit/s
за Америка);
Стандартизирани
интерфейси;
Широколентови
услуги;
Нова
концепция за управление на мрежата;
Основа
на
SDH
мрежата е 64
kbit/s –
поток.
Основни
характеристики на
SDH :
1.Рамка
то 125
ms –
позволява комутация на ниво 64
kbit/s
2.Мултиплексиране
чрез наслагване на байтове
3.Унификация
на цифровата йерархия
4.Слоеста
структура
–
слой на път; слой на мултиплексна секция; слой
на
регенераторна секция; слой на оптическия пренос.
Слоестата
структура дава гъвкавост на обработката на информация на различните нива,
а
същ
o
така и бързина. (фиг. 1)
Фиг
. 1
В
съответствие със слоестата структура е организирана и рамката, т.е. цикълът
известен
още като „синхронен транспортен модул”
STM,
чрез който се осъществява
пренасянето
на цифровите потоци в синхронната мрежа.
1 RSOH
2
3
4 PTR
5 MSOH
6
7
8
9
LOAD (
товар – заглавна
информация
на слоя на
пътя
от по­ниски нива)
125
μ
s
1 9 10 11 270...

Рамката
STM­1
се състои от 9 реда и 270 колони, като всяка колона
представлява
1 байт. Рамака е разделена на 5 области, четири от които осигуряват
заглавни
страници, съдържащи информация за управление на процвсите в различните
слоеве
:
RSOH –
заглавна страница за регенераторната секция, и осигурява нейното управление;
MSOH –
осигурява управлението на мултиплексната секция;
POH –
осигурява информация за маршрута от по­високия ред в йерархичната структура;
PTR –
поинтерът (указателят) съдържа информация отнасяща се до синхронизацията на
потоците
информация, съдържащя се в този транспортен модул;
LOAD –
товар, заглавните инфорамции на пътищата от по­нисък порядък са
разположени
винаги в пространството на товара.

Предимството на слоестата структура се състои в това, че на парктика в процеса на
пренасяне
на сигнала, се извършва „разпределение на работата”, при което всяка една
стъпка
на преобразуване или обработка на сигнала може да се извърш независимо от
останалите
.
5.Синхронност
на основните модули
– снхронизацията
на цялата
синхронна
цифрова йерархия се извършва чрез непосредствено
въвеждане
на пойнтери по време на процеса на мултиплексирането.
6.Синхронни
интерфейси
–
те са оптични.
7.Синхронни
потоци от по­висок ред
–
по­високите скорости на предване
се
дефинират като цяло число пъти на скоростта 155,520
Mbit/s
в
порядък

n
х
4,
като:
155,52 Mbit/s
х 4 = 622,08
Mbit/s –
формира поток от втори порядък с рамка
STM­4
622,08 Mbit/s x4 = 2488,32 Mbit/s ­
формира поток от трети порядък с рамка
STM­16
В

SDH
мрежите според
G707
на
ITU­T
скоростта на предаване чрез
STM­1
се
определя
по следния начин:
270
колони х 9 реда = 2
430 byte
2 430 byte
х 8 = 19
440 bit
е обема информация в
STM­1
предаван за Т цикъл = 125 μ
s.
Скоростта
на потока в
STM­1
е В=19
440 bits / 125
х10
­6
=155,520 Mbit/s
Елементи
на
STM­1:
1.Контейнер

C – n . x,
където
n (
нива)= 1÷ 4, х = 1÷2 (Европейски или
Американски
стандарт)
Основен
елемент в
STM,
всъщност това е рамката (цикъла), съдържаща определен
брой
байтове на определена скорост от цифровия поток от
PDH­
мрежата.
2.Виртуален
контейнер
VC – n (n = 1
÷4) – състои се от единичен поинтер, към
който
са прибавени допълнителни байтове, образуващи т.н. заглавна
информация
за пътя
POH.
3.Единичен
цифров поток
TU – nx (n=1
÷3,
x=1
÷2) – съсътои се от виртуален
контейнер
, към който се прибавя пойнтер, който е точно фиксиран.
4.Група
от единични цифрови потоци –
TUG – n (n=2
÷3) – формира се чрез
обединяване
на група от единични цифрови потоци.
5.Административна
единица
AU – n (n=3
÷4) – състои се от виртуален контейнер
VC 3­4
и пойнтер.

Фиг
. 2
STM­1
съдържа 9 еднакви сегмента. В началото на всеки сегмент има заглавна
информация

OH.
Общата дължина на цикъла е 270 х 9 = 2
430
байта, като всяка заглавна
нформация
се състои от 9 байта. Предават се по линията последователно ред по ред.
Продължителността
на модула (рамката) е 125 μ
s.
Подреждането на байтовете в
STM­1
модула
е 9 реда по 270 колони.

Фиг
. 3
Всяка
колона е 1
byte. Първите
9 колони образуват заглавната информация на секцията
OH.
Останалите 261 колони образуват товара (полезната информация) от по­ниските
нива
. Всеки байт в цикъл от 125μ
s
съответства на капацитет 64
kbit/s.
8bit . 1/125 . 10
­6
= 8 . 8 . 10
3
= 64kbit/s
Всяка
колона съдържа 9 байта с общ капацитет: 9 х 64
kbit/s = 576 kbit/s.
Заглавни
страници на секцията
SOH:
Тя
има ясно разграничени полета – за мултиплексната секция
MSOH
и за
ренегераторната
секция
RSOH.
Всеки един байт в
RSOH
или
MSOH
има определена
роля
.
RSOH
байт
А1 и А2 за циклова синхронизация
­синхрокода

RAW
е 16 битов и определя началото на рамката;
байт
С1 – идентификатор на
STM­
сигнали;
байт
В1 – контрол на бит по четност – защита на информацията от грешки за
съответните
нива;
байт
Е1 – раговорен сигнал на скорост 64
kbit/s
OH OH OH OH OH OH OH OH
9­261
125
μ
s
SOH
STM – товар
AU
пойнтер /
PL­payload/
SOH
1
2
3
4
5
6
7
8
9
9 колони 261
колони
125 μ s

байт

F1 –
дистанционен контрол и управление на различни аларми;
байтове

D1, D2, D3 –
канал за данни 3 х 64
kbit/s = 192kbit/s
за обмен на информация
между
регенераторите, за вътрешна системна комутация
MSOH

байт В2 – защитава информацията от битови грешки;

байт К1 и К2 – автоматична защитна комутация;

байт
D4
÷
D12
с 576
kbit/s
канал за данни;

байт
Z1
за синхронизация;
байт
Е2 – разговорен канал.
Заглавна
страница на пътя
POH:
Байтовете
на РОН се добавят към
VC
от по­висок ред (
VC­3
и
VC­4)

байт В3 – контрол за цифрова грешка;

байт
F2 –
потребителски канал;

байт
G1 –
обратен канал;

байт Н4 – индикатор на мястото на специфичн товари, при свободен режим не се
използва
;

байт
J1 –
канал за следене ­ трасиране на пътя, информация с фиксирана дължина;

байт
Z3 –
канал за потребителя;

байт
Z4 –
канал за мрежовия оператор;

байт
Z5 –
резервиран за бъдещи нужди.
Функционални
съоръжения на
SDH
мрежите [1]
Основните
функционални съоръжения, които изграждат
SDH
мрежата са
мултиплексори
, крос­конектори, регенератори и терминално оборудване (фиг. 4).
Фиг
. 4
Синхронните
мултиплексори могат да мултиплексират или директно да
пренасочват
трибютарни сигнали и същевременно да формират няколко възможни
сборни
информационни потоци на оптичните линийни изходи (канали за
приемане
/предаване), наречени агрегатни изходи (фиг.5)

Фиг
. 5
SDH
мултиплексорите се разделят на термнални и
add/drop­
мултиплексори.
ТМ

–
терминалният мултиплексор е мултиплексор и същевременно крайно
устройство
на
SDH
мрежата с канали за достъп, съответстващи на трибютарните потоци
на

PDH
и
SDH
йерархията. Термианлният мултиплексор може да въвежда и извежда
канали
. ТМ може да осъществява локална комутация от един трибютарен интерфейс
към
друг трибютарен интерфейс. Като правило това пренасочване е ограничено за
трибютарни
интерфейси 1.5 и 2
Mbit/s.
ТМ е изграден от контролер, който се управлява
софтуерно
, приемопредавател, който осигурява достъпа на по­нискоскоростни канали и
блок
за обмен на таймслотове, който подава сигнали към по­високоскоростни
интерфейси
. Двата агрегатни изхода на
SDH
мултиплексора (фиг. 5) могат да се наричат
основни
и
резервни

(
линийна топология) или
източни
и
западни

(
кръгова топология).
Термините
„източен” и „западен” се използват за указване на двата противоположни
пътя
на разпространение на сигнала в кръговата топология.
ADM – Add/Drop
мултиплексор – може да приема на входа си същия набор
трибютарни
сигнали, както и терминалния мултиплексор (фиг. 4) и позволява да се
въвеждат
/извеждат съответните им канали. Освен възможностите за пренасочване,
осигурявани
и от терминалния мултиплексор,
ADM
позволява да се осъществява и
транзитиране
на потоците в двете направления. В случай на повреда той може да
пренасочва
основния оптичен поток по обходе път. Това определя използването на
ADM
при
кръгови топологии на
SDH
мрежата. На фиг. 6 е показано насочването към
ADM
на
информационен
товар, част от който идва от ринга, а част от локален източник или друг
ринг
(фиг. 6а). След мултиплексора част от трафика се извежда, част се въвежда, а част
от
трафика се пропуска непроменена към следващия
ADM (
фиг. 6б).

Фиг
. 6
Концентраторът
–
hub,
е мултиплексор, използван в т