4.2 Технология мультиплексирования SDH Аналогично технологии PDH технология SDH базируется на достаточно детально проработанных стандартах ITU-T. Основное описание технологии приведено в рекомендации G.707 (03/96). Она определяет SDH как цифровую транспортную структуру, стандартизированную для переноса через физические сети адаптированной нагрузки (трафика) в виде синхронных транспортных блоков (модулей) STM (Synchronous Transport Module) и также интерфейсы узлов сети (рисунок 4.13). Технология SDH предусматривает возможность отображения любых существующих скоростей передачи данных технологии PDH (кроме Е2) в блоки данных, называемые контейнерами (С-11, С-12, С-2, С-3, С-4). Эти контейнеры после получения маршрутного заголовка РОН (Path Overhead) превращаются в маршрутизируемые блоки данных транспортной сети и называются виртуальными контейнерами VC-n (Virtual Container-n, n = 11, 12, 2, 3, 4). Номер, сопровождающий С и VC, отображает скоростной режим компонентных (tributary) данных. Для дальнейшего объединения (мультиплексирования) одинаковых и различных виртуальных контейнеров предусмотрена процедура формирования транспортных блоков TU-n (Tributary Unit - n), в которые данные помещаются, начиная с некоторой адресуемой позиции (номера байта), записываемой в указатель PTR (Pointer). Это обусловлено необходимостью последующего побайтового синхронного мультиплексирования. Таким образом, разнородная нагрузка, помещаемая в виртуальные контейнеры, которые между собой не обязательно согласованы во времени (по фазе), преобразуются в стандартные мультиплексируемые блоки данных. При мультиплексировании образуются группы транспортных блоков TUG-2, TUG-3, отличающиеся емкостью данных. Эти блоки преобразуются в виртуальные контейнеры (маршрутизируемые блоки данных) более высокого порядка VC-3, VC-4. Кроме того, VC-3, VC-4 могут формироваться непосредственно из СЗ, С4. Для дальнейшего укрупнения блоков данных и передачи (транспортировки) их по физической среде предусмотрено согласование фаз VC-3, VC-4 через структуры административных блоков AU-3, AU-4 (Administrative Units), которые по своим функциям аналогичны TU-n. При этом создается группа административных блоков AUG (Administrative Unit Group), в которой мультиплексирование 4-х, 16-ти или 64-х AU-4 позволяет создать в последующем структуры синхронных транспортных модулей STM-N (N = 4, 16, 64). Все процедуры мультиплексирования в технологии SDH синхронные побайтовые. STM-N формируется благодаря присоединению к AUG-N секционных заголовков RSOH и MSOH (Regenerator Section Overhead, Multiplex Section Overhead – регенерационная и мультиплексная секции). STM-N по битам передается по физической среде за 125 мкс. Таким образом, STM-N являются циклическими структурами с фиксированными временными позициями. Все рассмотренные выше процедуры мультиплексирования SDH имеют конкретные отображения на сетевой модели, соответствующей рисунку 1.2, и приведены на рисунке 4.14. На рисунках 4.15-4.19 показаны структуры заголовков и указателей, используемые в виртуальных контейнерах VC, транспортных блоках TU, административных блоках AU и в секциях регенерации и мультиплексирования. Для реализации функций мультиплексирования SDH ITU-T разработан проект рекомендаций по построению аппаратуры SDH. Подробное описание функций оборудования SDH приведено в рекомендации G.783. Ниже приведено сокращенное описание этих функций. Общая функциональная блок-схема приведена на рисунке 4.20. В центре схемы выделены функциональные модули: Рис. 4.14 Блоки данных при формировании STM-1 Рисунок 4.15 Структура трактового заголовка POH VC-12, представленного байтами V5, J2, N2, K4 Рисунок 4.16 Структура трактового заголовка POH VC3/4 Рисунок 4.17 Структуры указателей AU-n/TU3 Рисунок 4.18 Структуры указателей TU2, 12,1 Рисунок 4.19 Структура секционных заголовков STM-1 Рисунок 4.20 Общая функциональная блок-схема аппаратуры SDH TTF, Transport Terminal Function – функции транспортного терминала; HCS, Higher Order Connection Supervision – контроль соединения трактов высшего порядка; НОА, Higher Order Assembler – сборка структур высокого порядка; HOI, Higher Order Interface – интерфейс тракта высшего порядка; LCS, Lower Order Connection Supervision – контроль соединения трактов низшего порядка; LOI, Lower Order Interface – интерфейс нижнего порядка. Физический интерфейс SPI преобразует электрический сигнал STM-N в оптический сигнал на передаче. На приеме в SPI происходит преобразование оптического сигнала в электрический сигнал с последующей регенерацией и выделением тактовой частоты. Хронирующая частота через линию Т1 передается в SETS, где может быть использована для синхронизации встроенного тактового генератора. Линия S1 позволяет SEMF контролировать функцию SPI. Оборудование SPI определено в рекомендации G.957. В блоке окончания секции регенерации RST на передаче формируется линейный сигнал STM-N, который укомплектовывается заголовком секции регенерации RSOH, скремблируется и последовательно по битам транслируется в SPI. В приемной части RST происходит расформирование RSOH, контролируются ошибки передачи, дескремблирование. Линией N обеспечивается трансляция информации управления от и к MCF (байты D1-D3). Линия U1 служит для организации передачи служебных сигналов от и к ОНА (байты E1, F1). Линия S2 позволяет контролировать функции RST. Блок окончания секции мультиплексирования MST обеспечивает комплектование MSOH на передаче и распаковку на приеме. В нем происходит контроль ошибок передачи в секции мультиплексирования, управление автоматическим переключением на резервную секцию, передача данных сети управления (байты D4-D12) через линию Р к и от MCF, служебная связь (байт Е2) через линии U2 к и от ОНА, управление синхронизацией (байт S1) по линии Y от и к SETS, сообщение об ошибках, имеющих место на удаленной стороне секции. Через линию S3 в MST контролируются функции оборудованием управления SEMF. В блоке защиты MSP могут производиться процедуры переключения на резервную секцию, что возможно автоматически (через байты K1, K2 в MSОН) или принудительно через линию управления. В блоке адаптации секции MSA происходит сборка STM-N из АU-4, AUG, передающей части. В приемной части производится обратная процедура. При формировании AU-4 создается указатель начала размещения VC4 в AU-4. По этому указателю в приемной стороне выгружаются данные VC3/4 с восстановлением тактовой частоты. Функции MSА контролируются через линию S4. Через линию Т0 происходит синхронизация процедур обработки данных в блоках RST, MST, MSP, MSА. В составе оборудования SDH модуль TTF обычно представлен отдельным устройством с оптическими разъемами. Функции контроля соединения трактов высшего порядка HCS обеспечивают контроль оборудованных и необорудованных трактов VC3/4. Для этого в составе модуля предусмотрены блоки: генератора необорудованных трактов высшего порядка HUG-n (Higher Order Unequipped Generator); монитора трактов высшего порядка HPOM-n (Higher Order Path Overhead Monitor). HUG-n может воспроизводить для части или для 100% трактов верхнего порядка контейнеры VC3/4 с заголовками, по которым НРОМ-n может отслеживать качество необорудованных трактов. Кроме того, НРОМ-п позволяет контролировать частично или на 100% все оборудованные тракты с VC3/4. Предметом контроля может быть коэффициент ошибок, раздельно контролируемых в трактах, проходящих через сети различных операторов. Через линии S16, S18 производится необходимое управление и контроль функций HCS. Кроссовый коммутатор НРС реализует функции распределения контейнеров высшего порядка. Функции НРС определяют возможности мультиплексора SDH (терминальный, ввода/вывода, кроссовый коммутатор). Функции НРС могут быть фиктивными, то есть не обеспечивать переключений, и могут быть развитыми, то есть гарантировать необходимые переключения трактов: образовывать шлейф; образовывать соединения «точка – точка» и «точка – много точек»; формировать доступ к отдельным трактам; резервировать тракты. Через линию S5 возможны передачи следующих сообщений: установить матрицу соединений; запросить отчет матрицы; передать отчет матрицы. Синхронизация НРС происходит по линии Т0. В состав оборудования SDH НРС входит, как правило, в виде отдельного устройства. Модуль функций сборки структур высокого порядка НОА состоит из двух функциональных блоков: НРТ-п, Higher Order Path Termination – окончания тракта высшего порядка; HPA-m/n, Higher Order Path Adaptation – адаптация тракта высшего порядка. HPT действует как источник и приемник заголовка тракта высшего порядка РОН VC3/VC4. Тракт высшего порядка представляет собой объект технического обслуживания между двумя окончаниями. В НРА происходит формирование структур СЗ/С4 из структур TU-12 через ступени TUG-2, TUG-3. Функции НРА определяют обработку указателя транспортного блока TU-12. Они подразделяются на генерирование указателя, интерпретацию указателя, подстройку частоты. С помощью интерпретатора указателя могут быть обнаружены два состояния повреждения: потеря указателя (LOP) и аварийное состояние тракта TU (AIS). Через линии S6, S7 функции НРА контролируются SEMF. Функции модулей LCS и LPC аналогичны соответствующим функциям модулей HCS и НРС, однако применяются к трактам нижнего порядка, образованным контейнерами VC-12. Функции интерфейсов нижнего порядка LOI и верхнего порядка HOI реализуются в функциональных блоках: Н/LРТ n/m, Higher/Lower Order Path Termination – окончания тракта нижнего порядка /верхнего порядка/; LPA-m, Lower Order Path Adaptation – адаптация тракта низшего порядка; PPI, Plesiochronous Physical Interface – плезиохронный физический интерфейс. Функции LPT аналогичны функциям НРТ, только для тракта нижнего порядка заголовок РОН имеет четырехбайтовое поле. Функция LPT создает контейнер VC-12 путем генерирования РОН и добавления его к контейнеру С-12. В другом направлении передачи эта функция завершает и обрабатывает заголовок РОН в целях определения состояния тракта. Функция LPA действует в порте (интерфейсе) доступа к синхронной сети и адаптирует данные пользователя к транспортировке в синхронной области. Для асинхронных данных пользователя адаптация тракта нижнего порядка включает цифровое выравнивание (для E1, E3 цифровое выравнивание двухстороннее, для Е4 цифровое выравнивание одностороннее (положительное)). Функция LPA-n (в модуле HOI) непосредственно размещает сигналы, соответствующие рекомендации G.703, в контейнеры верхнего порядка СЗ или С4. Функция LPA-m (в модуле LOI) размещает сигналы, соответствующие рекомендации G.703, в контейнеры нижнего порядка С12. Данные в контейнеры С12 могут размещаться синхронно по битам, синхронно по байтам, фиксировано, асинхронно. Данные в контейнеры VC3/4 могут размещаться асинхронно, однако существует возможность размещения данных синхронно по байтам, предусмотренная рекомендацией G.832. При выгрузке данных из контейнера LPA обеспечивает восстановление тактового синхронизма в сторону получателя сигнала. Функция PPI обеспечивает стык между мультиплексором и физической средой, несущей компонентный (первичный) сигнал. Стык PPI определен рекомендацией G.703. Функцией PPI предусмотрено выделение хронирующего сигнала из компонентного сигнала и регенерация данных. Хронирующий сигнал по линии Т2 может быть направлен в SETS. Через линии S9, S10, S11 происходит контроль функций LOI/HOI. В стыке может быть реализовано восстановление тактовой частоты сигнала 2.048Мбит/с в сторону потребителя. Функции доступа к заголовкам ОНА необходимы для организации служебного обмена информации на уровне секций и на уровне трактов. Для этого предусмотрены в функциональной схеме связи U1, U2, …, U6, через которые обеспечивается доступ к отдельным байтам и битам заголовков SOH, РОН. Например, для организации служебной связи в секциях регенерации и мультиплексирования предусмотрены байты Е1 и Е2 соответственно. Доступ к ним обеспечивается линиями U1 и U2. Функция управления синхронной аппаратуры SEMF обеспечивает средства, с помощью которых сетевой элемент SDH (мультиплексор, регенератор, кроссовый коммутатор) управляется внутренним или внешним администратором – программой. Если SEMF содержит внутренний администратор (менеджер управления – программный модуль), то последний является частью функций SEMF. Функция SEMF взаимодействует с другими функциональными блоками путем обмена информацией через линии Sn. В SEMF находятся информационные фильтры, которые обеспечивают механизм уменьшения объема данных в информации, принятой через Sn. В SEMF размещается «агент» управления (программный модуль взаимодействия с менеджером), который имеет доступ к информационным фильтрам через управляемые объекты. Управляемые объекты представляют собой схематические виды ресурсов (каналов, трактов, секций, оборудования, аварий и так далее), которые управляются или могут существовать для обеспечения определенных функций управления, например, препровождения события или его регистрации. Управляемые объекты группируются в классы. Местом хранения информации управления является информационная база в долговременной физической памяти, например, на жестком диске. Управляемые объекты обеспечивают обработку события и хранение, а также единообразное представление этой информации. «Агент» преобразует указанную информацию в сообщения менеджеру и реагирует на сообщения менеджеров, выполняющих соответствующие операции по управлению. Для взаимодействия в системе «менеджер–агент» предусмотрен блок MCF с интерфейсами встроенной (линии Р, N) передачи, взаимодействия с местным терминалом управления (F) и взаимодействия с сетью управления (Qx). Функции MCF оснащены стандартными протокольными блоками передачи данных по семиуровневой модели ISO/OSI или по модели TCP/IP SNMP. Функция хронирующего источника мультиплексора SETS представляет генератор сетевого элемента SDH. Функция SETS включает внутренний генератор-осциллятор и хронирующий генератор мультиплексора. Источник синхронизации может быть выбран среди одной их хронирующих линий T1, T2, ТЗ или внутреннего осциллятора. Хронирующий генератор мультиплексора фильтрует выбранный источник для выполнения требований по стабильности частоты. Он способен удерживать стабильность частоты некоторое время в случае исчезновения внешних хронирующих эталонов (режим holdover). SETS может не только синхронизироваться по указанным линиям, но и быть источником синхросигнала для аппаратуры узла или сети через линию T4 или интерфейс синхронизации SETPI.

назад | оглавление | вперёд