Проектирование магистральной волоконно-оптической системы передачи с повышенной пропускной способностью (стр. 7 из 31)

Таблица 1.8. ПЦИ: АС-американская; ЯС-японская; ЕС-европейская

Уровень цифровой иерархии	Скорости передач, соответствующие различным схемам цифровой иерархии
	AC: 1544 kbit/s	ЯС: 1544 kbit/s	EC: 2048 kbit/s
0	64	64	64
1	1544	1544	2048
2	6312	6312	8448
3	44736	32064	34368
4	---	97728	139264

Рис. 1.15. Схема мультиплексиро- вания и кроссмуль- типлеквирования

АС: 24*4*7*6; ЯС: 24*4*5*3; ЕС: 30*4*4*4

Недостатки PDH:

· наличие 3-х иерархий (АС, ЯС, ЕС);

· согласование скоростей (по вертикали – в рамках одной иерархии, по горизонтали – разных иерархий) (решение – введение стаффинга);затруднённый ввод/вывод цифровых потоков в промежуточных пунктах (решение - введение режима кроссмультиплексирования);

· отсутствие средств сетевого автоматического контроля и управления;

· многоступенчатое восстановление синхронизма в групповом сигнале требует достаточно большого времени (решение - переход к синхронному режиму SDH);

Из-за указанных недостатков, а также ряда других факторов в США разработали ещё одну иерархию - иерархию синхронной оптической сети SONET, а в Европе аналогичную - синхронную цифровую иерархию SDH, для использования в ВОСП. Но из-за неудачно выбранной скорости передачи для ОЦК, 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 (табл. 1.9).

Таблица 1.9Ступени иерархии SDH/SONET

SONET,	SDH,	Скорость,	Количество объединяемых потоков
OC-n	STM-N	кбит/с	Е1	ЕЗ	Е4
OC-3	SТМ-1	155 520	63	3	1
OC-12	SТМ-4	622 080	252	12	4
OC-48	SТМ-16	2 448 320	1 008	48	16
OC-192	SТМ-64	9 953 280	4 032	192	64
OC-768	SТМ-256	39 813 120	16 128	768	256

Линейные сигналы SDH организованы в синхронные транспортные модули STM. Каждый последующий имеет скорость в 4 раза большую, чем предыдущий. Три первых уровня были стандартизованы в последней версии ITU-TRec. G.707. Иерархии PDH и SDH взаимодействуют через процедуры мультиплексирования и демультиплексирования потоков PDH в системы SDH.

Преимущества SDH перед PDH:

- помехозащищенность;

- непосредственное мультиплексирование STM-1 в STM-N или STM-N в STM-4*N по схеме 4*STM-N -> STM-4*N;

- выделение полосы пропускания по требованию;

- прозрачность для передачи любого;

- переход на следующую ступень иерархии путем добавления/удаления функциональных блоков;

- единый всемирный стандарт;

- улучшенная управляемость и эффективность этих сетей;

- Цикл повторения передачи транспортных модулей любого уровня равняется 125 мкс - простое синхронное мультиплексирование потоков нижних уровней в высшие.

Основные принципы организации сети. Сеть SDH строится по функциональным слоям, верхний занимает пользователь. Он является клиентом, которого обслуживает нижележащий сетевой слой. Тот, в свою очередь, выступает в роли клиента для следующего слоя и т.д. деление по слоям позволяет: внедрять и менять независимо друг от друга отдельные сетевые слои, часть которых может сохраняться при смене нескольких поколений технологий; иметь в каждом слое собственные ОАМ - средства для контроля и обслуживания передачи информации клиента и для борьбы с отказами, что повышает качество связи, минимизирует усилия при авариях и снижает влияние аварий на другие слои; выделять соответствующие объекты в системе TMN.

Важнейшими для последующего изложения являются сетевые слои (сверху вниз): каналов, трактов и секций (табл. 1.10).

Сеть каналов – слой, обслуживающий собственно пользователей. Их терминалы подключаются к комплектам оконечной аппаратуры SDH соединительными линиями (СЛ). Сеть каналов соединяет различные комплекты оконечной аппаратуры SDH через коммутационные станции (например, ЭАТС).

Таблица 1.10. Послойное строение сети СЦИ.

Слой каналов	Сеть коммутации ОЦК
	Сеть коммутации пакетов
	Сеть аренды каналов
Слой трактов	Сеть трактов низшего ранга
	Сеть трактов высшего ранга
Слой среды передачи	Секции	Мультиплексные ОВ и радиорелейная сеть
	Физ. среда	Регенерационные ОВ и РРЛ сеть

Группы каналов объединяются в групповые тракты различных порядков, образуя сеть трактов. Имеется два сетевых слоя трактов (сверху вниз по иерархии SDH) – низшего и высшего порядков. В каждом слое может осуществляться коммутация – с помощью аппаратуры оперативного переключения (АОП) трактов.

Групповые тракты организуются в линейные, построение которых зависит от среды передачи. Это сетевой слой среды передачи. Он подразделяется на два: слой секций (верхний) и слой физической среды. Линейные тракты SDH выполняют и часть функций аппаратуры группообразования (мультиплекса) – например, ввод и ответвление цифровых потоков. Сетевой слой секций разделяется на два. Верхним является слой мультиплексных секций (MS). Это ЛТ с частью функций мультиплекса. Нижний слой – слой регенерационных секций (RS).

Целостность информации клиента в пределах данного слоя сети обеспечивает "трасса" (trail). Это введённое в SDH понятие обобщает понятие каналов, трактов и секций. Трасса включает средства передачи сигналов и ОАМ – средства. Поступающая в каждый слой информация клиента проходит через точки доступа, лежащие на границах слоя. Сеть внутри слоя образуется звеньями, связывающими точки доступа напрямую или через другие звенья, соединяемые с данным звеном в точках внутри слоя.

Вначале поступающая информация адаптируется, т.е. согласуется с функциями передачи данного слоя. В канальном слое производится аналого-цифровое преобразование или преобразование непрерывно поступающей от пользователя цифровой информации в циклическую форму в канале 64 кбит/с; в слое трактов – группообразование; в слое секций несколько трактов высшего порядка объединяются между собой и с ОАМ – сигналами при вводе в цикле секции.

В каждом слое выполняются соединения звеньев – по принципу 1:1 или 1:N. Вместо громоздких и малооперативных кроссов, к которым подключаются действующие PDH – тракты, трассы SDH заканчиваются комплектами оперативного переключения цифровых трактов и секций, управляемыми в рамках SDH.

Каждый сетевой слой может содержать подсети, соединяемые между собой СЛ, например интернациональные, национальные, областные и т.д. это деление сети SDH по горизонтали дополняет вышеописанное деление по вертикали.

Отдельные элементы сети SDH (линейные тракты, мультиплекс, аппаратура ввода/вывода цифровых потоков и т.д.) оснащаются интерфейсами сетевых узлов (NNI), с помощью которых производятся соединения элементов. Параметры NNI оговариваются в Рек. G.708 (структура циклов), G.703 (электрические характеристики) и G.957 (оптические характеристики).

Информационные структуры. Информация, поступающая в сеть, согласовывается со структурами, с помощью которых поддерживаются соединения. В SDH эти структуры образуются в сетевых слоях секций и трактов и транспортируют цифровые потоки, предусмотренные рек. G.702, а также широкополосную информацию. В функции этих структур входит также компенсация (с помощью системы "указателей" — pointers) возможных изменений скорости и фаз транспортируемых по сети SDH цифровых потоков. Такая компенсация обеспечивает функционирование SDH как синхронизированной сети, допускающей плезиохронный режим в рамках, оговоренных Рек. G.811, и вандер — сетевой дрейф фаз (wander) — дрожание фазы инфранизкой частоты.

В слое секций используются синхронные транспортные модули (Synchronous Transport Modul, STM). STM — это блочная циклическая структура с периодом повторения 125 мкс. Основной модуль STM-I имеет v= 155.520 кбит/с, а модули высших порядков STM-N — в N раз большие скорости. Числа N совпадают с верхними уровнями иерархии SDH.

Кроме информационной нагрузки, STM несет избыточные (OverHead, ОН) сигналы, обеспечивающие ОАМ и вспомогательные функции. Ниже такие избыточные сигналы именуются "заголовками". Поскольку STM используется в сетевом слое секций, его заголовок называется "секционным" (Section ОН—. SОН). Он подразделяется на заголовки регенерацнонной и мультиплексной секций (соответственно RSOH и MSOH). RSOH передается между регенераторами, a MSOH — между пунктами, в которых формируется и расформировывается STM, проходя регенераторы транзитом.

RSOH выполняет функции цикловой синхронизации, контроля ошибок, указания порядка синхронного модуля, а также создает каналы передачи данных, служебной связи и пользователя; MSOH — функции контроля ошибок и создает каналы управления системой автоматического переключения на резерв, передачи данных и служебной связи.

Для организации соединений в сетевом слое трактов образуются виртуальные контейнеры (Virtual Container, VC). VC — это блочная циклическая структура с периодом повторения 125 или 500 мкс (в зависимости от вида тракта). Различают VC различного порядка — для разных скоростей передачи, имеющие обозначения VC-11, 12, 2, 3, 4: VC содержит также заголовок, называемый "трактовым" (Path ОН, РОН).

РОН создается в пунктах, в которых формируется (расформировывается) VС, и контролирует тракт между этими пунктами, проходя транзитом секции RS и MS. В функции РОН входят контроль качества тракта и передача аварийной и эксплуатационной информации. РОН тракта высшего порядка содержит также информацию о структуре информационной нагрузки VC. Она формируется контейнерами (Container, С). Для каждого VC имеется свой С (С11, 12, 2, 3, 4). Определены функции адаптации используемых на сети цифровых потоков к этим контейнерам. VC Образуется соединением трактового заголовка и контейнера, т. е. условно VC=POH+C.