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Réseaux de TransmissionRéseaux de Transmission

Hiérarchies PDH et SDHHiérarchies PDH et SDH

Version 8f – 08/2001

11/04/23 Formation Générique Réseaux de Transmission PDH/SDH 2

Notions de MultiplexageHiérarchies PDHTransition vers les hauts-débitsHiérarchies SDHL’activité de NMG dans le domaine de la transmission

« En aval de la boucle locale se trouve un enchevêtrement d'équipements de transmission et de commutation appelés à faire remonter les flux vers l'épine dorsale. Revue de détail de cette face cachée des réseaux et des moyens de clarification mis en oeuvre par les équipementiers ».

Sommaire


Multiplexage

Le multiplexage joue un rôle prépondérant dans la construction des réseaux de transmission. Il consiste à associer ou regrouper des débits incidents ou primaires pour former un débit supérieur ou résultant qui est plus facile à transmettre et à gérer dans le réseau de transmission. Il est en effet évidemment impossible de transporter sans multiplexage l’ensemble des signaux à 64 kbit/s du réseau téléphonique ! Le réseau de transport est divisé en deux parties qui sont :

-le réseau d’accès ou réseau local de raccordement qui est près de l’abonné,

-le réseau de transport haut débit qui regroupe le réseau d’interconnexion principal (appelé parfois « backbone» ), le réseau sectoriel et les réseaux locaux principaux


Problématique

Outre la disparité des technologies d'accès (ADSL, boucle locale radio, PDH, SDH...), les opérateurs doivent emprunter des couches de transport intermédiaires comme l'ATM, pour répondre à des exigences d'exploitation et d'administration que des protocoles de "bas" étage ne sauraient satisfaire.

A cela s'ajoutent de nouvelles technologies telles que le multiplexage de signaux de longueurs d'onde différentes, ou WDM (Wavelength Division Multiplexing), indispensable pour doper une épine dorsale optique soumise à la pression d'un trafic exponentiel.

Il en résulte une architecture pyramidale complexe, composée de strates protocolaires aux fonctions souvent redondantes.


Constats

Une cascade de multiplexeurs qui pèse sur les coûts Le système de transmission PDH met en oeuvre une

batterie de multiplexeurs en cascade. Cet enchevêtrement de multiplexeurs implique une

structure réciproque à l'autre extrémité, afin d'extraire de ce flux synthétique l'intervalle de temps de 64 kbit/s émis.

Une telle pyramide à chaque extrémité pèse évidemment sur les coûts d'exploitation.

Un léger mieux avec la hiérarchie synchrone Avec toutes ces entraves, l'avènement de la hiérarchie

numérique synchrone (SDH) s'imposait. Celle-ci emprunte des multiplexeurs capables d'injecter ou

d'extraire directement un affluent d'abonnés, à l'exemple d'un échangeur autoroutier prêt à accueillir ou dériver n'importe quel flux de véhicules.


Niveaux de multiplexage

On distingue :- Le niveau bas débit jusqu’à 2 Mbit/s (ou 1,5 pour le réseau US) qui comprend l’adaptation de débit dans le canal à 64 kbit/s, l’accès de base au RNIS (réseau numérique à intégration de services), le multiplexage de canaux à 64 kbit/s dans les conduits numériques à 2 ou 1,5 Mbit/s,- le niveau à haut débit à partir de 2 Mbit/s que l’on trouve sous forme plésiochrone ou sous forme synchrone la hiérarchie européenne synchrone (SDH, Synchronous Digital Hierarchy) et la hiérarchie US SONET

Les équipements synchrones acceptent les interfaces de la hiérarchie synchrone et les interfaces de la hiérarchie plésiochrone, ils réalisent donc l’interfonctionnement entre les deux hiérarchies.Les fonctions de multiplexage sont souvent associées à des fonctions de brassage.


LE MULTIPLEXAGE MIC/PCM: Niveau de transmission E1

LE MIC UTILISE UN CONDUIT NUMERIQUE A 2048Kbit/s = 32 canaux (IT) de 8 bits échantillonnés à 64Kbit/s

IT0 = synchronisation de la trame courante IT1 à 15 = 15 voies de parole IT16 = signalisation associée à deux voies de parole (4bits/voie) IT17 à 31 = 15 voies de parole

IT0 VOIES DE PAROLE IT16 VOIES DE PAROLE

BALAYAGE DE LA TRAME A 8000 HZ

8 BITS DE SYNCHRO 2*4BITS DE SIGNALISATION

15 CANAUX A 8 BITS 15 CANAUX A 8 BITS


PDH: LA HIERARCHIE PLESIOCHRONE

PLESIOCHRONE = "PRESQUE" SYNCHRONE

PERMET DE MULTIPLEXER DES "MIC" A DES DEBITS PLUS ELEVES

IT0 VOIES DE PAROLE IT16 VOIES DE PAROLE

1 MIC = 2MBIT/S

16 + 1 MIC = 34MBIT/S

4*16 + 1 MIC = 140 MBIT/S

MULTIPLEXAGEDEMULTIPLEXAGE

COMPLEXES,LENTS,

COUTEUX


PDH: Multiplexage Plésiochrône

Le caractère plésiochrone du multiplexage impose une opération de démultiplexage à chaque niveau pour accéder à un signal affluent.

Ainsi, pour extraire un train à 2 Mbit/s dans un multiplex à 140 Mbit/s, trois démultiplexages sont nécessaires, 140 vers 4 * 34, 34 vers 4 * 8 et enfin 8 vers 4 * 2.

Chaque opération comporte une récupération de rythme et une recherche de trame.

Le multiplexage plésiochrone est basé sur l’adjonction d’un surdébit variable accolé à chacun des signaux à multiplexer.


PDH: Divergence des normes

T1

E1 E3

Les normes sont différentes en fonction des continents:-E1: est une norme européenne-T1: est une norme nord-américaine


TRANSITION PDH - SDH

Boucle SDH 155,52 Mb/s

voix

vidéo

donnéesde 64 kbit/s à 140 Mbit/s

PDH PDH

PDH

Avec l'apparition de la fibre optique et les besoins croissants de flexibilité,il était nécessaire de créer une nouvelle hiérarchie de multiplexage capable d'intégrer tel quel des signaux de différents débits (à savoir les différents niveaux de la hiérarchie PDH).


SDH: Multiplexage synchrône

En février 1988 à Séoul (Corée) les accords internationaux ont abouti à la première série de recommandations relatives à la nouvelle hiérarchie numérique synchrone SDH (Synchronous Digital Hierachy). La trame STM-1 est la trame de base de la SDH,

sa durée est de 125 s et elle comprend 9 * 270 octets.

La trame STM-N est la trame obtenue par multiplexage synchrone octet par octet de N trames de base STM-1.


SDH: Les principes

définition d’une trame de base à 155,520 Mbit/s appelée STM‑1 (Synchronous Transport Module level 1)

- définition de hauts débits d’ordre N qui sont obtenus par entrelacement d’octets des trames de base (STM‑N Synchronous Transport Module level N) : le débit résultant est donc de N x 155,520 Mbit/s.

- définition du multiplexage à l’intérieur de la trame de base chaque signal à transmettre est inclus dans un conteneur (Container). -


SDH: caractéristiques essentielles

SDH = SYNCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY SUPPORT DE TRANSMISSION OPTIQUE POUR LES HAUTS-

DEBITS HIERARCHIE SYNCHRONE: MULTIPLES DE 4 PEUT "CONTENEURISER" DIFFERENTS FORMATS DE

DONNEES: hiérarchies plésiochrones: T1/T3/SONET (USA), E1/E3 (PDH) trames: HDLC, SMDS, slots DQDB, cellules ATM...

AVANTAGES DE LA SDH: système de transport universel informations de contrôle et de supervision (orienté TMN) interfaces de transmission simplifiés haute sécurité (boucles SDH)


Autre réseau

Autre réseau

Autre réseau

SDH: un exemple de déploiement local

0

Bouxwiller

5 10 15 20km

Strasbourg

Mulhouse

Colmar

HAUT - RHIN

BAS-RHIN

Freiburg

Basel

Suisse

Karlsruhe

Sarre-Union

DrunlingenLa PetitePierre

Niederbronn

Wissembourg

Lauterbourg

SeltzWoerth

Soultz sousForêts

Bischwiller

Haguenau

Brumath

HochfeldenSaverne

MarmoutierTruchtersheim

Mundolsheim Bischeim

Schiltigheim

Illkirch Graffenstaden

Geispolsheim

Wasselonne

Erstein

MolsheimMutzig

Rosheim

Obernai

Schirmeck

Barr

Benfeld

Sélestat

VilléSaales

Ribeauvillé

Marckolsheim

Kaysersberg

Lapoutroie

Wintzenheim

Andolsheim

Neuf-BrisachMunster

Rouffach

Ensisheim

Guebwiller

ST AmarinSoultz

Cernay

IllzachThann

Masevaux

Wittenheim

Mulhouse-Sud

Sierentz

Huningue

AltkirchDannemarie

Hirsingue

Ferrette

Habsheim

Ste Marie-aux-Mines

Sarrebourg

Sarreguemines Bitche

Rastatt

Baden-Baden

Offenburg

Lahr

Belfort

St. Dié

Boucles SDH STM-1 (155Mbit/s)


SDH: déploiement national

DEPLOIEMENT PAR FRANCE TELECOM DE LA SDH (SYNCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY)

ARTERES HAUT-DEBIT DE FRANCE-TELECOM

PARISNANCY STRASBOURG

THANN

COLMAR

MULHOUSE

NX2.5GBIT

NX622MBIT

NX155MBITN*64Kbit/s


Correspondance entre les différentes Hiérarchies

SONET = SYNCHRONOUS OPTICAL NETWORK

HIERARCHIE SONETHIERARCHIE SDH

OC-151,84 Mb/s

OC-3155,52 Mb/s

OC-12622,08 Mb/s

OC-482,5 Gb/s

etc...

STM-1155,52 Mb/s

STM-4622,08 Mb/s

STM-162,5 Gb/s

etc...

E-1

E-4

E-2

E-3

T-1

T-2

T-3

T-4

HIERARCHIES PDH


Convergence vers les hauts-débits:

« conteneurisation » des bas-débitsUn conteneur à 155Mbits/s permet de

conteneuriser tout type de bas-débit:-PDH Europe / Japon / Amérique du Nord-xDSL, LAN, Frame-Relay, ATM ………….


Les Hauts-débits et la SDH

STM1

STM4

STM16

SONET


FORMAT D'UNE TRAME SDH

SDS = SURDEBIT DE SECTION SDC = SURDEBIT DE CONDUIT 1 TRAME= 9X270 octets, balayage de 8000 trames/s

CAPACITE UTILE SDS

POINTEUR

SDS

SDC CONTENEUR CT-n (n de 1 à 4)

9 octets 261 octets

3

PAYLOADEN-TETE

CONTENEUR VIRTUEL CTV-n (n de 1 à 4)

un ou plusieurs conteneurs virtuels, selon leur capacité

1

5

TRAME MTS-1


LES CONTENEURS SDH

Hiérarchies PDH et dénomination des conteneurs correspondants

EUROPEENNE AMERICAINE

E-1 2048 kbit/s CT-12 DS-1 1544 kbit/s CT-11




On a vu précédemment que les signaux plésiochrones étaient "conteneurisés". On associe ainsi à chaque débit un conteneur spécifique, qu'il soit de base (niveaux 1 et 2) ou d'ordre supérieur (niveaux 3 et 4).


EXEMPLE DU TRANSPORT D'UN CTV-4

Le CTV n'a pas de phase fixe par rapport à la trame MTS-1.Il peut osciller entre diverses positions.

TRAME n°1pointeurs

SDS

SDS

CTV-4

TRAME n°1

TRAME n°2

pointeursSDS

SDS

pointeursSDS

SDS

CTV-4


LES EN-TETES

La zone de Surdébit De Section (SDS).Elle est constituée de 72 octets selon l’organisation suivante :

La zone de Surdébit De Conduit (SDC).

Elle se compose de 6 octets auxquels peuvent s’ajouter 3 octets (Z3, Z4 et Z5).

Octets réservés pour usage national

Ils comprennent des informations de maintenance et des informations d’exploitation.

On distingue deux types d’en-têtes :

- les en-têtes pour les sections (en-tête du MTS-1) : SDS- les en-têtes pour les conduits (en-tête du CT) : SDC

A1 A1 A1 A2 A2 A2 C1B1 E1 F1D1 D2 D3

B2 B2 B2 K1 K2D4 D5 D6D7 D8 D9D10 D11 D12Z1 Z1 Z1 Z2 Z2 Z2 E2

P O I N T E U R S G1

B3C2

H4

J1

F2

Z3Z4Z5


LES POINTEURS

Les pointeurs sont généralement situés sur les octets 1 à 9 de la quatrième ligne de la trame MTS-1, mais des exceptions peuvent avoir lieu dans le cas d’un transport de CTV-31. Ils sont alors placés sur les quatre premières lignes, de la colonne 11 à la colonne 14.

Octets similaires aux autres dans le cas des pointeurs de CTV-32

Dans les autres cas Y : 1001SS11 (les bits S ne sont pas spécifiés) 1 : octet uniquement composé de 1

H1 Y Y H2 1 1 H3 H3 H3

S D S

S D S


Justification de Fréquence - Positive / Négative

Justification positive :

Justification négative :

Si le débit du CTV est trop lent par rapport à celui du SDS, on effectue une justification positive.

Si le débit du CTV est trop rapide par rapport à celui du SDS, on effectue une justification négative.

Si le débit de la trame (du SDS) est différent de celui des informations, il faut décaler le pointeur de CTV pour effectuer une adaptation.

H1 Y Y H2 1 1 x1 x2 x3 x4 x5 x6

H1 Y Y H2 1 1 H3 H3H3 x1 x2 x3

S D S

S D S

S D S

S D S

H1 Y Y H2 1 1 00 00 00 H3 H3 H3

S D S

S D S


NMG et les réseaux de transmission

La sonde de PrOceSS7 est connectée aux réseaux de signalisation à travers des accès PDH E1 à 2Mb/s (cuivre)

L’information de signalisation ne demande pas encore des accès à hauts-débits……

L’utilisation de multiplexeurs externes (Cross-Connects) permet de multiplier le nombre d’accès et d’atteindre des accès déportés (Remote)

Nouveaux développements: En cours: sonde T1 (US) Prévu: sonde SDH (optique STM-1)

pour les besoins IP et UMTS.

Application Server

TS MultiplexerTS Multiplexer

GPS

E1

CPU

M1

M2

M3

M4

M5

M8

M6

M7

HD

Power

BUS

prOceSS7

TS MultiplexerTS Multiplexer

2 E1 16 SL2 E1 16 SL

Total16 E1

128 SL

Total16 E1

128 SL

E1

E1


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