Обоснование перехода от PDH к SDH

В настоящее время широкое распространение получили две технологии глобальных сетей связи, использующие оптическое волокно как среду передачи: PDH – плезиохронная цифровая иерархия, SDH/SONET – синхронная цифровая иерархия. Эти технологии (PDH и SDH) наиболее широко используются на отечественной сети ВСС.

Общая схема канала передачи с использованием технологии PDH даже для простой топологии сети “точка – точка”, но при скорости 140 Мбит/с должна включать три уровня мультиплексирования на передающей стороне и три уровня демультиплексирования на приемной стороне, что приводит к достаточно сложной аппаратурной реализации таких систем. Однако существенное удешевление цифровой аппаратуры за последние двадцать лет и использование ВОК в качестве среды передачи привели к тому, что PDH получила значительное распространение уже в восьмидесятые годы. Эти системы позволяли осуществить передачу большого количества каналов высококачественной цифровой телефонной связи.

Однако передача данных на скорости 64 кбит/с на основе протокола пакетной коммутации Х.25 выявила ряда недостатков PDH технологии. Их суть в том, что добавление выравнивающих бит делает невозможным идентификацию и вывод (или ввод), например, потока 64 кбит/с, или даже 2 Мбит/с, “зашитого” в поток 140 Мбит/с, без полного демультиплексирования этого потока и удаления выравнивающих бит. Осуществляя, и достаточно часто, такой ввод/вывод, приходится проводить относительно сложную операцию трехуровневого демультиплексирования (“расшивания”) PDH сигнала с удалением/добавлением выравнивающих (на всех трех уровнях) бит и его последующего трехуровневого мультиплексирования (“сшивания”) с добавлением новых выравнивающих бит.
Другое узкое место технологии PDH – слабые возможности в организации служебных каналов для целей контроля и управления потоком в сети и практически полное отсутствие средств маршрутизации мультиплексированных потоков нижних уровней, что крайне важно для использования систем PDH в сетях передачи данных.

Недостатки плезиохронных систем передачи и прогресс в техно­логиях волоконно-оптических систем, имеющих по сравнению с электрическими кабельными системами практически неограниченную полосу пропускания и другие преимущества ВОСП, стимулировали разработку и внедрение новых цифровых систем передачи информации.

SDH (Synchronous Digital Hierarchy - синхронная цифровая иерархия) - современная телекоммуникационная технология, предназначенной для временного мультиплексирования и транспортировки различных цифровых потоков. Эта синхронная цифровая система позволяет обеспечить простую, экономичную и гибкую инфраструктуру сети связи.

Принцип работы SDH основан на упаковке входящих цифровых потоков (Е1, АТМ и т. д.) в виртуальные контейнеры, которые затем синхронно мультиплексируются и передаются в нужную точку сети. Работает сеть SDH на скоростях 155 Мбайт/с (STM1), 622 Мбайт/с (STM4), 2,4 Гбайт/с (STM16) и т. д.

Преимущества технологии SDH:

· Высокая скорость передачи информации

Современные сети SDH обеспечивают возможность передачи данных со скоростью до 10Гбайт/с. Таким образом, SDH представляет собой технологию, наиболее подходящую для организации магистральных каналов.

· Наличие процедуры ввода-вывода

Одним из недостатков сетей плезиохронной иерархии PDH являлась сложность выделения исходного сигнала из высокоскоростных цифровых потоков. Технология SDH позволяет выделить сигнал любого уровня иерархии без дорогостоящей процедуры пошагового демультиплексирования основного сигнала.

· Высокая надежность и полный программный контроль

Использование в современных SDH-сетях кольцевых топологий предоставляет возможность автоматической перемаршрутизации каналов при любых аварийных ситуациях на резервный путь. Централизованное управление сетью обеспечивает полный мониторинг состояния каналов и узлов (мультиплексоров). Управление конфигурацией сети, отслеживание и регистрация аварийных ситуаций осуществляются программными средствами с единой консоли управления.

· Технология, рассчитанная на будущее

На настоящий момент SDH представляет собой идеальную платформу для услуг от ISDN и мобильной радио связи до передачи данных (LAN, WAN) и др. Она также способна обеспечить такие новейшие услуги как видео по требованию, цифровое телевизионное вещание по ATM, которые только появляются на рынке.

· Совместимость

Технология SDH позволяет объединить системы PDH европейской и американской иерархии, обеспечивает полную совместимость с существующими системами PDH и сетями SONET. Благодаря высокому уровню стандартизации SDH-технологии возможно использование оборудования разных фирм-производителей в одной сети.

· Все перечисленные преимущества обеспечили широкое применение технологии SDH как современной парадигмы построения цифровой первичной сети.

Применение SDH-технологии:

Транспортировка потоков данных в сетях АТМ.
Оборудование SDH обеспечивает передачу сигнала на большие расстояния, осуществляет кросс-соединение АТМ-потоков и позволяет организовать АТМ-сети со сложной топологией даже для линейного расположения АТМ-коммутаторов

Передача большого числа Е1 потоков, связывающих АТС наиболее дешевым способом (главным образом для нужд ТФОП).

Создание отказоустойчивых транспортных сетей с быстрым временем восстановления работоспособности (по этому показателю SDH значительно превосходит другие технологии).

Такие преимущества волоконно-оптических линий, как большая пропускная способность, малое затухание, высокая помехозащищенность, низкая стоимость (из расчета 1 канал - километр), определили их широчайшее использование в современных системах передачи. Применение волоконно-оптических магистралей стало настолько повсеместным в современном мире, что не имеет смысла описывать это подробно. А вот технология синхронно-цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) заслуживает более пристального внимания. Вообще, под данным термином, описанным в рекомендациях МСЭ-Т, скрывается комплекс международных стандартов, относящихся к синхронному мультиплексированию и передаче данных. Не вдаваясь в цитирование указанных рекомендаций, постараемся донести до читателя основные черты этой технологии, а если еще проще, перечислим характерные возможности оборудования, созданного на ее основе. Итак, существующее на сегодняшний день оборудование SDH может передавать информацию со следующими линейными скоростями: 155 Мбит/c (1 уровень); 622 Мбит/c (4 уровень); 2,5 Гбит/c (16 уровень). Причем для ввода/вывода компонентных потоков не всем потокам требуется демультиплексирование. Например, для 1 уровня иерархии (155 Мбит/с), который несет в себе 63 компонентных потока в 2 Мбит/с, нет необходимости для ввода/вывода нескольких из них демультиплексировать все, чем занимались системы плезиохронной иерархии (технологии - предшественницы SDH). Оборудование SDH предусматривает возможность резервирования линии и основных аппаратных блоков по схеме 1+1, при аварии автоматически перемаршрутизируя трафик по резервному направлению. Это свойство значительно повышает "живучесть" сети и позволяет проводить различного плана технологические работы без перерыва трафика. Одним из немаловажных факторов является и то обстоятельство, что технология SDH позволяет осуществлять централизованное управление сетью.

Система управления SDH дает широчайшие возможности в области мониторинга, администрирования и оперативной перемаршрутизации каналов, обеспечивая полную автоматизацию процесса эксплуатации сети, позволяя зачастую решать проблемы заказчиков без выезда на конечные точки канала. Простота перехода на другие, более высокие уровни иерархии делает возможным осуществление развития сети с минимальными затратами. Стандартизация оптического интерфейса позволяет соединять оборудование SDH различных производителей. Все вышеперечисленное определяет данную технологию как технологию №1 для строительства первичной сети.

Список использованной литературы

1. Корнилов И.И. Цифровая линия передачи: Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию по курсу МСП.- Самара: ПГАТИ, 1998. - 125 с.

2. Оборудование волоконно-оптического линейного тракта ОМС-4М: Техническое описание и инструкция по эксплуатации.- Уфа: НПФ “Интек”, 2000. - 36 с.

3. Портнов Э.Л. Оптические кабели связи.