Переход от сетей PDH к сетям SDH

Все уровни цифровой иерархии, отмеченные в таблице 1, относятся к так называемой плезиосинхронной цифровой иерархии ПЦИ (Plesiochronous Digital Hierarchy PDH), в которой при временном группообразовании используются асинхронные методы объединения цифровых потоков, скорости которых могут незначительно отличаться друг от друга. В этом случае необходимо осуществлять согласование скоростей объединяемых цифровых последовательностей.

Кроме этого PDH имеет целый ряд существенных недостатков.

Один из них заключается в том, что нарушение синхронизма в групповом сигнале ЦСП более высокого уровня приводит к нарушению синхронизма во всех цифровых последовательностях более низкого уровня, а восстановление синхронизма при этом должно производиться последовательно от высших к низшим ступеням иерархии, что требует относительно много времени.

Другой недостаток состоит в том, что организация сети невозможна без выделения (и ввода) из цифровых потоков составляющих, относящихся к более низким ступеням иерархии, для целей ответвления, транзита или доступа к служебной информации. При использовании PDH это обычно осуществляется путем последовательного расформирования группового сигнала, что приводит к необходимости применения в пунктах выделения и транзита дополнительного оконечного оборудования.

Желание преодолеть недостатки PDH привело к разработке иерархии нового типа – Синхронной цифровой иерархии СЦИ (Synchronous Digital Hierarchy SDH).

Вся информация в системе SDH передается в контейнерах. Контейнер представляет собой структурированные данные, передаваемые в системе. Если система PDH генерирует трафик, который нужно передать по системе SDH, то данные PDH сначала структурируются в контейнеры, а затем к контейнеру добавляется заголовок и указатели, в результате образуется синхронный транспортный модуль STM-1 (Synchronous Transport Module). По сети контейнеры STM-1 передаются в системе SDH разных уровней (STM-n), но во всех случаях сформированный STM-1 может только складываться с другим транспортным модулем, т.е. имеет место мультиплексирование транспортных модулей.

Система SDH обеспечивает стандартные уровни информационных структур, то есть набор стандартных скоростей. Базовый уровень скорости – STM-1 155,52 Mбит/с. Цифровые скорости более высоких уровней определяются умножением скорости потока STM-1, соответственно, на 4, 16, 64 и т. д.: 622 Мбит/с (STM-4), 2,5 Гбит/с (STM-16), 10 Гбит/с (STM-64) и 40 Гбит/с (STM-256).

Поскольку низкоскоростные сигналы SDH мультиплексируются в структуру фрейма высокоскоростных сигналов SDH посредством метода побайтового мультиплексирования, их расположение во фрейме высокоскоростного сигнала фиксировано и определено или, скажем, предсказуемо. Поэтому низкоскоростной сигнал SDH, например 155 Мбит/с (STM-1) может быть напрямую добавлен или выделен из высокоскоростного сигнала, например 2.5 Гбит/с (STM-16). Это упрощает процесс мультиплексирования и демультиплексирования сигнала и делает SDH иерархию особенно подходящей для высокоскоростных волоконно-оптических систем передачи, обладающих большой производительностью.

Рис. 4. Структура выделения / добавления PDH сигнала из / в SDH сигнал

Поскольку принят метод синхронного мультиплексирования и гибкого отображения структуры, низкоскоростные сигналы PDH (например, 2Мбит/с) также могут быть мультиплексированы в сигнал SDH (STM-N). Их расположение во фрейме STM-N также предсказуемо. Поэтому низкоскоростной сигнал (вплоть до сигнала DS-0, то есть одного тайм-слота PDH, 64 кбит/с) может быть напрямую добавлен или извлечен из сигнала STM-N. Заметьте, что это не одно и то же с вышеописанным процессом добавления/выделения низкоскоростного сигнала SDH из высокоскоростного сигнала SDH. Здесь это относится к прямому добавлению/выделению низкоскоростного сигнала такого как 2Мбит/с, 34Мбит/с и 140Мбит/с из сигнала SDH. Это устраняет необходимость использования большого количества оборудования мультиплексирования / демультиплексирования (взаимосвязанного), повышает надежность и уменьшает вероятность ухудшения качества сигнала, снижает стоимость, потребление мощности и сложность оборудования. Добавление/выделение услуг в дальнейшем упрощается.

Сети Ethernet

Ethernet – это пакетная технология передачи данных преимущественно локальных вычислительных сетей (ЛВС).

Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде – на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 90-х годов прошлого века.

Рассмотрим основные модификации Ethernet.

– 10BASE-T, IEEE 802.3i – для передачи данных используется 4 провода кабеля витой пары (две скрученные пары) категории-3 или категории-5. Максимальная длина сегмента 100 метров.

–100BASE-T – общий термин для обозначения стандартов, использующих в качестве среды передачи данных витую пару. Длина сегмента до 100 метров. Включает в себя стандарты 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-T2.

– 1000BASE-T, IEEE 802.3ab – стандарт, использующий витую пару категорий 5e. В передаче данных участвуют 4 пары. Скорость передачи данных — 250 Мбит/с по одной паре. Используется метод кодирования PAM5, частота основной гармоники 62,5 МГц. Расстояние до 100 метров.

В настоящее время введены в эксплуатацию стандарты 10-гигабитного Ethernet (10GBASE). В стадии разработки также находятся стандарты Ethernet следующего поколения, такие как, 40 Gigabit Ethernet (или 40GbE) и 100 Gigabit Ethernet (или 100GbE).