SONET и SDH: синхронные стандарты для оптических сетей передачи данных

Введение в технологии SONET и SDH. Стандарт синхронной волоконно-оптической сети (SONET) и Европейский стандарт синхронной цифровой иерархии (SDH) представляют собой фундаментальные протоколы для построения высокоскоростных магистральных сетей связи на основе волоконно-оптических линий. Эти технологии были разработаны для решения проблем асинхронного мультиплексирования, присущих более ранним системам, таким как PDH (Плезиохронная цифровая иерархия. Ключевой особенностью развертывания сетей SONET/SDH является обеспечение высокой отказоустойчивости, для чего между критически важными точками связи часто прокладываются два независимых оптоволоконных кабеля, формируя резервный путь для передачи трафика в случае повреждения основной линии.

Принцип синхронного мультиплексирования и его преимущества. Основным архитектурным преимуществом стандартов SONET и SDH является использование синхронного мультиплексирования с помощью структуры указателей. Этот метод позволяет организовать передачу данных с чередованием байтов для вспомогательных и управляющих блоков, что создает гибкую и управляемую среду. Благодаря этому, низкоскоростные каналы, такие как Т1 или Е1, могут быть напрямую извлечены из высокоскоростного составного потока без необходимости его полного сквозного демультиплексирования в обратном иерархическом порядке. Этот принцип, известный как «add-drop multiplexing», значительно упрощает сетевое управление и повышает оперативность предоставления услуг.

Иерархия скоростей в стандартах SONET и SDH. Стандарт SONET, используемый преимущественно в Северной Америке, определяет пропускную способность на электрическом уровне в виде STS-n (Synchronous Transport Signal), где индекс n принимает значения 1, 3, 12, 24, 48, 192 и другие. Соответствующий оптический сигнал, передаваемый по волокну, обозначается как OC-n (Optical Carrier). Европейский стандарт SDH оперирует понятием STM-n (Synchronous Transport Module), где типичные значения n равны 1, 4, 8, 16, 64. Несмотря на то, что некоторые уровни производительности этих стандартов функционально эквивалентны (см. Таблицу 6.4), форматы кадрирования и служебной информации в них различаются, что делает невозможным их прямое взаимодействие без преобразования.

Таблица 6.4. Стандарт Североамериканской синхронной оптической сети SONET и Европейский стандарт синхронной цифровой иерархии SDH

Проблема несовместимости и область совпадения. Фундаментальное различие в форматах передачи данных между системами связи SONET и SDH означает, что непосредственный переход от одного стандарта к другому невозможен на сетевом стыке. Для их сопряжения требуется использование специального оборудование – преобразователей или шлюзов, которые осуществляют трансляцию служебных заголовков и реструктуризацию полезной нагрузки. Однако, важным практическим преимуществом частичного совпадения скоростей передачи данных является возможность применения идентичного оптического передающего оборудования, такого как лазерные модули и фотоприемники, в инфраструктуре обоих стандартов.

Унификация физического уровня и примеры совместимости. Эта унификация на физическом уровне позволяет производителям создавать экономичные и универсальные компоненты. Например, система с оптическим носителем ОС-192, являющаяся частью иерархии SONET, имеет ту же скорость передачи, что и система STM-64 в стандарте SDH. Следовательно, одно и то же передающее оборудование, настроенное на соответствующую скорость, может быть использовано для генерации как потока STS-192, так и STM-64, при условии корректного формирования кадров на более высоких уровнях. Это снижает затраты на развертывание глобальных сетей, объединяющих регионы с различными стандартами.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Бигелоу С.Д., Карр Д.Д., Виндер С..

Источник: Энциклопедия телефонной электроники.

Данные публикации будут полезны студентам и специалистам в области телекоммуникаций и сетевых технологий, инженерам, изучающим принципы передачи данных, а также всем, кто интересуется историей и эволюцией модемной связи и базовыми сетевыми протоколами.