119. Сети pdh

Плезиохронная цифровая иерархия (PDH, Plesiochronous Digital Hierarchy) — цифровой метод передачи данных и голоса, основанный на временном разделении канала и технологии представления сигнала с помощью импульсно-кодовой модуляции

В технологии PDH в качестве входного используется сигнал основного цифрового канала (ОЦК), а на выходе формируется поток данных со скоростями n × 64 кбит/с.

В отличие от более поздней SDH, для PDH характерно поэтапное мультиплексирование потоков, так как потоки более высокого уровня собираются методом чередования бит(собираются как матрешка)

Таким образом, к недостаткам PDH можно отнести: затрудненный ввод/вывод цифровых потоков промежуточных функций, отсутствие средств автоматического сетевого контроля и управления, а также наличие трех различных иерархий. Данные недостатки привели к разработке в США иерархии синхронной оптической сети SONET, а в Европе аналогичной иерархии SDH, которые были предложены для использования на автоматических линиях связи. Из-за неудачно выбранной скорости передачи было принято решение отказаться от создания сети SONET и построить на её основе сеть SONET/SDH.

119. Сети pdh. Методы мультиплексирования и синхронизация.

Каждая крупная сеть должна иметь, по крайней мере, один первичный эталонный генератор (ПЭГ) синхросигналов (в англоязычном варианте — Primary Reference Clock, PRC). Это очень точный источник синхросигналов, способный вырабатывать синхросигналы с относительной точностью частоты не хуже 10¹¹ для описания точности . На практике в качестве ПЭГ используют либо автономные атомные (водородные или цезиевые) часы, либо часы, синхронизирующиеся от спутниковых систем точного мирового времени, таких как GPS или ГЛОНАСС. Обычно точность ПЭГ достигает 10¹³. Стандартным синхросигналом является сигнал тактовой частоты уровня DS1, то есть частоты 2048 кГц для международного варианта стандартов PDH и 1544 кГц для американского варианта этих стандартов. Синхросигналы от ПЭГ непосредственно поступают на специально отведенные для этой цели синхровходы магистральных устройств сети PDH. В том случае, если это составная сеть, то каждая крупная сеть, входящая в состав составной сети (например, региональная сеть, входящая в состав национальной сети), имеет свой ПЭГ. Для синхронизации немагистральных узлов используется вторичный задающий генератор (ВЗГ) синхросигналов, который в варианте ITU-T называют Secondary Reference Clock (SRC). ВЗГ работает в режиме принудительной синхронизации, являясь ведомым таймером в паре ПЭГ-ВЗГ.

При мультиплексировании нескольких пользовательских потоков в мультиплексорах PDH применяется техника, называемая бит-стаффингом. К этой технике прибегают, когда скорость пользовательского потока оказывается несколько меньше, чем скорость объединенного потока — подобные проблемы могут возникать в сети, состоящей из большого количества мультиплексоров, несмотря на все усилия по централизованной синхронизации узлов сети (в природе нет ничего идеального, в том числе идеально синхронных узлов сети). В результате мультиплексор PDH периодически сталкивается с ситуацией, когда ему «не хватает» бита для представления в объединенном потоке того или иного пользовательского потока. В этом случае мультиплексор просто вставляет в объединенный поток бит-вставку и отмечает этот факт в служебных битах объединенного кадра. При демультиплексировании объединенного потока бит-вставка удаляется из пользовательского по тока, который возвращается в исходное состояние. Техника бит-стаффинга применяется как в международной, так и в американской версиях PDH.

119. Ограничения технологии pdh

Как американский, так и международный варианты технологии PDH обладают несколькими недостатками. Одним из основных недостатков является сложность и неэффективность операций мультиплексирования и демультиплексирования пользовательских данных. Причина такого явления — отсутствие полной синхронности потоков данных при объединении низкоскоростных каналов и более высокоскоростные. Для преодоления этого недостатка в сетях PDH реализуют некоторые дополнительные приемы, уменьшающие количество операции демультиплексирования при извлечении пользовательских данных из высокоскоростных каналов.

Другим существенным недостатком технологии PDH является отсутствие развитых встроенных процедур контроля и управления сетью. Служебные биты дают мало информации о состоянии канала, не позволяют его конфигурировать и т. п. Нет в технологии и процедур поддержки отказоустойчивости, очень полезных для первичных сетей, на основе которых строятся ответственные междугородные и международные сети. В системных сетях управлению уделяется большое внимание, причем считается, что управляющие процедуры желательно встраивать в основной протокол передачи данных сети.

Третий недостаток состоит в слишком низких по современным понятиям скоростях иерархии PDH. Волоконно-оптические кабели позволяют передавать данные со скоростями в несколько гигабит в секунду по одному волокну, что обеспечивает консолидацию в одном кабеле десяткой тысяч пользовательских каналов, но это свойство технология PDH не реализует ее иерархия скоростей заканчивается уровнем 139 Мбит/с.

119. Сети sdh/Sonet

SDH – Синхронная цифровая иерархия - позволяет организовать универсальную транспортную систему, охватывающую все участки сети и выполняющую функции как передачи информации, так и контроля, и управления. Она рассчитана на транспортирование всех сигналов PDH, а также всех действующих и перспективных служб, в том числе и широкополосной цифровой сети с интеграцией служб (В-ISDN), использующей асинхронный способ переноса (АТМ).

Цели SDH:

- расширить иерархию скоростей

- повысить гибкость механизмов мультиплексирования потоков

- повысить отказоустойчивость сети за счет встраивания их механизмов в базовые технологии

- поддержка операций администрирования и дополнения.

В SDH использованы последние достижения в электронике, системотехнике, вычислительной технике и т.п. Ее применение позволяет существенно сократить объем и стоимость аппаратуры, эксплуатационные расходы, сократить сроки монтажа и настройки оборудования. В то же время значительно повышаются надежность и живучесть сетей, их гибкость, качество связи.

SONET - это протокол для Северной Америки и Японии, а SDH - определение для Европы. Разница между SONET и SDH небольшая. Из-за неудачно выбранных скоростей передачи SONET не использовался, а на его базе был построен протокол SDH /SONET

Почему SDH?

• Высокая скорость передачи

• Упрощенная процедура удаления/добавления

• Высокая степень гибкости выбора

• Надежность

• Платформа для новых сервисов

119. Скорости передачи иерархии sdh

Недостатки PDH, а также ряд других факторов привели к разработке в США ещё одной иерархии - иерархии синхронной оптической сети SONET, а в Европе аналогичной синхронной цифровой иерархии SDH, предложенными для использования на волоконно-оптических линиях связи(ВОЛС).Но из-за неудачно выбранной скорости передачи, было принято решение -- отказаться от создания SONET, а создать на её основе SONET/SDH со скоростью передачи 51.84 Мбит/с первого уровня ОС1. В результате OC3 SONET/SDH соответствовал STM-1 иерархии SDH.

Линейные сигналы SDH организованы в так называемые синхронные транспортные модули STM (Synchronous Transport Module) (табл. 1.1). Первый из них - STM-1 - соответствует скорости 155 Мбит/с – базовая скорость. Каждый последующий имеет скорость в 4 раза большую, чем предыдущий, и образуется побайтным синхронным мультиплексированием. Стандартизированы  STM-4 (622 Мбит/с), STM-16 (2,5 Гбит/с) и STM-64 (10 Гбит/с).

119. Состав сети sdh

Основным элементом сети SDH является мультиплексор. Мультиплексор обычно оснащен некоторым количеством портов PDH и SDH. Порты мультиплексора SDH делятся на агрегатные и трибутарные (трибы). Трибутарные порты часто называют также портами ввода-вывода, а агрегатные — линейными портами. Мультиплексоры SDH обычно делят на терминальные мультиплексоры (TM) и мультиплексоры ввода-вывода (ADM). Разница между ними состоит не в составе портов, а в положении мультиплексора в сети SDH.

- Терминальный мультиплексор завершает агрегатные каналы, мультиплексируя в них большое количество каналов ввода-вывода (трибутарных)(имеет один агрегатный канал и множество трибутарных портов)

- Мультиплексор ввода-вывода транзитом передает агрегатные каналы, занимая промежуточное положение на магистрали (в кольце, цепи или смешанной топологии).

Имеет 2 агрегатных порта. С помощью небольшого кол-ва трибутарныз портов вводит и выводит в/из агрегатных потоков данные трибутарных каналов.

Иногда различают так называемые кросс-коннекторы (DXC) — мультиплексоры, которые выполняют операции коммутации над произвольными виртуальными контейнерами.

Кроме мультиплексоров в состав сети SDH могут входить регенераторы, необходимые для преодоления ограничений по расстоянию между мультиплексорами, зависящих от мощности оптических передатчиков, чувствительности приемников и затухания волоконно-оптического кабеля. Регенератор преобразует оптический сигнал в электрический и обратно, при этом восстанавливается форма сигнала и его временные характеристики.

Типовые топологии :

- кольцо (состоит из мультиплексоров ввода-вывода, имеющих минимум по 2 агрегатных порта)

- линейная цепь (два окончания играют роль терминальных мультиплексоров, остальные – мультиплексоры ввода-вывода)

- ячеистая топология (близка к полносвязной)

119. Сети dwdm. Принцип работы.

Технология уплотнения волнового мультиплексора(DendeWaveDivisionMultiplexing) предназначена для создания оптических магистралей нового поколения, работающих на мультиплексорах и терабитных скоростях.

Такой скачок производительности обеспечивает иной, чем у SDH, метод мультиплексирования. Информации в оптическом волокне передается одновременно большим числом световых волн.

Принцип работы:

- есть предшественник – технология волнового мультиплексирования (WDM), в которой используются 4 канала в окнах прозрачностью 31310 нм и 1550 нм с разносом несущей 800-400 ГГц.

2 частотных плана:

• С шагом 100ГГц – 41 волна в диапазоне

• С шагом 50ГГц – 81 волна в диапазоне

• Также существует решение с шагом 25ГГц (HughDenseDivision)

В рекомендации ITU-IG.692 определено 3 типа усилительных участков:

1. L (long) – участки состоят максимально из 8 пролетов волоконо-оптических линий связи и 7 оптических усилителей – м/д усилителями до 80 км при общей протяженности 640 км

2. V (verylong) –5 пролетов ,4 оптич. Усилителя, м/д усилителями – до 120 км , общая протяженности участка – до 600 км

3. U (ultralong) – участок без усилителя длиной до 160 км.

119. Сети ОТN - сети DWDM не являются соответственно цифровыми, т.к. они только предоставляют отдельный спектр каналов, являясь не более чем несущей средой. Необходим метод модуляции или кодирования данных для этих каналов, а также предусмотреть корректность, отказоустойчивость и др. Недостатки(связанные с применением технологии SDH ,в кот. основная технология передает цифровые данные по каналам DWDM ): 1.недостаточная эффективность кодов, принятых в качестве стандартов SDH 2.слишком "мелкие" единицы коммутации 3.не учтены особенности трафиков разных типов На преодоление этих недостатков нацелена технология оптической транспортировки сетей (Optical Transport Network, OTN ), кот. обеспечивает передачу и мультиплексирование цифровых данных по волновым каналам DWDM более эффективно, чем по SDH В то же время сети OTN обеспечивают обратную совместимость с SDH (дальше идет странная таблица, наверное, она не нужна) Кадры OTN -состоят из 4080 столбцов(байтов) и 4 строк -информация расположена с 17 по 3842 столбцы и занимает все строки Как и в других технологиях, основанных на синхронном мультиплексировании TDM, в OTN решается проблема вырабатывания скоростей пользовательских потоков со скоростью передачи данных мультиплексора => гибрид механизмов бит-стаффинга PDH и отрицательное и положительное выравнивания SDH.