1. PLESIOHRONA DIGITALNA HIJERARHIJA (PDH) Plesiohrona digitalna hijerarhija (PDH) je serija standardnih brzina bita (hijerarhijski nivoi) definisanih od strane CCITT (sada ITU-T) za prenos u digitalnoj telefonskoj mreži .To je standard za digitalne prenosne sisteme od 1970. godine širom svijeta. U novije vrijeme, komplementiran je od strane SDH standardom koji radi na višim brzinama, ali se očekuje da će PDH sučelja još uvijek biti prisutni u digitalnim sistemima prenosa još mnogo godina takoñe. I zaista, SDH okviri su projektovani da prihvate svaki tip PDH signala kako bi se osigurala puna meñurelacija izmeñu PDH i SDH mreža. U stvari, dvije plesiohrone hijerarhije, koje imaju različite brzine bita, ali slijedeći isti princip, su definisane od strane ITU-T:

• evropski PDH, zasnovan na PCM primarnom multipleks signalu E1 kod 2.048 Mbit/s; • sjevernoamerički i japanski PDH-ovi, zasnovani na PCM primarnom multipleks

signalu Ds1 kod 1.544 Mbit/s. Kao što je i očekivano, nisu uopšte kompatibilni i imaju raličite brzine bita, ali slijede isti princip. Oba su zasnovana na asinhronom digitalnom multipleksiranju isprepletanja bita, sa pozivitnom potvrdom bita. Multipleks signali ith nivoa (i > 1) se prave putem multipleksiranja datog broja signala (i – 1) nivoa. 1.1 Evropska plesihrona digitalna hijerarhija (Ei) Signali raznih hijerarhijskih nivoa se označavaju kratkim imenom Ei (i = 1, 2, 3, 4, 5). Prvi nivo evropske hijerarhije je 2.048 Mbit/s PCM primarni multipleks, koji nosi 30 telefonskih kanala. Slijedeći nivoi se dobivaju putem asinhronog digitalnog multipleksiranja isprepletanja bita (pozitivna potvrda bita) četiri signala nižeg nivoa kako bi se proizveo jedan signal višeg nivoa. Napominjemo, da se nekada jedan PCM kanal pri 64 kbit/s označava sa E0 zbog uniformnosti sa ostatkom hijerarhije. Hijerarhija je definisana u ITU-T Rec G.702 . Formati okvira su sepcifikovani u ITU-T Recs G.704 i G.706 za signal E1, u G.741 i G.742 za signal E2 i u G.751 zasignale E3 i E4. Električna sučelja unutar prostora su specifikovana u ITU-T Rec G.703 Digitalni linijski sistemi su specifikovani u ITU-T Recs G.952 , G.954 i G.955 . Peti nivo (564.992 Mbit/s) je na kraju definisan u ITU-T kao linijski sistem 4 x 139.264 Mbit/s u Recs. G.954 i G.955 . Ovaj nivo je standardan.

2. SINHRONA DIGITALNA HIJERARHIJA (SDH) I SONET 2.1 Uvod Prvi pokušaj da se usvoji sinhrono digitalno multipleksiranje datira unazad do 1970-tih, sa SYNTRAN-om (SYNhrona TRANsmisija), razvijenim u Sjedinjenim Državama. SYNTRAN je baziran na sinhronom digitalnom multipleksiranju 28 pritoka kod 1.544 Mbit/s, sa fiksnom alokacijom okteta unutar okvira, kako bi se omogućio direktan pristup PCM kanalima. Brzina bita multipleks signala je ista kao i ona na 3. nivou signala DS3 sjevernoamerčke PDH hijerarhije (44.736 Mbit7s). Glavni problemi SYNTRAN-a su bili kompleksna struktura okvira, teška kontrola funkcija održavanja i usluga, i šta više, nemogućnost da se izbjegnu slipvi zbog nedostatka sinhronizacije mreže. Sva ova pitanja ograničili su difuziju SYNTRAN-a na nekoliko eksperimenata. Početkom 1980-tih, ponovo u Sjedinjenim Državama, BELLCORE laboratorija (BELL CommunicationsResearch – komunikaciona istraživanja) projektovala je novu sinhronu digitalnu hijerarhiju nazvanu Sinhrona optička mreža (SONET). Veliki uspjeh ove nove hijerarhije je postignut zahvaljujući modernizaciji AT&T sinhronizacijske mreže (koja datira nazad do 1970-tih) i inovativnim idejama tehnike potvrde pointera. U 1986., nakon ponude Sjedinjenih Američkih Država, CCITT (sada ITU-T) je započelo studijske aktivnosti sa ciljem definisanja novog svjetskog standarda Sinhrone digitalne hijerarhije (SDH), zasnovane na SAD standardnom SONET-u ali sa nekoliko dodataka. SDH je definisan od strane CCITT izuzetno brzo a rana verzija Preporuka o SDH je objavljena nakon samo 21 mjesec rada (1988). Glavna razlika u poreñenju SDH sa SONET-om može se svesti na slijedeće:

� dodate su šeme mapiranja kako bi se produžila SDH sposobnost da prenese signal evropskog PDH kao i japanskog i sjevernoameričkog PDH koje su u SONET.u (dostupne standardne šeme dozvoljavaju mapiranje veoma širokog raspona različitih signala, uključujući PDH, ATM, FDDI i DQDB);

� brzina bita prvog hijerarhijskog nivoa SDH je podešena na 155.520 mbit/s, što je tri puta brzina signal aprvog nivoa SONET-a (51.840 Mbit/s), da bi se mogao smjestiti E4 signal (139.263 Mbit/s), što je veoma uobičajeno tamo gdje je evropski PDH usvojen;

� SDH fizičko sučelje je definisano za tri različita medija prenosa, optički kabl, radio relej i koaksijalni bakreni kabl, dok SONET – kako samo ime kaže - koristi isključivo optički kabl.

2.2 Hijerarhijski nivoi SDH i SONET Okviri različitih standardnih hijerarhijskih nivoa SDH su nazvani Sinhroni prenosni modul nivoa N (STM-N), za N = 1, 4, 16, 64,...Isto ime se široko koristi kao referenca za same signale. Brzina svakog nivoa je data jednostavnim množenjem osnovne brzine STM-1 (155.520 Mbit/s) puta N. Brzina SDH/SONET komercijalnih sistema, je oko 10 Gbit/s (STM-64/STS-192). Uvode se i moduli sa višim brzinama bita: na primjer 40 Gbit/s (STM-256/STS-768). Ovo izgleda da je fizička granica praktične realizacije digitalnih elektronskih krugova, postignuta uz ogromne troškove. Da bi se postigao veći kapacitet prenosa na jednom vlaknu, optičko multipleksiranja talasa (DWDM) dozvoljava multipleks u domenima optičkih talasa sa brzinama čak i stotina STM-N/STS-N signala. Mogli bi se tako postići ogromni kapaciteti, preko 1 Tbit/s, na jednom vlaknu.

Brzina STM-0 (ranije poznata kao sub STM-1), odgovara SONET STS-1, ne predstavlja nivo SDH i definisana je samo za specifičan slučaj radijskog i satelitskog prenosa. 2.3 Struktura SDH okvira Signali hijerarhijskih nivoa SDH i SONET su organizovani u okvire istog trajanja, jednakih 125 µs (period uzorkovanja telefonskog signala). Na ovaj način, svaki bajt u specifikovanoj poziciji u jednom okviru može nositi jedan telefonski kanal ili ekvivalentno jedan digitalni kanal kapaciteta 64 kbit/s. I zaista, činjenica da su signali svih hijerarhijskih nivoa organizovani u okvire trajanja jednakog 125 µs, zajedno sa pravilima asinhronog multipleksiranja, dozvoljava sinhroni transport PCM telefonskih kanala, tj. prenos uzoraka jednog PCM kanala u oktetima postavljenim u fiksnu poziciju u okviru SDH/SONET okvira. Od sada, zbog sažetosti, fokusiraćemo se uglavnom na SDH, koji projektovan prema ITU-T standarima, kao superset ANSI standardnog SONET-a, shvatajući da se svi principijelni elementi primjenjuju na SONET, mutatis mutandis. Zbog toga, u ovoj sekciji će biti dati osnovi SDH strukture okvira i njegove tehnike sinhronog multipleksiranja. Struktura okvira SONET u principu nije drugačija, iako su usvojena različita imena. Jedan STM-N okvir je predstavljen kao matrica bajtova, napravljenih od 270 x N kolona i devet redova (2430 bajtova ili 19440 bita ukupno u slučaju STM-1 okvira). Bajtovi sa matrice se prenose red po red, s lijeva na desno, naznačajniji bit svakog bajta je prvi. Brzina okvira je 8 kHz, i samim tim svaki bajt okvira nosi jedan 64 kbit/s digitalni kanal, kako je navedeno gore. Šta više, okvir je kodiran prije prenosa, uz izuzetak prvih devet bajtova (prvi red RSOH submatrice). SDH okvir je podjeljen u dvije zone, dodatni sadržaj puta:

� Gornja Overhead (OH), postavljen u prvih lijevih 9 x N kolona, dalje podjeljen u • regeneratorska sekciona (RSOH), postavljena u redove 1 do 3 • multiplekser sekcija (MSOH), postavljena u redove 5 do 9

• N AU pointeri, postavljena u red 4 � Korisna nosivost, postavljena u preostalih 261 x N desnih kolona

U OH podmatrici, grupe bajtova su dodjeljene specifičnim funkcijama, sa ciljem poravnanja okvira, praćenje izvedbe, alarmiranje, transport informacija upravljanja uslugama, itd. Na primjer. STM-N OH izgled za gornje nivoe je prično isti, manje-više, kao da je dobiven iz isprepletanja bajtova N STM-1 OH. AU pointer, s druge strane, indentifikuje pozicije u okviru podmatrice korisne nosivosti gdje sama korisna nosivost poravnata. 2.4 Sinhrono multipleksiranje SDH Sinhrono multipleksiranje SDH i SONET je zasnovan na kompleksnim pravilima koja kombinuju nekoliko blokova gradnje (elementi sinhronog multipleksiranja) na različite načine. Posebno, takvi elementi sinhronog multipleksirana su struktuirani, sa setovima bajata fiksne veličine, u kojima su bajtovi isprepleteni ili mapirani jedan u drugi da konačno formiraju STM-N okvire. Meñu njima, Virtualni kontejneri (VC), u SONET-u, su osnovni blokovi grañenja i konceptualno su najinovativniji elementi u poreñenju sa tradicionalnim PDH tehnikama. VC su definisani kako bi imali mali set podsignala, nošenih u STM-N okvirima duž SDH prenosnih lanaca, koji su procesovani u SDH mrežnim elementima nezavisno od njihovog sadržaja (VC korisno opterećenje). VC je struktuisani set bajtova i mapa (tj. sadržaj) koji može biti plesiohroni PDH signal kao i drugi elementi sinhronog

multipleksiranja. VC-i su individualno i nezavisno pristupačni u STM-n okvirima, kroz pointer informaciju, direktno povezanu sa njima prilikom multipleksiranja. A pointer je lociran na odreñenoj poziciji u STM-N okvirima (npr., AU pointer je postavljen u četvrtom redu OH podmatrice) ili u okviru VC-a i identifikuju pozicije prvog bajta ciljanog VC u okviru sadržavajuće strukture. Ovo znači da je onda tada moguće pristupiti jednom VC pojedinačno, bez miješanja sa drugima, i čini lakšim ubacivanje, izuzimanje i meñu-povezivanje pritočnih signala u okviru multipleks signala. VC, jednom kada ugrañen u izvorni NE, ne rastavlja se niti modifikuje dok ne dostigne odredišni čvor, i putuje kao kroz mrežu, kao zatvorena kutija. Jedina akcija koja se može izvesti na VC-u duž puta je pomijeranje pozicije (akcija pointera) u STM-N okviru ili drugom elementu multipleksiranja koji ga sadrži. Pravila multipleksiranja, kombinujući elemente multipleksiranja za formiranje kompletnog STM-N okvira, su grafički opisani u šemi na Slici2.24. U ovoj šemi, načinjenoj sa nekoliko izmjena u stilu strijela od one prikazane u ITU-T Rec. G.707 , navedene su tri vrste odnosa izmeñu elementa sinhronog multipleksiranja (prikazanih kao kutije i nazvanih akronimom):

� mapiranje PDH signala u sinhroni kontejner (C-1); takva pravila mapiranja mogu uključiti potvrdu bita kako bi se smjestio plesiohroni signal sa varijabilnom frekvencijom u sinhroni C-i fiksne veličine ali i ne može ako je PDH pritoka fiksirana na istu referentnu frekvenciju ka STM signal (sinhrono mapiranje);

� sinhrono multipleksiranje jednog ili više multipleksirajućih elemenata u drugi koji sadrži jedan; takvo sinhrono multipleksiranje može se izvršiti isprepletanjem bajta nekih elemenata (multipleksiranje više elemenata u jedan) ili jednostavno dodavanjem fiksnog seta bajta jednom elementu kako bi se dobio jedan ; u oba slučaja, odnos faze izmeñu sadržanih elemenata i sadržanog jednom je fiksan;

� fazno poravnanje jednog multipleksirajućeg elementa u jedan; u ovom slučaju fazni odnos izmeñu sadržanog elementa i jednog koji sadrži (slika

2.5 Sinhroni multipleksirajući elementi 2.5.1 Kontejner (C-i, za i = 11, 12, 2, 3, 4) Kontejner je osnovni sinhroni element koji mapira signal transportovan izmeñu pristupnih tačaka SDH mreže. Adaptacijske funkcije su definisane za mnogo uobičajenih brzina mreža u ograničenom broju standardnih Kontejnera, uključujući brzine ODH definisane putem ITU-T Rec. G.702 . Dalje, funkcije adaptacije su definisane, a ostale će biti u budućnosti za nove širokopojasne brzine kao što je ATM. Mapiranje PDH signala u struktuisan set bajtova fiksne veiličine C-i može biti:

� asinhrono, gdje se smještaj (sinhronizacija) plesiohronog signala u sinhroni C-i vrši preko potvrde bita

� bit- ili bajt-sinhrono, gdje potvrda bita nije potrebna zbog toga što je mapirani signal sinhron sa vremenskim signalom C-i. Primjer bajto-sinhronog mapiranja je onaj definisan za 2.048 mbit/s u VC-12, gdje je svaki PCM vremenski slot mapiranog signala lociran u fiksnoj poziciji u okviru VC-12. kontejner je napravljen od pritočnih bita (prava korisna nosivost), fiksiranog punjenja, bita mogućnosti i kontrole potvrde, raznih površnih dijelova.

2.5.2 Virtualni kontejner (VC-1, za i = 11, 12, 2, 3, 4) Virtualni kontejner se sastoji od

� Dodatnog sadržaja puta (POH), � Kontejnerskih ili drugih multipleksnih elemenata nižeg reda (TUGs). VC su osnovni

blokovi grañenja SDH multipleksirajuće strukture. Kako je gore pomenuto, VC se ne rastavlja niti modificira tokom njegovog putovanja kroz SDH mrežu, gdje može iskusiti samo fazne pomake (akcija pointera). VC-i spadaju u dvije vrste:

� VC-i nižeg reda, tj. oni mapirani u TU i usmjereni do strane TU pointera, koji je lociran na odreñenoj poziciji u VC-u višeg reda koji sadrži VC nižeg reda;

� VC-i višeg reda, tj. oni mapirani u AU i usmjereni od strane AU pointera, koji je lociran na odreñenoj poziciji u SOH u STM-N okvira.

2.5.3 Pritočne jedinice (TU-i, za i = 11, 12, 2, 3) Pritočna jedinica se sastoji od VC-i nižeg reda (i = 11, 12, 2, 3)

� TU-i (I = 11, 12, 2, 3) pointer koji pokazuje pomijeranje usmjerenog VC-i u samom TU-i (TU-i pointer je lociran u fiksnoj poziciji uVC višeg reda)

2.5.4 Grupe pritočnih jedinica (TUG-2, TUG-3) Grupe pritočnih jedinica su definisane kako bi se ograničio veliki broj mogućih načina za kombinovanje VC-a nižeg reda u VC-e višeg reda. Oni sadrže homogene grupe TU-ova, meñuisprepletanih bajtova i lociranih na fiksoj poziciji.

� TUG-2 se može sastojati od:

• četiri TU-11. • tri TU-12

• jednog TU-2 � TUG-3 se može sastojati od:

• sedam TUG-3

• jednog TU-3.

2.5.5 Administrativna jedinica (AU-i, za i = 3,4) Administrativna jednica se sastoji od

� VC-i višeg reda (i = 3,4) � AU-i (i = 3,4) pointerom koji pokazuje pomjeranja usmjerenog VC-i u okviru samog

AU-i (AU-i pointer je lociran u fiksnoj poziciji u okviru SOH okvira STM-N).

2.5.6 Grupa administrativnih jedinica (AUG) Svrha Grupe administrativnih jedinica je slična svrsi TUG-ova. One sadrže homogenu grupu AU-3 isprepletanih bajtova ili jedan AU-4, lociranih u fiksnim pozicijama. AUG se može sastojati od :

� tri AU-3 � jadan AU-4

2.5.7 Sinhroni transportni modul nivo N (STM-N)

Sinhroni transportni modul nivoa N sadrži: � N AUG-ova, isprepletenih bajtova, � jedan SOH.

okvira a bilo kojem sadržano