سلسله مراتب ادغام سنکرون (SDH)
نام استاد نام دانشجو
فهرست
مقدمه؛
آشنایی با PDH و ساختار مالتی پلکسینگ آن؛
مشخصات کلی سیگنال در PDH
محدودیت های سلسله مراتب آسنکرون(PDH)
آشنایی با SDH؛
مقدمه
عناصر SDH و انواع توپولوژی های آن ها
قابلیت مدیریت شبکه به کمک SDH
قابلیت های SDH ؛
نمونه ای از تجهیزات SDH.
مقدمه
SDH یا Synchronous Digital Hierarchy ، به معنای شبکه سلسله مراتبی دیجیتال همزمان می باشد.
به زبان ساده SDH عبارت است از نوعی استاندارد مالتی پلکسینگ که بر روی فیبر نوری انجام می گیرد.
به طور کلی در یک مرکز تلفن دو بخش عمده وجود دارد که عبارتند از سوئیچ و بخش انتقال، طبیعی است که مالتی پلکسینگ تماس ها با هم در بخش انتقال یک نیاز ضروری است.
ظهور SDH راه حلی برای مشکل عدم تطبیق استاندارد های مختلف در دنیا ارائه کرده است.
آشنایی با PDH و ساختار مالتی پلکسینگ آن مشخصات کلی سیگنال در PDH
PDH مخفف Plesynchronous Digital Hierarchy یا شبکه سلسله مراتبی دیجیتال نیمه همزمان است.
PDH سیگنال هایی با بیت ریت 64Kbps را به سیگنال هایی با بیت ریت بالاتر تبدیل می کند.
سه نوع استاندارد مختلف، اروپایی و امریکایی و ژاپنی وجود دارد.
در استاندارد اروپایی که معمول تر است، در ابتدا ۳۲ کانال 64Kbps به یک کانال 2.048Mbps تبدیل شده (تقریباً آن را 2M فرض می کنند ) پس از آن چهار سیگنال 2M یک سیگنال 8M و چهار سیگنال 8M یک سیگنال 32M و چهار سیگنال 32M یک سیگنال 140M را به وجود می آورند.
آشنایی با PDH و ساختار مالتی پلکسینگ آن مشخصات کلی سیگنال در PDH
آشنایی با PDH و ساختار مالتی پلکسینگ آن محدودیت های سلسله مراتب آسنکرون(PDH)
عدم وجود فصل مشترک با استاندارد جهانی؛
به دلیل متفاوت بودن ساختمان فریم در استاندارد اروپایی و استاندارد امریکایی، اتصال دو سیستم به یکدیگر حتی در فصل مشترک هایی که دارای سرعت نامی یکسان هستند، امکان پذیر نیست.
پیچیدگی عملیات ADM؛
به دلیل استفاده از روش مالتی پلکسینگ بیت به بیت در تشکیل سیگنال های PDH ، استخراج اطلاعات با سرعت کمتر از سیگنال مالتی پلکس موجود، نیاز به عمل دی مالتی پلکس تا سطح مورد نظر را دارد.
محدودیت امکانات مدیریت؛
در سلسله مراتب PDH تعداد بیت های اختصاص داده شده برای نظارت و عیب یابی محدود می باشد. به همین دلیل، اندازه گیری عملکرد، مدیریت و کنترل شبکه مشکل و در بعضی از موارد غیر ممکن می باشد.
آشنایی با PDH و ساختار مالتی پلکسینگ آن محدودیت های سلسله مراتب آسنکرون(PDH)
عدم وجود استاندارد در سرعت های بالا؛
در سلسله مراتب PDH سرعت های بالاتر از 140 Mbps که یک نیاز برای سرویس های باند وسیع می باشد استاندارد نشده است. این محدودیت به دلیل متفاوت بودن ساختار فریم در طبقات مختلف سلسله مراتب در این نوع ادغام می باشد.
اگر در ایستگاهی بخواهیم یک سیگنال را در سطح 2M پیاده یا سوار (Drop & Insert) کنیم باید تمامی مراحل مالتی پلکسینگ را به صورت سخت افزاری انجام دهیم (یکی از مشکلات مهم PDH).
** لازم به ذکر است که تمامی مراحل مالتی پلکسینگ در PDH به صورت سخت افزاری و توسط MUX های مربوطه انجام می شود و MUX های 2 به 8، 8 به 34 و 34 به 140 به صورت یونیت های سخت افزاری موجود می باشند.
آشنایی با SDH مقدمه
وجود مشکلات در شبکه های PDH، پیشرفت های سریع در زمینه مخابرات نوری و تحقیقات گسترده در سطح بین المللی (ابتدا در امریکا و سپس در اروپا و ژاپن) جهت پاسخگویی به نیازها در شبکه های مخابراتی آینده باعث پدید آمدن سلسله مراتب ادغام سنکرون شد.
در SDH مراحل میانی 8 و 34 و… به صورت فیزیکی موجود نمی باشد و یک سیگنال 2Mbps مستقیماً به یک 155.52Mbps که به اصطلاح STM-1 (Synchronous Transfer Module) نامیده می شود تبدیل می گردد و STM-1 ها نیز به نوبه خود می توانند با هم مالتی پلکس شوند و سیگنال های STM-N را به وجود آورند (STM-4,STM-16,….).
آشنایی با SDH عناصر SDH و انواع توپولوژی های آن ها
عناصر متداول SDH عبارتند از:
TM (Terminal Multiplexer)
ADM (ADD & Drop Multiplexer)
TM:
این عنصر به منظور مالتی پلکس کردن شاخه های محلی (با نرخ پایین) به سیگنال STM-N (با نرخ بالا) به کار می رود.
آشنایی با SDH عناصر SDH و انواع توپولوژی های آن ها
ADM:
این عنصر سیگنال STM-N (با نرخ بالا) را عبور داده و در عین حال قادر است شاخه هایی (با نرخ پایین) را پیاده و یا سوار کند.
آشنایی با SDH عناصر SDH و انواع توپولوژی های آن ها
انواع توپولوژی های SDH:
Linear Bus (Chain):
در این شبکه ها، یک لینک ارتباطی مشترک وجود دارد که کلیه گره ها به آن متصل هستند.
هنگامی که نیازی به محافظت از داده در حال انتقال نباشد، از این توپولوژی استفاده می گردد.
Ring:
این توپولوژی از متداول ترین و شناخته شده ترین توپولوژی های SDH است که بسیار انعطاف پذیر بوده و حفاظت قابل قبولی از داده در حال انتقال ارائه می دهد.
آشنایی با SDH عناصر SDH و انواع توپولوژی های آن ها
MESH:
در این نوع شبکه ها به علت وجود یک اتصال، بین هر دو گره بسیار مطمئن و قابل اعتماد هستند.
STAR:
این توپولوژی به منظور اتصال ایستگاه های دور و یا کم اهمیت به شبکه به کار می رود.
آشنایی با SDH قابلیت مدیریت شبکه به کمک SDH
SDH توانایی مدیریت شبکه را به طور چشمگیری افزایش داده است:
مدیریت هشدارها/رویدادها
Alarm/Event Management
مدیریت پیکربندی
Configuration Management
مدیریت عملکرد(کارآیی)
Performance Management
مدیریت دسترسی و امنیت
Access and Security Management
آشنایی با SDH قابلیت مدیریت شبکه به کمک SDH
تصویر زیر یک ایستگاه مدیریت (Management Station) را که به یک شبکه SDH (با توپولوژی Ring) از طریق گره Site1 که شامل عنصر gateway می باشد، نشان می دهد.
** عناصر gateway وضعیت عناصر دیگر در شبکه را از طریق فیلدهای مخصوصی که در پروتکل SDH وجود دارند، دریافت می کند.
قابلیت های SDH
SDH در مقایسه با PDH دارای مزایایی به شرح ذیل است:
امکان دستیابی به فصل مشترک های استاندارد در سطح جهانی:
یکی از دست آوردهای مهم در سلسله مراتب دیجیتال متحد کردن استانداردهای اروپایی و امریکایی می باشد.
در شبکه SDH امکان ارسال سیگنال های PDH با سرعت های مختلف و استانداردهای متفاوت عمل شده است.
سهولت در عملیات ADM:
بدلیل سنکرون بودن شبکه و ساختمان خاص سیگنال مالتی پلکس، امکان دسترسی به سیگنال های با سرعت پایین تر بدون انجام عملیات پیچیده دی مالتی پلکس وجود دارد.
امکان انتقال مستقیم سیگنال های با سرعت پایین تر نظیر سیگنال های PDH از طریق اولین طبقه SDH (یا STM-1) یا طبقات بالاتر وجود دارد.
عملیات ADM را می توان با تجهیزات کمتر، سهولت بیشتر، انعطاف پذیری بیشتر و نهایتاً قیمت کمتر انجام داد.
قابلیت های SDH
امکانات وسیع مدیریت شبکه:
در ساختمان سیگنال های مالتی پلکس SDH علاوه بر انتقال اطلاعات، تعداد زیادی بیت های دیگر تعبیه شده که از آن ها می توان بعنوان کانال های انتقال دیتا جهت مدیریت جامع و اتوماتیک شبکه، بهره برداری، نگه داری سیستم(OA&M)،اندازه گیری کیفیت،نظارت،عیب یابی و نهایتاً افزایش هوشمندی سیستم استفاده کرد.
سهولت در تشکیل سیگنال های سرعت بالا:
سیگنال های مرتبه بالا در SDH، مضارب صحیحی از سیگنال های مرتبه اول می باشند. بعلاوه این ادغام طبق یک قاعده مشخص انجام می گیرد.
روش ادغام کاملاً استاندارد شده است(بر خلاف PDH).
تنها عاملی که حد بالای سرعت را مشخص می سازد محدودیت های تکنولوژیکی می باشد.
قابلیت های SDH
قابلیت پشتیبانی سرویس های متنوع:
سازگاری SDH با PDH و امکان انتقال سیگنال های ATM(Asynchronous Transfer Mode) باعث شده که شبکه SDH بتواند سرویس های ISDN باند باریک و ISDN باند پهن را پشتیبانی کند.
**شبکه های دیجیتال خدمات یکپارچه یا ISDN:
شبکه های دیجیتال خدمات یکپارچه، مجموعه ای از استانداردهای ارتباطی هستند که قابلیت حمل صوت،سرویس های شبکه دیجیتال و ویدئو را بر روی خطوط تلفن قدیمی ممکن می سازند.
پیش از ISDN، سیستم تلفنی کلاسیک تنها به عنوان یک مسیر انتقال صوت و برخی سرویس های مخصوص انتقال داده شناخته می شد.
پس، یک خط ISDN، می تواند نیاز های ارتباطی در یک نرخ ارسال بالا را بدون تهیه چندین خط تلفن آنالوگ برای کاربر مهیا کند.
قابلیت های SDH
استفاده بهینه از عرض باند انتقال:
با افزایش سرعت انتقال در SDH می توان از عرض باند تار نوری استفاده بهینه نمود.
قابلیت استفاده بهتر از عرض باند در سیستم های رادیویی در شبکه SDH وجود دارد.
نمونه ای از تجهیزات SDH
تصویر زیر نمونه ای از یک SDH Mux محصول شرکت زیمنس را نشان می دهد:
نمونه ای از تجهیزات SDH
تصویر زیر رک مخصوص SMA-16 را نشان می دهد:
نمونه ای از تجهیزات SDH
تصویر زیر دو قسمت Signal Distributor و Fuse Panel را نشان می دهد:
نمونه ای از تجهیزات SDH
نمونه ای از تجهیزات SDH
تصویر زیر شمایی کلی از پانل ترمینال SMA-16 را نشان می دهد:
نمونه ای از تجهیزات SDH
این قسمت از پانل ترمینال (Left-Hand Side Field 200) مخصوص ترافیک داده با بیت ریت پایین (2Mbps) می باشد:
نمونه ای از تجهیزات SDH
این قسمت از پانل ترمینال (Right-Hand Side Field 200) مخصوص ترافیک داده با بیت ریت بالا (155Mbps) می باشد که از طریق کابل های کواکسیال حمل می گردد:
نمونه ای از تجهیزات SDH
اینترفیس های موجود در این نوع ماکس ها فیبر و کواکسیال است.
پس می توان مشاهده کرد که در ماکس های SDH یک سیگنال 2Mbps مستقیماً به یک سیگنال STM-1 تبدیل شده و مراحل میانی به صورت سخت افزاری وجود ندارد.
اگرچه سیستم های امروزی در شبکه های دیجیتال بر اساس PDH می باشند ولی با توجه به مطالب عنوان شده به مرور زمان سیستم های SDH جایگزین آن ها خواهند شد.
پایان