Transzporthálózati technológiák

Átírás

1 SDH 1

2 Transzporthálózati technológiák fix átviteli kapacitások biztosítása többféle kliens kiszolgálása alapvető hálózati funkciók útképzés védelem alapvető csomóponti funkciók erősítés, regenerálás (átvitel minősége) illesztés, multiplexálás (kliensek, nyalábolás) kapcsolás (flexibilitás, védelem/helyreállítás) 2

3 Tartalom az SDH technológia kialakításának motivációi az SDH keretszervezés az SDH multiplexálási hierarchia tipikus SDH berendezések útképzési funkciók implementálása védelmi funkciók implementálása architektúrák, hálózati szerkezetek 3

4 SDH Sincronous Digital Hierarchy szinkron digitális átvitel digitális jelek átvitele időmultiplexált keretszerkezet, üzemeltetési információk is csomóponti funkciók (regenerátor), TM (végződő mpx), LM (vonali mpx), ADM (leágazó mpx), DXC (Cross connect), 4

5 Csomóponti funkciók erősítő regenerátor végmultiplexer leágazó multiplexer rendező összetett STM n VCm STM n STM n STM m 5

6 Az SDH technológia kialakításának motivációi PDH korlátok multiplexálási technikából adódóan nehézkes jelhozzáférés a nagysebességû bitfolyamok alacsonyabb sebességű összetevőihez kevés üzemeltetési információ, hatékony hálózatmenedzsment nem lehetséges eltérő szabványok (Európa, USA, Japán) 6

7 PDH (röviden) Pleziokron => Szinkronizálás, páros keret 0. ir 27 páratlan 2. bit 1 PCM hierarchia - Primer 2,048 Mbps, 30 csatorna, ±50ppm tűrés - Szekunder 8,448 Mbps, 120 csatorna, ±30ppm tűrés - Tercier 34,368 Mbps 480 csatorna, ±20ppm tűrés - Quarter 139,264 Mbps 1920 csatorna, ±15ppm tűrés 7

8 PDH E1 keret bitszervezésű bitbeszúrásos szinkronizálás néhány bit riasztásra és szolgálati csatornára 8

9 SONET/SDH SONET Bellcore 1985 február USA, Kanada SDH: Melburn 1988 CCITT G.707 Európa bitsebességek STM-n n=1, 4, 16, 64, 256 9

10 SDH ajánlások (CCITT) G 707 jelsebességek G.708 keretszervezés G.781,782, 709 multiplexerek G elektronikus rendezõk G957,958 SDH optikai csatlakozások G.773 hálózatmenedzsment (Q if.) G.803 architektúrák, tervezés G.702 PDH-SDH határfelület 10

11 PDH-SDH összehasonlítás 11

12 Az SDH keretszervezés byte szervezésű az STM-1 keret bites egységből épül fel minden byte egy-egy 64 kbps csatornának felel meg az STM-1 keret 270 byte x 9 sor szerkezetű az első 9 byte-nyi oszlop a fejrész, a többi a hasznos információ (payload) Egy keret 125us alatt kerül továbbításra 12

13 Az SDH keretszervezés a fejrész további három részre tagozódik regenerátor szakasz fejrész (RSOH), 3 sor Mutatók (pointerek) 1 sor multiplex szakasz fejrész (MSOH) 5 sor a fejrészben található byte-ok részben szinkronizációs (keret és mutató) részben üzemviteli információkat hordoznak 13

14 Az SDH keretszervezés RSOH byte-ok A1 ( ), A2 ( ): keretszinkron C1: STM-4-en belüli STM-1 keretek számozása (STM- 256-ig) D1-D12: üzemeltetési adatcsatornák (TMN) H1,H2, H3: mutatók, a virtuális konténerek kezdetét jelölik az STM keret kezdetéhez képest (H3 adatvédelem) 14

15 Az SDH keretszervezés MSOH byte-ok B2: a multiplex szakasz bithibák jelzésére (BIP24 3 bájtonként RSOH nélkül) K1,K2 a multiplex szakasz védelmi átkapcsolását vezérlik (APS), módok: auto, manuális, kényszerített; tartalék tip.: 1:n, 1+1 D4-D12: üzemeltetési adatcsatornák E1, E2: szolgálati csatorna Z1, Z2: fenntartott (későbbi funkciókhoz) S1 órajel minőség Q1-Q4 15

16 Az SDH keretszervezés virtuális konténerek fejrész (POH) üzemviteli információk, hibafigyelés, C+POH=VC konténer hasznos információ VC-4: 9 x 261 byte, pl. PDH 140 Mbps jelfolyam továbbítására 16

17 17

18 18

19 Az SDH multiplexálási hierarchia byte beléptetés VC-n helyét STM-1 kezdőbyte-jához képest H1, H2 mutatja 19

20 Multiplexálás bytebeléptetéssel 20

21 SDH jelsebességek (STM-64 (STM Mbps) Mbps) 21

22 Az SDH multiplexálási hierarchia 22

23 PDH és SDH jelsebességek 23

24 Tipikus SDH berendezések Regenerátor (3R:Reshaping, Retiming, Regeneration) TM (Terminal Multiplexer) végmultiplexer VCn tributary, STMn aggregate LM (Line Multiplexer) vonali multiplexer STMn tributary, STMm aggregate (n<m) ADM (Add Drop Multiplexer) STMm-ből STMn vagy VCn leágazás DXC (Digital Cross Connect) STMn aggregate-ek között VCn szintű kapcsolás 24

25 Tipikus SDH berendezések (2/1) DXC 25

26 Tipikus SDH berendezések (2/2) TM: Egy vonali porttal rendelkezik, pont-pont összeköttetéseken vagy a multiplexerlánc végén alkalmazható. A bejövő összetevő jeleket multiplexálva azokat az STM-N jelfolyamon továbbítja. ADM (leágazó): Két vonali porttal rendelkezik, a multiplexerláncon belül is alkalmazható. A bejövő összetevő jelek multiplexálásával kapcsolatos feladata a terminál multiplexerekével megegyezik. A "hub" (átemelő) multiplexer:összetevő jelei többnyire csak részlegesen kitöltött optikai STM-N jelek. A hub multiplexer ezeket fogja össze egy ugyanolyan, vagy magasabb szintű STM-M jelfolyammá. Digitális rendező multiplexer: A kapcsoló mátrix jelenléte lehetővé teszi az összetevő-összetevő, összetevő-optikai, optikai-optikai jelcsatornák tetszőleges átrendezését, tehát a multiplexer digitális rendezőként is működhet. 26

27 Leágazó multiplexer szerkezete (helyi menedzsment) WS Q vezérlés (TMN) O L T M P X kapcsoló M P X O L T összeállító egység (MPX) tributary portok (SDH, PDH) 27

28 28 Digitális rendező szerkezete O L T O L T O L T tributary portok (SDH, PDH) O L T O L T O L T kapcsoló M P X M P X M P X M P X M P X M P X vezérlés (TMN) Q WS összeállító egység (MPX)

29 Digitális rendező DXC: A digitális rendezők feladata az azonos irányban haladó, azonos célú adatforgalmak összegyűjtése, irányítása, azok csatorna-összetevőinek átrendezése, a gyengén kitöltött, azonos rendeltetésű nyalábok tömörítése. A digitális rendező összetevő csatornabemenetekkel nem rendelkezik, ezért leágazási/beiktatási feladatok ellátására nem alkalmas. 29

30 Tipikus berendezések alkalmazásai 30

31 SDH szakaszolás 31

32 SDH rétegelt hálózatmodell 32

33 Útképzési funkciók implementálása gyűrű egyirányú egy vagy két szálon kétirányú két vagy négy szálon szövevény végponttól végpontig, szakaszonkénti, vagy optimális nyalábképzéssel TM, ADM, DXC alapon 33

34 gyűrűn 1+1 útvédelem Védelmi funkciók implementálása osztott multiplex szakasz védelem (az összeköttetésben igényelt átviteli kapacitást több (tipikusan két) független átviteli úton megosztva hozzuk létre. ) szövevényen 1+1 útvédelem 1+1 lineáris szakaszvédelem n:m lineáris szakaszvédelem Helyreállítás (az egyes szakaszok tartalékkapacitásokat tartalmaznak,hiba esetén a hálózat igényeinek elvezetését átrendezik a védelmi kapacitásokat is felhasználva.) 34

35 1+1 védelmi alapszerkezet két csomópont-független út azonos kapacitású átvitel duplikált adásirány vevő oldali átkapcsolás (lokális döntés, tipikusan nem visszatérő kapcsolás) egy hiba esetén teljes védelem 35

36 1+1 védelmi kapcsolás monitorozás vezérlés hálózat jelduplikálás védelmi átkapcsolás 36

37 m:n védelmi alapszerkezetek (2/1) n üzemi összeköttetésre (csatornára) m védelmi bonyolultabb átkapcsolási folyamat kommunikáció szükséges visszatérő kapcsolás kommunikáció szükséges 37

38 m:n védelmi m:n kapcsolás védelmi alapszerkezetek (2/2) m hiba esetén teljes védelem a védőrendszer extra nem védett átviteli lehetőséget is biztosíthat tipikus alkalmazás 1:n, 1:1, n:n 38

39 2:1 osztott védelem (egyik irány) 39

40 SNCP gyűrű: 1+1 VC12 útvédelem STM4-es gyűrűn SNCP (SubNetwork Connection Protection) Alhálózati összeköttetés védelem 40

41 MSSP kétirányú gyűrű két szálon STM-16/STM-1 41

42 MSSP kétirányú gyűrű négy szálon STM-16/STM-16 42

43 Hálózati architektúrák, hálózati gyűrűk szerkezetek egyirányú MSSP (Multiplex Section Shared Protection) egyirányú PP(Path Protection) kétirányú PP (két vagy négy szálon) kétirányú MSSP (két vagy négy szálon) szövevény út/szakasz védelemmel vagy helyreállítással (a hibát a védelmi algoritmusok lekezelik és helyreállítják a kapcsolatot egy másik úton) strukturált hálózatok 43

44 Strukturált hálózatok hierarchikus tipikusan kétszintű, gyűrű-szövevény vagy gyűrű-gyűrű szerkezet, HUBok az egyes hierarchiaszintek közt nemhierarchikus illeszkedő vagy átfedő gyűrűk 44

45 Hierarchikus hálózati szerkezet 45

46 Nem hierarchikus hálózati szerkezet Szekunderpont Megyeszékhely Topológiai pont 46

47 HUB csomópont összetett (hierarchikus) hálózatban 47

48 Összetett hálózati struktúrák védelme (4/1) együttműködő részhálózatokra bontás gazdasági-technológiai okokból részhálózatok együttműködése védett hálózati struktúrák (hierarchikus és nem hierarchikus) 48

49 Összetett hálózati struktúrák védelme (4/2) összekapcsolódási megoldások: védelmi szempontból minimum kétszeres kapcsolat (dual-homing elv - egy alhálózat két csomóponton (két HUBon) keresztül is kapcsolódik a nála egy logikai szinttel feljebb levő hálózathoz, D&C ) kétféle védelmi stratégia 49

50 Összetett hálózati struktúrák védelme (4/3) Home Hub Foreign Hub Home Hub Foreign Hub ADM ADM ADM ADM 1x2 Special Node DH (D) Special Node DH (C) a dual-homing elv két megvalósítása 50

51 Összetett hálózati struktúrák védelme (4/4) részhálózatonkénti védelem + a kapcsolódási pontok védelme lokális menedzselhetőség enyhébb topológiai követelmények hálózati szinten megvalósított védelem szigorúbb topológiai követelmények 51

52 Részhálózatonkénti védelem védett részhálózatok öngyógyító elv teljes védelem egy hiba esetén kapcsolódási pontok meghibásodása külön probléma (D&C) topológiai követelmények 52

53 A MSSP-MSSP Ring 1 dual-homing U1 U2 U3 U4 drop & continue Upper level network egyszeres hibák ellen véd L1 L2 Lower level network L4 L3 Ring 2 Ring 3 λ1 B λ1 Working section Protection section λ1 C λ1 Optical add-drop multiplexer Service selector Drop and continue 53

54 A MSSP-MSSP drop & continue egyszeres hibák illusztrálása Ring 1 U 1 U 3 U 2 U 4 Upper level network Lower level network L 1 L 2 L 4 L 3 Ring 2 Ring 3 λ1 B λ1 Working section Protection section λ1 C λ1 Optical add-drop multiplexer Service selector Drop and continue 54

55 Hálózati szinten megvalósított védelem (2/1) végponttól végpontig független utak szigorú topológiai követelmény kapcsolódási pontok hibái ellen is véd hálózatméretezési problémák hosszabb utak, kisebb nyalábok nyalábrendezés (DXC-vel vagy STM-1 szinten) 55

56 Hálózati szinten megvalósított védelem (2/2) 56

57 Független utak hierarchikus hálózaton 57

58 Az SDH technológia összefoglalása az SDH technológia előnyei viszonylag olcsó, egyszerű multiplexálás, üzemeltetés hatékony, SW úton vezérelhető üzemeltetési rendszer alakítható ki öngyógyító mechanizmusok implementálhatók viszonylag nagy átviteli sebességek 58

59 SDH - a hálózatot egyértelműen meghatározó információk logikai és fizikai hálózati szerkezet gyűrűk, szövevények, összekapcsolódások, csomópontok elrendezése optikai kábelhálózat az egyes hálózatrészek konfigurációja architekturális megoldások erőforrások kapacitása és konfigurálása az átviteli utak felépítése 59

60 A budapesti SDH trönkhálózat 60

61 SDH - tervezési problémák gyűrűhálózat konfigurálása és -méretezése szövevényes hálózat méretezése hálózatméretezés (összetett szerkezet) struktúra optimalizálás topológia optimalizálás 61