Побудова транспортної мережі на основі цифрового обладнання SL 16

C-n - контейнер рівня n - елемент SDH, який вміщує триби T-n, несучі в собі інформаційне навантаження відповідного рівня ієрархії PDH, контейнери рівня n розбиваються на наступні контейнери підрівнів C-nm:

С_1 - розбивається на контейнер С_11, інкапсулюючий триб Т_1=1.5 Мбіт/с і контейнер С_12, інкапсулюючий триб Е1 = 2 Мбіт/с;

С_2 - розбивається на контейнер С_21, інкапсулюючий триби Т2 =6 Мбіт/с і контейнер С_22, інкапсулюючий триб Е2 =8 Мбіт/с;

С_3 - розбивається на контейнер С_31, інкапсулюючий триби Е3=6 Мбіт/с і контейнер С_32, інкапсулюючий триб Т3 =45 Мбіт/с;

С_4 - ці контейнери не мають підрівнів і інкапсулюють триби Е4=140 Мбіт/с.

У першому стандарті G.708 контейнери С-n були призначені не лише для інкапсуляції PDH трибів, а й інших (тоді ще не контейнерованих) широкосмугових сигналів.

Контейнери можна розглядати в якості перших елементів в номенклатурі елементів SDH ієрархії. До контейнера (як і до любого пакету підданому відправці за деяким маршрутом) добавляється маршрутний заголовок. В результаті він перетворюється у віртуальний контейнер VC рівня n. В номенклатурі елементів SDH ієрархії існують такі віртуальні контейнери:

VC -1, VC_2 - віртуальні контейнери нижніх рівнів;

VC_3, VC_4 - віртуальні контейнери верхніх рівнів.

Структура контейнерів достатньо проста і визначається за формулою:

РОН + PL, де РОН - маршрутний заголовок (в термінології зв'язківців - трактовий заголовок), PL - корисне навантаження.

Віртуальні контейнери VC - 1,2,3 рівнів 1,2,3, також як і контейнери С - 1,2,3

розбиваються на віртуальні контейнери підрівнів nm, а саме:

VC - 1 розбиваються на VC - 11, VC - 12;

VC - 2 розбиваються на VC - 21, VC - 22;

VC - 3 розбиваються на VC - 31, VC - 32;

Поля PL і РОН формату віртуального контейнера як логічного елемента мають вигляд:

- PL - поле різних розмірів (в залежності від типу віртуального контейнера), формат якого має двовимірну структуру по типу фрейму виду 9хm (9 стрічок і m стовпців). Це поле формується або з контейнерів відповідного рівня (наприклад, для віртуальних контейнерів VC - 1,2 воно формується із контейнерів С - 1,2 відповідно), або із інших відповідних елементів структури мультиплексування SDH.

- РОН - поле, розміром не більше 9 байт, формат якого має двовимірну структуру виду 1?n (наприклад, формат 1?9 для VC -4, або VC -32 і формат 1?6 байт для VC - 31). Це поле складається із різних за призначенням байтів.

TU-n - трибні блоки рівня n (n=1,2,3) (в термінології зв'язківців субблоки) - елементи структури мультиплексування SDH, формат яких простий і визначається формулою: PTR +VC, де PTR - показник трибного блока (TU-n PTR), який відноситься до відповідного віртуального контейнера, наприклад, TU_1 = (TU_1 PTR) + VC_1. Трибні блоки рівня n, як віртуальні контейнери діляться на трибні блоки підрівнів nm, тобто TU - nm, а саме:

- TU_1 розбивається на TU_11 TU_12;

- TU_2 розбивається на TU_21 TU_22;

- TU_3 розбивається на TU_31 TU_32.

TUG-n - група трибних блоків рівня n (початково використовувався тільки рівень 2, а потім використовується рівень 3), яка формується в результаті мультиплексування декількох трибних блоків.

- TUG_2 - група трибних блоків рівня 2 - елемент структури мультиплексування SDH, який формується шляхом мультиплексування трубних блоків TU - 1,2 з своїми коефіцієнтами мультиплексування; TUG_2 також, як і TU - 1,2 розбивається на два підрівні - TUG_21 і TUG_22.

В результаті використання всіх можливих варіантів, яких вимагає наявність підрівнів, наведена загальна схема розгортається в детальну симетричну відносно контейнера С_4 схему мультиплексування, запропоновану в першому варіанті стандарту G.709. Тут xN означають коефіцієнти мультиплексування.

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 прозорість мережі 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).

До контейнера С_12 додається маршрутний заголовок РОН довжиною 1 байт, (буде 35 байт).

До контейнера VС_12 додається покажчик трибного блоку РТR довжиною 1 байт, (разом 36 байт)

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.

Послідовність ТUG_2 повторно байт-мультиплексується для формування групи ТUG_3 108x7=774, тобто матриця 9x84 байт.

Послідовність ТUG_3 мультиплексують 3:1. Одержують 774x3 = 2322.

Формується VС_4 шляхом додавання маршрутного заголовка РОН довжиною 9 байт. Фрейм стає довжиною 2322 + 9= 2331 байт.

Додається заголовок РTR довжиною 9 байт для одержання адміністративного блоку АU_4.

Шляхом формального мультиплексування 1:1 АU_4 і мультиплексування 3:1 АU_3 поєднуються в групу адміністративних блоків АUG.

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. Формування синхронного 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;

· перевантаження віртуальних контейнерів відповідно до схеми маршрутизації з одного сегмента мережі в іншій, здійснювана у виділених вузлах мережі, - задача комутації, або крос-комутації, вирішувана за допомогою цифрових комутаторів або крос-комутаторів - DXC;

· об'єднання декількох однотипних потоків в розподільний вузол - концентратор (або хаб) - задача концентрації, вирішувана концентраторами;

· відновлення (регенерація) форми і амплітуди сигналу, передаваного на великі відстані, для компенсації його загасання - задача регенерації, вирішувана за допомогою регенераторів - пристроїв, аналогічних повторювачам в LAN;

· сполучення мережі користувача з мережею SDH - задача сполучення, вирішувана за допомогою кінцевого устаткування - різних погоджуючих пристроїв, наприклад, конверторів інтерфейсів, конверторів швидкостей, конверторів імпедансу і т.д.

Розглянемо роботу деяких модулів.

Мультиплексор. Основними функціональними модулями мереж SDH являються мультиплексори. Мультиплексори SDH на відміну від звичайних мультиплексорів використовуваних наприклад в РDH мережах виконують функції як притаманні мультиплексору, так і функції термінального доступу, дозволяючи підключити низько швидкісні канали РDH ієрархії безпосередньо до своїх вхідних портів. Вони являються більш універсальними і гнучкими пристроями, які дозволяють вирішувати практично всі вище перераховані задачі.

Термінальний мультиплексом ТМ може вводити канали (комутувати їх з входу трибного інтерфейсу на лінійний вихід), або виводити канали (комутувати їх з лінійного входу на вихід трибного інтерфейсу). Він також може здійснювати локальну комутацію входу одного трибного інтерфейсу на вихід другого трибного інтерфейсу. Як правило ця комутація обмежується трибами 1.5-2 Мбіт/с.

Страницы: 1, 2, 3, 4