Технология синхронной цифровой иерархии

Технология синхронной цифровой иерархии первоначально была разработана компанией Bellcore под названием «Синхронные оптические сети» - Synchronous Optical NETs, SONET. Первый вариант стандарта появился в 1984 году. Затем эта технология была стандартизована комитетом T-1 ANSI. Международная стандартизация технологии проходила под эгидой Европейского института телекоммуникационных стандартов (ETSI) и CCITT совместно с ANSI и ведущими телекоммуникационными компаниями Америки, Европы и Японии. Основной целью разработчиков международного стандарта было создание такой технологии, которая позволяла бы передавать трафик всех существующих цифровых каналов (как американских Т1 - Т3, так и европейских Е1 - Е3) в рамках высокоскоростной магистральной сети на волоконно-оптических кабелях и обеспечила бы иерархию скоростей, продолжающую иерархию технологии PDH, до скорости в несколько гигабит в секунду.

В дальнейшем был разработан международный стандарт SDH (Synchronous Digital Hierarchy), доработан стандарт SONET для совместимости с SDH, аппаратура и стеки SDH и SONET стали совместимыми и могут мультиплексировать входные потоки практически любого стандарта PDH - как американского, так и европейского. В терминологии и начальной скорости технологии SDH и SONET остались расхождения, но это не мешает совместимости аппаратуре разных производителей, а технология SONET/ SDH фактически стала считаться единой технологией. В России применяются стандарты и адаптированная терминология SDH.

В иерархии скоростей SDH можно сказать, что скорости изменяются от 51,84 Мбит/с до 39,81 Гбит/с.

Кадры STM-N, из которых складывается общая скорость, имеют сложную структуру и позволяют агрегировать в общий магистральный поток потоки SDH и PDH различных скоростей, выполнять операции ввода-вывода без полного демультиплексирования магистрального потока.

Данные операции выполняются при помощи виртуальных контейнеров, в которых блоки данных PDH можно транспортировать через сеть SDH. Кроме блоков данных PDH в виртуальный контейнер помещается служебная информация о заголовке пути контейнера, в котором содержится информация о процессе прохождения контейнера вдоль пути от его начальной точки до конечной (собираются сведения об ошибках), прописывается индикатор установления соединения.

Виртуальные контейнеры являются единицей коммутации мультиплексора SDH. Мультиплексоры содержат таблицы соединений, в которой правила соединения контейнеров. Таблица соединений формируется администратором сети с помощью системы управления или управляющего терминала на каждом мультиплексоре, для обеспечения сквозного пути между конечными точками сети, к которым подключено пользовательское оборудование.

Для совмещения в рамках одной сети механизмов синхронной передачи кадров технологии SDH с асинхронной технологией PDH применяются указатели. Указатель определяет текущее положение виртуального контейнера в агрегированной структуре более высокого уровня — трибутарном блоке или административном блоке. С помощью этого указателя виртуальный может «смешаться» в пределах своего трибутарного блока, положение которого в кадре фиксировано. Используя указатели мультиплексоры находят положение пользовательских данных на «лету» и извлекают их оттуда.

В любом кадре имеется заголовок с общей служебной информацией, которая добавляется на каждом шаге преобразования, она представляет собой несколько служебных байтов для указания начала пользовательских данных.

Основным типом оборудования которое используется в технологии SDH является мультиплексор который оснащен несколькими портами PDH и SDH. Поты делятся на агрегированные и трибутарные.

Трибутарные порты называются портами ввода-вывода, а агрегированные — линейными портами.

Терминальный мультиплексор завершает агрегированные каналы, мультиплексируя в них большое количество трибутарных каналов, поэтому он оснащен одним агрегатным портом большим числом трибутарных портов.

Мультиплексор ввода-вывода имеет два агрегатных порта, транзитом передает поток данных. Вводит или выводит из агрегатного потока данные трибутарных каналов.

Цифровые кросс-коннекторы выполняют операции коммутации над произвольными виртуальными контейнерами в ячеистой топологии.

Регенераторы сигналов используются для преодоления ограничений по расстоянию между мультиплексорами.

Кадры которые передаются с помощью виртуальных контейнеров представляют собой матрицы состоящие из 270 столбцов и 9 строк. Первые 9 байт каждой строки отводятся под служебные данные заголовков, из последующих 261 байта 260 отводится под полезную нагрузку, а один байт каждой строки отводит под заголовок тракта, что позволяет контролировать соединение «из конца в конец».