Сети SDH. Контейнеры и структурная схема мультиплексирования.

Технология синхронной цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) разработана для создания надежных транспортных сетей, позволяющих гибко формировать цифровые каналы широкого диапазона скоростей — от единиц ме­габит до десятков гигабит в секунду. Основная область применения технологии SDH — первичные сети операторов связи, но иногда такие сети строят и круп­ные предприятия и организации, имеющие разветвленную структуру подразде­лений и филиалов, покрывающих большую территорию, например, в сетях пред­приятий энергетического комплекса или железнодорожных компаний.

Каналы SDH относятся к классу полупостоянных (semipermanent) — формиро­вание (provisioning) канала происходит по инициативе оператора сети SDH, пользователи же лишены такой возможности, поэтому каналы SDH обычно при­меняются для передачи достаточно устойчивых во времени потоков. Из-за полу­постоянного характера соединений в технологии SDH чаще используется тер­мин кросс-коннект (cross~connect), а не коммутация, j

Сети SDH относятся к классу сетей с коммутацией каналов, использующих син­хронное мультиплексирование с разделением времени (Time Division Multi­plexing, TDM), при котором информация от отдельных абонентов адресуется относительным временным положением внутри составного кадра, а не явным ад­ресом, как это происходит в сетях с коммутацией пакетов^

Каналы SDH обычно применяют для объединения большого количество пери­ферийных (и менее скоростных) каналов, работающих по технологии плезио-хронной цифровой иерархии (Plesiochronous Digital Hierarchy,!PDH). Пример использования каналов SDH для соединения между собой абонентского обору­дования разного типа приведен на рис. 6.4.

Сети SDH обладают многими достоинствами, главные из которых перечислены ниже.

o Гибкая иерархическая схема мультиплексирования цифровых потоков разных скоростей, позволяющая вводить (add, insert) в магистральный канал и выво­дить (drop) из него пользовательскую информацию любого поддерживаемого технологией уровня скорости, не демультиплексируя поток в целом — а это означает не только гибкость, но и экономию оборудования. Схема мультиплексирования стандартизована на международном уровне, что обеспечивает совместимость оборудования разных производителей.

□ Отказоустойчивость сети. Сети SDH обладают высокой степенью «живуче­сти» — технология предусматривает автоматическую реакцию оборудования на такие типичные отказы, как обрыв кабеля, отказ порта, выход из строя мультиплексора или отдельной его карты, направляя трафик по резервному
пути или переходя на резервный модуль. Переход на резервный путь проис­ходит очень быстро — обычно в течение 50 мс.

□ Мониторинг и управление сетью на основе информации, встроенной в заго­ловки кадров. Это обеспечивает обязательный уровень управляемости сети, не зависящий От производителя оборудования, и создает основу для наращи­вания функций менеджмента в фирменных системах управления.

□ Высокое качество транспортного обслуживания для трафика любого типа —голосового, видео и компьютерного. Техника мультиплексирования TDM, лежа­щая в основе SDH, обеспечивает трафику каждою абонента гарантированнуюпропускную способность, а также низкий и фиксированный уровень задержек!

-АТС

Ш - Маршрутизатор пакетной сети

- Мультиплексор SDH

- Мультиплексор PDH

- Канал SOH

- Канал PDH

Рис. 6.4. Применение технологии SDH

Сети SDH добились прочного положения в телекоммуникационном мире — сегодня они составляют фундамент практически всех крупных сетей — регио­нальных, национальных и международных. Укрепляет это положение и то, что технология SDH может легко интегрироваться с технологией DWDM, обеспечи­вающей передачу информации по оптическим магистралям с еще более высоки­ми скоростями — сотни гигабит в секунду и выше — за счет мультиплексирова­ния с разделением по длине волны. В магистральных сетях с ядром DWDM сети SDH будут играть роль сети доступа, то есть ту же роль, которую :вдраюх ;сети_: PDH по отношению к SDH. Утехнологии SDH есть, естественно, и недостатки. Сегодня чаще всего говорят о ее неспособности динамически перераспределять пропускную способность ме­жду абонентами сети — свойстве, обеспечиваемом пакетными сетями. Значимость этого недостатка будет возрастать по мере увеличения доли и ценности трафика данных по отношению к стандартному голосовому трафику.

???12. Кольцевые SDH-сети. Принцип самовосcтановления.

Кольцо SDH строится из мультиплексоров ввода-вывода, имеющих, по крайней мере, по два агрегатных порта (рис. 6.9, а). Пользовательские потоки вводятся в кольцо и выводятся из кольца через трибутарные порты, образуя соединения «точка-точка» (на рисунке показаны в качестве примера два таких соединения). Кольцо является классической регулярной топологией, обладающей потенци­альной отказоустойчивостью — при однократном обрыве кабеля или выходе из строя мультиплексора соединение сохранится, если, его направить по кольцу в противоположном направлении. Кольцо обычно строится на основе кабеля с двумя оптическими волокнами, но иногда для повышения надежности и пропу­скной .способности применяют четыре волокна.

Существует однонаправленная и двунаправленная защита MSP. При однона­правленной защите (именно этот случай показан на рисунке) решение о пере­ключении принимает только один из мультиплексоров — тот, который является приемным для отказавшего канала. Этот мультиплексор после обнаружения от­каза (отказ порта, ошибка сигнала, деградация сигнала и т. п.) переходит на при­ем по защитному каналу. При этом передача и прием ведутся по разным портам (рис. 6.11, б).

При двунаправленной защите MSP при отказе рабочего канала в каком-либо на­правлении выполняется полное переключение на защитные порты мультиплек­соров. Для уведомления передающего (по рабочему каналу) мультиплексора о необходимости переключения принимающий мультиплексор использует прото­кол, называемый протоколом «К-байт». Этот протокол указывает в двух байтах заголовка кадра STM-N статус рабочего и защитного каналов, а также детализи­рует информацию об отказе.

Механизм MSP обеспечивает защиту всех соединений, проходящих через защи­щаемую мультиплексную секцию.

Время переключения защиты MSP, согласно требованиям стандарта, не должно превышать 50 мс.

СЗащита соединения (SNC-P) обеспечивает переключение определенного пользо­вательского соединения на альтернативный путь при отказе основного пути. Объектом защиты SNC-P является трибутарный трафик, помещенный в вирту­альный контейнер определенного типа (например, в VC12, VC-3 или VC-4). Ис­пользуется схема защиты .1+1.

ЗащитаjSNC'P конфигурируется в двух мультиплексорах- входном, в котором трибутарный трафик, помещенный в виртуальный контейнер, разветвляется,

a также выходном, в котором сходятся два альтернативных пути трафика. При­мер защиты SNC-P показан на рис. 6.12. В мультиплексоре ADM1 для виртуаль­ного контейнера VC-4 трибутарного порта Т2 заданы два соединения: с одним из четырех контейнеров VC-4 агрегатного порта А1 и с одним из четырех контейне­ров VC-4 агрегатного порта А2. Одно из соединений конфигурируется как рабо­чее, а второе — как защитное, при этом трафик передается по обоим соединениям. Промежуточные (для данных соединений) мультиплексоры конфигурируются обычным образом. В выходном мультиплексоре контейнер VC-4 трибутарного порта ТЗ также соединяется с контейнерами — агрегатного порта А1 и агрегатно­го порта А2. Из двух поступающих на порт ТЗ потоков выбирается тот, качество которого выше (при равном нормальном качестве выбирается сигнал из агрегат­ного порта, выбранном при конфигурировании в качестве рабочего).

Защитный путь

ADM4

Точка объединения

путей — выбор

Одного из двух сигналов

Точка

Точка

Разветвления путей

VC-4

Рис. 6.12. Защита SNC-P

Защита SNC-P работает в любых топологиях сетей SDH, в которых имеются альтернативные пути следования трафика, то есть кольцевых и ячеистых^

Защита с разделением кольца (MS-SPRing) обеспечивает в некоторых случаях бо­лее экономичную защиту трафика в кольце. Хотя защита SNC-P вполне подхо­дит для кольцевой топологии сети SDH, в некоторых случаях ее применение уменьшает полезную пропускную способность кольца, так как каждое соедине­ние потребляет удвоенную полосу пропускания вдоль всего кольца. Так, в кольце STM-16 можно установить только 16 защищенных по SNC-P соединений VC-4.

Защита MS-SPRing позволяет использовать пропускную способность кольца бо­лее эффективно, так как полоса пропускания не резервируется заранее для каж­дого соединения. Вместо этого резервируется половина пропускной способности кольца, но эта резервная полоса выделяется для соединения динамически, по мере необходимости,то есть после обнаружения факта отказа линии или мультиплексора.