Synchronous optical networking

SONET/SDH-ийн ойлголт

Синхрон Оптик сүлжээ (SONET) болон синхрон дижитал шатлал(SDH) нь тоон харилцаа холбоонд ашиглагддаг харилцаа холбооны 2 стандарт юм. Хугацааны хуваалттай боловсруулалт бөгөөд SONET нь АНУ-ын Үндэсний стандартын хүрээлэнгээр (ANSI) стандартчилагдсан T1.105: SONET стандарт. Харин SDH нь Олон улсын Харилцаа холбооны ITU-T зөвлөмжийн G.691 стандартаар тодорхойлогдоно. Эдгээр нь SONET/SDH-ийн бүлийн суурь стандартууд юм. Тухайн стандартын байгууллагын заасны дагуу SONET-ийг голчлон Хойд Америкт,SDH-ийг Европ,Японд болон дэлхийн бусад үлдсэн хэсгүүдэд ашиглаж байна. SONET болон SDH нь олон адил төстэй болон хэд хэдэн ялгаатай талтай байдаг. Асуудлын учир нь өргөнөөр эсвэл ялгаатайгаар хамарсандаа биш, харин эдгээр тоон харилцаа холбооны техникүүд нь дэлхийн өнөөгийн сүлжээний үйлчилгээ үзүүлэгчдийн томоохон хэсгийн суурь болж байгаа нь юм.

SONET / SDH-ийн үүсэл ба ашиг тус

SONET/SDH нь ижилхэн оптик технологиийн ойлголт ба тус тусдаа өөрсдийн гэсэн онцлог бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй байна. SONET/SDH нь оптик шилэн кабелын харилцаа холбооны хамтаар тасралтгүй хөгжсөн үндсэндээ тэд хэзээ, юу хийх ёстой зэрэг цахилгаан ба оптик нягтруулга болон модуляцийн зааварчилгааг өгөх цахим bit-router, кодлогдсон рефлекс юм. Тэдгээрийн үр дүнд схемийн бэлтгэл болон стандарт нь сайн хийгдсэнээр SONET/SDH нь өндөр хурдаар битийг дамжуулж, дамжуулалтын ачааллыг багасгаж, үйлдвэрлэгчийн харилцан ажиллах боломжинд хувь нэмрээ оруулдаг. SONET/SDH-ийн түрүү үе нь шилэн кабелын өөр өөр тоног төхөөрөмжийг байрлуулсан ихэвчлэн асинхрон сигналтай нягтруулгын техникийг ашигладаг дэлхий нийтийг хамарсан PSTN юм. Шилэн кабелийн гол хэрэглэгчид нь бүс нутгийн үйл ажиллагаа явуулж байгаа компаниуд нь RBOCs болон IXCs байсан бөгөөд тэд харилцан холболтоо оновчтой болгохын тулд стандартыг оруулахыг хүссэн. CapEx болон OpEx нь стандарт бий болсноор янз бүрийн үйлдвэрлэгчдийн тоног төхөөрөмж хоорондоо зохицож ажиллах чадвартай болох ба үйлчилгээг сайжруулах хүчин зүйл болно гэж үзсэн. Иймд стандарт нь улс орон төдийгүй дэлхийн аль альнийх нь шилэн кабелийн холболтыг хялбаршуулах арга юм. SONET/SDH сүлжээ нь өндөр нөрийвчлалтай цагны эх үүсвэрийг ашиглах ба синхрон цагны шатлалыг бий болгодог. Энэ нь төв сүлжээний цагыг бүх SONET/SDH-ийн элементүүдэд тараах, төгсгөлөөс төгсгөлрүү хугацааны синхрончлолыг үүсгэж өгдөг. Синхрон дамжуулалтын системд зориулсан хүсэлт нь маш тогтвортой цагын лавлагаан дээр үндэслэсэн нь SONET/SDH-ын үндсэн ашиг тус юм.1 атомын цагын лавлагаа нь оптикоор хийгдсэнээр хүртээмжтэй бөгөөд маш тогтвортой болж SONET/SDH нь үр дүнтэйгээр мэдээллийн урсгалыг синхрончилдог болсон. SONET / SDH оптик сүлжээний харилцан холбооны дунд үеийг бэхжүүлэх уулзалт нь олон арилжаалагчдад нийцтэй боломж олгож байна. АНУ-д 152000-аас дээш SONET-ийн систем байна. SONET нь бүс нутгийн зонхилох харилцаа холбооны дамжууллын технологи бөгөөд Америкийн телефон утас эрхлэгчдийн сүлжээний зангилааны бүс болон хотын зах зээлийн хандалтанд зориулагдсан. SONET-ийг оптик дамжуулалтанд зориулан 1980-аад онд харилцаа холбооны стандарт болгон томьёолж арилжааны хэлбэрт оруулсан. SONET / SDH нь эхэн үеийн оптик сүлжээнд боловсруулагдаж байсан ба 2 хүчин зүйл дээр тулгуурлан үндэслэгдсэн.

• Зэс коаксиаль суурьтай ярианы сүлжээ нь үйл ажиллагааны зардалыг 50 хувь бууруулах

• Шилэн кабелийн дамжуулах байгууламж дээр дижитал харилцаа холбоог стандартчилах зорилгоор

SONET/SDH-ийн давуу талууд

• Back-to-back нягтруулгыг бууруулна

• Оптик холболтыг хөнгөвчилнө

• Traffic grooming болон тусгаарлалтыг хангадаг

• Дуу, өгөгдөл, видео болон Асинхрон дамжууллын горимыг(ATM) converges хийнэ

• Үйл ажиллагаа, удирдлага, болон менежментийг (OAM) сайжруулна мөн мониторингийг гүйцэтгэнэ

SONET болон SDH шатлал

SONET болон SDH нь TDM-ээр нягтруулна. TDM статистик биш учраас SONET/SDH-ын замын мэдээлэл тэнцүү хэмжээгээр урьдчилсан TS-ын хугацаанд урсдаг. TDM систем нь замын урсгалын асуудал, зурвасын өргөний их хэмжээний ачаалал, priority зэрэг асуудлыг арилгасан бөгөөд ингэснээр асуудал биш болсон. Шугамын үр ашигтай зурвасын өргөний мэдээллийг TS-уудад үр дүнтэй тэнцүү хуваарилна. SONET/SDH нягтруулах хамгаалах зурвасын өгөгдөл нь зурвасын өргөний хагасыг эзэлнэ. SONET нь ANSI стандартаар DS1-ын нягтруулга болон пакетийг OC-192 хүртэл үр ашигтай болгосон. SDH нь ITU-I стандартаар E1 нягтруулгаар пакетийг STM-256 хүртэл үр ашигтай болгох боломжийг олгодог.

SONET шатлал

SONET шаталсан загвар нь мэдээллийг 50Mbps –ээс дээш хурдаар зөөнө. Үндсэн DS1 / T1 зөөгч түвшинд, дижитал дохиолол (DS1 дохио) нь виртуалаар 1.5 (VT1.5) хэмжээтэй болгон нягтруулгын тоног төхөөрөмжөөр пакетлагдана. Виртуал цул урсгалыг томоохон гол мөрөн гэж ойлгож болох ба түүнрүү урсах жижиг урсгалуудын багц, жижиг ургалуудыг тэжээх далай тэнгистэй адилтган ойлгож болно. Хэрэв 28 ширхэг VT1.5-ийг нэгтгэвэл synchronous payload envelope (SPE) гэж нэрлэх ба 45Mbps хурдаар мэдээллийг дамжуулна. SPE дээр нэмэлтээр DS3 дохио болон суурь дамжууллын нэгжийг дамжуулахыг Synchronous Transport Signal (STS) гэх ба 51,84Mbps хурдаар өгөгдлийг дамжуулна. Цахилгааны STS / SPE (логик дохио) нь Оптик Carrier 1, ОС-1 (физик тээврийн хоолой) -д хийгддэг. Дараагийн SONET шатлал нь эдгээр 51Mbps SPE-ийг 3 нь ОС-3 буюу 155Mbps хурдаар дамжуулна. SONET шатлал нь дараах байдалтай байна:

• Гурван ОС-1-үүдийг (51.84 Mbps тус бүр) ОС-3 болгоно (155.52 Mbps)

• Дөрвөн ОС-3 нь ОС-12 (622.08 Mbps)

• Дөрвөн ОС-12 нь ОС-48 (ихэнхдээ 2488.32 Mbps, 2.5 Gbps)

• Дөрвөн ОС-48 нь О-192 (ихэнхдээ 9953.28 Mbps, 10Gbps)

• Дөрвөн ОС-192 нь ОС-768 (ихэнхдээ 39,813.12 Mbps, 40 Gbps)

SDH шатлал

Европын стандарт SDH нь 2,048Mbps үндсэн салаа эсвэл SDH-ийн багтаамжийн нэр томьёоллыг хэрэглэдэг. SONET-тэй адил SDH нь мэдээллийг дамжуулах шаталсан загварыг ашиглана, гэхдээ Synchronous Transport Module-1 (STM-1)-ийн хувьд 155.52 Mbps үндсэн хурдаар зөөнө. VC-3s нь улмаар SONET-ийн OC-3-ийг нэгтгэж STM-1 SDH-ийг 155.52Mbps шугамын хурдтай болгосон суурь дохионы зурагжуулсан хэлбэр юм. Мөрийн түвшин зориуд адилхан байгаа ч SONET болон SDH-ийг хооронд нь харьцуулахад ачаалал, шугамын байт, болон битийн боловсруулалтын механизм өөр өөр байна. SDH нь STM-1-ийн хувьд цахилгаан болон оптик нэгтгэсэн урсгалын аль альныг дууддаг. SDH шатлалын үр дүнд дараах дараалал бий болно:

• Дөрвөн STM-1 (155.52Mbps тус бүр) нь STM-4 (622.08Mbps) болох

• Дөрвөн STM-4-өөс STM-16 (2488.32Mbps, 2.5Gbps)

• Дөрвөн STM-16-ээс STM-64 (9953.28Mbps 10Gbps)

• Дөрвөн STM-64-ээс STM-256 (39,813.12Mbps, 40Gbps)

SONET / SDH нь илүү үр дүнтэй зурвасын өргөнийг ашиглаж мэдээллийг хурдан дамжуулдаг.

SONET / SDH Сүлжээний элемент

SONET/SDH шатлалийг бодит сүлжээний дамжуулалтанд ашигладаг. SONET/SDH сүлжээ нь дараах сүлжээний элементүүдийн хослолыг ашиглана.

• Terminal multiplexers: DS1/E1 болон DS3/E3 шиг цахилгаан сигналын агрегатууд, програм хангамжийн багц дээр суурилсан цахилгаан TDM нягтруулга ашиглан эдгээр дохио болон оптик зөөгчийн үр дүнд OC-N/STM-N шугамын хурдыг бий болгоно. Оптик шугамын оптик сигналыг дуусгавар болгож хэрэглэгч талд цахилгаан дохио болгодог учраас тэгэж нэрлэдэг.

• Regenerators: Заримдаа repeater гэж дууддаг. Эдгээр сүлжээний элементүүд нь оптик сигналыг өсгөх ба үр дүнд нь оптик сигнал алдагдалгүй дамжина. Regenerators нь ихэвчлэн цуваа байх ба SONET / SDH сүлжээний элементийн оптик хамрах хүрээг өргөтгөх юм.

• Add/ drop multiplexers (ADMs): ADMs нь terminal multiplexers-тэй адил нягтруулах болон задлах процессыг явуулахдаа шилэн кабелын SONET/SDH суурь сүлжээг ашиглана. ADM-ын гол зорилго нь оптик зөөгч дээр хэрэглэгчийн цахилгаан дохиог нэмэх, SONET болон SDH-ын аль нь болохыг тодорхойлох мөн хэрэглэгчийн интерфейсийн цахилгааныг оптик битийн урсгалаас задлах болон салаалуулах юм.

• Digital access cross-connect systems (DACSs): Хоёр талын хөндлөн холболтууд болон DS1/E1-ийг DS3/E3 болгох, OC-3s/STM-1-ийг OC-12/STM-4 болгох гэх мэт хэд хэдэн зорилготой ачааллын удирдлагын янз бүрийн түвшин хооронд хэрэглэгддэг. Нарийн болон өргөн зурвасын DACS-ийн аль аль нь SONET/SDH сүлжээнд ихэвчлэн байна. Эдгээр янз бүрийн сүлжээний элементүүд нь сүлжээний төрөл бүрийн топологи бий болгоход ашиглагддаг. Цэгээс-ээс-цэгт, цэгээс-олон цэгрүү, зангилаа болон цагираг топологи нь SONET/SDH сүлжээний нийтлэг архитектур ба найдвартай байдал болон үнэтэй менежментийн улмаас хамгийн түгээмэл байгууламж нь цагираг суурьтай байна. SONET / SDH үйлчилгээнүүд ихэнхдээ хос шилэн цагираг дээрх персонал DACS-ийн ADM-уудыг ашиглаж байна. DACS нь ихэвчлэн SONET/SDH-ийн хабыг байрлуулсан бөгөөд тэдгээрийг олох дараах 2 төрөл байна:

• Wideband digital access cross-connects: Нарийн зурвасын DACS дээр тоон дохионы шилжүүлгийг SONET-ийн VT түвшинд, DS1 түвшинд холболт болон засалтыг гүйцэтгэнэ. SONET-ийн хувьд нарийн зурвасын DACS нь OC-N ба DS3 түвшин болон DS1 ба тэдгээрээс гадагш тохиолдолд дуусгавар болно. SDH сүлжээнд нарийн зурвасын DACS нь E1/TU-12-ийг багтаасан түвшний тоон дохионы шилжүүлэлтийг гүйцэтгэнэ. Нарийн зурвасын DACS нягтруулга болон задлал нь E1/TU-12-т багтах SDH-ын оролт гаралтын E1, E3, E4 болон STM-N-ын дохионууд юм.

• Broadband digital access cross-connects: Өргөн зурвасын DACS нь хоёр талын хөндлөн холболтууд болон янз бүрийн SONET OC-N түвшний дохио, DS3-ын хооронд үүснэ. Өргөн зурвасын гэж нэрлэж байгаагын учир нь энэ нь DS3 болон түүнээс дээш түвшинд шилжих зорилготой юм. SDH-ын хувьд өргөн зурвасын DACS нь ерөнхийдөө E3/AU-4 ба түүнээс дээш түвшин эсвэл бусад E3s, E4s ба STM-N дохиоруу шилжих юм.

SONET/SDH-ын тоног төхөөрөмжүүд нь хэрэглэгчийн байрлалд хамгийн ойр ярианы хэлхээг 64Kbps хурдтайгаар үр ашигтай, найдвартай дамжуулах зориулалттай байсан хэдий ч IP-ын асар их өсөн нэмэгдэж буй өргөн зурвасын эрэлтийг дэмжих хэрэг гарсан. Уламжлалт TDM суурилсан хотын сүлжээ мэдээллийн урсгалын хуьд асар их дэмжлэг “шахалт” байсан бөгөөд голчлон энэ үйлчилгээг гүйцэтгэхээр тохирсон байна. SONET / SDH дээр пакетыг явуулах анхны арга байсан.

SONET / SDH дээрх пакет

SONET/SDH –ийн дэд бүтцийн асар их мэдээлэл болох яриа болон өгөгдлийг хамтад нь дамжуулах, converge хүсэлт зэргийн суурийг суулгаснаар SONET/SDH нь илүү үр ашигтай мэдээллийг өөр дээрээ дамжуулах болсон. 64Kbps нь ярианы дохио шиг өгөгдөлтэй нийцэхгүй болсон учир data link түвшинд IP packet болон SONET / SDH payload-ын үр дүнтэй зураглалын шинэ интерфейсийн фрейм шаардлагатай болсон. SONET / SDH (POS / SDH) дээрх пакет нь SONET/SDH дээгүүр дамжих өгөгдлийн дамжуулалтын үр дүнг хангах стандартын техникүүд нь 2-р түвшинд ажилладаг. PoS-ын ашигтай хайрцаглалт нь IP packets-ын бага ачаалал бүхий Point-to-Point Protocol (PPP) header юм. PoS протоколын 2 төрлийн RFC харьцуулалтыг тайлбарлах:

• RFC1662 нь 1994 онд анх үүссэн ба PPP header, high data link control (HDLC) –протоколын пакетыг зөөх, зураглалыг тодорхойлох зэрэг хяналтыг хийнэ.

• RFC2615 нь 1999 оны 6 сард үүссэн ба PPP-д SONET/SDH доторх фрейм болон байрлуулалтыг HDLC шиг хэрэгжүүлдэг. Тиймээс RFC2615 нь SONET / SDH дээр PPP-ээр тодорхойлогддог.

PoS стандарт нь OC-3/STM-1 –ийн 155Mbps хурдаар үндсэн өгөгдлөө зөөх ба 149.760Mbps нь зурвасын өргөнийг үр дүнтэй ашиглана. PoS-ын фрейм нь 8 битээс тогтоно.

Зураг 5-10: OSI загварыг ашигласан SONET / SDH дээрх пакет

PoS-ын үр ашиг нь SONET payload дахь дамжуулалтын нэмэлт өгөгдлийн байтын харьцаагаар хэмжигддэг. ATM –ын үр ашгийн хувь нь 85% байхад PoS-ын үр ашгийн хувь нь 97% байдаг. Хүснэгт 5-6-д нийтлэг багцын хэмжээ бүхий PoS-ын үр ашгийн харьцуулалтыг үзүүлжээ.

PPP хайрцаглалтын техникийг хангах зорилгоор PoS –ын топологийг хэрэглэх боломжтой. PoS нь ихэвчлэн SONET/SDH холболтыг point-to-point дамжуулалтын үйлчилгээ, 2 router хооронд цагираг болон шугаман холбоосоор тохируулдаг. Тэр ч байтугай SONET цагираг тохиргоонд, үйлчилгээ тус бүрийн рөүтэрүүд дээр PoS-ын интерфэйсүүд холбогдож хоёр SONET ADMs хооронд цэг-ээс-цэг персонал холболт үүсдэг. PoS нь WAN сүлжээний өндөр хурдны пакетыг амжилттай дамжуулах технологи юм. PoS технологи нь рөүтэррүү интерфейс картуудын IP пакетийг нэмж загварчлагдсан. SONET/SDH ADM-ын интерфейсийн боломжит өгөгдлийн хурд нь OC-3/STM-1, OC-12/STM-4, OC-48/STM-16, and OC-192/STM-64 байна. 1997 оноос хойш хэрэгжсэн ба PoS нь сүлжээний үйлчилгээ үзүүлэгчдэд мөн аж ахуйн нэгжийн сүлжээнд хэрэглэгддэг технологи юм. Аж ахуйн нэгжийн сүлжээ нь PoS-ын өндөр хурдны WAN-ын мэдээллийн төвийн холболт болон том хэмжээний кампус орчинд хэрэглэгдэх болно. ISP-руу PoS-ын холболт түгээмэл байдаг. Үйлчилгээ үзүүлэгчид нь ихэвчлэн рөүтэрт суурилсан PoS-ыг ашиглана. Зураг 5-11-д PoS-ын SONET/SDH-ын цагираг холболт дээрх үйлчилгээ үзүүлэгч хоорондын холболтын жишээг үзүүүлжээ.

Зураг 5-11: IP Packet Router Connectivity Using PoS over SONET/SDH

SONET/SDH өгөгдлийн асуудал

SONET / SDH болон PoS гэх мэт арга нь чухамдаа тоон өгөгдлийг ямар нэг хэмжээгээр тоон багц болгоход үр дүнтэй ч SONET / SDH оптик сүлжээний платформууд нь тогтмол хэлхээний зурвасын өргөнтэйгөөр байгуулагдсан байдаг. Энэ нь өгөгдлийн дамжууллын шинэ үйлчилгээ ба их хэмжээний ярианы дэд бүтцийг хамтад нь дэмжиж байгааг харуулж байна.