Función del equipo SDH
El concepto de SDH
La capacidad del transceptor óptico SDH [1] (Jerarquía Digital Síncrona) es grande, generalmente entre 16E1 y 4032E1. SDH es una red integral de transmisión de información que integra funciones de multiplexación, transmisión de línea y conmutación, y es operada por un sistema de gestión de red unificado. Es una red óptica síncrona (SONET) propuesta por el Bell Communications Technology Research Institute de Estados Unidos. El CCITT (ahora ITU-T) aceptó el concepto de SONET en 1988 y lo rebautizó como SDH, convirtiéndolo en un sistema de tecnología general adecuado no sólo para fibra óptica, sino también para transmisión por microondas y satélite. Puede realizar una variedad de funciones, como gestión efectiva de la red, monitoreo de servicios en tiempo real, mantenimiento dinámico de la red, interoperabilidad entre equipos de diferentes fabricantes, etc. Puede mejorar en gran medida la utilización de los recursos de la red, reducir los costos de administración y mantenimiento y lograr una operación y mantenimiento de la red flexible, confiable y eficiente. Por lo tanto, es un punto importante en el desarrollo y aplicación de tecnología de transmisión en el campo de la información en el mundo actual y ha recibido amplia atención.
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El nacimiento de la tecnología SDH es inevitable. Con el desarrollo de las comunicaciones, la información a transmitir no es sólo voz, sino también texto, datos e imágenes con tecnología SDH.
También hay vídeos. Junto con el desarrollo de la comunicación digital y la tecnología informática, sistema portador T1 (DS1)/E1 (1.544/2.048Mbps), retransmisión de tramas X.25, RDSI (red digital de servicios integrados), FDDI (interfaz de datos distribuidos de fibra óptica). Con el advenimiento de la sociedad de la información, la gente espera que las redes modernas de transmisión de información puedan proporcionar diversas líneas y servicios de forma rápida, económica y eficaz. Sin embargo, debido a la naturaleza monótona de los servicios, la complejidad de la expansión y las limitaciones del ancho de banda, es inútil simplemente modificar o mejorar las tecnologías de red mencionadas anteriormente dentro del marco original. SDH se desarrolló bajo este contexto. Entre las diversas tecnologías de redes de acceso de fibra óptica de banda ancha, los sistemas de redes de acceso que utilizan tecnología SDH son los más utilizados. El nacimiento de SDH resolvió el problema del "cuello de botella" de acceso entre los usuarios y la red central debido a las limitaciones en el ancho de banda de los medios domésticos, que no podían seguir el ritmo del desarrollo de la red troncal y las necesidades comerciales de los usuarios. utilización de una gran cantidad de ancho de banda en la red de transmisión. Desde su aparición en la década de 1990, la tecnología SDH se ha convertido en una tecnología estándar madura, ampliamente utilizada en redes troncales, y su precio es cada vez más bajo. La aplicación en la red de acceso puede llevar las enormes ventajas del ancho de banda y las ventajas técnicas de la tecnología SDH en la red central al campo de la red de acceso, aprovechando al máximo la multiplexación síncrona SDH, las interfaces ópticas estandarizadas, las poderosas capacidades de administración de la red y la topología de red flexible. La capacidad y la alta confiabilidad aportan beneficios y se beneficiarán de la construcción y desarrollo de redes de acceso a largo plazo.
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El nivel de estructura de información utilizado por SDH se denomina STM-N (Synchronous Transmission Module STM-N (n = 1, 4, 16 procesos).
, 64), el más básico El módulo es STM-1, 4 STM-1 se multiplexan sincrónicamente para formar STM-4, 16 STM-1 o 4 STM-4 se multiplexan sincrónicamente para formar STM-16. SDH utiliza una estructura de trama de bloques para transportar información, cada uno de ellos; frame consta de 9 Consta de filas verticales y 270 × N columnas horizontales de bytes, cada byte contiene 8 bits. Toda la estructura del marco se divide en tres áreas: área de sección superior (sección superior), área de carga útil STM-N y área de puntero de unidad de gestión (AU PTR). Entre ellos, el área superior del segmento se utiliza principalmente para la operación, gestión, mantenimiento y distribución de la red para garantizar que la información pueda transmitirse de forma normal y flexible. Se divide en tara de sección de regeneración (RSOH) y tara de sección multiplex (MSOH). El área de carga útil se utiliza para almacenar los bits realmente utilizados para los servicios de información y una pequeña cantidad de bytes de sobrecarga del canal utilizados para el mantenimiento y la gestión del canal. El puntero de la unidad de gestión se utiliza para indicar el primer byte de información en el área de carga útil dentro del STM-; Cuadro N. La ubicación exacta para que la carga útil se pueda separar correctamente al recibirla. Las tramas SDH se transmiten de izquierda a derecha y de arriba a abajo en el flujo de código de serie.
El tiempo de transmisión de cada cuadro es de 125 μs y se transmiten 1/125 × 1000000 cuadros por segundo. Para STM-1, los bytes por trama son 8 bits×(9×La velocidad de transmisión de STM-4 es 4×155,520 mbit/s = 622,080 mbit/s; la velocidad de transmisión de STM-16 es 16×155,520(o 4 × 622,080) = 2488,320 mbit/s. Cuando SDH transmite señales de servicio, varias señales de servicio deben pasar por tres pasos: mapeo, posicionamiento y multiplexación para cargar señales de varias velocidades en los contenedores estándar correspondientes después de ajustar la velocidad del código. (C), el proceso de agregar la sobrecarga del canal (POH) para formar un contenedor virtual (VC) se denomina desplazamiento de trama. El posicionamiento consiste en recibir la información de desplazamiento de trama a la unidad de sucursal (TU) o la unidad de gestión (AU). ) se implementa a través de la función del puntero de la unidad de rama (TU PTR) o del puntero de la unidad de gestión (AU PTR). El concepto de multiplexación es adaptar señales de múltiples capas de canales de bajo nivel a las de alto nivel. capa de canal de orden superior o el proceso de adaptar las señales de múltiples capas de canales de orden superior a la capa de multiplexación. La multiplexación es el proceso de organizar TU en VC de orden superior, u organizar AU en STM-N, mediante entrelazado de bytes. de las ramas VC procesadas por los punteros TU y AU se han sincronizado, por lo que el proceso de multiplexación es sincrónico y el principio de multiplexación es similar a la conversión de datos de serie a paralelo.
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El rápido desarrollo de SDH es inseparable de sus propias características. Sus características específicas son las siguientes: Características
Ventajas
(1) La transmisión SDH. El sistema tiene una estructura de trama unificada globalmente para la transmisión digital. La velocidad estándar y la interfaz óptica estándar permiten que los sistemas de gestión de red se comuniquen entre sí, por lo que tienen buena compatibilidad horizontal y pueden ser totalmente compatibles con el PDH existente, acomodar varias señales comerciales nuevas y formar una Estándar de sistema de transmisión digital unificado globalmente y mejora la confiabilidad de la red (2)2) Los diferentes niveles de flujos de código en el sistema de acceso SDH se organizan regularmente en el área de carga útil de la estructura de la trama, y la carga útil se sincroniza con el. red. El software se puede utilizar para demultiplexar directamente señales de alta velocidad en señales derivadas de baja velocidad a la vez, logrando las características de multiplexación única y superando el proceso de descomposición de todas las señales de alta velocidad paso a paso y luego regenerarlas y multiplexarlas en el modo de multiplexación cuasi síncrona PDH. Dado que DXC se simplifica enormemente, se reduce el equipo de reutilización de interfaces consecutivas y se mejora la transparencia de la transmisión del servicio de red. (3) Debido al uso de multiplexores add-drop avanzados (ADM) y transconexiones digitales (DXC), las funciones de autorreparación y reorganización de la red son muy poderosas y tienen una fuerte tasa de supervivencia. Debido a la disposición de 5 bits generales en la estructura de la trama SDH, su función de administración de red es particularmente poderosa y puede formar un sistema de administración de red unificado, que desempeña un papel positivo en la automatización de la red, la inteligencia, la utilización de canales y la reducción de los costos vasculares de la red. y supervivencia. (4) Debido a la topología de red diversa de SDH, la red formada por él es muy flexible. Puede mejorar las funciones de monitoreo de red, gestión de operaciones y configuración automática, optimizar el rendimiento de la red, hacer que la red funcione de manera flexible, segura y confiable, y hacer que las funciones de la red sean muy completas y diversas. (5) SDH tiene rendimiento de transmisión y conmutación. La composición de su serie de equipos puede realizar redes de diferentes niveles y diversas topologías mediante la combinación libre de bloques funcionales, lo cual es muy flexible. (6) SDH no pertenece a un determinado medio de transmisión y puede usarse para pares trenzados y cables coaxiales, pero SDH requiere fibra óptica para transmitir altas velocidades de datos. Esta característica muestra que SDH es adecuado tanto para canales troncales como para canales ramales. Por ejemplo, todas las redes troncales nacionales y provinciales de televisión por cable de China utilizan SDH y son fácilmente compatibles con HFC. (7) Desde la perspectiva del modelo OSI, SDH pertenece a su capa física más baja y no tiene restricciones estrictas en sus capas superiores. Es conveniente utilizar varias tecnologías de red en SDH y admitir transmisión ATM o IP. (8) SDH está estrictamente sincronizado para garantizar la estabilidad y confiabilidad de toda la red, con pocos errores de bits y fácil reutilización y ajuste. (9) Las interfaces ópticas abiertas estándar pueden ser compatibles horizontalmente en segmentos de cables ópticos básicos, lo que reduce los costos de conexión en red.
Desventajas
La validez y la confiabilidad son una contradicción. Una mayor validez inevitablemente disminuirá la confiabilidad y, en consecuencia, una mayor confiabilidad disminuirá la validez.
Una de las ventajas de SDH es que la confiabilidad del sistema aumenta enormemente (el grado de automatización de la operación y el mantenimiento es alto). Esto se debe a que se agrega una gran cantidad de bytes generales para la función OAM a la trama de señal SDH-STM-N, lo que inevitablemente hará que la banda de frecuencia (velocidad de transmisión) ocupada por la señal PDH sea más estrecha que la banda de frecuencia ocupada por SDH. señal, es decir, la tasa utilizada por la señal PDH es menor. Por ejemplo, la señal STM-1 de SDH se puede multiplexar en 63 señales PDH de 2 Mbit/s o 3 de 34 m it/s (equivalente a 48 × 2 Mbit/s) o 1 de 140 Mbit/s (equivalente a 64 × 2 Mbit/s). Solo cuando la señal PDH se multiplexa en el marco de la señal STM-1 a 140 Mbit/s, la señal STM-1 puede acomodar 64 × 2 Mbit/s, pero en este momento su velocidad de señal es de 155 Mbit/s, que es más alta que la misma capacidad de información de la señal PDH E4 (65438). 2. El sistema SDH con un complejo mecanismo de ajuste del puntero puede conectar directamente señales de baja velocidad a partir de señales de alta velocidad, eliminando la necesidad de procesos de multiplexación/demultiplexación de múltiples niveles. Esta función se implementa a través del mecanismo del puntero La función del puntero es indicar siempre la posición de la señal de baja velocidad para que la señal de baja velocidad requerida se pueda separar correctamente al desembalar, asegurando que la señal de baja velocidad y la alta. -La señal de velocidad de SDH está conectada directamente. Se puede decir que los punteros son una característica importante de SDH. Sin embargo, la implementación de funciones de puntero aumenta la complejidad del sistema. Lo más importante es que la única fluctuación que hace que el sistema produzca fluctuación combinada SDH es causada por el ajuste del puntero. Este tipo de fluctuación ocurre a menudo en el límite de la red. Su frecuencia es baja y su amplitud es grande, lo que provocará un deterioro del rendimiento después de la eliminación de la señal de baja velocidad. Filtrar este tipo de fluctuación será bastante difícil. 3. El impacto del uso generalizado de software en la seguridad del sistema Una de las características de SDH es el alto grado de automatización de OAM, lo que también significa que el software ocupa una proporción considerable en el sistema, lo que lo hace vulnerable a ataques de virus informáticos. , especialmente los virus informáticos están en todas partes hoy en día. Además, las operaciones de error humano y las fallas de software en la capa de red también tienen un impacto fatal en el sistema. De esta forma, la seguridad del sistema pasa a ser un aspecto muy importante. Por lo tanto, el personal de mantenimiento del equipo debe estar familiarizado con el software y elegir una topología de red altamente confiable.
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Debido a las muchas características mencionadas anteriormente de SDH, se ha desarrollado enormemente en los campos de redes de área amplia y redes privadas. Operadores de telecomunicaciones como China Mobile, China Telecom, China Unicom y Radio y Televisión han construido redes troncales de transmisión óptica a gran escala basadas en SDH. Utilice bucles SDH de gran capacidad para transportar servicios IP y servicios ATM, o alquilelos directamente a empresas e instituciones mediante el arrendamiento de circuitos. Algunas grandes redes privadas también utilizan tecnología SDH y establecen anillos ópticos SDH dentro del sistema para transportar diversos servicios. Por ejemplo, en los sistemas de energía, los bucles SDH se utilizan para transportar servicios internos como datos, control remoto, vídeo y voz. Para las unidades que necesitan urgentemente una conexión en red y no pueden configurar un bucle SDH dedicado, muchas de ellas alquilan circuitos a operadores de telecomunicaciones. Dado que SDH se basa en la capa física, las empresas pueden ofrecer diversos servicios en circuitos arrendados sin restricciones de transmisión. Existen muchos métodos de portador, como el uso de equipos de multiplexación integral basados en tecnología TDM para realizar la multiplexación multiservicio, o el uso de equipos basados en IP para realizar la conmutación de paquetes multiservicio. De hecho, la tecnología SDH puede garantizar el ancho de banda del circuito alquilado y su seguridad es mejor que la VPN. Las líneas arrendadas SDH se utilizan ampliamente en agencias gubernamentales y empresas que otorgan gran importancia a la seguridad. En términos generales, SDH puede proporcionar interfaces E1, E3, STM-1 o STM-4, que pueden cumplir plenamente con diversos requisitos de ancho de banda. Al mismo tiempo, en cuanto a precio, ha sido aceptado por la mayoría de unidades.
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Como nueva generación de sistema de transmisión ideal, SDH tiene enrutamiento automático, circuito conveniente hacia arriba y hacia abajo, sólidas funciones de mantenimiento, control y gestión, y unificado. estándares y transmisión. Ventajas como mayor velocidad y servicios convenientes pueden satisfacer las necesidades del rápido desarrollo de las redes de comunicación. Hasta ahora, SDH ha recibido una aplicación y un desarrollo sin precedentes. En materia de estandarización, una serie de recomendaciones que se han establecido y se establecerán han abarcado básicamente todos los aspectos de los DSS. Ha sido ampliamente utilizado en redes troncales y de larga distancia, redes de retransmisión y redes de acceso.
Y llevar a cabo activamente investigaciones y aplicaciones de comunicaciones por fibra óptica, comunicaciones por microondas y comunicaciones por satélite. En los últimos años han surgido la televisión bajo demanda, los servicios multimedia y otros servicios de banda ancha, proporcionando un amplio espacio para la aplicación de SDH en las redes de acceso. Las ventajas de la tecnología SDH aplicada a las redes de acceso son: 1) Para grandes empresas y usuarios que requieren alta confiabilidad y servicios de alta calidad, SDH puede proporcionar un rendimiento de red y confiabilidad de servicio ideales. 2) El alcance de la gestión de la red se puede ampliar hasta el extremo del usuario, simplificando el trabajo de mantenimiento. 3) Utilizando la flexibilidad inherente de SDH, los operadores de redes pueden satisfacer las necesidades comerciales a corto y largo plazo de los usuarios de manera más rápida y efectiva. [2] Desde una perspectiva técnica, la capa de acceso requiere relativamente menos ancho de banda y necesita proporcionar servicios integrales como IP, TDM y posiblemente ATM. Un sistema basado en el sistema SDH que pueda proporcionar transmisión y procesamiento IP y ATM (incluidas interfaces TDM, IP y ATM, e incluso módulos de conmutación IP y ATM) será el método principal para resolver la transmisión de la capa de acceso, que se puede utilizar en un costo menor. Un proveedor de servicios (POP) proporciona acceso, transmisión y protección de alta calidad de líneas dedicadas, ATM, IP y otros servicios. A medida que la capacidad de transmisión troncal continúa aumentando, la capacidad de acceso a la red de transmisión del área metropolitana también se diversifica. Sin embargo, los servicios de red basados en IP todavía son impredecibles, lo que requiere que la red de transmisión tenga una mejor adaptabilidad, no solo la adaptabilidad de la interfaz de red o la capacidad de la red, sino también la adaptabilidad de la conexión de red. En general, el acceso a servicios rápido, flexible y de bajo costo y la integración de servicios desde las oficinas finales del operador hasta los usuarios son los principales requisitos para los futuros sistemas de acceso a la red del área metropolitana. En pocas palabras, esta forma de utilizar SDH para transmitir Ethernet y otros servicios es asignar servicios en diferentes niveles de red a cada intervalo de tiempo del circuito SDH a través de la cascada VC. La red SDH proporciona un canal de transmisión completamente transparente, desde la perspectiva física. de equipos de ponedoras, es un todo integrado. Esta solución puede reducir en gran medida la escala de inversión, reducir la huella del equipo y reducir el consumo de energía, reduciendo así los costos operativos de los operadores de red. Al mismo tiempo, la capacidad de proporcionar múltiples servicios también puede permitir a los operadores de redes implementar rápidamente servicios de red, aumentar los ingresos comerciales y mejorar la competitividad del mercado. En resumen, SDH se ha convertido en la corriente principal del desarrollo de redes de transmisión con sus ventajas obvias. La combinación de la tecnología SDH y algunas tecnologías avanzadas, como la multiplexación por división de longitud de onda óptica (WDM), la tecnología ATM y la tecnología de Internet (IP sobre SDH), hace que las redes SDH desempeñen un papel cada vez más importante. SDH ha sido incluido en los proyectos de aplicaciones de redes de comunicación de alta velocidad del siglo XXI en varios países. Es una dirección de desarrollo reconocida de redes de transmisión digital en la industria de las telecomunicaciones y tiene amplias perspectivas comerciales.