Побудова транспортної мережі на основі цифрового обладнання SL 16 (стр. 3 из 8)
Мультиплексовання STM‑1 в STM-N може здійснюватися як каскадно: 4х1→4, 4х4→16, 4х16→64, 4х64→256, так і безпосередньо по схемі N:1→ N, де N =4, 16, 64,256. При цьому для схеми безпосереднього мультиплексування використовується чергування байтів.
Наприклад, якщо шістнадцять STM‑1 каналів (0, 1, 2,… 13, 14, 15 або в шіснадцятковій системі числення 0, 1, 2,…, D, E, F) на вході мультиплексора – генерують шістнадцять байт-послідовностей: b0 b0 b0…, b1 b1 b1…, b2 b2 b2…, …, bD bD bD…, bE bE bE…, bF bF bF…, то в результаті мультиплексування на виході – формується байт-послідовність: b0 b1 b2…bD bE bF b0 b1 b2…. Фактично так просто вдається мультиплексувати тільки тоді, коли всі – мають однакову структуру корисного навантаження, якщо ні, то потрібно щоб виконувалися деякі правила безконфліктного взаємозв’язку. В стандарті G.708 вимагається щоб, всі STM‑1 належали до одної з трьох категорій:
1 – AU‑3 (різного типу), які несуть С‑3 як корисне навантаження;
1 – AU-n (різного типу), які несуть той же тип TUG‑2 як корисне навантаження;
3 – Різні типи TUG‑2 як корисне навантаження.
В тому ж стандарті останній версії (1993) у зв'язку з відмінностями в схемах ETSI і SONET/SDH правила беконфліктного взаємозв’язку STM-N послідовностей стають ще більш строгими, а саме:
– при мультиплексуванні послідовностей, які містять AUG, які базуються на різних AU-n (AU‑4 або AU‑3), перевага надається схемам, що використовують AU‑4. Ті ж схеми, що використовують AU‑3 повинні бути демультиплексовані до рівня TUG‑2 або VC‑3 (в залежності від корисного навантаження) і повторно мультиплексвані по схемі: TUG‑3 → VC‑4→ AU‑4;
– при мультиплексуванні послідовностей, які містять VC‑11, які використовують різні TU-n (TU‑11 або TU‑12), перевага надається схемам, що використовують TU‑11.
Якщо при формуванні модуля STM-N використовується каскадне мультиплексування, то воно здійснюється чергуванням груп байтів, причому число байтів в групі рівне кратності мультиплексування попереднього каскада. Наприклад, якщо формування STM‑16 здійснюється по двокаскадній схемі 4xSTM‑1 → STM‑4, 4xSTM‑4 → STM‑16, то перший каскад використовує мультиплексування по байтам, а другий – по групам, складених з чотирьох байтів. Якщо припустити, що на вхід кожного з чотирьох STM‑4 поступають послідовності {bij} – (де нижні індекси і =0,1,2,3 – номери входів, а верхні індекси j = 1,2,3,4 – номери мультиплексорів STM‑4), то процес формування здійснюється наступним чином:
Зрозуміло, що якщо формування STM‑64 проходить по трьох каскадній схемі 4xSTM‑1 → STM‑4, 4xSTM‑4 → STM‑16, 4xSTM‑16 → STM‑64, то перший каскад використовує мультиплексування по байтам, другий по групам, складених з чотирьох байтів, а третій по групам з 16 байтів.
Спрощена структура синхронного транспортного модуля STM‑1 зображена на Рис. 4.
Рис. 4. Структура синхронного транспортного модуля STM‑1
Тривалість циклу передачі STM‑1 складає 125 мкс, тобто він повторюється з частотою 8 кГц. Кожна рамка відповідає швидкості передачі 64 Кбіт/с. Значить, якщо витрачати на передачу кожної рамки 125 мкс, то за секунду буде передано 9 * 270 * 64 Кбіт/с = 155520 Кбіт/с, тобто 155 Мбіт/с.
Для утворення вищих цифрових потоків в SDH‑системах формується наступна цифрова ієрархія: 4 модулі STM‑1 об'єднуються шляхом побайтового мультиплексування в модуль STM‑4, потім 4 модулі STM‑4 об'єднуються в модуль STM‑16 і так далі. Існує також можливість прямого мультиплексування STM‑1 в STM-N.
Розглянемо принцип мультиплексування STM на прикладі формування модуля STM‑16: спочатку кожні 4 модулі STM‑1 за допомогою мультиплексорів з чотирма входами об'єднуються в модуль STM‑4, потім 4 модулі STM‑4 мультиплексуються таким же 4‑вхідним мультиплексором в модуль STM‑16. Проте існують мультиплексори на 16 входів, дозволяючі з STM‑1 відразу одержати STM‑16.
Формування модуля STM‑1. У мережі SDH застосовні принципи контейнерних перевезень. Необхідні для транспортування сигнали вставляють в стандартні контейнери (Container). Всі операції з контейнерами проводяться незалежно від їх вмісту, чим досягається прозорістьмережі SDH, тобто можливість транспортувати будь-які дані, зокрема потоки PDH.
Найближчим по швидкості до першого рівня ієрархії SDH (155.520 Мбіт/с) є цифровий потік E4 плезіохронної цифрової ієрархії PDH з швидкістю, рівною 139.264 Мбіт/с. Простіше всього помістити його в модуль STM‑1. Для цього поступаючий цифровий сигнал спочатку «упаковують» в контейнери, тобто розміщують в певних позиціях контейнерів. Ці контейнери називаються C‑4.
Контейнер C‑4 містить 9 рядків по 260 однобайтових стовпців. Додаванням ще одного стовпця – маршрутного заголовка – (Path Over Head – POH) цей контейнер перетвориться у віртуальний контейнер VC‑4.
Нарешті, щоб помістити VC‑4 в модуль STM‑1, його забезпечують покажчиком (PTR), утворюючи тим самим адміністративний блок AU‑4 (Administrative Unit), а останній поміщають безпосередньо в модуль STM‑1 разом з секційним заголовком SOH.
Рис. 5. Розміщення контейнерів в модулі STM‑1
Синхронний транспортний модуль STM‑1 можна схожим чином завантажити і іншими плезіохронними потоками (E1, E2, E3).
Як приклад розглянемо процес формування синхронного транспортного модуля STM‑1 з навантаження потоку Е1 (Рис. 6.).
Розглянемо детальніше формування модуля STM‑1 на прикладі вхідного потоку 2048 кбіт/с (див. Рис. 6).
Трибний потік Е1 2048 кбіт/с з тактовою частотою 8 кГц (як і у фрейму STM‑1) входить у контейнер С‑12. У потоці Е1 32 байта. До цієї послідовності можливе додавання вирівнюючих біт і інших фіксуючих, керуючих і упаковуючих біт (показаний блоком «біти»). У підсумку ємність С‑12 може бути більше або дорівнює 34 байтам, (приймемо 34 байт).
1.До контейнера С‑12 додається маршрутний заголовок РОН довжиною 1 байт, (буде 35 байт).
2.До контейнера VС‑12 додається покажчик трибного блоку РТR довжиною 1 байт, (разом 36 байт)
3.За допомогою байт мультиплексування послідовність трибних блоків ТU‑12 групується в субблоки по трьох групи 36x3 = 108 байт. Отже, ТUG‑2 має довжину 108 байт. Це зручніше представити у виді матриці 9x12 байт.
4.Послідовність ТUG‑2 повторно байт-мультиплексується для формування групи ТUG‑3 108x7=774, тобто матриця 9x84 байт.
5.Послідовність ТUG‑3 мультиплексують 3:1. Одержують 774x3 = 2322.
6.Формується VС‑4 шляхом додавання маршрутного заголовка РОН довжиною 9 байт. Фрейм стає довжиною 2322 + 9= 2331 байт.
7.Додається заголовок РTR довжиною 9 байт для одержання адміністративного блоку АU‑4.
8.Шляхом формального мультиплексування 1:1 АU‑4 і мультиплексування 3:1 АU‑3 поєднуються в групу адміністративних блоків АUG.
9.До групи АUG додається секційний заголовок SОН (з 2‑х частин RSОН 3x9 байт, МSОН 5x9 байт) у результаті чого виявляється сформованим стандартний транспортний модуль SТМ‑1 у виді кадру довжиною 2430 байт або у виді матричного фрейму 9x270 байт, то при частоті передачі 8 кГц складе швидкість 155.52 Мбіт/с.
Трохи відрізняються схеми складання SТМ‑1 будуть виходити для інших трибних потоків.
Рис. 6. Формуваннясинхронного транспортного модуля STM‑1 з навантаження потоку Е1.
Як видно з Рис. 6, в процесі формування синхронного транспортного модуля до навантаження спочатку додаються вирівнюючі біти, а також фіксовані і управляючі біти. До сформованого контейнера С‑12 додається заголовок маршруту VC‑12 РОН (Path Overhead), в результаті формується віртуальний контейнер.
Додавання до віртуального контейнера 1 байта вказівника (PTR) перетворює перший на блок навантаження (TU). Потім відбувається процедура мультиплексування блоків навантаження в групи блоків навантаження (TUG) різного рівня аж до формування віртуального контейнера верхнього рівня VC‑4. В результаті приєднання заголовка маршруту VC‑4 РОН утворюється адміністративний блок (AU), до якого під'єднується секційний заголовок SОН (Section Overhead). Враховуючи розділення маршруту на два типи секцій, SОН складається із заголовка регенераторної секції (RSOH) і заголовка мультиплексорної секції (MSOH).
Наявність великого числа вказівників (PTR) дозволяє чітко визначити місцезнаходження того або іншого плезіохронного потоку в синхронному транспортному модулі.
Важливою особливістю SDH є те, що в заголовках, крім маршрутної інформації, є дані, що дозволяють забезпечити управління всією мережею в цілому, забезпечувати дистанційні перемикання в мультиплексорах, реалізовувати ефективність експлуатації мережі і забезпечувати якість на належному рівні.
3.Функціональні модулі SDH технологій
Опишемо основні елементи системи передачі даних на основі SDH, або функціональні модулі SDH. Ці модулі можуть бути зв'язані між собою в мережу SDH. Логіка роботи або взаємодії модулів в мережі визначає необхідні функціональні зв'язки модулів – топологію, або архітектуру мережі SDH.
Мережа SDH, як і будь-яка мережа, може будуватися з окремих функціональних модулів обмеженого набору: мультиплексорів, комутаторів, концентраторів, регенераторів і термінального устаткування. Цей набір визначається основними функціональними задачами, вирішуваними мережею:
· збір вхідних потоків через канали доступу в агрегатний блок, придатний для транспортування в мережі SDH – задача мультиплексування, вирішувана термінальними мультиплексорами – ТМ мережі доступу;
· транспортування агрегатних блоків по мережі з можливістю введення / виведення вхідних/вихідних потоків – задача транспортування, вирішувана мультиплексорами введення / виведення – ADM, логічно управляючими інформаційним потоком в мережі, а фізично – потоком у фізичному середовищі, що формує в цій мережі транспортний канал;