Sdh — синхронная цифровая иерархия (часть 1)

введение

СЦИ является стандартизированы по ITU-T (G.707, G.783, G.803). Он является производным от SONET (синхронная оптическая сеть), которая разрабатывалась Bellcore и AT&T с 1985 года . SONET был стандартизирован ANSI . Сегодня различия между SONET и SDH невелики, эти две концепции совместимы. Поскольку PDH может использоваться только в ограниченной степени для широкополосной сети ISDN со скоростью передачи данных выше 100 Мбит / с, SDH изначально разрабатывался как система передачи для B-ISDN. Однако он также подходит для прозрачной транспортировки всех соответствующих полезных нагрузок ( ячеек ATM , мультиплексированных сигналов иерархии PDH, сигналов SAN, агрегации Ethernet и т. Д.).

• Физический интерфейс : обычно оптоволоконное, микроволновое или спутниковое соединение.
• Регенератор : обновляет затухающие и искаженные сигналы с учетом времени и амплитуды
• Мультиплексор : объединение плезиохронных и / или синхронных сигналов в потоки битов SDH с высокой пропускной способностью или сигналы вставки / развязки
• VC (Virtual Container): транспортные контейнеры с пользовательскими данными. Уровень VC-4 регулирует интеграцию / удаление (отображение) сигналов 140 Мбит / с (E4), уровень VC-3 — отображение сигналов 34/45 Мбит / с (E3 / DS3) и VC- 12-слойное отображение сигналов 2 Мбит / с (E1)

Структура кадра СТМ-1

Базовый кадр несущей STM-1 состоит из восьми служебных данных, четырех указателей и пространства для полезной нагрузки. Служебные данные — это служебные данные секции регенерации (RSOH), связанные с регенераторами, и служебные данные секции мультиплексирования (MSOH), связанные с мультиплексорами.

Пространство для полезной нагрузки содержит контейнер VC-4, первый байт которого сигнализируется указателем AU-4 и которому разрешено перемещаться, чтобы соответствовать частоте.

В предыдущих разделах мы рассмотрели пример, в котором сигнал 140 Мбит / с был отображен в VC-4, но карта мультиплексирования позволяет сигналу STM-1 передавать другие типы плезиохронных сигналов и даже комбинации сигналов. Все возможности представлены в таблице ниже:

Базовая скорость передачи STM-1 составляет 155,520 Мбит / с и определена в рекомендации ITU-T G.707.

Как упоминалось выше, служебные данные сигнала STM-4 (SOH) делятся на две части: MSOH и RSOH. Служебные данные содержат информацию от самой системы, которая используется для широкого спектра функций управления, таких как мониторинг качества передачи, обнаружение сбоев, управление аварийными сигналами, каналы передачи данных, служебные каналы и т. Д. Эти функции будут описаны более подробно в раздел об услугах управления сетью.

Кадр STM-4 состоит из 36 строк, каждая по 270 байтов. Это прямое кратное STM-1, которое состоит из 9 строк, каждая по 270 байт. Частота кадра 32 кГц также была выбрана в 4 раза кратной частоте STM-1, так что один байт кадра соответствует пропускной способности канала 64 кбит / с.

Первые 36 байтов каждой строки кадра (за исключением строки 16) содержат заголовок раздела. Первые 36 байтов строки 16 содержат указатель AU (адрес полезной нагрузки). Поле, состоящее из 261X36 байтов, предназначено для передачи полезной нагрузки (полезная нагрузка STM известна как виртуальный контейнер (VC) и состоит из фактической полезной нагрузки, известной как контейнер (C), и дополнительных служебных данных, известных как Path Over Head (POH), для информация о пути).

Виртуальный контейнер не расположен в раме жестко, но может свободно перемещаться в секции полезной нагрузки. Указатель указывает позицию первого байта VC (который всегда является первым байтом POH). Это позволяет согласовать VC, полученный в мультиплексоре, с заранее заданной фазой кадра STM-4.

SDH нового поколения

SONET / SDH был создан для оптической передачи голоса и трафика данных с более высокими скоростями передачи. Пользовательские данные из контейнера, таким образом , определяется как будет вниз совместим с скоростями передачи данных от по PDH иерархии. Первоначальная идея заключалась в том, что трафик данных от ИТ-объектов также будет первоначально передаваться электрически с использованием общей скорости передачи данных PDH, такой как 2 Мбит / с ( E1 ), и что затем это будет объединено с другими сигналами PDH в мультиплексоре SDH совокупный оптический сигнал SDH мультиплексируется. Этот метод все еще распространен сегодня, но при более высоких скоростях передачи данных неиспользованная часть пропускной способности высока: например, для скорости передачи данных трафика Ethernet 100 Мбит / с требуется сигнал STM-1 со скоростью 155 Мбит / с.

Для эффективной передачи голоса и данных через общую платформу в ITU были определены протокол GFP, виртуальная цепочка (VCAT) и выборочное добавление или удаление емкости (LCAS). Эти расширения стандартной SDH называются SDH следующего поколения.

Общая процедура кадрирования

При использовании протокола GFP (ITU-T G.7041) кадры Ethernet и кадры из других распространенных сетевых технологий (Fibre Channel, ESCON, FICON, GbE, цифровое видео) отображаются в контейнер SDH с использованием сопоставления GFP. Определены два режима: прозрачный GFP (GFP-T) и GFP с отображением кадров (GFP-F).

Виртуальная конкатенация (VCAT)

Однако, поскольку определенные размеры контейнера SDH для передачи пакетов данных не были оптимальными, также было введено «виртуальное объединение» ( ITU-T G.707 ) нескольких контейнеров (VC12, VC3 или VC4). Это приводит к соответственно большей полезной нагрузке. Для Fast Ethernet требуется только два VC3 вместо одного VC4. Преимущество виртуальной конкатенации: отдельные контейнеры транспортируются по сети отдельно, аппаратное обеспечение необходимо адаптировать только к новым функциям на границах сети — в отличие от «непрерывной конкатенации».

Схема регулировки пропускной способности канала (LCAS)

Используя протокол LCAS (ITU-T G.7042), отдельные виртуальные контейнеры могут быть включены или выключены во время работы, так что квазидинамическое изменение транспортной емкости в сети с относительно коротким временем отклика и без вмешательства оператора (например, в случае сбоев в Сеть) возможно. Это означает, что, например, соединения (Ethernet через SDH, …) могут быть разделены на два пути (50/50), так что в случае сбоя одного пути соединение продолжает функционировать, хотя и с уменьшенной / половинной полосой пропускания. Защитная функция с использованием LCAS имеет преимущество перед другими методами, такими как SNCP, в том, что не требуется дополнительной пропускной способности (с SNCP требуется удвоенная пропускная способность — основной и альтернативный пути, каждый с полной целевой скоростью передачи).

Будущее NG-SDH и NG-SONET

GFP и LCAS позволяют SDH экономично передавать пакетные данные без потери полосы пропускания. Однако для защиты каналов SDH требуется 50% пропускной способности, что невыгодно с точки зрения цены. Восстановление с использованием GMPLS позволяет SDH более эффективно использовать высокоскоростные линии (STM16 или STM64). При восстановлении (общая сетка) альтернативный маршрут рассчитывается заранее динамически; несколько маршрутов имеют общий замещающий маршрут. NG-SDH может конкурировать с сетями IP / MPLS и Ethernet в глобальных сетях.

На оптическом испытательном стенде VIOLA в Германии тестируются новейшие технологии оптических сетей, такие как Ason-GMPLS и SDH нового поколения.

Мультисервисные платформы

Сетевые узлы NG-SDH с поддержкой IP, которые используют SDH или WDM в качестве транспортной сети, называются MSPP (мультисервисная платформа) или MSTP (мультисервисная транспортная платформа).

Примеры:

В октябре 2005 года на Всемирном форуме широкополосного доступа в Мадриде была представлена ​​первая многофункциональная платформа, которая сочетает в себе 100% сочетание Ethernet / MPLS, SONET / SDH и WDM / OTN в одном устройстве. Коммутатор транспортных услуг Alcatel-Lucent 1850 больше не делает различий между услугами с коммутацией пакетов (IP) и коммутацией каналов. Он передает данные независимо от службы.

Принцип работы DWDM

Технология DWDM реализует частотное мультиплексирование световых волн

Рисунок 1 иллюстрирует процесс DWDM. На вход DWDM каждый кадр STM синхронной цифровой иерархии SDH назначается для модуляции отдельному лазеру. Каждый лазер излучает сигнал на своей отличной от других длине волны λ (лямбда) в определенном диапазоне. В результате мультиплексирования выходные сигналы лазеров объединяются в одном оптическом волокне.

Рис. 1 Процесс мультиплексирования DWDM

В системах DWDM может быть задействовано до 160 каналов на одном оптическом волокне, что обеспечивает скорости передачи данных для одного волокна до нескольких терабит в секунду. На рис. 2 показаны компоненты участка системы DWDM.

Рис. 2 Участок системы DWDM

На каждом конце участка находится терминальный мультиплексор системы DWDM. Этот мультиплексор обеспечивает распределение кадров синхронной цифровой иерархии SDH (или синхронной оптической сети SONET) по определенным длинам световых волн (λ), используемым для транспортировки. В тракт между терминальными мультиплексорами могут включаться оптические мультиплексоры ввода/вывода OADM (Optical Add/Drop Multiplexer). OADM поддерживает функции ввода/вывода на различных длинах волн. Вдоль участка на расстоянии порядка 150 км расположены оптические усилители. Хотя оптический усилитель восстанавливает мощность сигнала, он не полностью компенсирует (например, из-за распространения волн разной длины с разной скоростью). Поэтому для построения более протяженных участков DWDM между определенным количеством участков с оптическими усилителями (до семи) устанавливаются мультиплексоры DWDM, выполняющие регенерацию сигнала путем её преобразования в электрическую форму и обратно. Технология DWDM в отличие от использования оптических волокон в SDH и Gigabit Ethernet (где световые сигналы всегда преобразуются в электрические перед мультиплексированием и коммутированием) между оптическими усилителями эти операции выполняются также над световыми сигналами.

Рост сетевого трафика вызывает постоянное увеличение спроса на пропускную способность технологии уплотненного волнового мультиплексирования DWDM (Dense Wave Division Multiplexing). DWDM работают на оптических магистралях на терабитных скоростях. По прогнозам к 2020 году скорость передачи по одному волокну в опорных сетях наиболее развитых стран приблизится к 20 Тбит/с.

Сегодня системы такого класса востребованы ОАО «Ростелеком» и другими крупными операторами. Оборудование по данным разработчиков обладает запасом по дальности передачи до 5-6 тысяч км. Показана передача по каналу 100 Гбит/с на 400км без промежуточных усилителей.

В настоящей разработке для десятикратного повышения канальной скорости (с 10 до 100 Гбит/с) и общей емкости системы (с 0,8 до 8 Тбит/с) использовался формат DP-QPSK. В этом формате каждая из двух ортогональных поляризаций (DP) используется для передачи независимых потоков информации. В каждом из этих двух потоков информация передается с использованием 4-уровневой фазовой модуляции (QPSK). В результате скорость увеличивается в 4 раза (передается 4 бита на символ). В работе отмечается, что увеличение канальной емкости позволяет уменьшить число каналов, а это упрощает управление сетью.

Технологии SDH

Образование групповых трактов высокого порядка. Плезиохронная цифровая иерархия

Известно, что широко распространенная технология мультиплексирования ИКМ-30 (ИКМ — импульсно-кодовая модуляция ) использует принципы образования группового тракта, который позволяет в течение 125 мкс передать информацию 32 каналов (30 пользовательских и 2 служебных). Однако по мере роста потребностей набор типов аппаратуры расширялся, и увеличивались скорости, достигаемые при передаче по физическим каналам. Появились устройства, способные за то же время 125 мкс передавать информацию для 120 каналов (ИКМ —120), 480 (ИКМ — 480), 1920 (ИКМ-1920) и 7680 каналов (ИКМ —7680). В международных документах они имеют следующие обозначения: ИКМ-30 — E1, ИКМ —120 -E2, ИКМ — 480 —E3, ИКМ-1920- E4, ИКМ —7680-E4. Для Северной Америки и Канады принята другая иерархия : 24 канала — DS-1 , 96 каналов — DS-2 , 672 канала — DS-3 , 4032 канала — DS-4 . Для Японии принята следующая иерархия : 24 канала — DS-1 , 96т каналов — DS-2 , 480 канала — DSJ-3, 1440 каналов — DSJ-4.

Эти ряды, перечисляющие возможные иерархии цифровой аппаратуры передачи информации, называются плезиохронной цифровой иерархией ПЦИ (PDH — Plesiochronous Digital Hierarchy).

Ниже в таблице 9.1. приведены основные характеристики систем,входящих в плезиохронную иерархию.Показанные в таблице 9.1 уровни цифровой иерархии имеют следующие названия:

• 0-й уровень — основной цифровой канал (ОЦК);
• 1-й уровень — первичный цифровой канал (ПЦК);
• 2-й уровень — вторичный цифровой канал (ВЦК);
• 3-й уровень — третичный цифровой канал (ТЦК);
• 4-й уровень — четвертичный цифровой канал (ЧЦК).

Рассматриваемые системы передачи имели следующие недостатки.

Первый недостаток — многообразие систем передач с различными скоростями требовало согласования систем передач, что в большинстве случаев решалось только переходом к аналоговой форме сигнала и переходу от одной системы передачи к другой. На магистральных международных системах передачи при этом ухудшалось качество передаваемого сигнала. Такое изменение существенно сказывалось на сбыте продукции, поскольку установка различных систем не могла быть поддержана единой телекоммуникационной транспортной сетью.

Другой способ согласования различающихся скоростей — добавление при передаче выравнивающих бит ; при приеме эти биты изымаются. Добавления и изъятия усложняют промежуточный вывод отдельных каналов на транзитных участках. В результате проявляется второй недостаток.

Второй недостаток. После того как цифровые системы начали широко развиваться не только на магистральных направлениях (междугородних и международных), они стали применяться на межстанционных связях, а также для выделения в аренду различным предприятиям, где требуется относительно малое число каналов. Таким образом, выявилось противоречие между выпуском экономически выгодных систем, рассчитанных на большое число каналов, и массовыми потребностями в аренде малого числа каналов.

Третий недостаток плезиохронных систем — небольшое количество служебной информации. Из-за этого становится невозможной маршрутизация транспортных потоков, что существенно снижает способность транспортной сети к поддержанию связи во время отказов отдельных участков.

Для устранения этих недостатков в США разработана и принята система стандартов Синхронной оптической сети — Synchronous Optical Network —( SONET ). Эта система была принята в 1985 году комитетом T1/ X1 ANSI , а в 1988 году она была адаптирована ITU-T ( International Telecommunication Union — Telecommunication) к Европейским стандартам. Также была разработана единая версия синхронной цифровой иерархии — SONET / SDH (Synchronous Digital Hierarchy ) Вначале эта версия предназначалась для применения в оптических сетях, теперь она применяется и при наличии другой широкополосной физической сети.

VCAT

Традиционный метод конкатенции определен только для VC-4 в стандарте ITU-T G.707 термином «смежная». Это означает, что соседние контейнеры комбинируются и транспортируются через SDH сеть как один контейнер. Ограничения смежной конкатенции включают:

• необходимость тог, чтобы все сетевые узлы через которые проходит тракт передачи были способны распознать и обработать связанные (объединенныйе) контейнеры;
• недостаточная степень детализации (гранулированности) полосы, которое делает транспортировку многих сигналов данных неэффективной.

Виртуальная конкатенация (объединение), определенная недавно ITU-T, устраняет ограничения смежного метода.

Виртуальная конкатенация логически связывает индивидуальные контейнеры в одно соединение. Любое количество контейнеров любого типа (VC-12 , VC-3 или VC-4) может быть сгруппировано вместе, образуя логический канал. Это обеспечивает лучшую степень детализации полосы, чем достигается использованием традиционной техники и дает возможность гибкого выделения полосы для трафика данных с высокой степенью гранулированности, позволяя эффективно использовать пропускную способность SDH.

В традиционной сети SDH степень детализации полосы определяется транспортной емкостью контейнеров VC-12, VC-3, VC-4 и смежных групп, например, VC-4-4c  четыре смежных VC-4.

Так, например, транспортировка 1 Gigabit Ethernet в традиционной сети требует выделения VC-4-16c (шестнадцать смежных VC-4), эффективность использования канала в этом случае составляет 42%. С другой стороны группа логически объединенных контейнеров VCG (Virtual Concatenated Group) VC-4-7v, где VC-4 обозначает тип контейнера на основе которого создается группа, а 7v  количество членов в группе, обеспечивает приблизительно 85% эффективность (см. Таблицу 2).

Таблица 2.

Так как промежуточные узлы интерпретируют каждый контейнер в соединении как стандартный, то только оборудование на котором начинается и заканчивается тракт передачи должно уметь распознавать и обрабатывать структуру логически объединенного сигнала. Это означает, что каждый индивидуальный контейнер в логической связке может иметь свой путь через сеть, что может приводить к фазовым расхождениям между контейнерами прибывающими на оборудование терминирования тракта передачи, что требует от оборудования сглаживания таких задержек.

Параметры, отвечающие за компенсацию задержек (до 512 мс) и гарантирующие целостность всех членов группы передаются в заголовке тракта индивидуальных контейнеров ( байт H4 для VC-4/VC-3 и байт K4 для VC-12).

5. Моделирование 8-ми канальной DWDM линии с применением системы автоматизированнного проектирования LinkSim

LinkSim представляет оптическую систему связи как связанный набор блоков, каждый из которых является компонентом или подсистемой в системе связи. Аналогично тому, как в фактической системе связи физические сигналы проходят через компоненты линии связи, при моделировании в LinkSim данные сигнала проходят через модели компонентов. Каждый блок (модель) моделируется независимо, используя параметры, указанные пользователем для данного блока. Информация о сигнале проходит в данный блок из других блоков. Такой метод моделирования называется блочно-ориентированным. В LinkSim эти блоки графически представлены как иконки. Внутренне, они представляют собой структуры данных и сложные числовые алгоритмы.

LinkSIM обеспечивает иерархическую объектно-ориентированную среду расположения топологии для непосредственного формирования рисунка линейной топологии. Чтобы смоделировать необходимую топологию, из инструментальной панели можно легко отобрать необходимые оптические компоненты линии: генераторы псевдослучайных двоичных последовательностей, лазеры, модуляторы, волокно, оптические усилители, аттенюаторы, фильтры, приемники и др., добавить к уже расположенным и соединить вместе при помощи «мыши».

Каждый компонент, представленный иконкой в топологической схеме имеет собственный набор параметров, который может быть вызван при помощи правой кнопки мыши. Параметры могут включать как численные значения, например, длина волны лазера или диаметр волокна, так и различные уже установленные типы, например, типы фильтров.

При каждом последующем моделировании и анализе в LinkSim по возможности используются предварительно вычисленные результаты. Данный алгоритм заключается в том, что в процессе моделирования линии, моделируются только те компоненты, на которые повлияли внесённые пользователем изменения переменных, что позволяет проводить эффективный по времени анализ результатов.

В LinkSim поддерживаются статистические изменения составляющих параметров. Каждый числовой составляющий параметр может иметь индивидуально определенную функцию вероятности и среднеквадратичное отклонение. Анализ параметров, изменяющихся согласно их статистике, может быть сделан указанное число раз. Многократный анализ может использоваться, для определения диапазона ожидаемых статистических изменений для данной линии связи. Эта информация может быть использована проектировщиком для уточнения проектных параметров.

Пользователь может получить итоговую информацию о сигнале в любой точке топологической схемы в процессе моделирования или после его завершения.

Каждая модель в LinkSim представлена в виде иконки в средней части левой инструментальной панели. Левая сторона иконки соответствует входным сигналам модели, правая сторона иконки соответствует выходным сигналам модели. Некоторые модели генерируют графики или файлы результатов выходных сигналов.

Модели разделяются на пять общих категорий: модели передатчика, модели канала, модели приемника, модели контроля и модели анализа. Передатчик, канал и приемник представляют модели, включающие компоненты соответствующих блоков оптической линии связи. Модели контроля — специальные модели, которые осуществляют функции, помогающие управлять моделированием и оперировать данными сигнала в процессе моделирования. Модели анализа проводят исследования результатов и генерируют графики результатов. Ниже приведено краткое описание моделей и их параметров, используемых в этой работе.

Протоколы сетевого управления SONET / SDH

Общая функциональность

Системы управления сетью используются для настройки и мониторинга оборудования SDH и SONET как локально, так и удаленно.

Системы состоят из трех основных частей, которые будут рассмотрены позже более подробно:

1. Программное обеспечение, работающее на «терминале системы управления сетью», например, на рабочей станции, немом терминале или портативном компьютере, размещенном в АТС / центральном офисе.
2. Передача данных управления сетью между «терминалом системы управления сетью» и оборудованием SONET / SDH, например, с использованием протоколов TL1 / Q3.
3. Транспортировка данных управления сетью между оборудованием SDH / SONET с использованием «выделенных встроенных каналов передачи данных» (DCC) в пределах секции и линии.

Таким образом, основные функции сетевого управления включают:

Обеспечение сети и сетевых элементов

Чтобы распределить полосу пропускания по сети, каждый сетевой элемент должен быть настроен. Хотя это можно сделать локально, через специальный интерфейс, обычно это делается через систему управления сетью (находящуюся на более высоком уровне), которая, в свою очередь, работает через сеть управления сетью SONET / SDH.

Обновление программного обеспечения

Обновление программного обеспечения сетевых элементов выполняется в основном через сеть управления SONET / SDH в современном оборудовании.

Управление производительностью

Сетевые элементы имеют очень большой набор стандартов для управления производительностью. Критерии управления производительностью позволяют не только контролировать состояние отдельных сетевых элементов, но и изолировать и идентифицировать большинство сетевых дефектов или сбоев. Высший уровень сетевой мониторинг и управление программное обеспечение позволяют надлежащей фильтрацию и поиск неисправностей в масштабе всей сеть управления производительностью, так что дефекты и простои могут быть быстро выявлены и устранены.

Рассмотрим три части, определенные выше:

Терминал системы управления сетью

Интерфейс Local Craft

Местные «мастера» (инженеры телефонной сети) могут получить доступ к сетевому элементу SDH / SONET на «рабочем порту» и выдавать команды через « немой» терминал или программу эмуляции терминала, работающую на портативном компьютере. Этот интерфейс также может быть подключен к консольному серверу , что обеспечивает удаленное внешнее управление и ведение журнала .

Система управления сетью (находится на более высоком уровне)

Это часто будет состоять из программного обеспечения, работающего на рабочей станции, охватывающего несколько сетевых элементов SDH / SONET.

Протоколы TL1 / Q3

TL1

Оборудование SONET часто управляется протоколом TL1 . TL1 — это телекоммуникационный язык для управления и перенастройки сетевых элементов SONET. Командный язык, используемый сетевым элементом SONET, например TL1, должен передаваться другими протоколами управления, такими как SNMP , CORBA или XML .

3 квартал

SDH в основном управлялся с использованием набора протоколов интерфейса Q3, определенного в рекомендациях ITU Q.811 и Q.812. С конвергенцией SONET и SDH в матрице коммутации и архитектуре сетевых элементов более новые реализации также предлагают TL1.

Большинство сетевых элементов SONET имеют ограниченное количество определенных интерфейсов управления:

TL1 Электрический интерфейс

Электрический интерфейс, часто представляющий собой коаксиальный кабель с сопротивлением 50 Ом , отправляет команды SONET TL1 из локальной сети управления, физически размещенной в центральном офисе, где расположен сетевой элемент SONET. Это для локального управления этим сетевым элементом и, возможно, удаленного управления другими сетевыми элементами SONET.

Выделенные встроенные каналы передачи данных (DCC)

SONET и SDH имеют выделенные каналы передачи данных (DCC) внутри секции и линии для трафика управления. Как правило, используются служебные данные секции ( секция регенератора в SDH). Согласно ITU-T G.7712 для управления используются три режима:

• Стек только IP , использование PPP в качестве канала передачи данных
• Стек только OSI , использующий LAP-D в качестве канала передачи данных
• Двойной стек (IP + OSI) с использованием PPP или LAP-D с функциями туннелирования для связи между стеками.

Для обработки всех возможных каналов и сигналов управления большинство современных сетевых элементов содержат маршрутизатор для сетевых команд и лежащих в основе (данных) протоколов.

Транспорт-S1 обеспечивает следующие технические характеристики:

Характеристика оптического интерфейса STM-1 в соответствии с рек. ITU-T G.957 и G.958
 

 
Характеристика оптического интерфейса STM-1 с модулем WDM (работа по одному волокну)

2.3. Применение сцепок

Кроме сигналов PDH существует необходимость передавать другие сигналы, скорость которых плохо согласуется со скоростями VC, приведенными в таблице 2.2. Такие сигналы передают в специальных структурах, называемыми сцепками (concatenation).

Под сцепкой понимают процедуру объединения нескольких VC, в результате которой их совокупная емкость может быть использована как один контейнер, в котором обеспечивается целостность последовательности бит. Имеется два вида сцепок – смежные (contiguous) и виртуальные (virtual). Сцепки обоих видов образуют тракт с пропускной способностью, в X раз большей, чем скорость у одиночного контейнера C, но различаются процессами передачи между точками окончания тракта. Сцепки имеют следующее обозначение: VC-n-Xs, где

VC-n – объединяемый VC уровня n;

X – коэффициент сцепки (число объединяемых VC);

s – вид сцепки (c – смежная, v – виртуальная).

Емкость сцепки (скорость передачи информационной нагрузки) определяется по формуле 2.1

, (2.1)

где – емкость объединяемых VC

При смежной сцепке тракт с требуемой пропускной способностью создается по всей трассе, в каждом сетевом элементе. Смежные сцепки определены для виртуальных контейнеров VC-4 и VC-2. Нагрузка размещается в X соседних блоках AU-4 (для VC-4) или TU-2 (для VC-2). Указатель PTR первого из объединенных блоков обозначает начало сцепки, а указатели остальных блоков сообщают о принадлежности данных блоков к сцепке. Трактовый заголовок POH первого блока обслуживает всю сцепку.

В сцепках VC-4-Xc значение X=N, где N=4,16,64,256, что соответствует уровням иерархии STM. Емкость смежных сцепок исходя из формулы 2.1 может быть от V_S=149760·4=599040 кбит/с при X=4 до V_S=149760·64=438338560 кбит/с при X=256.

В сцепках VC-2-Xc значение X=27, à емкость, соответственно, изменяется от V_S=6784·2=13568 кбит/с при X=2 до V_S=6784·7=47448 кбит/с при X=7. Функцией таких сцепок является заполнение «бреши» между VC-2 и VC-3 ступенями по 6784 кбит/с.

При виртуальной сцепке нагрузка разделяется и передается по отдельным VC. Затем она вновь объединяется в конечном пункте. Таким образом, функции сцепки нужны только в окончаниях тракта. Виртуальные сцепки определены для всех VC-n. Каждый из X виртуальных контейнеров, в которых размещается нагрузка сцепки, имеет стандартный POH. Поскольку время передачи по сети отдельных VC-n может различаться, при восстановлении сигнала на конце тракта необходимо компенсировать разности задержек контейнеров и расставить их по местам в сцепке.

Емкость виртуальных сцепок VC-4-Xv и VC-3-Xv равна 149760·X кбит/с и 48384·X кбит/с соответственно, где X=2256.

Емкость виртуальных сцепок VC-2-Xv, VC-12-Xv и VC-11-Xv равна 6784·X; 2176·X; 1600·X кбит/с соответственно, где X=264.

Выводы по подразделу

Сигналы, скорость которых плохо согласуется со скоростями VC, можно передавать при помощи сцепок. Под сцепкой понимают процедуру объединения нескольких VC, в результате которой их совокупная емкость может быть использована как один контейнер, в котором обеспечивается целостность последовательности бит. Сцепки образуют тракт с пропускной способностью, в X раз большей, чем скорость у одиночного контейнера C

Существует два вида сцепок – смежные и виртуальные. При смежной сцепке тракт с требуемой пропускной способностью создается по всей трассе, в каждом сетевом элементе. При виртуальной сцепке нагрузка разделяется и передается по отдельным VC и затем объединяется в конечном пункте.