Tehnologia Synchronous Digital Hierarchy (SDH) vă permite să creați rețele de transport fiabile și să formați în mod flexibil canale digitale într-o gamă largă de viteze - de la câțiva megabiți la zeci de gigabiți pe secundă. Domeniul său principal de aplicare sunt rețelele primare ale operatorilor de telecomunicații. Multiplexoarele SDH cu linii de comunicație prin fibră optică între ele formează un mediu în care administratorul de rețea SDH organizează canale digitale între punctele de conectare ale echipamentelor abonatului sau echipamentelor rețelelor secundare (de suprapunere) ale operatorului însuși - rețelele de telefonie și rețelele de date. Tehnologia SDH este solicitată și în rețelele corporative și departamentale mari, atunci când există premise tehnice și economice pentru crearea propriei infrastructuri de canale digitale, de exemplu, în rețelele întreprinderilor din sectorul energetic sau companiilor feroviare.

Canalele SDH aparțin clasei semipermanente (semipermanente) - formarea (aprovizionarea) canalului are loc la inițiativa operatorului de rețea SDH, dar utilizatorii sunt lipsiți de această oportunitate, prin urmare astfel de canale sunt de obicei folosite pentru a transmite fluxuri care sunt destul de stabile în timp. Datorită naturii semi-permanente a conexiunilor, tehnologia SDH folosește adesea termenul de interconectare în loc de comutare.

Rețelele SDH aparțin unei clase de rețele cu comutare de circuite bazate pe multiplexarea pe diviziune în timp (TDM), în care adresarea informațiilor de la abonații individuali este determinată de poziția sa temporală relativă într-un cadru compus și nu de o adresă explicită, așa cum se întâmplă. în rețelele de comutare de pachete.

Canalele SDH combină în mod obișnuit un număr mare de canale periferice (și cu viteză mai mică) Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH).

O schemă ierarhică flexibilă pentru multiplexarea fluxurilor digitale cu viteze diferite permite ca informațiile utilizatorului de orice nivel de viteză suportat de tehnologie să fie introduse și scoase de pe canalul principal fără a demultiplexa fluxul în ansamblu - și asta înseamnă nu numai flexibilitate, ci și echipamente. economii. Schema de multiplexare este standardizată la nivel internațional, ceea ce asigură compatibilitatea echipamentelor de la diferiți producători.

Toleranța la erori de rețea. Rețelele SDH au un grad înalt de „supraviețuire” - tehnologia asigură un răspuns automat al echipamentelor la astfel de defecțiuni tipice precum o întrerupere a cablului, defecțiunea unui port, multiplexor sau cardul său individual, în timp ce traficul este trimis pe o cale de rezervă sau pe o cale de rezervă. are loc o tranziție rapidă la un modul de rezervă. Trecerea la calea de rezervă are loc de obicei în 50 ms.

Monitorizarea și controlul rețelei pe baza informațiilor incluse în anteturile cadru oferă un nivel obligatoriu de gestionare a rețelei, indiferent de producătorul echipamentului, și creează baza pentru creșterea funcțiilor administrative în sistemele de management ale producătorilor de echipamente SDH.

Serviciu de transport de înaltă calitate pentru orice tip de trafic - voce, video și computer. Multiplexarea TDM subiacentă SDH oferă traficului fiecărui abonat un debit garantat, precum și niveluri de latență scăzute și fixe.

Rețelele SDH au ocupat o poziție puternică în lumea telecomunicațiilor. Astăzi ele formează fundația aproape tuturor rețelelor majore - regionale, naționale și internaționale. Această poziție a fost întărită și mai mult de apariția tehnologiei de multiplexare a spectrului DWDM, deoarece rețelele SDH se pot integra cu ușurință cu acest nou tip de coloană vertebrală optică, suportând viteze foarte mari de sute de gigabiți pe secundă. În rețelele backbone cu un nucleu DWDM, rețelele SDH vor juca rolul unei rețele de acces, adică vor îndeplini aceleași funcții pe care le joacă rețelele PDH în raport cu SDH.

Tehnologiile SDH au, desigur, și dezavantaje. Astăzi, cel mai adesea se vorbește despre incapacitatea sa de a redistribui dinamic lățimea de bandă între abonații rețelei - o proprietate oferită de rețelele de pachete. Semnificația acestui neajuns va crește pe măsură ce ponderea și valoarea traficului de date în raport cu vocea standard crește.

ISTORIA ORIGINII

Tehnologia ierarhiei digitale sincrone a fost dezvoltată inițial de Bellcore sub denumirea de Synchronous Optical NETs (SONET) și este în esență o dezvoltare a tehnologiei PDH, care a apărut în anii 60. a făcut posibilă crearea de canale digitale de înaltă calitate și relativ ieftine între centralele telefonice. PDH și-a îndeplinit mult timp scopul ca tehnologie de bază, oferind utilizatorilor canale T1 (1,5 Mbit/s) - T3 (45 Mbit/s) în versiunea SUA sau E1 (2 Mbit/s) - E3 (34 Mbit/s). s) - E4 (140 Mbit/s) în versiuni europene și internaționale. Dezvoltarea rapidă a tehnologiilor de telecomunicații a dus la necesitatea extinderii ierarhiei vitezelor PDH și a valorificării la maximum a tuturor oportunităților oferite de noile linii de comunicații medii - fibră optică.

Concomitent cu extinderea intervalului de viteză, a fost necesar să se scape de deficiențele PDH identificate în timpul funcționării acestor rețele, în primul rând, imposibilitatea fundamentală de a separa un flux separat de viteză mică de unul de mare viteză fără complet. demultiplexându-l pe acesta din urmă. Însuși termenul „plesiocron”, adică „aproape” sincron, vorbește despre motivul acestui fenomen - lipsa sincronizării complete a fluxurilor de date atunci când canalele cu viteză mică sunt combinate cu cele cu viteză mai mare. Pentru a egaliza vitezele mai multor canale cu viteză redusă cu frecvențe nepotrivite, tehnologia PDH presupune inserarea câțiva biți suplimentari între cadrele canalelor cu rate relativ mai mici. Aceste cadre de aceeași frecvență sunt apoi multiplexate cu intercalare de biți într-un cadru compus de al doilea și de nivel superior al ierarhiei. Ca urmare, pentru a extrage datele utilizatorului din canalul agregat, este necesar să se demultiplexeze complet cadrele canalului agregat. De exemplu, dacă doriți să obțineți date de la un circuit de abonat de 64 Kbps din cadrele E3, acele cadre vor trebui să fie demultiplexate la nivelul de cadru E2, apoi la nivelul de cadru E1 și, în final, la cadrele E1 în sine. Dacă rețeaua PDH este utilizată doar ca coloană vertebrală între două noduri mari, atunci operațiunile de multiplexare și demultiplexare sunt efectuate exclusiv la nodurile de capăt și nu apar probleme. Dar dacă este necesar să se aloce unul sau mai multe canale de abonat într-un nod intermediar al rețelei PDH, atunci această problemă nu are o soluție simplă. Opțional, se propune instalarea a două multiplexoare de nivel T3/E3 și mai mare în fiecare nod de rețea. Primul efectuează demultiplexarea completă a fluxului și alocă o parte din canalele de viteză mică abonaților, iar al doilea colectează din nou canalele rămase împreună cu cele nou introduse în fluxul de mare viteză de ieșire. În același timp, numărul echipamentelor de operare se dublează.

O altă opțiune este „înapoi”. În nodul intermediar, unde este necesar să se selecteze și să devieze fluxul de abonat, este instalat un singur multiplexor de mare viteză, care pur și simplu transmite datele în tranzit mai departe de-a lungul rețelei fără a le demultiplexa. Această operație este efectuată numai de multiplexorul nodului final, după care datele abonatului corespunzător sunt returnate printr-un canal fizic separat către nodul intermediar. Desigur, astfel de relații între comutatoare complică organizarea rețelei, necesită configurarea sa fină, ceea ce duce la o cantitate mare de muncă manuală și erori și, de asemenea, nu oferă flexibilitatea necesară - pentru a transfera date către abonat, un canal fizic separat. este necesară.

În plus, tehnologia PDH nu avea încorporate toleranță la erori și capabilități de gestionare a rețelei.

Toate aceste neajunsuri au fost luate în considerare și depășite de dezvoltatorii tehnologiei SONET, a cărei primă versiune a standardului a apărut în 1984. Apoi a fost standardizat de comitetul T1 ANSI. Standardizarea tehnologică internațională a avut loc sub auspiciile Institutului European de Standarde de Telecomunicații (ETSI) și CCITT, împreună cu ANSI și companii de telecomunicații de top din America, Europa și Japonia. Scopul principal al dezvoltatorilor standardului internațional a fost acela de a crea o tehnologie capabilă să transmită traficul tuturor canalelor digitale existente de nivel PDH (atât T1-T3 american, cât și E1-E4 european) printr-o rețea de mare viteză bazată pe fibră. -cabluri optice si asigurarea unei ierarhii de viteze care continua ierarhia tehnologiei PDH pana la viteze de cativa Gbit/s.

Ca rezultat al muncii pe termen lung, a fost posibilă crearea unui standard internațional pentru ierarhia digitală sincronă (SDH) - specificațiile 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 și ETSI - ETS 300 147. Au fost, de asemenea, standardele SONET îmbunătățit, iar acum echipamentele și rețelele SDH și SONET au devenit compatibile și pot multiplexa fluxuri de intrare de aproape orice standard PDH - atât american cât și european.

IERARHIE TARIFĂ ȘI METODE DE MULTIPLEXARE

Ierarhia vitezei suportată de tehnologia SONET/SDH este prezentată în Tabelul 1.

Tabelul 1. Viteze SDH/SONET acceptate.

În standardul SDH, toate nivelurile de viteză (și, în consecință, formatele de cadre pentru aceste niveluri) au un nume comun: Modulul de transport sincron nivel N (STM-N). În tehnologia SONET, există două denumiri pentru nivelurile de viteză: Nivelul semnalului de transport sincron N (STS-N) în cazul transmisiei de date sub formă de semnal electric și nivelul de purtător optic N (OC-N) în cazul transmiterea datelor prin cablu de fibră optică. În cele ce urmează, pentru a simplifica prezentarea, ne vom concentra pe STM-N.

De la apariția sa în țările din fosta „Unire”, tehnologia ISDN a provocat instantaneu un interes intens în rândul specialiștilor de rețea, care s-a datorat în primul rând prevalenței acestei tehnologii în Europa și, desigur, vitezei și performanțelor fizice excelente.

ISDN (Integrated Services Digital Network) – rețele digitale cu servicii integrate (încorporate). Această tehnologie se referă la rețele în care comutarea circuitelor este modul principal și datele sunt procesate în formă digitală. Ideea tranziției rețelelor publice de telefonie (PSTN) la prelucrarea complet digitală a datelor a fost exprimată de mult timp. La început s-a presupus că abonații acestei rețele vor transmite doar mesaje vocale. Astfel de rețele se numesc IDN (Integrated Digital Network). Termenul „rețea integrată”2 se referă la integrarea prelucrării informației digitale de către rețea cu transmisia digitală a vocii de către abonat. Ideea unei astfel de rețele a fost propusă încă din 1959. Atunci s-a decis ca o astfel de rețea să ofere abonaților săi nu numai posibilitatea de a vorbi între ei, ci și de a utiliza alte servicii: fax, telex (transfer de date între două terminale), text video (recepție de date stocate în rețea). către terminalul dvs.), mesageria vocală și o serie de altele. Condițiile preliminare pentru crearea acestui tip de rețele au apărut la mijlocul anilor '70. Până atunci, canalele digitale T1 erau deja utilizate pe scară largă pentru transmiterea datelor digitale între centralele telefonice, iar primul comutator de telefon digital puternic 4ESS a fost lansat de Western Electric în 1976.

Ca urmare a muncii desfășurate privind standardizarea rețelelor integrate în CCITT, în 1980 a apărut standardul G.705, care a conturat ideile generale ale unei astfel de rețele. Specificațiile specifice rețelei ISDN au apărut în 1984 sub forma Recomandării Seria I. Acest set de specificații era incomplet și nu se potrivea pentru construirea unei rețele complete. În plus, în unele cazuri permitea ambiguitate în interpretare sau era contradictorie, adică, în general, toate aceste specificații la acea vreme erau „brute2” și necesitau îmbunătățiri. Drept urmare, deși echipamentele ISDN au început să apară la mijlocul anilor 1980, acestea erau adesea incompatibile, mai ales dacă erau fabricate în țări diferite. În 1988, recomandările din seria I au fost revizuite pentru a deveni mai detaliate și mai complete, deși au rămas unele ambiguități. Nu cu mult timp în urmă - în 1992 și 1993 - standardele ISDN au fost din nou revizuite și extinse.

Însăși introducerea acestei tehnologii a început la sfârșitul anilor 80, totuși, complexitatea tehnologică ridicată a interfeței cu utilizatorul, lipsa standardelor uniforme pentru multe funcții vitale, precum și nevoia de investiții mari de capital pentru reechiparea centralelor telefonice. iar canalele de comunicare au dus la faptul că procesul de dezvoltare a acestei tehnologii a fost întârziat de mulți ani, iar chiar și acum, când au trecut mai bine de 15 ani, prevalența rețelelor ISDN în țara noastră lasă de dorit. La nivel național, aceste rețele funcționează cel mai mult timp în țări precum Germania și Franța.

Dacă judeci anumite tipuri de rețele globale după echipamentele de comunicație pentru rețelele corporative, s-ar putea să ai impresia falsă că tehnologia ISDN a apărut undeva în anii 1994-95, deoarece tocmai în acești ani au început să apară primele routere care suportă tehnologia ISDN.

Arhitectura de rețea ISDN oferă mai multe tipuri de servicii:

n mijloace necomutate (canale digitale dedicate);

n rețea publică de telefonie comutată;

n rețea de date cu comutare de circuite;

n reţea de date cu comutare de pachete;

n rețea de transmisie a datelor cu difuzare de cadre;

n mijloace de monitorizare și gestionare a funcționării rețelei.

După cum puteți vedea din lista de mai sus, serviciile de transport ISDN acceptă o gamă foarte largă de servicii, inclusiv popularele servicii frame relay. În plus, se acordă multă atenție instrumentelor de control al rețelei care vă permit să direcționați apelurile pentru a stabili o conexiune cu un abonat al rețelei, precum și să monitorizați și să gestionați rețeaua. Administrabilitatea rețelei este asigurată de inteligența comutatoarelor și a nodurilor terminale ale rețelei care acceptă o stivă de protocoale, inclusiv protocoale speciale de management.

Nota

T1 sunt sisteme (canale) care au o capacitate corespunzătoare a 24 de canale analogice cu o lățime de bandă de 0-3,3 kHz (versiunea americană a standardului). Frecvența de biți în canalul T1 este 193*8000=1,554 Mbit/s (acesta este standardul SUA). Analogicul său european, E1, are 32 de canale (30B+D+H) și un debit de 2048 kbit/s. În ISDN, canalele de 1.544 și 2.048 Mbit/s, ale căror formate sunt descrise aici, sunt numite primare. Ratele de biți de 1.544 (codare B8ZS) și 2.048 Mbps (HDB3) sunt numite rate primare.

Multiplexoarele digitale sunt dispozitive combinate logice care sunt proiectate pentru transmiterea controlată a informațiilor din mai multe surse de date într-un singur canal de ieșire. De fapt, un astfel de dispozitiv constă din mai multe comutatoare digitale de poziție. În consecință, putem ajunge la concluzia că un multiplexor digital este un comutator de semnale de intrare într-o linie de ieșire. Acest articol va lua în considerare un tip separat de dispozitiv - multiplexoare optice SDH.

Astfel de dispozitive sunt proiectate să funcționeze cu fluxuri de date folosind fascicule de lumină care diferă în amplitudinea sau rețeaua de difracție de fază, precum și lungimea de undă. Multiplexoarele SDH transmit informații prin canale E1 și linii Ethernet în rețelele de fibră optică de transport. Acestea operează pe una sau două fibre optice (monomod sau multimod) la viteze de 155, 520 Mbit/s la o lungime de undă de 1550/1310 nm. Multiplexoarele SDH permit comunicații de până la 126 de puncte.

Avantajele unor astfel de dispozitive includ rezistența la influențele externe, siguranța tehnică și protecția împotriva piratarii informațiilor transmise.

Multiplexoarele SDH sunt pur și simplu scalabile prin includerea a până la 3 module suplimentare pentru transmiterea canalelor Ethernet, fluxurilor E1, comunicațiilor de serviciu și canalului PM în modulul principal.

Aceste dispozitive sunt caracterizate de cea mai mare „supraviețuire” a rețelei. Implementarea fluxurilor E1 are o valoare scăzută a jitterului, din acest motiv, standardele pentru E1 sunt respectate în timpul derivei de sincronizare, de asemenea, atunci când sincronizarea sistemului STM-1 este întreruptă. Caracteristicile interfeței vă permit să urmăriți o eroare în canalul de comunicare și să comutați la un canal de rezervă. Calea optică și sursa de alimentare sunt rezervate conform schemei 1+1. Cu alte cuvinte, atunci când se lucrează pe un canal de fibră optică, dacă cablul este deteriorat, conexiunea dintre abonați este menținută.

Multiplexoarele SDH sunt pur și simplu combinate cu alte echipamente de tip SDH. Ele pot funcționa atât în ​​modul sincron, cât și în modul asincron este permisă introducerea fibrei optice multimode și monomode. Multiplexorul SDH acceptă funcții de configurare și gestionare la distanță prin TCP/IP, 10/100 BaseT.

Astfel de dispozitive de comutare sunt de obicei împărțite în două tipuri: terminal și intrare/ieșire. Diferența dintre aceste tipuri nu constă în compoziția porturilor, ci în plasarea dispozitivului în rețeaua SDH. Multiplexorul terminal completează canalele agregate, comutând între ele un număr mare de canale de ieșire și de intrare. Al doilea tip de dispozitiv transmite benzi agregate în tranzit, ocupând o poziție de mijloc pe autostradă. În acest caz, informațiile canalelor afluente sunt derivate din fluxul agregat sau introduse în acesta.

Majoritatea producătorilor produc multiplexere universale de tip SDH, care sunt utilizate ca intrare/ieșire, terminale și conectori încrucișați, în funcție de modulele instalate în ele cu porturi tributare și agregate.

În concluzie, am dori să adăugăm că multiplexoarele cu fibră optică câștigă o popularitate imensă datorită dezvoltării intensive a acestui tip de comunicare. Viitorul aparține tehnologiilor cu fibră optică.

Elementul principal al rețelei SDH este multiplexorul (vezi Figura 1). De obicei, este echipat cu un număr de porturi PDH și SDH: de exemplu, porturi PDH la 2 și 34/45 Mbit/s și porturi SDH STM-1 la 155 Mbit/s și STM-4 la 622 Mbit/s. Porturile multiplexorului SDH sunt împărțite în agregate și tributare. Porturile afluente sunt adesea numite porturi I/O, iar porturile agregate sunt numite porturi liniare. Această terminologie reflectă topologiile tipice de rețea SDH, unde există o coloană vertebrală distinctă sub forma unui lanț sau inel de-a lungul căruia sunt transmise fluxurile de date care vin de la utilizatorii rețelei prin porturile I/O (adică, care curg într-un flux agregat: afluent înseamnă literal „ afluent” ).

Multiplexoarele SDH sunt de obicei împărțite în terminale (Terminal Multiplexor, TM) și intrare/ieșire (Add-Drop Multiplexor, ADM). Diferența dintre ele nu este compoziția porturilor, ci poziția multiplexorului în rețeaua SDH. Dispozitivul terminal completează canalele agregate prin multiplexarea unui număr mare de canale de intrare/ieșire (afluent) în ele. Un multiplexor I/O tranzitează canale agregate, ocupând o poziție intermediară pe coloana vertebrală (într-o topologie inelă, în lanț sau mixtă). În acest caz, datele din canalele afluente sunt introduse sau scoase din canalul agregat. Porturile agregate ale multiplexorului acceptă nivelul maxim de viteză STM-N pentru acest model, a cărui valoare servește la caracterizarea multiplexorului ca întreg, de exemplu, un multiplexor STM-4 sau STM-64.

Uneori se face o distincție între așa-numiții conectori încrucișați (Digital Cross-Connect, DXC) - spre deosebire de multiplexoarele de intrare/ieșire, acestea efectuează comutarea unor containere virtuale arbitrare și nu doar un container dintr-un flux agregat cu containerul corespunzător al unui pârâul afluent. Cel mai adesea, conectorii încrucișați implementează conexiuni între porturile afluente (mai precis, containere virtuale formate din aceste porturi afluente), dar conectorii încrucișați pot fi utilizați și pentru porturile agregate, adică containerele VC-4 și grupurile lor. Ultimul tip de multiplexor este încă mai puțin comun decât celelalte, deoarece utilizarea sa este justificată cu un număr mare de porturi agregate și o topologie de rețea mesh, iar acest lucru crește semnificativ costul atât al multiplexorului, cât și al rețelei în ansamblu.

Majoritatea producătorilor produc multiplexe universale care pot fi folosite ca terminale, intrare/ieșire și conectori încrucișați - în funcție de setul de module instalate cu porturi agregate și tributare. Cu toate acestea, posibilitatea de a utiliza astfel de multiplexoare ca conectori încrucișați este foarte limitată, deoarece producătorii produc adesea modele de multiplexoare cu capacitatea de a instala doar un singur card agregat cu două porturi. Configurația cu două porturi agregate este configurația minimă care asigură funcționarea într-o rețea cu topologie în inel sau în lanț. Acest design de multiplexor nu este foarte costisitor, dar poate complica proiectarea rețelei dacă doriți să implementați o topologie de plasă la viteza maximă pentru multiplexor.

Pe lângă multiplexoare, rețeaua SDH poate include regeneratoare, acestea sunt necesare pentru a depăși limitările privind distanța dintre multiplexoare, care depind de puterea emițătorilor optici, de sensibilitatea receptorilor și de atenuarea cablului de fibră optică. Regeneratorul convertește semnalul optic într-unul electric și invers, restabilind în același timp forma semnalului și parametrii de sincronizare ai acestuia. În prezent, regeneratoarele SDH sunt folosite destul de rar, deoarece costul lor nu este cu mult mai mic decât costul unui multiplexor, iar funcționalitatea este incomensurabilă.

Stiva de protocoale SDH constă din patru straturi de protocoale.

• Stratul fizic, numit fotonic în standard, se ocupă de codificarea biților de informații folosind modulația luminii.
• Stratul de secțiune menține integritatea fizică a rețelei. În tehnologia SDH, o secțiune se referă la fiecare bucată continuă de cablu de fibră optică prin care o pereche de dispozitive SONET/SDH sunt conectate între ele, de exemplu, un multiplexor și un regenerator, un regenerator și un regenerator. Este adesea numită secțiune de regenerare, ceea ce înseamnă că dispozitivele finale nu sunt necesare pentru a îndeplini funcțiile acestui strat de multiplexor. Protocolul secțiunii de regenerare se ocupă de o parte specifică a antetului de cadru, numită antetul secțiunii de regenerare (RSOH) și, pe baza informațiilor de supraîncărcare, poate efectua testarea secțiunii și poate suporta operațiunile de control al managementului.
• Stratul de linie este responsabil pentru transmiterea datelor între două multiplexoare de rețea. Acest protocol de nivel operează pe cadre de strat STS-n pentru a efectua diverse operații de multiplexare și demultiplexare, precum și inserarea și ștergerea datelor utilizatorului. De asemenea, efectuează operațiuni de reconfigurare a liniei în cazul defecțiunii oricăruia dintre elementele sale - fibră optică, port sau multiplexor adiacent. Linia este adesea numită o secțiune multiplex.
• Stratul de cale controlează livrarea datelor între doi utilizatori finali din rețea. O cale (cale) este o conexiune virtuală compusă între utilizatori. Protocolul de cale trebuie să accepte datele primite într-un format de utilizator, cum ar fi formatul E1, și să le convertească în cadre STM-N sincrone.

Să descriem elementele principale ale unui sistem de transmisie de date bazat pe SDH, sau module funcționale SDH. Aceste module pot fi interconectate într-o rețea SDH. Logica de funcționare sau interacțiune a modulelor în rețea determină conexiunile funcționale necesare ale modulelor - topologia sau arhitectura rețelei SDH.

O rețea SDH, ca orice rețea, este construită din module funcționale separate ale unui set limitat: multiplexoare, comutatoare, concentratoare, regeneratoare și echipamente terminale. Acest set este determinat de principalele sarcini funcționale rezolvate de rețea:

colectarea fluxurilor de intrare prin canalele de acces într-un bloc agregat adecvat transportului în rețeaua SDH - o problemă de multiplexare rezolvată de multiplexoare terminale - rețele de acces TM;

transportul blocurilor agregate într-o rețea cu capacitatea de a introduce/ieși fluxuri de intrare/ieșire este o problemă de transport rezolvată de multiplexoarele de intrare/ieșire - ADM, care controlează logic fluxul de informații în rețea și controlează fizic fluxul în mediul fizic care formează un canal de transport în această rețea;

supraîncărcarea containerelor virtuale în conformitate cu schema de rutare de la un segment de rețea la altul, efectuată în noduri de rețea dedicate - sarcina de comutare sau interconectare, rezolvată folosind comutatoare digitale sau comutatoare încrucișate - DXC;

combinarea mai multor fluxuri de același tip într-un nod de distribuție - un concentrator (sau hub) - o problemă de concentrare rezolvată de concentratoare;

refacerea (regenerarea) formei și amplitudinii unui semnal transmis pe distanțe mari pentru a compensa atenuarea acestuia - problemă de regenerare rezolvată cu ajutorul regeneratoarelor;

împerecherea rețelei utilizatorului cu rețeaua SDH este o sarcină de împerechere rezolvată folosind echipamente terminale - diverse dispozitive de potrivire, de exemplu, convertoare de interfață, convertoare de viteză, convertoare de impedanță etc.

2. Module funcționale ale rețelelor sdh

Multiplexor.

Modulul funcțional principal al rețelelor SDH este multiplexorul. Multiplexoarele SDH îndeplinesc atât funcțiile unui multiplexor în sine, cât și funcțiile dispozitivelor de acces la terminale, permițându-vă să conectați canalele ierarhiei PDH de viteză redusă direct la porturile lor de intrare. sunt dispozitive universale și flexibile care vă permit să rezolvați aproape toate problemele enumerate mai sus, de exemplu. pe lângă sarcina de multiplexare, efectuați sarcinile de comutare, concentrare și regenerare. Acest lucru este posibil datorită designului modular al multiplexorului SDH - SMUX, în care funcțiile îndeplinite sunt determinate numai de capacitățile sistemului de control și de compoziția modulelor incluse în specificația multiplexorului. Cu toate acestea, se obișnuiește să se distingă două tipuri principale de multiplexor SDH: multiplexor terminal și multiplexor de intrare/ieșire.

Terminal Multiplexer TM este un multiplexor și un dispozitiv terminal al unei rețele SDH cu canale de acces corespunzătoare triburilor de acces PDH și SDH ale ierarhiei (Fig. 6). Multiplexorul terminal poate introduce fie canale, de ex. comutați-le de la intrarea interfeței trib la ieșirea liniară sau canalele de ieșire, de exemplu. comutați de la intrarea liniară la ieșirea interfeței trib.

Multiplexorul de intrare/ieșire ADM poate avea același set de triburi la intrare ca și multiplexorul terminal (Fig. 6). Vă permite să introduceți/ieșiți canalele corespunzătoare. Pe lângă capacitățile de comutare oferite de TM, ADM permite comutarea de la capăt la capăt a fluxurilor de ieșire în ambele direcții, precum și închiderea canalului de recepție la canalul de transmisie de pe ambele părți ("est" și "vest") în evenimentul eşecului uneia dintre direcţii. În cele din urmă, permite (în cazul unei defecțiuni de urgență a multiplexorului) să treacă fluxul optic principal pe lângă acesta în modul bypass. Toate acestea fac posibilă utilizarea ADM în topologii de tip inel.

Figura 5.1 - Multiplexor sincron (SMUX): multiplexor terminal TM sau multiplexor de intrare/ieșire ADM.

Regenerator este un caz degenerat al unui multiplexor care are un canal de intrare - de obicei un trib optic STM-N și una sau două ieșiri agregate (Fig. 7). Este folosit pentru a crește distanța admisă între nodurile rețelei SDH prin regenerarea semnalelor de sarcină utilă. De obicei, această distanță este de 15 - 40 km. pentru o lungime de undă de ordinul a 1300 nm sau 40 - 80 km. - pentru 1500 nm.

Figura 5.2 - Multiplexor în modul regenerator

Huburi

Hub(hub) este utilizat în circuite topologice de tip stea este un multiplexor care combină mai multe fluxuri, de obicei de același tip (de la porturile de intrare) care provin de la nodurile de rețea la distanță; centru de distributie Rețele SDH, nu neapărat și la distanță, dar conectate la rețeaua principală de transport.

Acest nod poate avea, de asemenea, nu două, ci trei, patru sau mai multe porturi liniare de tip STM-N sau STM-N-1 (Fig. 5.3) și vă permite să organizați ramură din fluxul sau inelul principal (Fig. 5.3a), sau, dimpotrivă, conectarea a două ramuri externe la fluxul sau inelul principal (Fig. 5.3) sau, în final, conectarea mai multor noduri de rețea mesh la inelul SDH (Fig. 5.3c) ). În general, vă permite să reduceți numărul total de canale conectate direct la rețeaua de transport SDH subiacentă. Multiplexorul nodului de distribuție din portul de ramură permite comutarea locală a canalelor conectate la acesta, permițând nodurilor la distanță să comunice între ele fără a încărca traficul rețelei principale de transport.

Figura 5.3 – Multiplexor sincron în modul hub

Comutator.Fizic, capacitățile de comutare internă a canalelor sunt încorporate în multiplexorul SDH în sine, ceea ce ne permite să vorbim despre multiplexor ca pe un comutator intern sau local. În fig. 8, de exemplu, managerul de sarcină utilă poate schimba în mod dinamic maparea logică dintre TU și canalul de acces, ceea ce echivalează cu comutarea circuitului intern. În plus, multiplexorul, de regulă, are capacitatea de a comuta propriile canale de acces (Fig. 9), ceea ce este echivalent cu comutarea canalului local. Multiplexoarele, de exemplu, pot fi atribuite sarcini de comutare locală la nivelul canalelor de acces de același tip, de exemplu. sarcini rezolvate de concentratoare (Fig. 9).

În cazul general, trebuie să utilizați comutatoare sincrone special concepute - SDXC, care efectuează nu numai comutarea locală, ci și generală sau trecere (end-to-end) a fluxurilor de mare viteză și a modulelor de transport STM-N sincrone ( Fig. 3.5). O caracteristică importantă a unor astfel de comutatoare este absența blocării altor canale în timpul comutării, atunci când comutarea unor grupuri TU nu impune restricții asupra procesării altor grupuri TU. o astfel de comutare se numește neblocare.

Figura 8 - Multiplexor I/O în modul comutator intern.

Figura 9 - Multiplexor I/O în modul comutare local.

Figura 10 - Comutator de canal de mare viteză general sau de trecere

Există șase funcții diferite îndeplinite de un comutator:

Rutarea containerelor virtuale VC, realizată pe baza utilizării informațiilor din antetul de rutare ROH al containerului corespunzător;

Consolidarea sau fuzionarea (consolidare/hubbing) de containere virtuale VC, realizată în modul hub/hub;

Translația unui flux dintr-un punct în mai multe puncte, sau într-un multipunct, efectuată atunci când se utilizează modul de comunicare punct-la-multipunct;

Sortarea sau regruparea (amenajare) containerelor virtuale VC, efectuată pentru a crea mai multe fluxuri VC ordonate din fluxul total VC care ajunge la comutator;

Acces la containerul virtual VC, efectuat la testarea echipamentelor;

Intrare/ieșire (drop/insert) containere virtuale, efectuată în timpul funcționării multiplexorului de intrare/ieșire;

Multiplexoarele digitale sunt dispozitive combinate logice care sunt proiectate pentru transmiterea controlată a informațiilor din mai multe surse de date într-un singur canal de ieșire. În esență, un astfel de dispozitiv constă din mai multe comutatoare digitale de poziție. În consecință, putem concluziona că este o comutare a semnalelor de intrare într-o linie de ieșire. Acest articol va lua în considerare un tip separat de dispozitiv - multiplexoare optice SDH.

Astfel de dispozitive sunt proiectate să funcționeze cu fascicule de lumină care diferă în amplitudine sau fază, precum și în lungime de undă. Multiplexoarele SDH transmit informații prin canale E1 și linii Ethernet în rețelele de fibră optică de transport. Acestea funcționează prin unul sau două optice sau multimode) la viteze de 155, 520 Mbit/s la o lungime de undă de 1550/1310 nm. Multiplexoarele SDH permit implementarea a până la 126 de puncte de comunicare.

Avantajele unor astfel de dispozitive includ rezistența la influențele externe, siguranța tehnică și protecția împotriva piratarii informațiilor transmise.

Multiplexoarele SDH sunt ușor scalabile prin includerea a până la trei module suplimentare pentru transmiterea canalelor Ethernet, fluxurilor E1, comunicații de serviciu și un canal PM în modulul principal.

Aceste dispozitive se caracterizează printr-o „supraviețuire” ridicată a rețelei. Implementarea are o valoare scăzută a jitterului, datorită acestui fapt, standardele E1 sunt îndeplinite în timpul deplasării ceasului, precum și în timpul eșecului de sincronizare a sistemului STM-1. Parametrii interfeței vă permit să urmăriți eroarea și să comutați la un canal de rezervă. Calea optică și sursa de alimentare sunt rezervate conform schemei 1+1. Adică, atunci când se lucrează pe un canal de fibră optică, în cazul deteriorării cablului, conexiunea dintre abonați este menținută.

Multiplexoarele SDH sunt ușor de combinat cu alte echipamente de tip SDH. Ele pot funcționa atât în ​​mod sincron, cât și în modul asincron este permisă utilizarea fibrei multimode și monomode. Multiplexorul SDH acceptă funcții de configurare și gestionare la distanță prin TCP/IP, 10/100 BaseT.

Astfel de dispozitive de comutare sunt de obicei împărțite în două tipuri: terminal și intrare/ieșire. Diferența dintre aceste tipuri nu constă în compoziția porturilor, ci în plasarea dispozitivului în rețeaua SDH. Multiplexorul terminal completează agregatul dintre ele cu un număr mare de canale de ieșire și de intrare. Al doilea tip de dispozitive transmite linii agregate în tranzit, ocupând o poziție intermediară pe linia principală. În acest caz, informațiile canalelor afluente sunt scoase din fluxul agregat sau introduse în acesta.

Majoritatea producătorilor produc multiplexere universale de tip SDH, care sunt utilizate ca intrare/ieșire, terminale și conectori încrucișați, în funcție de modulele cu porturi tributare și agregate instalate în ele.

În concluzie, am dori să adăugăm că multiplexoarele cu fibră optică capătă o popularitate tot mai mare datorită dezvoltării intensive a acestui tip de comunicare. Viitorul aparține tehnologiilor cu fibră optică.