ELEKTRONSKI FAKULTET U NIUSEMINARSKI RAD IZ OPTIKIH MREA

SINHRONA DIGITALNA HIJERARHIJA ( SDH )

Studenti: Profesor:

Ivan Danilov 13568 Dejan Mili

Sava Markovi 13672

U Niu, februar 2014.godine10 SINHRONA DIGITALNA HIJERARHIJAKada je razvijena PDH hijerarhija, smatralo se da ima dovoljan kapacitet, koji je tada odgovarao zahtevima za transport glasa i podataka. Meutim, kako je vreme prolazilo i potranja za uslugama je rasla, potreba za veim brzinama prenosa je nastala vrlo brzo, uglavnom zbog eksplozije u prenosu podataka. Projektovanje jo vee brzine PDH je veoma sloen i neekonomian proces, jer da bi se postigla vea brzina prenosa, mora se dodati odredjen broj faza za multipleksiranje,a samim tim, mora se dodati i slian broj faza za demultipleksiranje tamo gde je potrebno ( vidi poglavlje 8 za vie detalja o PDH ). U stvari, Medjunarodna telekomunikaciona unija ( ITU ), nije radila izvan standarda za PDH sisteme izvan 140 Mbps, i koji god sistem je izaao za veu brzinu prenosa podataka bio je u vlasnitvu prodavaca. Nakon pojave tehnologije optikih vlakana u 1980-im, koji imaju ogroman kapacitet kanala, sistemi ogranieni PDH standardima postaju pravo usko grlo u transportu veeg broja kanala u optikom medijumu.10.1 EVOLUCIJA SINHRONE DIGITALNE HIJERARHIJE

Digitalna mrea je u malim segmentama poela zamenu analogne veze. Broj segmenata je rastao sa potranjom za poveanim saobraajem. Ovi segmenti, iako poseduju unutar sebe Master-Slave sinhronizaciju, rade na principima PDH hijerarhije u interkonekciji sa svim ostalima. ak svi segmenti mree jednog operatera ne mogu biti integrisani na filozofiji Master-Slave sinhronizacije, to dovodi do previe interkonekcije na pleziohronom nivou. Svaka takva interkonekcija davala je povoda za zastoj u mrei, to je bilo veoma nepoeljno. Na kraju, broj zastoja u mrei postao je nepodnoljiv ( videti sekciju 7.9 za detaljniju analizu ovog problema ). Telekomunikacioni operateri su onda zapoeli uspostavljanje sinhronizacije za kompletne svoje mree u 1970-im. Trokovi visoke preciznosti atomskih asovnika i pomoni pribor vremenske distribucije su takodje u opadanju, inei sinhronizaciju mree iroko pristupanom.Takodje, integracija mrea razliitih proizvodjaa nije mogua na optikom nivou zbog nestandardnih optikih interfejsa povezanih sa PDH. To je postao veliki problem jer je vremenom nastala vea potreba za medjusobnim vezama izmedju razliitih mrea nezavisno od proizvodjaa. Drugi problem za medjunarodni saobraaj su razliiti standardi elektrinih nivoa u digitalnim signalima u Evropi, Japanu i Americi ( E1 u Evropi i ostatku sveta, a T1 u Severnoj Americi i Japanu ).

Ovi faktori su iziskivali novi standard koji bi mogao da prevazidje sve ove probleme i koji bi mogao koristiti u nekom periodu u budunosti. U razvoju novih standarda, mnogo vie faktora je uzeto u obzir, koji su ponudili bolje uslove od PDH standarda ( o ovome e biti rei u narednim poglavljima ).Sinhronizacija iroke mree u predloenom novom standardu nudi bit po bit identifikaciju digitalnog signala u mrei. Standard je imao fenomenalnu prednost zato to je mogao da identifikuje svaki vremenski slot u prenosu bitova. Prema tome, svaki kanal ( koji se odnosi na bilo koji vremenski slot ) moe se direktno izbaciti ili ubaciti. Iako postoji mogunost da se direktno izbaci ak i 64-kbps kanali, obino se koriste sistemi na nivou E1. Ali, to se moe postii samo ako se koristi direktno multipleksiranje od pritoka umesto hijerarhijskog multipleksiranja. Ovi zahtevi dovode do moranja za promenom hijerarhije. Slika 1.10 ilustruje koncept.E2 prenos bitova ( koji se nazivaju i pritoke ) stiu na E3 multiplekser u svoje vreme, to znai da su brojevi bitova ili brojevi vremenskih slotova razliiti u zavisnosti od vremena dolaska u E3 multiplekser. ( Ovo nije isto to i razliita bitska brzina, to smo videli ranije u poglavlju 8).

Nakon neophodne ekualizacije brzine, bitovi se multipleksiraju kako stiu. Odlazei E3 tok bitova tako sadri sekvencu svakog prvodolazeeg bita iz E2, potom drugodolazeeg bita svakog E2 i tako dalje. U primeru na slici 10.1, u datom trenutku vremena, sledei brojevi bitova su dostupni za multipleksiranje: 6. prvog E2, 2. drugog E2, 13. treeg E2 i 25. etvrtog E2. Oni se multipleksiraju po istom tom redosledu. Ovi multipleksirani bitovi su postavljeni u bitnim pozicijama obeleenim za pritokama bitova podataka, set I od E3 toka nakon kadriranja, alarm bitova, itd. ( videti sekciju 8.3 za detalje vezane za E3 ).Sada, gledajui u E3 tok bitova, moemo videti da je lako mogue razdvojiti 4 E2 jer se svi tretiraju kao uesniki podaci na fiksnim pozicijama u E3 toku podataka. Medjutim, mi emo biti na gubitku da znamo funkciju svakog od pojedinanih E2 bitova. Biemo u mogunosti da znamo ove detalje ako koristimo E2 multiplekser, koji e prepoznati strukturu okvira za E2, a nakon posmatranja formulisanih bitova za nekoliko okvira, utvrdie se odgovarajui E2 tok, i tek tada se mogu identifikovati svi delovi E2 toka bitova sa njihovih poloaja i demultipleksira ih u E1.Sa druge strane, ako koristimo direktno multiplesiranje od E1 pritoke, na primer, sa zajednikim setom kadriranih bitova, pojedinani kanali mogu biti lako izdvojeni ako se znaju pozicije bitova ( vidi sliku 10.2 ).Direktan multiplekser prikazan na slici 10.2 je hipotetiki model i on je samo za ilustraciju koncepta. Recimo 63 E1 su multipleksirani u zajedniki ram ( 63 je izabran samo zato da bi odgovaralo broju koji se koristi u STM-1). Tako se kroz znanje pozicije bitova, pritoke mogu identifikovati i odvojiti. Multipleksiranje moe biti na nivou bita ili na nivou bajta ( jedan bajt u vremenu se naziva bajt multipleksiranje.

Moete videti da li imate sinhronu mreu, moete identifikovati pojedinane bitove bez greke i sa direktnim strukturom za multipleksiranje, moete da otpustite ili ubacite pritoku, bez potrebe za demultipleksiranje celog toka bitova.Ovaj koncept je primenjen za dizajniranje potpuno novog standarda digitalnog multipleksiranja hijerarhija i zove se Sinhrona Digitalna Hijerarhija ( SDH ). Na poetku, u februaru 1985. Bell-Core Technologies USA predloila je novi standard nazvan Sinhrona Optika Mrea ( SONET ), koji je u upotrebi u Severnoj Americi i Japanu. Principi su kasnije usvojeni od strane ITU-T i oni su izvedeni iz SDH standarda. Prve preporuke SDH standarda, tj. G.707, G.708, G.709 su odobreni u februaru 1988.godine, a njihove poboljane verzije su nastale 1990.godine. Dok je G.707 definisao standardizovane SDH nivoe, G.708 je opisao principe i osnovne strukture. Strukture multipleksiranja osnovnih ramova definisane su u G.709. Nakon toga, G.708 je korien za definisanje sub-STM-0 mree, G.709 je korien za definisanje novog transportnog standarda pod nazivom Optika Saobraajna Mrea ( OTN ), i SDH je redefinisana u preporuci G.707/Y1322 u decembru 2003.godine. Izmene su nastavljene i kasnije, najnovija verzija je G.707/Y1322 (2007) napravljena 29.jula 2007.godine.SDH je konano evoluirala, osiguravajui da ona ne samo zadovoljava trenutne potrebe, ve i da zadovoljava potrebe i u budue. Standard je napravljen kako bi se osiguralo da bude potpuno kompatibilan sa svim digitalnim hijerarhijama koje se koriste u svetu bilo evropskim, amerikim ili japanskim. Takodje je kompatibilan sa SONET-om i mnogim drugim tehnologijama kao to su ATM, IP i druge.Konano, SDH ima mnogo prednosti nad PDH, koje e se sumirati u nerednim poglavljima.

10.2 Prednosti SDH

10.2.1 Brzine prenosa podatakaMnogo vee brzine prenosa podataka ( ili bitske brzine; brzine prenosa podataka ili bitske brzine su sinonimi u raspravi o SDH i ne treba ga meati sa komunikacijom podataka ) su mogue. PDH je definisao brzinu prenosa podataka samo do 140 Mbps. Osim toga, sistemi nisu definisani od strane ITU-T, ali neki vlasniki sistemi i dalje postoje. Medjutim, u SDH, brzine prenosa podataka idu do STM-256, tj. do 40 Gbps. STM je skraenica za sinhroni transportni modul; transport jedinica podataka u SDH se naziva transport modula, najmanji je STM-1 sa brzinom prenosa podataka od 155 Mbps. Trenutno, najveu upotrebu stekli su sistemi do 10 Gbps ( STM-64 ), iako su poeli da se upotrebljavaju i STM-256 ( 40 Gbps ) sistemi. 10.2.2 Direktno izbacivanje/ubacivanje pritoka

Zbog sinhrone prirode multipleksiranja, to je i objanjeno u prethodnim sekcijama, mogue je izbaciti ili ubaciti pritoku ( pritoka u digitalnom prenosnom sistemu je tok podataka koji moe biti E1=2Mbps, T-1=1.544 Mbps ili bilo koji drugi vii tok podataka ) bez potrebe da se ide kroz vie faza multipleksiranja ili demultipleksiranja. Sve ovo dovodi do drastino nie cene ovih sistema.To je, u stvari, jedna od najvanijih prednosti SDH. Ovo, zajedno sa potrebom za veim brzinama prenosa podataka i kompatibilnosti irom sveta, bila je osnova za uvodjenje SDH sistema.10.2.3 Automatsko zatitno prebacivanje/samoizleenjeSDH mrea je generalno konstruisana u obliku prstenova gde god je to bilo mogue ( to emo videti detaljnije u poglavlju 12 ). Dizajn SDH predvidja tzv. automatsko prebacivanje zatite ili funkciju samoizleenja, to znai da ukoliko postoji kvar usluga, u voru ili u vie vorova, zbog prekida vlakna ili bilo kog drugog problema, saobraaj e automatski biti preusmeren sa oteenog vora nekim alternativnim pravcem. Ovo obezbedjuje gotovo trenutnu obnovu saobraaja, to dovodi do velike pouzdanosti i tanosti popravke od strane timova za odravanje koji nee imati pritisak da moraju problem reiti u to kraem roku. To je razlog zato se ova osobina SDH mree zove samoizleenje.10.2.4 Kompatibilnost sa preovladjujuim standardimaZbog toga to je doao novi standard, koji je bolji od ostalih, ne znai da su postojee mree preko noi naputene. Uspostavljanje ovih mrea ukljuivalo je ogromne trokove,a mnoge od njih jo uvek nisu odradile svoj radni vek. Tako da, i za mnogo godina, one e negde nai svoju primenu. SDH je dizajniran da bude u stanju da primi skoro sve postojee standarde, omoguujui povezivanje na sve evropske, japanske i amerike standarde. Stoga, SDH je u stanju da prodre sve granice i da neprimetno obavlja saobraaj. Vlasnici starijih mrea nemaju razloga da brinu zbog pojave SDH.

Razne PDH hijerarhije koje se koriste irom sveta prikazane su na slici 10.3, i sve ove hijerarhije su lako smetene u SDH. SDH je takodje u potpunosti kompatibilan sa amerikim standardom SONET.

Iako vie brzine od onih prikazanih na slici 10.3 su takodje u upotrebi, one su uglavnom u vlasnitvu proizvodjaa i nisu standardizovane od strane ITU-T.10.2.5 Kompatibilnost sa prodavcima

Optiki interfejs je standardizovan u SDH. Pre SDH, nije bio standardizovan, tako da je svaki prodavac koristio drugaiji interfejs, bez kompatibilnosti sa ostalima. Sa optikom kompatibilnou opreme razliitih proizvodjaa, koji se odnosi na to da opreme razliitih proizvodjaa mogu biti povezane bez posebnog inerfejs uredjaja. Ovo se pokazalo kao revolucija jer se pretvorilo u brzu i ekonominu interkonekciju irom sveta.10.2.6 Kompatibilnost sa protokolima za prenos podataka

Prenos podataka je rastao bre od glasovnog saobraaja u prethodnim godinama, ali nema transportnih mrea koje su dostupne iskljuivo za saobraaj podataka. Prenos podataka je okosnica na dugim relacijama pa se stoga gradi na ve postojeoj infrastrukturi. SDH omoguava veoma efikasno mapiranje skoro svih komunikacionih protokola, kao to su HDLC, Ethernet, IP, ATM, LAPS itd.10.2.7 Odline operacije, administracija i menadment

PDH ima veoma ogranien skup funkcionalnosti O&M, sa nekoliko bitova koji ukazuju na neuspeh ili greke kao pomagala. PDH ima veoma ograniene karakteristike upravljanja. Nasuprot tome, struktura SDH obuhvata veliki broj bajtova kao overhead bajtove za O&M. Iako ovi overhead bajtovi neznatno smanje efikasnost prenosa, oni u velikoj meri poboljavaju operacije, administraciju, odravanje i mogunosti mree. Veliki broj alarma brzo i precizno generie lokacije kvarova. Pored toga, veliki broj bajtova je rezervisan za prenos podataka kako bi se olakalo upravljanje celom mreom. Ovo ukljuuje konfigurisanje i pruanje eljenog nivoa protoka izmedju bilo koje dve ili vie taaka, praenje, iskljuenja, cross veze itd.10.3 Cena koja je plaena za prednostiNaravno, sve prednosti koje su objanjene u sekciji 10.2 nisu dobijene besplatno. Postoji cena koju treba platiti, u smislu: (i) uspostavljanje vremenske raspodele kroz mreu, (ii) dodat jitter zbog prilagodjenja pokazivaa, (iii) siromaniju efikasnost uramljivanja, i (iv) pretnja virusa.

10.3.1 Uspostavljanje vremenske raspodele kroz mreu

Poto cela mrea treba da bude sinhrona, odnosno, lokacije bitova koje se odnose na pojedinane pritoke moraju biti precizno poznate, mora biti uspostavljena vremenska raspodela kroz mreu. Visoko precizni atomski asovnici se moraju koristiti na strateki bitnim lokacijama u mrei, koji treba da budu podrani od strane visoko preciznih jedinica snabdevanja sinhronizacije ( SSUs ) ( vidi poglavlje 5 za detaljniju raspravu o asovnicima ). To je skupo, medjutim, trokovi su znatno smanjeni u nedavnoj prolosti, to je uinilo sve ovo pristupanijim.10.3.2 Dodat diter zbog prilagodjenja pokazivaaTane lokacije pritoka su u SDH oznaene putem neega poznatog kao pokaziva ( kasnije emo detaljno o tome u ovom poglavlju). Pokaziva treba esto da se prilagodjava brzini podataka i varijacijama zbog ditera, zbog nestabilnosti opreme, a i zbog problema u prenosnom medijumu, a i takodje da prate lokacije pritoka. Svaki put se odvija podeavanje pokazivaa, a dodatni diter je uveden u tok bitova. Ovaj diter je uzrok potekoama u demultipleksiranju na niskim brzinama pritoka signala, to dovodi do sloenijih kola. 10.3.3 Siromanija efikasnost uramljivanjaZbog velikog broja bitova koji se koristi u SDH za potrebe pojaane OAM ( O&M u PDH postaje OAM, odnosno, operacije administracije i odravanje/upravljanje u SDH ) funkcijama, zapravo koristi koje nose SDH sisemi su manje u poredjenju sa PDH sistemima kao odnos ukupnog kapaciteta. Na primer, PDH, E4 signal ( ili tok bitova ) nosi 64 E1 kao korisni teret, kada je E4 brzina bitova je 139.264 Mbps, dok STM-1 ( najnia konfiguracija SDH ) nosi 63 E1 kao korisni teret, kada je brzina bitova 155.520 Mbps.

Medjutim, sa jednostavnim prenosom veih brzina u optikom vlaknu , ovi dodatni bitovi u overhead-u su lako pristupani, naroito imajui u vidu brojne prednosti OAM-a.10.3.4 Pretnja virusa

Poto su SDH sistemi visoko zavisni od softvera za OAM funkcije, oni su ranjivi na viruse, a naroito ako se OAM funkcijama upravlja preko zajednikih objekata raunara, koji se koriste za druge opte namene. Bezbednost SDH sistema e takodje biti veoma visok standard.

Ipak, ogromne mogunosti upravljanja softverom koje nudi SDH lako nadmauju pretnje.U ukupnom scenariju, prednosti teko nadmauju nedostatke, i na taj nain sklanjaju PDH i otvaraju teren za SDH.

10.4 SINHRONI TRANSPORTNI MODULTransport u telekomunikacijama ima isto znaenje kao i inae. To znai slanje i prijem robe na velikim udaljenostima. Kada se roba alje sa jednog kraja i prima na drugom kraju, trebala bi da bude transportovana. Tako u sluaju telekomunikacija, prenos i prijem komunikacionih signala ili toka bitova, zove se transport.U SDH, tok bitova je sinhronizovan i transportovan je u ramovima, koji se zovu moduli. Razmotrimo koncept direktnog multipleksiranja objanjenog u sekciji 10.1 ( pogledati sliku 10.4).

Kao to je prikazano, direktno multipleksiranje ( umesto viestepenog multipleksiranja u PDH ) 63 E1 proizvodi najmanji hijerarhijski modul SDH koji se zove STM-1. Treba obratiti panju na to da je brzina prenosa bitova mnogo vea nego to je potrebno za 63 x 2.048 Mbps.

63 x 2.048 = 129.024 Mbps

a kod STM-1 = 155.520 Mbps

( Najmanji modul u SDH je zapravo STM-0, koji nosi 21 E1, i ima brzinu protoka od 51.840 Mbps. STM-0 je ekvivalentan sinhronom transportu signala STS-1 kod SONET standarda, koji se koristi u Severnoj Americi i Japanu. STM-0 moe da primi 21 E1 ( koji su na nominalnoj brzini protoka od 2 Mbps ) ili 28 T-1 ( koji su na nominalnoj brzini protoka od 1.5 Mbps ). Ostali nivoi SDH i SONET-a su takodje kompatibilni, na primer, STS-3 je ekvivalentan sa STM-1 pri brzini protoka od 155.520 Mbps, STS-12 je ekvivalentan sa STM-4 pri brzini protoka od 622.080 Mbps, i tako dalje. STM-0, medjutim, nije popularan u proizvodnji, tako da je najmanja konfiguracija koja se moe kupiti STM-1. ) Vee brzine protoka u SDH su definisane viim nivoima STM-a, kao to su STM-4, STM-16 itd. Iako su u egzaktnom umnoku od STM-1, oni nisu multipleksirani u hijerarhiji kao kod PDH, ali koriste koncept direktnog multipleksiranja prikazanog na slici 10.4 u svakoj fazi. Razliite SDH brzine protoka su definisane od strane ITU-T i to je prikazano na slici 10.5. Slika 10.5 prikazuje sve module definisane od strane ITU-T za SDH hijerarhiju, njihove tane brzine protoka podataka ( bitova ), poznatije kao brzine prenosa podataka. STM-1 je osnovni modul, a ostatak su njegovi jednostavni umnoci.

10.5 Formiranje STM-1

Sada da vidimo kako se formira STM-1 od 63 E1 pritoka i kako bitska brzina 129.024Mbps (2.048 x 63) postaje 155.520Mbps. Gde su svi ovi ektra (ili overhead) bita iskorieni, kako se oni koriste, i zato?

Hajde da preispitamo koncept direktnog multipleksiranje lana 10.1 (slika L0.2), gde je hipotetiki sluaj direktnog multipleksiranja 63 E1s uzet. Slika je ponovo nacrtana kao slika 10.6. To je upravo ono to je uraeno, u principu, da se dobije STM-1 ram od 63 E1s. Naalost, meutim, stvari nisu tako jednostavne. Postoje problemi koje treba prevazii da bi se formirali praktini sistemi. Pogledajmo ih jedan po jedan.

Slika 10.6Direktno multipleksiranje 64 E1 za sinhroni sistem.10.5.1 Poravnanje E1 pritoka

Kao to smo videli tokom diskusije o PDH multipleksiranju (lan 8.2.1), bitske brzine svih E1 pritoka nisu potpuno iste, verovatno zbog razliitih izvora svojih originations i razliitih medija preko kojih stignu na STM-1 multiplekser. Tako, proces poravnjanja slian kaoto je opisano u odeljku 8.2.3 mora da bude usvojen.

Stoga su izabrane velike bitske brzine, tako da E1 sa najveom brzinom protoka se lako prilagoava. Ova visoka stopa automatski prilagoava manje brzine protoka pritoka proglaenjem potrebnog broja poravnajuih prilike bita ili kao poravnanje bita ili bita sa podacima. Meutim, pre nego to ponemo istraivanje detalja procesa poravnanja u STM-1, treba da znamo "brzinu emitovanja ramova" STM-1.

10.5.2 Brzina emitovanja rama kod STM-1

Podsetimo se osnova uzorkovanja Nikvistove toreme (objanjeno u odeljku 3.2),koji navodi da bilo koji analogni signal moe verno biti rekonstruisan preko njenih uzoraka ako se uzorkovanje vri na vie od dva puta maksimalne frekvencije signala. Shodno tome, govor je uzorkovan na 8 kHz (vie nego duplo maksimalna frekvencija, odnosno, 3.4kHz). Tako, 8000 uzoraka proizvode se svake sekunde, prevedeno na vreme to je 125 s izmeu svakog uzorka. Dakle, ovih 125 s su usvojeni kao standardan period za ram u PCM ili E1 (PDH nivo 1, vidi odeljak 8.1) multipleksiranje. Iko u viim nivoim PDH multipleksirnj ko to E2, E3, itd , vremena emitovanja rama su bile ssvim drugije ,dok je projektovana SDH hirearhija, uoeno je d je njvie pogodn z korienje 125 s ko stndrdno vreme emitovanja rama ne smo z STM-1 nego z sve nivoe STM .U stvari vreme emeitovanja rama nem nikkve veze s brzinom uzorkovnj prenos podtk mor d se odvij n unpred definisnoj bitskoj brzini ko to je 2.048 Mbps z E1 i 8.448 Mbps z E2, itd,. Nprotiv ,vreme emitovanja rama je tko izbrno d prenese podtke na datoj brzini bez greske , koliko mogue. Shodno tome ,pogodn okvir trjnje 125 s je izbrn z PCM ili E1 , jer je omoguvo lko rzumevnje zhvljujui injenici d uzorkovanje pri 8000 - Hz obezbeuje jedn uzork za svki od 30 multipleksirn knla tokom 125 s. Broj bitov koji se moe poslti u rmu niti moe d bude suvie nizk , niti suvie visok. Mnji broj bitov po ramu vodi do slbe efiksnosti rama jer je broj ' referentnih bit ", (koji su overhed bitovi ) koji se prenose u svkom ramu pored bitov podtk je konstantan. Veom veliki broj bitov u ramu moe dovesti do veeg broja grek zbog problem prenosnog medijuma ili zbog loe tnosti prijemnikovog sta. Tko, rzumn bilns je normlno obezbeen projektovnjem . U sluju STM-1, broj bit po rmu je 155,520,000 / 8000, dok u STM-4, oni su 4 x 155,520,000 / 8000 po rmu. STM-1 stop se dobij mnoenjem sa 16 i 64 u sluju STM-16 i STM-64. Dkle, broj bit po rmu postje veom visok u sluju vieg red STM-a jer se trjnje rama dri konstntno n I25 s. Meutim, ova visok brzin prenos ne uzrokuje veliki problem u isprvnom prenosu i prijemu bitov zbog veom visoke tnosti sovnik koji se koriste i efiksnog otkrivnja greke i mehanizama za korekciju. Sd d vidimo proces obrzloenj. Po ITU-T preporukm, st tnost dozvoljeno z E1 vorov je 50 ppm (ili 50 ). Stog, ukupn broj bitov koji mogu biti vie ili mnje

Dkle, ko smo zdrti marginu z ubacivanje 1 bit po rmu za E1 pritoke u STM-1, bie

Broj dodtnih bitov u sekundi = 1 x 8000 = 8000

Meutim, zahtevani dodatni biti su smo 102 u sekundi (plus neke vie n run oteenj tokom prenosa, li vrijcija nee biti mnogo). Tko, 1 bit po rmu izgled d je previe. Tko, d tede n broj ubacivanih/ poranajuih bit ( smim tim i poboljnje efiksnosti rama), 1 bit se ubcuje u svkom etvrtom ramu koji nm dje mrginu od 8000/4 = 2000 bit/s koji je tkoe mnogo vie nego nem zhtevim 102 Bita / s.

D se prilagode vrijnte i pozitivnih i negtivnih strana, dva bit su, u stvri, obezbeena u svkom etvrtom tamu. Jedn bit se koristi z tkozvno pozitivno poravnanje a drugi z negtivno poravnanje. Kd je bitska brzina dolzne E1 pritoke mnja od 2.048 Mbps, poravnajui bit je dodt (u stvari, poravnajuci opportunity bit nzvan "S1,, predvien za ovj cilj se proglv ko poravnajui bit nego stvrno da se dodaje ekstr bit), to se zove "pozitivno poravnanje." Kd je bitska brzina ulznih E1 pritok vea od 2048 Mbps, poravnajui bit se brie (u stvri poravnajuci opputnity bit pod nzivom "S2" se z tu svrhu koristi se ko podaci ili informcioni bit nego zprvo brisnj bilo kog bita), to se zove "negtivn poravnanje.Struktura viserama kombinuje etiri E1 rama kako je prikazano na Slici 10.7.

Imajte na umu da je 'S1' bit poslednji bit bajta sa brojem 103 i "S2,, bit je prvi bit 104. bajta. Takoe primetite prisustvo "kontrolne poravnajue bite "C1 i C2" u tri od bajtova. Kada se sva tri C1 bita 0, bit S1 je bitpodataka (tj.,C1C1C1 = 000) i kada sva

Slika 10.7

Vieramna struktura 500-PS kombinuje etiri E1 pritoke. Bitovi se prenose sleva na desno i odozgo na dole. (b) dve vrste predstavljanja vierama.tri njegova C1 bita su 1 (tj., C1C1C1 = 111) bit S1 je poravnajui bit. Sline indikacije su dati od strane tri C2 malo o s2 bita (vidi odeljak 8.2.3 za vie detaljia o procesu poravnanja).

Moda se pitate o ostalim detaljima strukture rama. Videemo o njima vrlo brzo. Hajde da prvo vidimo detalje o brzini poravnanja.

Ukupan broj bitova podataka je 1023 u svakom ramu, a tu su i 2000 takvih ramova svake sekunde. Dakle, broj bita u sekundi = 1023 x 2000. Ili data rate je = 2.046.000 bita / s

Sada ako je bit S1 je takoe bit podataka, onda ukupan broj bitova podataka e biti 1023 + 1 = 1024, i stoga,Data rate = 1024 x 2000 = 2048 kbits / s, to je normalna brzina E1 .Ako je S2 bit takoebit podataka, onda ukupan broj bitova podataka e biti

1023 + 2 = 1025, i stoga,

Data rate = 1025 k 2000 = 2050 kbits / s Stvarna brzina prenosa podataka e biti negde izmeu granica 2046

i 2050 kbps, dajui potpuni opseg poravnanja do 4 kbps nasuprot

uslovu 102 = 204 bps ili tako.

Ostali bitovi u strukturi okvira su R biti: Oni su fiksni popunjujui (poravnajui) biti u ovoj strukturi rama. Svrha je da se napravi ram odreene veliine dodavanjem nekih suvinih bita, tako da se mogu uklopiti lako sa drugim vrstama ramova uemu za multipleksiranje STM-1. Za primer, STM-1 ram moe da obuhvati razliite pritoke kao to su E1, T-1, E3, F4, itd (Naknadno e biti diskutovano). O biti: Ovo su "overhead" biti kanala koji se koriste za razna odravanja i alarm funkcije. Detalji ovih bitova e biti obraeni u sledeem poglavlju OAM karakteristika SDH. S1, S2 biti: Ve su diskutovani. Cl, C2 biti: Ve su diskutovani. I (ili D) biti: Ve su diskutovani.

Korienje razliitih tipova bitova da se formira struktura rama smo videli da se zove "mapping" i sama struktura rama se zove kontejner". To su dva veoma osnovnih koncepata u SDH. Hajde da ih vidimo u malo vie detalja.10.6 Kontejner

Kontejner je jedan od osnovnih blokova koji ulaze u sastav SDH. 136-bajtna struktura rama koju smo videli na slici 10.7 je zapravo definisan SDH kontejner pod nazivom "C".

Koncept kontejnera moe lako da se razume iz samog naziva. Razmislite sluaj gde kamion mora da se natovari sa razliitom robom, razliitih veliina. Ako oni se sloe u kamion u svojoj originalnoj veliini, oni ne mogu da se"spakuju" pravilno u kamion, to dovodi do oteenja tokom prevoza. Dakle, moramo da dizajniramo kontejner, adekvatne veliine, koje e ispuniti dva cilja, prvo, smetaj robe razliitih veliina pravilno spakovanih unutar kontejnera uz pomo punjivog materijala koji moe da menja koliinu i oblik u zavisnosti od veliine robe, i drugo, uklapanje dimenzije kamiona ispravno kada su naslagani jedni pored drugih i jedni preko drugih u odreenom broju redova i kolona. Uzgred, za primenu SDH (i naravno, mnoge druge primene u telekomunikacionim sistemima) prenos telekomunikacionog saobraaja je savreno analogan sa sistemima prevoza fizike robe. Kontejner C sa slike 10.7 je dizajniran tako da moe da nosi E1 pritoku sa razliitom brzinom podataka (varirajua brzina podataka podrazumeva da E1 moe sadrati razliit broj bitova u svakoj jedinici vremena, recimo, 1 s, analogno robi razliitih veliina).Poravnajui biti S1 i S2 deluju kao punjivi materijal. Fiksni punjivi biti R slue kao punjenjivi materijal za postizanje kontejnera veliine 136 bajtova, to e se dobro uklapiti u kamion STM-1 da dozvoli da ponese 63 takvih kontejnera. Neki itaoci mogu imati sumnje zato ne smanjiti broj R bajtova i smanjiti veliinu kontejnera, tako da bi se omoguio prenos vie kontejnera u kamionu date veliine. Odgovor lei u ugraenoj fleksibilnosti kamiona STM-1, koji mora da se prilagodi ne samo kontejneru ove veliine, ve i kontejneru raznih drugih veliina za smetaj raznih postojeih standarda za prenos, kao to su T-1 (Sevrno Ameriki PCM standald od 1.544Mbps, koji se sastoji od 24 kanala od 64 kbps), E3 (PDH treeg nivoa na 34.366 Mbps), T-2 (Severno Ameriki PDH nivo 2 standard na 6.312 Mbps), E4(PDH nivo 4 na 139,264Mbps), itd. Prirodno, ako kamion mora biti u stanju da pravilno spakuje kontejnere ovih razliitih veliine (jedan tip u jednom trenutku), onda veliine kontejnera za raznu robu moraju biti odabrane na takav nain da je kamion u stanju da primi u bilo kom datom trenutku potreban tip kontejnera pravilno i, stoga, neki kontejneri moda nose previe punjivog materijala, dok drugi mogu da nose suvie malo ili bez punjivog materijala.

Slede vrste kontejnera koji se koriste u SDH za razliite brzine pritoka(vidi sliku 10.8). Moe se videti na Slici 10.8 da dok su E1, E3 i E4 Evropski PDH standardi, T-1, T-2, i T-3 (ili DS1, DS2, a DS3) su Severno Ameriki PDH standardi. To znai da je SDH fleksibilan da primi sve postojee standarde koji se primenjuju u svetu. Takoe je mogue da se prihvati standarde komunikacije podataka kao to su ATM, HDLC, PPP, Ethernet, itd,mapirajui ih u neke od ovih kontejnera.Takoe moete videti da su kontejneri dobili razne nivoe u rastuem poredku, kako se brzina prenosa od pritoka poveava . Kontejner nivo 1 je namenjen za T1 ili E1, nivo 2 je za T-2, nivo 3 je za T-3/E3, a nivo 4 je za

E4. Meutim, nivo 1 kontejner je podeljen u dva dela: Nivo 1 tip 1, odnosno, C11 za noenje T-1, a nivo 1 tip 2, odnosno, C12 za noenje je E1. Za nivo 3, samo jedna veliina kontejnera je dizajnirana za T-3 ili E3 (odvojeni kontejneri

bi imali smisla ako bi bili u stanju da nose 4 E3s, ali to nije mogue

pri datoj STM-1 brtini od 155,520 Mbps, nakon zadravanja margine za dovoljan

Slika 10.8 Razliiti kontejneri definisani u SDH za razliite standarde brzina prenosa podataka pritokama

broj nadzemnih bita, tako malo dodatnoe dopune se koristi za E3, dok odravaju zajedniku veliinu kontejnera za E3 i T-3).10.7 Mapiranje

Mapiranje je jo jedan najosnovniji koncept u SDH. Hajde da ponovo razmotrimo "kojntejner"sa Slika 10.7.

Videli smo u prethodnom delu (Odeljak 10.6) iznad, da su kontejneri tako dizajnirani da su u stanju da prime robu (ponimo da nazivamo tu robu "korisni teret" kako ih nazivaju u telekomunikacionom argonu) razliitih veliina unutar njih, prilagoavanjem koliine materijala za punjenje. Ono to je prilagoeno u ovom procesu je,, fiksirani punjivi bajtovi R " koliina koja se prilagodi da primi razliite veliine tovara. Meutim, da bi mogli da prepoznaju: nosive bite, punjive bite, i druge overhead bite pojedinano, radi odvajanja u prijemniku, lokacija svakog od ovih bita mora da se popravi. Ovo podeavanje od fiksnih punjivih bita i fiksiranje njihove lokacije u strukturi rama za razne vrste korisnog terata se zove mapiranje.Na primer, kontejner od slici 10,7 (nacrtan na Slika 10.9a) pokazuje mapiranje "E1" pritoku u kontejner "C12. Istom kontejneru C12, kada je mapiran za ATM eliju, izgleda kao to je prikazano na slici 10.9b

Slika 10.9

Mapiranje (a) E1 i (b) ATM elija u kontejner c12

Moete da vidite razliku u broju lokacija R bajtova u mapiranju "E1" u poreenju sa mapiranjem 'ATM elija "u kontejner "C-12. Dok mapiranje E1 sadri 49 R bita, ATM mapiranje ne sadri R bite. (To je zbog prirode ATM prenosa, koji je sistem za prenos podataka, ne zahteva fiksne bitne pozicije za postizanje sinhronizacije). Na ATM elije koje su 53 bajta svaka moe da pone i i da se zavrsi bilo gde u kontejneru. Drugim reima, ATM elije mogu da preu granice kontejnera. Jedna ATM elija moe biti delimino u jednom kontejneru i delimino u drugom. Tako, ATM teret koji nosi kontejner ne morau biti fiksna strukture, to moe biti bilo koje duine i vrste kontinuiranog terata. Stoga, punjivi i ravnajui biti nisu potrebni. Zastupljenost je prikazana u svrhu ilustracije samo u stvarnom mapiranju raspodela bajtova je neto drugaija zbog stvaranja "virtuelnih kontejnera", koji su kreirani iz kontejnera. Pogledajmo ove virtuelne kontejnere.

10.8 Virtualni kontejneri

Kontejner koji treba da se stavi na kamion, kao to je opisano u Odeljku 10.6, treba da imaa oznaku o sadraju kontejnera, tako da primajua strana moe na odgovarajui nain razdvojiti kontejnere koji nose razliite materijale. Takoe, zamislite situaciju gde nema dostupnog telefona na kojoj primajui strana moe da prenese poruku poaljiocu o pravilnom prijemu materijala. U takvoj situaciji, kontejner koji se otprema na odredite u suprotnom smeru tek nakon prijema kontejnera iz iste destinacije moe biti zatraeno da nosi ovu informaciju o pravoj (ili na drugi nain) potvrdi sadraja. To je tano ono sto je uraeno u sluaju SDH kontejnera.

Kontejner C12 (ili bilo koji drugi kontejner za to) je uitan sa nekim dodatnim informacijama o sadraju (vrsta tereta, prazna, itd) i performanse prenosa (pravilna isporuka tereta). Kontejner tako napunjen sa ovim informacijama se naziva "virtuelni kontejner". Ukupno 4 bajtova se dodaju kontejneru da se napravi virtuelni kontejner."Teret" ostaje isti, jer sva 4 bajta su "overhead" bajta. Ovaj virtuelna kontejner se zove VC-12 i prikazan je na slici 10.10. Virtuelni konktejner je stvarni entitet koji se transportuje sa kraja na kraj (od korisnika do korisnika) u SDH mrei, sve dok kontejner postane vidljiv samo tokom faze multipleksiranja i demultipleksiranja. (Sasvim zanimljivo da "virtuelni" kontejner je je "stvarni" kontejner.)Sva etiri bajta (V5, J2, N2, i K4) zajedno kao grupa se zove "putanja iznad (POH)" bajtova, ili da budem precizan, "nieg reda putanja iznad bajtova "(LO-POH). Oni su overhead bajtovi jer oni nisu korisniki podaci ili teret i koriste se za pravilan prenos i praenje tereta. Oni se zovu niim redom nego VC-12 (ili C12) je nia reda kontejner u multipleksirajuoj emi STM-1. Slika 10.8 prikazuje razne vrste kontejnera koji se koriste u STM-1. VC-11, VC-12 se nazivaju niim redom kontejnera dok VC-4 se zove kontejner vieg reda. Drugi kontejneri mogu biti svrstani u bilo vei ili manji red u zavisnosti od izabrane strukture multipleksiranja. (Ovo e biti jasno u narednim odeljcima gde vidimo kompletnu struktura multipleksiranja SDH.) Dakle, overhead bajtovi koji se koriste da nose VC-12 do pravilnog odredita se nazivaju LO-POH. Kakva je ovo putanja? Ovde nailazimo jo jedan veoma vaan koncept koji se koristi u SDH da se sistematski definiu razliite faze mree. Videemo o "putanji" uskoro.Slika 10.10etiri bajta se dodaju kontejneru na slici 10.7 da se napravi virtuelni kontejner VC-12 . (a-c) Tri tipa predstavljanja istog VC-12. Jedan bajt iznad svakog se ubacuje u poetak svakog podrama (125 s) multirama10.8.1 Brzine prenosa

Jedna bitna stvar koju treba napomenuti su promene koje se deavaju u brzinama prenosa kad smo dodali overhead bajtov. Imajte na umu da trajanje rama kontejnera C"i virtuelnog kontejnera je isto (125 s za zaseban ram i 500 s za vie rama), Tako, kada smo dodali dodatne bajtove u ram sa eljom da zadre isto trajanje rama, brzina prenosa mora da se povea. Hajde da izraunamo brzinu prenosa podataka C12 i VC-12Brzina prenosa C12 = Broj bita u ramu / trajanje rama = 136 x 8/500 x =2.176Mbps i Brzine prenosa VC-12 = 140x 8/500 x = 1120/500 x = 2.240 Mbps 6