Технологія синхронної цифрової ієрархії

Мережі SDH складають фундамент первинних мереж операторів зв'язку.

Канали SDH відносяться до класу полупостоянних (semipermanent) - формування (provisioning) каналу відбувається за ініціативою оператора мережі SDH, користувачі ж позбавлені такої можливості, тому такі канали зазвичай застосовуються для передачі досить стійких в часі потоків. Через полупостоянного характеру з'єднань в технології SDH частіше використовується термін «крос-коннект» (cross-connect), а не комутація.

За допомогою каналів SDH зазвичай об'єднують велику кількість периферійних (і менш швидкісних) каналів плезиохронной цифрової ієрархії (Plesiochronous Digital Hierarchy, PDH). Приклад використання каналів SDH для з'єднання абонентського обладнання різного типу наведено на рисунку 1.

Мережі SDH мають багато переваг. Назвемо головні серед них.

Мережі SDH зайняли міцне становище в телекомунікаційному світі. Сьогодні вони складають фундамент практично всіх великих мереж - регіональних, національних і міжнародних. Це положення ще більше зміцнилося в результаті появи технології спектрального мультиплексування DWDM, оскільки мережі SDH можуть легко інтегруватися з цим новим типом оптичних магістралей з підтримкою дуже високих швидкостей в сотні гігабіт на секунду. У магістральних мережах з ядром DWDM мережі SDH гратимуть роль мережі доступу, т. Е. Виконувати ті ж функції, які мережі PDH грають по відношенню до SDH.

Технології SDH властиві, звичайно, і недоліки. Сьогодні найчастіше говорять про її нездатність динамічно перерозподіляти пропускну здатність між абонентами мережі - властивості, яке забезпечується пакетними мережами. Значимість цього недоліку буде зростати в міру збільшення частки і цінності трафіку даних по відношенню до стандартного голосовому.

ІСТОРІЯ ВИНИКНЕННЯ

Одночасно з розширенням лінійки швидкостей потрібно було звільнитися від виявлених за час експлуатації цих мереж недоліків PDH, перш за все, від принципової неможливості виділення окремого низької потоку з високошвидкісного без повного демультиплексування останнього. Сам термін «плезіохронний», т. Е. «Майже» синхронний, говорить про причини такого явища - відсутність повної синхронності потоків даних при об'єднанні низькошвидкісних каналів в більш швидкісні. Для вирівнювання швидкостей декількох низькошвидкісних каналів з неузгоджені частотами, технологія PDH передбачає вставку кількох додаткових біт між кадрами каналів з відносно меншими швидкостями. Потім ці кадри однакової частоти мультиплексируются з чергуванням біт в складовою кадр другого і більш високих рівнів ієрархії. В результаті для витягання призначених для користувача даних з об'єднаного каналу необхідно повністю демультіплексіровать кадри об'єднаного каналу. Наприклад, якщо потрібно отримати дані одного абонентського каналу на 64 Кбіт / с з кадрів каналу E3, ці кадри доведеться демультіплексіровать до рівня кадрів E2, потім - до рівня кадрів E1, і, нарешті, демультіплексіровать і самі кадри E1. Якщо мережу PDH використовується тільки в якості транзитної магістралі між двома великими вузлами, то операції мультиплексування і демультиплексування виконуються виключно в кінцевих вузлах, і проблем не виникає. Але якщо необхідно виділити один або кілька абонентських каналів в проміжному вузлі мережі PDH, то це завдання простого рішення не має. Як варіант пропонується установка двох мультиплексорів рівня T3 / E3 і вище в кожному вузлі мережі. Перший виконує повне демультиплексування потоку і відведення частини низькошвидкісних каналів абонентам, а другий знову збирає залишилися канали разом з знову вводяться в вихідний високошвидкісний потік. При цьому кількість працюючого обладнання подвоюється.

Інший варіант - «зворотна доставка» (back hauling). У проміжному вузлі, де потрібно виділити і відвести абонентський потік, встановлюється єдиний високошвидкісний мультиплексор, який просто передає дані транзитом далі по мережі без їх демультиплексирования. Цю операцію виконує тільки мультиплексор кінцевого вузла, після чого дані відповідного абонента повертаються по окремій фізичній каналу на проміжний вузол. Природно, такі взаємини комутаторів ускладнюють організацію мережі, вимагають її тонкого конфігурування, що веде до великого обсягу ручної роботи і помилок, а також не забезпечують необхідну гнучкість - для відводу даних абоненту необхідний окремий фізичний канал.

Крім цього, в технології PDH не були передбачені вбудовані засоби забезпечення відмовостійкості і управління мережею.

Всі ці недоліки були враховані і подолані розробниками технології SONET, перший варіант стандарту якої з'явився в 1984 р Потім вона була стандартизована комітетом T1 ANSI. Міжнародна стандартизація технології проходила під егідою Європейського інституту телекомунікаційних стандартів (ETSI) і CCITT, спільно з ANSI і провідними телекомунікаційними компаніями Америки, Європи і Японії. Основною метою розробників міжнародного стандарту було створення технології, здатної передавати трафік всіх існуючих цифрових каналів рівня PDH (як американських T1-T3, так і європейських E1-E4) з високошвидкісної магістральної мережі на базі волоконно-оптичних кабелів і забезпечити ієрархію швидкостей, яка продовжує ієрархію технології PDH до швидкості в декілька Гбіт / с.

В результаті тривалої роботи вдалося створити міжнародний стандарт на синхронну цифрову ієрархію (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) - специфікації ITU-T G.702, G.703, G.704, G.707, G.708, G.709, G. 773, G.774, G.782, G.783, G.784, G.957, G.958, Q.811, Q.812 і ETSI - ETS 300 147. Стандарти SONET також були вдосконалені, і тепер обладнання і мережі SDH і SONET стали сумісними і можуть мультиплексировать вхідні потоки практично будь-якого стандарту PDH - і американського, і європейського.

Ієрархія ШВИДКОСТЕЙ І МЕТОДИ мультиплексування

Підтримувана технологією SONET / SDH ієрархія швидкостей представлена в Таблиці 1.