Overleg:Synchrone digitale hiërarchie

Synchrone Digitale Hiërarchie.

De Synchrone Digitale Hiërarchie is een techniek die in ontwikkeld om de nadelen die met het gebruik van PDH als techniek voor een digitaal transportnet verbonden, zijn op te lossen. Zoals de naam al aangeeft wordt er gebruik gemaakt van een netwerk structuur waar bij alle netwerkelementen gesynchroniseerd worden van uit een centrale klok

Die nadelen zijn :

• Een PDH netwerk is lastig te beheren. • Het is niet mogelijk om 64kbit/s tijdsloten terug te vinden in een 34Mbit/s of 140 Mbit/s • Voor elke snelheid wordt een andere Framestructuur toegepast. • Verschillende hiërarchieën in Amerika, Europa en Japan.

Bij SDH wordt uitgegaan van een ring vormige structuur op de fysieke laag. Het toegepaste medium is meestal glas, maar ook koper en straalverbindingen behoren tot de mogelijkheden. Het voordeel van de toegepaste ring structuur is dat bij onderbrekingen de verbinding wordt omgerouteerd.

De SDH Ring structuur bestaat uit Add/Drop Multiplexers die met behulp van een dubbele glasvezel met elkaar zijn verbonden. Bij PDH wordt gewerkt met Punt - Punt verbindingen. Tussen de Add/Drop multiplexers lopen zogenaamde Synchrone Transfer Mode Frames. Deze STM frames hebben een constante frequentie: per seconde kommen er 8000 frames op de verbinding langs. De Frequentie van 8000 keer per seconde komt dan ook overeen met de bemonsterings frequentie van het analoge signaal. Dat betekend dat een tijdslot van 64 kbit/s in een STM -1 Frame als is terug te vinden.

Het STM- 1 frame heeft is het frame met de laagste snelheid: 155 Mbit/s. Daarnaast bestaan er een STM-4 en een STM-16 Frame met een snelheid van 622 Mbit/s en 2,5 Gbit/s, resp. 4 en 16 maal de snelheid van 155 Mbit. Aan de ontwikkeling van een STM 64 met de snelheid van 64 maal 155 Mbit/s wat overeenkomt met 10 Gbit/s wordt gewerkt.

Het STM Frame

Een STM frame bestaat uit vier delen:

De Regenerator Sectie overhead, De Multiplexer Sectie overhead, De Pointer. De Payload.

Als we een STM frame vergelijken met een trein die 8000 keer per seconde langs komt, is de payload te vergelijken met de laadruimte, de sectie overhead met de cabine van de bestuurder en de Pointer de lijst met de samenstelling van de trein.

In de laadruimte ( De payload ruimte in de tekening ) van het Frame kunnen de Containers met de klant informatie geplaatst. De Pointer geeft het begin van de Container aan. In de Sectieoverhead bevinden zich bits waar mee de SDH netwerkelementen beheerd kunnen worden. De Sectieoverhead is te splitsen in Regenerator overhead ( de overhead boven de Pointer ) en Multiplexer overhead ( de overhead onder de Pointer ).

Zoals uit de tekening blijkt is een Regenerator Sectie een verbinding tussen twee Regeneratoren of tussen een regenerator en een Add/Drop Multiplexer. De Regenerator sectie overhead kan zowel door de multiplexers als de regeneratoren worden uit gelezen. De Multiplexer sectie overhead kan alleen door de multiplexers worden uitgelezen.

De Sectieoverhead bevat : A) Frame Synchronisatie ( De A Bytes ). B) Foutcontrole bits voor resp. de Regenerator en Multiplexer sectie. C) De STM-1 Identificatie. D) Datacommunicatiekanalen voor het netwerkmanagement. E) Engineering on Wire. F) Gereserveerd voor andere Doeleinden M) Foutmeldingen. S) Synchronisatie Status Message Byte (SSMB) T) Toekomstig gebruik

Sommige van de genoemde bits komen zowel voor in de regenerator overhead als de multiplexer overhead. Zo geldt bijvoorbeeld voor de foutcontrole bits dat er in de regeneratoren een controle plaats vindt op de bits in de regenerator sectie en dat er in de multiplexers een controle plaats vindt op de bits in de regenerator en de multiplexer sectie. Zo is er ook de mogelijkheid voor Engineering on Wire voor zowel de regenerator als de multiplexer sectie.

Met behulp van de Add / Drop Multiplexers kunnen klant signalen vis de STM Frames vervoert worden over de SDH ring. Door de klanten worden meeststal PDH signalen aangeboden die door de Add/drop multiplexers in zogenaamde Containers worden verpakt. Dit is te vergelijken met het verpakken van de huisraad in verhuisdozen.

De SDH Container Er zijn verschillende containers: voor 2 Mbit/s een C12, voor 34 M en 45M een C3 en voor 140 M een C4. Het zal duidelijk zijn dat de Containers oplopen in grote.

Net zoals er bij een verhuisdoos ruimte overblijft, omdat de doos nooit helemaal wordt gevuld door de huisraad, zijn de containers groter dan voor het transporteren van een PDH stroom perse nodig is. Deze ruimte wordt opgevuld met zogenaamde stuffingbits. Alleen indien de Containers worden gevuld met ATM cellen zijn stuf-fingbits overbodig. Maar met name een Container C3 wordt slechts gedeeltelijk opgevuld met een 34 Mbit /s PDH stroom. Er past zelfs een 45 Mbit/s in.

Bij de Container wordt de zogenaamde Pathoverhead gevoegd. Deze Pathoverhead bestaat voor een VC 4 uit 9 bytes en bevat O.A. bits voor :

• de Path bewaking: • de Error Performance • het aangeven van de Inhoud van de Container. • Alarm en Fout meldingen. • een Gebruikers kanaal. Etc.

De Combinatie Container en Pathoverhead wordt Virtuele Container genoemd. Een pat is een route (pad) door het netwerk , dat over meerdere multiplexersecties (en regeneratorsecties) kan lopen. Een Path begint met het inpakken van de Virtuele Container en eindigt met het uitpakken van de Virtuele Container. Door het netwerk kan aan de hand van de Error performance de kwaliteit van de verbinding gecontroleerd worden.

Na het toevoegen van de Pathoverhead wordt de Pointer aan de Virtuele Container toegevoegd. De functie van de Pointer is om fase en looptijdsverschillen tussen de Container en het STM-1 frame op te vangen. De Pointer geeft het begin van de Container in het Frame aan. De Pointer waarde van een VC 4 kan variëren tussen de 0 en 783. De Pointer kan hiermee slechts elk derde byte van de Container Adressen. De Pointer heeft ook nog de mogelijkheid om door middel van justificatie bits snelheid afwijkingen op te vangen. De Combinatie van Pointer en Virtuele Container wordt een Tributary unit genoemd. Afgekort TU. Meerdere Tributary Units vormen een Tributary Unit Groep. Een Tributary Unit Groep wordt gebruikt om meerdere kleinere ( low order) Containers samen te voegen en in een grotere Container. Dit kan vergeleken worden met het bij een verhuizing meerdere kleinere spullen Bv. bestek in een kleine doos te stoppen die met andere kleine dozen in een grote verhuisdoos wordt geplaatst. Indien een Container groot genoeg is om als afzonderlijke Eenheid in het STM - 1 Frame te worden geplaatst wordt gesproken van een High order Container. De Combinatie van High order Container en Pointer wordt Administratieve Unit genoemd.

Hierna voegt de Add/Drop multiplexer de sectieoverhead toe en kan het gehele frame verstuurt worden. In de onderstaande tekening zijn de verschillende fase van het multiplex proces weer geven . Tevens vinden we hierin terug wat de transportcapaciteit van een STM -1 frame is voor de verschillende soorten Containers.

In een VC 4  is  ruimte voor een  VC 4 of voor 3 maal een  TUG - 3.  Een  TUG 3 kan  een VC 3 bevatten  of   7 maal  een  TUG 2.  Een TUG 2 kan 3 maal een  VC 12 bevatten.  Snel rekenwerk met de Zakjapanner leert ons dat het produkt van 3 TUG 3 maal 7 een TUG 2 maal 3 een C 12, 63 C 12 zijn  die in een VC 4  passen.

Indien geen gebruik wordt gemaakt van een STM -1 maar van een STM - 16 moet dit getal met 16 worden vermenigvuldigd. Via een Optische 2,5 Gbit verbinding kunnen 16 maal 63 2 Mbit/s (1008) verbindingen worden getransporteerd. Dat komt over een met 30240 telefoongesprekken van 64 kbit/s.

De Lagen van het SDH Netwerk

Het SDH net werk kan beschouwd worden als een gelaagd netwerk: Tussen de lagen is sprake van een cliënt - server relatie. Een laag levert diensten aan een hoge gelegen laag en ontvangt diensten van de lager gelegen laag . Deze lagen van het SDH netwerk zijn op hun beurt weer te plaatsen in laag 1 van het OSI Model.

Op de onderste laag vinden we het fysieke medium, dat meestal een glasvezel zal zijn. Hier boven vinden resp. de al eerder besproken regenerator sectie en de multiplexer sectie. Deze worden samen gevoegd worden dat in de Sectionlayer. De glasvezellaag verbindt twee regeneratoren met elkaar. Terwijl de regeneratorlaag op zijn beurt weer voor een verbinding tussen twee multiplexers zorgt. De multiplexerlaag biedt aan de bovenliggende laag toegang tot het netwerk en transport naar de dichtstbijzijnde multiplexer.

Hier boven vinden de Path layer die uit resp. een High Order Path en een Low Order Path bestaat. Het High Order Path is een route voor een VC 4 door een SDH netwerk dat over meerdere multiplex secties of SDH ringen voert. Een Low Order Path voert over meerdere High Order Paths. Hier bij wordt de VC 12 in een andere VC 4 ingepakt na uit zijn oorspronkelijke VC 4 te zijn uitgepakt. Een Path (High of Low order) loopt van het punt waar de Container wordt gevuld en waar Path overhead wordt toegevoegd. Het Path stopt waar de Path overhead wordt verwijderd en uitgelezen en waar de lading wordt uitgepakt.

De Circuitlayer bestaat in dit voorbeeld uit  het transport van een PDH door  een SDH netwerk en over lokale uitlopers. Voor het transport hierover zou bijvoorbeeld gebruik kunnen worden gemaakt van HDSL modems. Een kenmerk van PDH verbindingen via SDH is dat deze verbindingen altijd transparant zijn. Het netwerk past zich met behulp van de Pointer, justificerings bits etc de snelheidsvariaties van het PDH signaal aan. Er vindt dus geen synchronisatie van klant signalen door het Netwerk plaats. 

De routering door het SDH netwerk mag niet verward worden met de routering op laag 3 van het OSI Netwerk, de routering door het SDH netwerk heeft een permanent karakter. De toewijzing van verbindingen via een SDH netwerk gebeurt vanuit een Netwerk Management Centrum, dat ook verantwoordelijk is voor het constateren en het oplossen van storingen. De verbindingen door het SDH netwerk kunnen bestemt zijn voor interne klanten of voor externe gebruikers. het SDH netwerk vervult de functie van het Universeel Transport Netwerk in het Modulair Beheer Model.

Samenvatting

De Synchrone Digitale Hiërarchie (SDH) is een techniek die gebruikt wordt om een goed te beheren transportnet te bouwen. De diensten die door het SDH netwerk worden geleverd bevinden zich op het gebied van het bittrans -port.

De Voordelen van SDH ten opzichte van PDH zijn:

• Door de aanwezigheid van overhead bits is een beheer van het hele netwerk, de gebruikte netwerk elementen en de verbindingen door het netwerk mogelijk. • De toegang tot een SDH Netwerk is gemakkelijker omdat Drop & Insert mogelijk is. Het Complexe op - en ontstapelen dat bij PDH noodzakelijk is vindt bij SDH niet plaats. • SDH is internationaal gestandaardiseerd. (Zowel Europa, Amerika als Japan maken gebruik van de zelfde standaard) • SDH bevat ingebouwde protectiemiddelen waarmee storingen zoals kabelbreuk kunnen worden opgevangen.

De voordelen van SDH zijn in eerste instantie voor de klanten van een Telecommunicatieoperator niet merkbaar, de invoering van SDH leidt niet op voorhand tot de introductie van nieuwe diensten. het is vooral de Telecommunicatie operator zelf die voordeel heeft van de invoering van SDH. SDH betekend meer doen met minder mensen.

Op deze manier worden kortere levertijden van verbindingen, snellere storing oplossing en een betere kwaliteit van de verbinding gemeten volgen G821 en G826 gerealiseerd. De grotere transportcapaciteit van SDH betekend dat de prijs van het bit transport omlaag kan.

Uit eindelijk profiteren hier de klanten toch van.

auteursrecht

Tja, daar sta je dan met je goede gedrag.

Ik ben echt de auteur van dit ondoorgondelijke artikel. Het is een hoofdstuk uit een afstudeerscriptie van mijn hand van een aantal jaren terug.

Het is ook gebruikt als hoofstuk in een lesboek door de firma kenteq, maar ik ben nog steeds de auteur en ik heb met deze firma afgesproken dat ik de vrijheid heb om het artikel of delen daarvan in bijvoorbeeld technische tijdschriften te publiceren.

Dus toen stond er een verwijzing bij het internetprotocol naar SDH.

Ik heb het een beetje aangepast en de tekeningen moeten er nog bij. Verder gaat het natuurlijk om openbaare informatie vanuit de ITU. onderdeel van de VN

Eigenlijk had ik hoop dat het artikel met wat hulp zou worden aangepast

Dan haal je die melding toch gewoon weer weg? Er staat hier op de overlegpagina nu duidelijk dat jij de rechthebbende bent, dan is het probleem onmiddelijk opgelost. Danielm 5 aug 2005 23:20 (CEST)

Update nodig

Dit artikel is aan een update toe;

• Relatie met POS/SONET uitlichten lijkt me zinvol
• "IP als universele drager" biedt natuurlijk nog geen faciliteit op laag 2
• "de trend" is veranderd naar (Ten)GigabitEthernet op laag 2 (die met name de afgelopen de afgelopen jaren sterk is is ingezet, al dan niet i.c.m. WDWM)
• Dat dark fibers ook voor eind-afnemers en (kleine ISP &) hosting providers binnen (budgettair) handbereik begint te komen
• Telco's daarentegen vaak tegen een gunstig tarief GE vanuit hun backbone aanbieden, nu niet meer via LANE (LAN Emulatie) e.d. maar dus vaak zelfs (min of meer) native als VLAN vanuit hun core verbindingen, die met hoogwaardige WDWM met OC-192/STM-64/TenGE dan netto kan uitkomen op 400 Gbps per dark fiber pair

• hierop zal de Telco uiteraard nog wel capping/rate limiting toepassen

• Omzetten van afbeeldingen naar wikicommons (dan wel invoegen meer afbeeldingen hieruit)
  

De beste stuurlui staan hier niet aan wal hoor - deze opsomming hier is bedoeld als kladblokje voor mezelf en of anderen om het artikel bij te werken/uit te breiden. --martix 8 dec 2009 09:13 (CET)