Integracja sieci LAN z WAN








| Main | TCP/IP | Routing | ATM | xDSL | SONET |
SONET - Synchronous Optical NETwork| Prędkości
transmisji | Hierarchia
sygnałów | Nagłówek |

Zbiór standardów dotyczących synchronicznych, gigabitowych sieci
światłowodowych
SONET odnosi się do zbioru standardów dotyczących wyposażenia światłowodowych
systemów transmisyjnych rozwijanych przez firmę Bellcore w kooperacji z
kompaniami telefonicznymi oraz producentami sprzętu telefonicznego. Przyczynkiem
do stworzenia standardów SONET stało się niewystarczające znormalizowanie
wyposażenia sieciowego tego typu, co nie umożliwiało współpracy urządzeń rożnych
producentów. Przykładami urządzeń, od których wymaga się zgodności ze
standardami SONET SA multipleksery, krosownice oraz repeatery. Jakkolwiek z
technicznego punktu widzenia nie jest to konieczne, w Ameryce Północnej
standardy dla publicznych sieci ATM (Asynchronous Transfer Mode) określają, Iz
standardy SONET będą określały system łącza fizycznego. Standardy SONET
porządkują szeroki wachlarz specyfikacji od tych, które dotyczą częstotliwości,
poziomów mocy sygnałów, charakterystyk światłowodów, złącz, formatów
przesyłanych danych, aż do szeroko pojętych możliwości serwisowania. Zapewnić to
ma łatwość zarządzania siecią, a co za tym idzie udostępnienie wysokiej jakości
usług. Prędkościom transmisji przewidywanym przez SONET odpowiadają oznaczenia
OC-N (Optical Carrier), gdzie N oznacza liczbę 1, 3, 12, 48, 192. Poniższa
tabela przedstawia poziomy OC-N dopuszczone (oprócz OC-192) przez ANSI:
Prędkości transmisji




Oznaczenie
Prędkość transmisji [Mb/s]

OC-1
51,84

OC-3
155,52

OC-9
466,56

OC-12
622,08

OC-18
933,12

OC-24
1244,16

OC-36
1866,24

OC-48
2488,32

OC-192
9953,28
Sygnał OC-N powstaje z sygnału STS-N po kodowaniu kanałowym i konwersji
sygnału elektrycznego na optyczny. Oznaczenia STS-N (Synchronous Transport
Signal) odnoszą się do formatów przesyłanych danych, tak jak oznaczenia OC-N
dotyczą specyfikacji sygnału optycznego.

Hierarchia sygnałów SONET
Podstawowym blokiem i pierwszym poziomem hierarchii sygnałów SONET jest
STS-1. Charakteryzuje się on przepustowością 51,84 Mb/s i jest on synchroniczny
z właściwym źródłem synchronizacji w sieci. Struktura ramki STS-1 (przedstawiona
na Rys. 1) może być opisana jako tablica 90 kolumn na 9 rzędów oktetów.
Transmisja oktetów przebiega rząd po rzędzie od lewej do prawej, przy czym
pojedyncza ramka przesyłana jest co 125us (okres przesyłania ramki pozwala na
cyfrowa transmisje mowy, jako ze sygnały takie SA kodowane z przepływnością 64
KB). Pierwsze trzy kulony ramki STS-1 zawierają bajty nagłówka sekcji i linii.
Pozostałe 87 kolumn i 9 rzędów jest wykorzystywane do przenoszenia tzw.
"synchronicznego kontenera informacyjnego" (Synchronous Payload Envelope - SPE);
SPE jest używane do przenoszenia informacji użytecznej wraz z 9 bajtami nagłówka
ścieżki. STS-1 może przenosić czysty sygnał kanału DS3 (44,736 Mb/s) lub zestaw
sygnałów o mniejszej prędkości: DS1, DS2C i DS2. Fizyczny nośnik sygnału STS-1
nie jest określony normami. Po kodowaniu kanałowym i zamianie na sygnał optyczny
otrzymuje się z niego sygnał OC-1 będący sygnałem optycznym najniższego poziomu
w hierarchii SONET.
Struktura nagłówka STS-1.
Nagłówek kanału SONET podzielony jest na warstwy (nagłówki) sekcji, linii i
ścieżki. Struktura ta odzwierciedla podział funkcji miedzy elementami
wyposażenia sieci. Nagłówki sekcji SA przetwarzane przez wszystkie urządzenia
SONET włącznie z regeneratorami. Zawierają one przede wszystkim dwa oktety
startowe ramki i identyfikator ramki, poza tym znajduje się w nich bajt
parzystości BIP-8, bajt kanału serwisowego i inne. Gdy sygnał SONET jest
kodowany, jedynymi nie zakodowanymi częściami ramki pozostają bajty nagłówka
sekcji oraz bajt identyfikacji STS-1. Nagłówki linii SA przetwarzane przez
wszystkie urządzenia SONET wyłączając regeneratory. Zawierają one przede
wszystkim bajty wskaźników, dodatkowy bajt parzystości BIP-8, dwubajtowy kanał
komunikatów APS (Automatic Protection Switching) i inne. Nagłówki ścieżki SA
przetwarzane przez urządzenia SONET będące adresatami niesionej przez ramkę
informacji użytkowej (terminating equipment). Nagłówek ścieżki jest częścią
ładunku użytecznego (SPE) i przesyłany jest wraz z nim. Zawiera on bajt
parzystości (kontrola poprawności danych miedzy nadawca, a adresatem), bajt
etykiety identyfikującej ty niesionej informacji przenoszonego przez SPE i inne.

Multipleksowanie sygnałów większych prędkości
Sygnały SONET o większych niż STS-1 prędkościach transmisji uzyskuje się
przez przeplot bajtów i zbieranie N ramek STS-1 w ramkę STS-N. Metody te SA
stosowane, aby uzyskać bajtowo zorganizowana ramkę o przepustowości rzędu 150
Mb/s (STS-2) zgodna z zaleceniami CCITT. Pozwala to również przenosić ramce
STS-N ładunki szerokopasmowe z prędkościami rzędu 150 lub 600 Mb/s. W ramce
STS-N wszystkie kanały nagłówków sekcji oraz linii z pierwszej ramki STS-1 SA
przenoszone w całości, jednakże wiele analogicznych kanałów (oprócz bajtów
startowych oraz identyfikatora ramki, bajtów parzystości, wskaźników nagłówka
linii) z pozostałych STS-1 jest pomijanych. STS-N po kodowaniu kanałowym
zamieniane jest na sygnał OC-N.
Wskaźnik ładunku użytecznego STS-1
Jak już wspomniano, SONET STS-1 zawiera w nagłówku linii wskaźnik ładunku
użytecznego. Wskaźnik ten stanowi kluczowa innowacje SONET i jest używany do
synchronizacji multipleksowania w środowisku plezjochronicznym jak i formowanych
w ramki sygnałów STS-N. Istnieją dwa najczęściej używane sposoby na
multipleksowanie ładunków użytecznych w sygnał o większej przepustowości.
Pierwszym z nich jest tzw. dodatnie szpikowanie bitami (positive bit-stuffing)
pozwalajace zwiększyć prędkość sygnałów niższego rzędu (o mniejszej
przepływności) w celu dopasowania ich do dostępnej pojemności w sygnale wyższego
rzędu (o większej przepływności). Metoda ta stwarza jednak problemy przy
dostępie do ładunku użytecznego z sygnału wyższego poziomu. Inna metoda jest
zastosowanie sztywnego umieszczenia sygnałów niższego rzędu w sygnałach
multipleksowanych (fixed location mapping). Metoda ta umożliwia łatwy dostęp do
ładunku użytecznego z sygnału wyższego poziomu, jednak ze względu na brak
zgodności fazy sygnałów niższego rzędu wymaga stosowania opóźnień (do 125 s)
oraz powtórzeń lub opuszczania ramek (!). SONET łączy zalety obu metod unikając
ich wad. Dzieje się tak dzięki wykorzystaniu wskaźników ładunku użytecznego,
przesyłanych w ramach nagłówka linii. W zastosowanej metodzie ładunek nie jest
sztywno związany z ramka STS-1 lecz przemieszcza się względem jej nagłówków.
Małe zmiany częstotliwości ładunków nie powodują opóźnień ani utraty danych -
powodują jedynie zmianę wskaźnika ładunku w ramce. Bajt H3 jest tu
wykorzystywany jako bufor. Poniższe dwa rysunki przedstawiają sposób
wykorzystania bajt H3 przy operacji zmniejszania wskaźnika, gdy następna ramka
przychodzi zbyt szybko oraz stosowania dodatniego bajt uzupełniającego, gdy
nastąpiło opoznionie w "dostarczeniu" ramki niższego rzędu.
Podsumowanie
Niniejsze opracowanie zawiera jedynie bardzo pobieżny opis podstawowych idei
zawartych w zbiorze standardów SONET. Zaznaczona została jedynie problematyka
hierarchii synchronicznych sygnałów SONET i sposób jej implementacji. Skromny
wymiar tej publikacji nie pozwolił na dokładniejszy opis zastosowanych
rozwiązań. Jednakże tematyka objęta zbiorem standardów SONET jest bardzo
rozległa, co czytelnik chyba zdążył zauważyć, jest stale rozwijana i dokładny
opis byłby bardzo obszerny. Osoby bardziej zainteresowane tym tematem jesteśmy
zmuszeni odesłać do literatury z zamieszczonego spisu.
Literatura:

American National Standard for Telecommunications - Digital Hierarchy
Optical Interface Specifications, Single Mode, ANSI T1.106-1988.
American National Standard for Telecommunications - Digital Hierarchy
Optical Interface Specifications, Single Mode, ANSI T1.105-1988.
American National Standard for Telecommunications - Synchronous Optical
Network (SONET) Payload Mappings, ANSI T1.105.02-1993.





|
Strona
główna
|
Na
górę
|
LAN
|
WAN
|
WinNT
|
Linki
|
Download
|* polskie znaki ISO 8859-2 *
HTML design Tomasz Kaminski *
FLASH design Maciej Łengowik *
Zespół Szkół Elektryczno -
Elektronicznych