SONET

Synchronous optical network, zkráceně SONET, je standard digitální komunikace optickými vlákny používající laser nebo LED diody pro přenos velkého množství telefonních hovorů a dat definovaný v GR-253-CORE firmy Telcordia. Byl vytvořen jako náhrada PDH s cílem sjednotit technologii zařízení různých výrobců. Novější standard Synchronous Digital Hierarchy (SDH) (G.707 a jeho rozšíření G.708) vytvořilo ITU na základě zkušeností ze sítí SONET. Jak SDH tak SONET jsou dnes široce používány; SONET v USA a Kanadě, SDH ve zbytku světa. SDH doplněná například o ATM se stává nejvýhodnější technologií přenosu dat všech druhů.

Racky add-drop multiplexorů STM-16 SDH firmy Alcatel

Na rozdíl od PDH jsou v sítích SONET rychlosti použité pro transport pevně synchronizovány v celé síti pomocí atomových hodin. Tento synchronizační systém dovoluje mezistátním sítím pracovat synchronně, a znatelně redukuje množství vyrovnávacích pamětí mezi jednotlivými prvky sítě.

Jak SONET tak SDH mohou být použity k zapouzdření předchozích digitálních přenosových protokolů, jako je PDH standard nebo mohou být použity přímo pro podporu ATM nebo takzvaných Packet over SONET sítí.

Struktura signálů

Základní jednotkou přenosu SONETu je signál o rychlosti 51,840 Mbit/s nazývaný STS-1 (Synchronous Transport Signal one), platí pro elektronickou podporu signálu. Základní jednotkou SDH je STM-1 (Synchronous Transport Module-level 1) vycházející z STS-3, pracující s rychlostí 155,52 Mbit/s – trojnásobku rychlosti STS-1.

Dvě významné komponenty STS-1 rámce jsou hlavička (transport overhead) a informační pole synchronous payload envelope (SPE). Hlavička transport overhead má délku 24 bytů a zahrnuje section overhead a line overhead. Ty jsou použity pro signalizaci, měření chybovosti. SPE je složený ze dvou částí payload overhead ve velikosti 9 byte, použita pro signalizaci, měření chybovosti mezi koncovými body. Dále payload o velikosti 774 byte. STS-1 payload je navržena pro nosný DS-3 rámec. Když DS-3 vstoupí do SONET sítě path overhead je přidán a SONET síť říká kde cesta končí path terminating. Kde je více DS-3 cest, se v SONET síti říká line terminating. Pokud je kdekoli dráha nebo cesta přerušena, sekce skončí také. SONET regenerátor ukončí sekci, ale ne cestu nebo dráhu.

Vstupní data jsou organizována do STS-1 v rámcích o délce 6480 bitů, které jsou přeneseny přesně za 125 mikrosekund, tj. přenáší se 8000 rámců za sekundu na optických okruzích, které se jmenují OC-1 (optical carrier one). V praxi jsou někdy termíny STS-1 a OC-1 zaměňovány, ačkoli OC-N formát odkazuje na signály v optické formě. Proto je nesprávné říkat, že OC-3 obsahuje 3 OC-1; může být řečeno, že obsahuje 3 STS-1.

Tři OC-1 (STS-1) signály jsou multiplexovány time-division multiplexing, pro správný tvar další úrovně v SONET hierarchií. OC-3 (STS-3), běží rychlostí 155,52 Mbit/s. Multiplex je provedený pomocí prokládání bajtů ze tří STS-1 rámců do STS-3 rámců, obsahující 2430 bytů a přenesených za 125 mikrosekund.

Z pomalejších okruhů jsou postupně agregovány okruhy s vyšší rychlostí. Například čtyři OC-3 nebo STM-1 okruhy mohou být agregovány do 622,08 Mbit/s okruhu, který se nazývá OC-12 nebo STM-4.

Vztah k 10 Gigabit Ethernetu

Další možností rychlého síťového provozu je 10 Gigabit Ethernet (10GbE). Rychlost je podobná STM-64. Nicméně 10GbE explicitně neposkytuje interoperabilitu u datových proudů jako SDH/SONET. Tím se liší od WDM Coarse- and Dense-WDM systems (CWDM, DWDM), které umí právě STM-64, podporující 10GbE.

Datové rychlosti

SONET/SDH Designations and bandwidths
SONET Optical Carrier Level	SONET Frame Format	SDH level and Frame Format	Payload bandwidth^[1] (kbit/s)	Line Rate (kbit/s)
OC-1	STS-1	STM-0	48 960	51 840
OC-3	STS-3	STM-1	150 336	155 520
OC-12	STS-12	STM-4	601 344	622 080
OC-24	STS-24	STM-8	1 202 688	1 244 160
OC-48	STS-48	STM-16	2 405 376	2 488 320
OC-96	STS-96	STM-32	4 810 752	4 976 640
OC-192	STS-192	STM-64	9 621 504	9 953 280
OC-768	STS-768	STM-256	38 486 016	39 813 120
OC-1536	STS-1536	STM-512	76 972 032	79 626 120
OC-3072	STS-3072	STM-1024	153 944 064	159 252 240

Fyzická vrstva

Fyzická vrstva aktuálně zahrnuje množství vrstev uvnitř, jenom jedna z nich je optická přenosová vrstva (která obsahuje bitrate, specifikaci jitteru, specifikaci optického signálu) SONET a SDH standardy mají uvnitř vlastnosti pro izolaci a identifikaci zdrojů signálů.

Management protokoly

SONET zařízení je nejčastěji řízen pomocí TL1 protokolu. TL1 je tradiční jazyk telekomunikací pro řízení a nastavování SONET síťových prvků. TL1 (nebo jiný použitý příkazový jazyk pr SONET síťové prvky) musí přenášet jiné řídící protokoly, včetně SNMP, CORBA a XML.

Management SONET sítě je náročný a tajemný, ale je tam pár vlastností, které jsou v podstatě univerzální. První z nich je, že mnoho SONET NE má limitován počet řízených rozhraní. Ty jsou zde:

Elektrické rozhraní. Elektrické rozhraní (nejčastěji 50 Ω) posílá TL1 příkazy z lokální fyzické vrstvy umístění v telefonní ústředně, kde je SONET NE umístěno. Toto je pro „lokální management“ a případně pro vzdálený management SONET NE
Craft rozhraní. Lokální uživatel může přistupovat do SONET NE a vykonávat příkazy přes dumb terminál nebo terminálovou emulaci z notebooku. Toto rozhraní může být také připojeno k terminálovému serveru, který umožní vzdálený přístup a logování.
SDH má vyhrazené datové komunikační kanály (DCC) pro správu. Podle ITU-T G. 7712 jsou tři módy pro správu:
- IP zásobník používající pro spojení PPP
- zásobník OSI, používající pro datový spoj LAPD
- Duální (IP+OSI) stack používající PPP nebo LAP-D s tunelovací funkcí pro komunikaci mezi stacky.

Další generace

SONET/SDH bylo původně vytvořeno primárně pro vícenásobný transport E1/T1, E3/T3 a dalších skupin multiplexovaných 64 kbit/s pulzně kódovaného modulovaného hlasu.

Schopnost přenosu ATM (Asynchronous Transfer Mode) provozu byla další z dřívějších aplikací. Aby se podporovala vysoká šířka ATM pásma, bylo vytvořeno spojování, které umožňovalo užší SONET/SDH kontejnery tj. STM-0 nepřímo multiplexovat pro vytvoření větších kontejnerů jako STM-1 pro širší datově orientované linky. SONET/SDH proto umí přenášet hlas a data současně. Jediný problém v tradičním vícenásobném transportu je v jeho flexibilitě. V závislosti na datech, hlasu, který musí být přenášen, může být velký rozdíl ve volném pásmu, protože musí být ve stejně širokých vícenásobných kontejnerech. Pro představu, 100 Mbit/s Fast Ethernet připojený uvnitř 155 Mbit/s STM-1 kontejneru je velké plýtvání

Virtual Concatenation (VCAT) virtuálně spojený umožňuje libovolné spojení s nižší nákladem vícenásobného přenosu pro vytváření větších kontejnerů s úplně libovolnou šíří (tj. 100Mbit/s), bez potřeby SONET/SDH síťových rozhraní pro podporu jednotlivých vícenásobných transportů. Pro virtuální spojení často používané X.86 nebo Generic Framing Procedure (GFP) protokoly umožňují lépe rozložit vícenásobné transporty a proto ušetřit finanční prostředky.

Link Capacity Adjustment Scheme (LCAS) umožňuje dynamicky měnit šířku pásma přes dynamicky virtuálně koncentrované multiplexované kontejnery založené na malých šířkách pásma, které potřebné v síti.

Odkazy

Reference

↑ Payload bandwidth je kapacita použitelná pro přenos dat.

Související články

Generalized Multiprotocol Label Switching Internet Drafts: IETF – Common Control and Measurement Plane (ccamp)
Framework for Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS)-based Control of Synchronous Digital Hierarchy/Synchronous Optical Networking (SDH/SONET) Network: rfc4257.txt
Why SDH/SONET Will Not Disappear Tomorrow (pdf) in rfc4257: Framework for Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS)-based Control of Synchronous Digital Hierarchy/Synchronous Optical Networking (SDH/SONET) Networks

Externí odkazy

[1] Payload bandwidth je kapacita použitelná pro přenos dat.

[1]