Синхронна оптична мережа східного територіально вузла на основі обладнання SL16 v.1, SL16 v.2

   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 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, 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;

      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 двомірну 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 двомірну 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 – вказівник 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.

   VC-3 – віртуальний  контейнер рівня 3 – елемент структури мультиплексування.

   VC-4 – віртуальний контейнер рівня 4 – елемент структури мультиплексування SDH, що не має підрівнів – поле формату 9х261 байт; його корисне навантаження формується або з С-4, або шляхом мультиплексування декількох груп TUG-2 і TUG-3.

   Віртуальні контейнери  верхніх рівнів дозволяють сформувати  відповідні адміністративні блоки:

   AU-3 – адміністративний  блок рівня 3 – елемент структури  мультиплексування SDH формату: PTR+PL, розбивається на два підрівні: AU-31 і AU-32, корисне навантаження яких PL формується з VC-31 або VC-32 відповідно;  PTR – вказівник адміністративного блоку AU-3 PTR (AU-31 PTR або AU-32 PTR) – визначає адресу початку поля корисного навантаження.

 

   AU-4 – адміністративний блок рівня 4 – елемент структури мультиплексування SDH формату: PTR+PL, не має підрівнів, PTR – вказівник AU-4 PTR (поле формату 9х1 байтів, відповідаючи 4 рядку поля секційних заголовків SOH фрейма STM-N) визначає адресу початку поля корисного навантаження PL ,що формується або з VC-4, або в результаті мультиплексування іншими можливими шляхами.

   AU-4 формується  як 1xVC-4 або 4xVC-31, або 3xVC-32, або 21xTUG-21, або 16xTUG-22, причому при передачі VC-31,32 і TUG-21,22 використовується поле  корисного навантаження VC-4.

   AUG – група адміністративних  блоків – елемент структури  мультиплексування SDH. Формується  шляхом мультиплексування AU-3,4 з  різними коефіцієнтами мультиплексування:

AUG формується як 1xAU-4 або 4xAU-31, або 3xAU-32, а потім відображається на корисне навантаження STM-1.  

  

2. Функціональні модулі SDH мереж

 

   Мережа SDH, як і будь-яка транспортна мережа, складається з окремих функціональних модулів обмеженого набору: мультиплексорів, комутаторів, концентраторів, підсилювачів, регенераторів і термінального обладнання. Цей набір визначається основними функціональними задачами, вирішуваними мережею:

• об’єднання вхідних потоків, що поступають через канали доступу, в агрегатний потік, придатний для транспортування в мережі SDH – задача мультиплексування, що вирішується термінальними мультиплексорами – TM або мультиплексорами вводу/виводу -  ADM;
• транспортування агрегатних блоків по мережі SDH 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;
• Концентрація (об'єднання) декількох однотипних частково заповнених потоків в аналогічний, але більш повно заповнений потік у вузлі-концентраторі – задача концентрації, що вирішується концентратором;
• Підсилення амплітуди сигналу, що передається на великі відстані, для компенсації його загасання – задача підсилення, що врішується з допомогою підсилювачів;
• відновлення (регенерація) форми, амплітуди і початкових параметрів сигналу для

компенсації його загасання  та інших форм деградації – задача регенерації, що вирішується за допомогою регенераторів – пристроїв, аналогічних повторювачам в ЛВМ;

• перевантаження віртуальних контейнерів відповідно до схеми маршрутизації з одного потоку чи сегмента мережі в інший, що здійснюється у виділених вузлах мережі, – задача комутації, або крос-комутації, вирішувана за допомогою цифрових комутаторів або крос-комутаторів – DXC;
• сполучення мережі користувача з мережею SDH – задача сполучення, вирішувана за допомогою кінцевого обладнання – в першу чергу інтерфейсних модулів, що приймають і опрацьовують для послідуючого мультиплексування або комутації триби PDH і SDH, а також різних погоджуючих пристроїв, наприклад, конверторів інтерфейсів, конверторів швидкостей, конверторів імпедансу і т.д.

   Мультиплексори.

   Основним функціональним модулем мереж SDH являється мультиплексор.

   Мультиплексори SDH, на відміну від звичайних мультиплексорів, використовуваних, наприклад, в мережах РDH, виконують як функції мультиплексування, так і функції пристроїв термінального доступу, дозволяючи підключити стандартні канали РDH ієрархії безпосередньо до своїх вхідних портів. Вони являються більш універсальними і гнучкими пристроями, які дозволяють вирішувати практично всі вище перераховані задачі, тобто крім задачі мультиплексування виконувати ще і задачі комутації, концентрації і регенерації.

   Термінальний мультиплексор (ТМ) являється мультиплексором і кінцевим пристроєм SDH мережі з каналами доступу, що відповідають трибам PDH і SDH ієрархії (рис.3). Термінальний мультиплексор може або вводити канали, тобто комутувати їх з входу трибного інтерфейсу на лінійний вихід, або виводити канали, тобто 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 і 2 Мбіт/с.

Рис. 3. Синхронний мультиплексор (SMUX): термінальний мультиплексор (ТМ) або мультиплексор вводу / виводу (ADM).

   Для мультиплексора  максимального на даний час  діючого рівня SDH ієрархії (STM -256), що має швидкість вихідного потоку 40 Гбіт/с, максимально повний набір каналів доступу може включати РDH триби 1.5, 2, 6, 34, 45 і 140 Мбіт/с і SDH триби 155, 622, 2500 і 10000 Мбіт/с. що відповідають STM -1, 4, 16, 64. Якщо РDH триби являються «електричними», то SDH триби можуть бути як електричними (STM -1) так і оптичними (STM – 1, 4, 16, 64). Ясно, що конкретний мультиплексор може і не мати повного набору трибів для використання в якості каналів доступу. Це визначається не лише бажаннями замовника, а й можливостями фірми-виробника.

   Другою важливою  особливістю SDH мультиплексора являється присутність двох оптичних лінійних виходів (каналів прийомо/передачі), що називаються агрегатними виходами і які використовуються не тільки для прийомо/передачі, але і для створення режиму повного резервування або захисту по схемі 1+1 з ціллю підвищення надійності. Ці виходи можуть називатись основними і резервними, або східними та західними. Східними та західними їх називають, щоб зазначити два протилежних напрямки поширення сигналу в кільцевій топології.

   Мультиплексор вводу/виводу ADM може мати на вході такий самий набір трибів, що й термінальний мультиплексор. Він дозволяє вводити/виводити відповідні їм канали. Додатково до можливостей комутації, мультиплексор ADM дозволяє здійснювати наскрізну комутацію вихідних потоків в двох напрямках.

   ADM також дозволяє здійснювати замикання каналу прийому на канал передачі на двох сторонах (східній та західній) у випадку виходу із ладу одного із напрямків, а також дозволяє пропускати основний оптичний потік в обхід мультиплексора. Це дає можливість використовувати ADM в топологіях типу кільця.

   Концентратори.

   Концентратор  являє собою мультиплексор об’єднуючий  кілька, як правило однотипних  потоки даних, які поступають  від віддалених вузлів мережі  в один розподілюючий вузол  мережі SDH, не обов’язково також віддалений, але зв’язаний з основною транспортною мережею. Цей вузол може також мати не один, а два, три або більше портів типу STM-N або STM-N-1 і дозволяє організувати підключення однієї додаткової вітки в основному лінійному колі, або підключення двох додоаткових гілок до основного потоку чи кільця, або підключення декількох вузлів мережі до лінійної мережі або кільця SDH.

   В загальному випадку концентратор дозволяє зменшити загальне число каналів, підключених безпосередньо до основної мережі SDH. Мультиплексор розподільного вузла в порті розгалуження дозволяє локально комутувати підключені до нього канали, даючи можливість віддаленим вузлам обмінюватись через нього між собою, не завантажуючи трафік основної транспортної мережі.

   Регенератор

   Регенератор являє  собою вироджений випадок мультиплексора, що має один вхідний канал – як правило, оптичний триб STM-N і один або два агрегатні виходи (Рис. 4).

   Завдання регенератора  – збільшити допустиму відстань  між термінальними вузлами мережі SDH за рахунок регенерації оптичних сигналів корисного навантаження. Регенерація оптичного сигналу не зводиться лишень до підсилення сигналу, амплітуда якого зменшилася до критичного рівня в результаті затухання сигналу при проходженні по волокну на довжині регенераційної секції. Необхідно також відновити до початкового вигляду всі параметри оптичного сигналу: його форму, крутизну фронтів, ширину на рівні половинної амплітуди та відношення сигнал/шум. Регенерація сигналу може проводитися лише в електричній формі.

Рис. 4. Мультиплексор в режимі регенератора

 

   Підсилювачі.

   Оптичні підсилювачі  дозволяють підсилити на 10-20 дБ  ослаблений при проходженні по  волокну сигнал без використання  проміжних ОЕ-ЕО перетворювачів. Вони можуть вмонтовуватися в мультиплексори SDH або використовуватися у вигляді автономних пристроїв на лінії. Розрізняють три типи оптичних підсилювачів:

• бустери – вихідні потужні ОП, що встановлюються після оптичного передавача;
• лінійні підсилювачі – ОП, що встановлюються у вигляді автономних пристроїв на лінії;
• перед підсилювачі – ОП, що встановлюються на вході оптичного приймача.

 

   Комутатори.

   В синхронній  мережі комутатор дозволяє встановити  зв'язок між різними каналами, що асоціюються з визначеними  користувачами мережі, шляхом організації тимчасового перехресного зв’язку або крос-комутації між ними.

   Фізично можливості  внутрішньої комутації каналів  закладені в самому мультиплексорі SDH, що дозволяє говорити про мультиплексор як про внутрішній або локальний комутатор. На рис. 5, наприклад, менеджер корисного навантаження може динамічно змінювати логічну відповідність між трибним блоком TU і каналом доступу, що рівносильне внутрішній комутації каналів. Окрім цього, мультиплексор, як правило, має можливість комутувати власні канали доступу, (рис. 6), що рівносильне локальній комутації каналів. На мультиплексори, наприклад, можна покласти задачі локальної комутації на рівні однотипних каналів доступу, тобто задачі, вирішувані концентраторами (рис. 6).