Руковоство по CISCO

Технологія синхронної цифрової ієрархії спочатку була розроблена компанією Bellcore під назвою «Синхронні оптичні мережі» – Synchronous Optical NETs, SONET. Ця технологія з’явилася розвитком технології PDH, яка з’явилася в 60-і роки для побудови якісних і щодо недорогих цифрових каналів між телефонними станціями.
PDH довгий час добре справлялася з своїми обов’язками як магістральна технологія, надаючи користувачам канали Т1 (1,5 Мбит/с) і ТЗ (45 Мбит/с) в американському варіанті або канали Е1 (2 Мбит/с), ЕЗ (34 Мбит/с) і Е4 (140 Мбит/с) в європейському і міжнародному варіантах.
Швидкий розвиток телекомунікаційних технологій привів до необхідності розширення ієрархії швидкостей PDH і використанні всіх можливостей, які надавало нове середовище – волоконно-оптичні лінії зв’язку.

Одночасно з підвищенням верхньої межі лінійки швидкостей потрібно було звільнитися від недоліків PDH, які виявилися за час експлуатації цих мереж. Одним з основних недоліків PDH є, перш за все, принципова неможливість виділення окремого низькошвидкісного потоку з високошвидкісного без повного демультиплексування останнього.
Крім того, в технології PDH не були передбачені вбудовані засоби забезпечення відмовостійкості і управління мережею.

Всі ці недоліки були враховані і подолані розробниками технології SONET. Перший варіант стандарту технології SONET з’явився в 1984 році. Потім ця технологія була стандартізована комітетом Tl ANSI.
Міжнародна стандартизація технології проходила під егідою Європейського інституту телекомунікаційних стандартів (ETSI) і CCITT, спільно з ANSI і провідними телекомунікаційними компаніями Америки, Європи і Японії.
Основною метою розробників міжнародного стандарту було створення такої технології, яка б дозволяла передавати трафік всіх існуючих цифрових каналів рівня PDH (як американських Т1-ТЗ, так і європейських Е1-Е4) в рамках високошвидкісної магістральної мережі, що використовує волоконно-оптичні кабелі, і забезпечила б ієрархію швидкостей, що продовжує ієрархію технології PDH до швидкості в декілька Гбит/с.

Історія виникнення →

На мал. 6.8 показані основні елементи кадру STM-1. Кадр зазвичай представляють у вигляді матриці, що складається з 270 стовпців і 9 рядків.
Перші 9 байтів кожного рядка відводяться під службові дані заголовків, а з подальших 261 байта 260 відводяться під корисне навантаження (дані таких структур, як AUG, AU, TUG, TU і VC), а один байт кожного рядка відводиться під заголовок тракту, що дозволяє контролювати з’єднання «з кінця в кінець».

Заголовок регенераторної секції RSOH містить:

синхробайти;

Кадри STM-N →

Первинні мережі засновані на техніці комутації каналів. Для створення абонентського каналу комутатори первинних мереж повинні підтримувати какуюлібо техніку мультиплексування і комутації.

В даний час для мультиплексування абонентських каналів використовуються:

техніка частотного мультиплексування (Frequency Division Multiplexing, FDM);

Комутація каналів – основний принцип первинних мереж →

Як американський, так і міжнародний варіанти технології PDH володіють декількома недоліками.

Одним з основних недоліків є складність і неефективність операцій мультиплексування і демультиплексування призначених для користувача даних. Сам термін «плезіохронний», використовуваний для цієї технології, говорить про причину такого явища – відсутність повної синхронності потоків даних при об’єднанні низькошвидкісних каналів в більш високошвидкісні.
Спочатку асинхронний підхід до передачі кадрів породив вставку бита або декількох бітів синхронізації між кадрами.

Обмеження технології PDH →

Для вирішення цих проблем була розроблена апаратура Т1, яка дозволяла в цифровому вигляді мультіплексировать, передавати і комутувати (на постійній основі) дані 24 абонентів.
Оскільки абоненти як і раніше користувалися звичайними телефонними апаратами, тобто передача голосу йшла в аналоговій формі, то мультиплексори Т1 самі здійснювали оцифровиваніє голоси з частотою 8000 Гц і кодували голос шляхом імпульсний-кодової модуляції (Pulse Code Modulation, PCM). В результаті кожен абонентський канал утворював цифровий ноток даних 64 кбит/с.
Для з’єднання магістральних АТС канали Т1 були дуже слабкі засоби мультиплексування, тому в технології була реалізована ідея утворення каналів з ієрархією швидкостей.
Чотири канали типа Т1 об’єднуються в канал наступного рівня – цифровій ієрархії – Т2, що передає дані із швидкістю 6,312 Мбит/с, а сім каналів Т2 дають при об’єднанні канал ТЗ, що передає дані із швидкістю 44,736 Мбит/с. Апаратура Tl, T2 і ТЗ може взаємодіяти між собою, утворюючи ієрархічну мережу з магістральними і периферійними каналами трьох рівнів швидкостей.

З середини 70-х років виділені канали, побудовані на апаратурі Т1, стали здаватися телефонними компаніями в оренду на комерційних умовах, переставши бути внутрішньою технологією цих компаній.
Мережі Т1, а також швидкісніші мережі Т2 і ТЗ, дозволяють передавати не тільки голос, але і будь-які дані, представлені в цифровій формі, – комп’ютерні дані, телевізійне зображення, факси і т.п.

Технологія цифрової ієрархії була пізніша стандартізована CCITT. При цьому до неї були внесені деякі зміни, що привело до несумісності американської і міжнародної версій цифрових мереж. Американська версія поширена сьогодні окрім США також в Канаді і Японії (з деякими відмінностями), а в Європі застосовується міжнародний стандарт.
Аналогом каналів Т в міжнародному стандарті є канали типа El, E2 і ЕЗ з іншими швидкостями – відповідно 2,048 Мбит/с, 8,488 Мбит/с і 34,368 Мбит/с. Американський варіант технології також був стандартізован ANSI.

Ієрархія швидкостей →