Синхроно оптичко вмрежување

Синхроно оптичко вмрежување (англиски: Synchronous optical networking), е метод за пренос на дигитални информации со користење на ласери или светлосни диоди (LED) низ оптичко влакно. Методот е развиен како замена на PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) системите за пренос на податоци и говор. Системот озвозможува интероперабилност на опремата од различни производители.

Постојат повеќе стандарди кои се тесно поврзани со синхроното оптичко вмрежување:

 SDH (synchronous digital hierarchy) стандардот е развиен од страна на ITU (International Telecommunication Union), а документиран во стандардот G.707 и неговото проширување G.708 
 SONET (synchronous optical networking) е стандард дефиниран во GR-253-CORE од Telcordia
SONET и SDH што во суштина е исто, се оригинално дизајнирани за транспорт на комуникациски кола (како на пример DS1 и DS3) со комбинација од различни извори, но тие се главно дизајнирани да поддржат некомпресирани,гласовни кола кодирани во PCM формат.Главната тешкотија за правење на оваа работа  на SONET/SDH е тоа што синхронизирачките извори од повеќето кола се различни.Ова значи дека секое коло е всушност работено на малку поинаква стапка и со различна фаза.SONET/SDH дозволува симултан транспорт на многу различни кола од различно потекло во единствен протокол за рамки.SONET/SDH не е комуникациски протокол туку транспортен протокол.
Поради суштинското значење на неутралноста на протоколот на SONET/SDH и транспорт ориентираните одлики SONET/SDH е  очигледен избор за транспорт на ATM рамки.Брзо вклучува мапирање на објекти и конкатенирани контејнери за АТМ врски.Во други зборови за ATM ( и евентуално други протоколи како Ethernet)внатрешната комплексна структура претходно употребувана за врски со кола, е отстранета и заменета со голема,конкатенирана рамка(како ОC-3c) каде што се сместени  ATM ќелиите,IP пакетите и Ethernet рамките.

SDH и SONET имаат широка примена: SONET во САД и Канада а SDH во останатиот дел од светот. Бидејќи SONET стандардите се развиени пред SDH стандардите, постојат различни SONET имплементации.

РАЗЛИКИ ОД PDH 
Синхроните мрежи се разликуваат од PDH во тоа што точните стапки кои се употребувани за транспорт на податоци на SONET/SDH се тенко синхронизирани во целата мрежа употребувајќи атомични часовници.Синхронизираниот систем дозволува мрежата низ целата земја да оперира синхронизирано со значително намалување на износот од баферирањето помеѓу елементите на мрежата.
И двете SONET/SDH може да се користат за енкапсулација на поранешни стандарди на дигитална  трансмисија како што е PHD стандардот или тие може да се употребуваат за поддршка или на ATM или на таканаречени пакети над SONET/SDH(POS) мрежа.Како такви неточно е да се мисли на SONET или SDH како комуникациски протокол,тие се генерички , за транспорт на секакви цели за пренос  на глас и податоци.Овој главен формат на SONET/SDH сигналите дозволува пренос на многу различни сервиси во виртуелен контејнер (VC) поради флексибилната бранова должина.

ПРЕГЛЕД НА ПРОТОКОЛОТ
SONET и SDH   често употребуваат различни термини за опишување на идентични одлики или функции.Ова може да предизвика конфузија и претерување на нивните разлики.Со неколку исклучоци SDH може да се смета како суперсет на SONET.
Протоколот е екстремно силно мултиплексирана структура со so сметнување на заглавие на податоците на комплексен начин.Ова дозволува на енкапсулираните податоци да имаат нивна посебна рамковна стапка и да бидат способни да “пловат ” релативно на SDH/SONET структурата на рамка. Ова дозволува многу ниска латентност на енкапсулираните податоци.Податоците  може да задоцнат за 32 µс споредувајќи со стапката на рамка од 125 µс; многу конкурентски протоколи ги вклучуваат податоците за време на овој транзит за најмалку една рамка или пакет пред да ги пратат.Екстра постава  е дозволено на мултиплексираните податоци за движење во целокупните фрамови ,кога податокот е клокнат на различна стапка отколку на стапката на рамката.Протоколот е направен покомплексен со одлука да ја дозволи оваа постава  на многу нивоа на мултиплексираната структура , но и  подобрува перформанси.

ОСНОВНА ЕДИНИЦА ЗА ПРЕНОС
Основна едниница на рамовите во SDH е STM-1 (Synchronous Transport Module, level 1) кое оперира за  155.52  Mbit/s. SONET се однесува на оваа основна единица како  STS-3c (Synchronous Transport Signal 3, concatenated) или OC-3c, во зависност од тоа каде сигналот се спроведува електрично (STS) или оптички(OC), но високото ниво на функционалност, големина на рамка ,бит-стапка се исти како STM-1.
SONET нуди дополнителна основна единица за пренос STS-1 (Synchronous Transport Signal 1) или OC-1 оперирајќи со 51.84 Mbit/s, точно една третина од STM-1/STS-3c/OC-3c носител.Оваа брзина е диктирана од побарувањата за бранова должина  за PCM –енкодирани телефонски гласовни сигнали;со оваа стапка STS-1/OC-1 колото може да врши еквивалентна бранова на стандардот на DS-3 канал кое може да врши 672 64-Kbit/s гласовни канали.Во SONET,  STS-3c/OC-3c сигналот е составен од три мултиплексирани STS-1 сигнали, STS-3C/OC-3c може да се извршат на OC-3 сигнал.Некои производители исто така поддржуваат еквивалентен SDH на STS-1/OC-1, познат како STM-0.

РАМКИ
Во трансмисии за пренос на податоци во пакети како Ethernet, пакетната рамка обично се состои од заглавие и носивост.Заглавието се пренесува прво , проследено со носивост .Во синхронизираните оптички мрежи  оваа е малку изменета.Заглавието се нарекува индиректно ,и наместо да биде пренесено пред носивоста тоа се прекинува  за време на преносот.Дел од индиректното е пренесено,потоа дел од носивоста ,потоа нареден дел од индиректното ,потоа дел од носивоста и се така додека целата рамка не се пренесе.
Во случај на STS-1 рамката е 810 октети во големина , додека STM-1/STS-3 рамката е 2,430 октети во големина.За STS-1 рамката е пренесена како три октети на индиректните пратени од 87 октети на носивите.Ова се повторува девет пати ,додека 810  октети не се пренесат со 125 µс.Во случај на STS-3c/STM-1 кое оперира трипати побрзо од STS-1,девет октети на индирекните се пренесени ,пратени со 256 октети на носивите.Ова исто така се повторува девет пати додека 2,430 октети не се пренесат,исто така со 125 µс. И за двете SONET и SDH ,ова е често претставено со претставување на рамката графички ,како блок од 96 колони и девет редови за STS-1, и 270 колони и девет редови за STM1/STS-3c.Ова претставување ги усогласува сите надземни колони ,така што надземните се појавуваат како соседни блокови ,како и носивите.
Внатрешната структура на надземните и носивите во рамката малку се разликува на SONET од SDH , и различни термини се употребуваат  да ги опишат овие структури.Нивните стандарди се екстремно слични во имплементација, правејќи ја лесно интероперацијата  помеѓу SONET и SDH и нивните дадени бранови должини.
Во практика термините STS-1 и OC-1 понекогаш се употребуваат наизменично ,се мисли ОС ознаката се однесува на сигналите во нивната оптичка форма.Ова е неточно да се каже дека ОС-3 содржи 3 OC-1s, OC-3 може да содржи 3 STS-1.

SDH рамка

STM-1 (Synchronous Transport Module, level 1) рамката е основен трансмисиски формат за SDH –прво ниво на синхронизираната дигитална хиерархија . STM-1 рамката е пренесена за точно 125 µс,затоа постојат 8,000 рамки во секунда на 155.52 Mbit/s OC-3 фибер оптичко коло. STM-1 рамката содржи   надземни и поинтери и плус информации за носивите.Првите девет колони од секоја рамка ја прават Секцијата на носивите и Административната единица на покажувачите, а последните 261 колони -информации за носивоста.Поинтерите (H1, H2, H3 bytes) ги идентификуваат административните единици (AU) со информации за носивоста.Така OC-3 коло може да пренесе 150.336 Mbit/s од носивите, по пребројувањето на индиректните.
Пренесувањето со информации на носивите, кои имаат своја сопствена структура на рамка од 9 редови и 261 колони се административни единици идентификувани со покажувачи.Исто така со административните единици се едни или повеќе виртуелни контејнери(VC).(VC) содржат патека надземни и  VC носиви.Првата колона е за патека надземни;тоа е проследено со носив контејнер ,кое може само по себе да содржи други контејнери .Административните единици може да имаат фазно усогласување со STM  рамката, и оваа усогласување е индицирано од покажувач од редот 4.

Главата (SOH)  од STM-1 сигналот е поделен на два дела : (RSOH) и (MSOH).
Тие содржат информации на системот за пренос , кои земаат  широк ранг од менаџментот за функции,како квалитет за мониторинг , пронаоѓање на неуспех, податочни комуникациски канали ,сервис канали итн.
STM рамката е непрекинета и се пренесува бајт-по-бајт, ред-по-ред.

SONET/SDH И ВРСКАТА СО 10 GIGABIT ETHERNET
Друг тип на мрежно коло за податоци со висока брзина е 10 Gigabit Ethernet.Алиансата на Ethernet создаде две 10 Gigabit Ethernet варијанти-локална (LAN PHY) со стапка на линија од 10.3125 Gbit/s и широко-распространета  (WAN PHY) со иста стапка како OC-192/STM-64 (9,953,280 Kbit/s). WAN PHY варијантата енкапсулира Ethernet податоци употребувајќи лесна SONET/SDH рамка за да може да биде компатибилна на ниски нивоа со опрема дизајнирана да пренесат SDH/SONET  сигнали ,додека LAN PHY варијантата енкапсулира Ethernet податоци уотребувајќи 64В/66В кодирање на линии.
Како и да е 10 Gigabit Ethenret не овозможува експлицитно меѓусебно функционирање на потокот од битови ниво со други SDH/SONET системи.Ова се разликува од WDM  систем транспондерите, вклучувајќи груба и густа поделба на брановата должина на мултиплексирани системи, кои поддржуваат OC-192 SONET сигнали , кое што може нормално да поддржи SONET–рамки 10 Gigabit Ethernet.
SONET/SDH БРЗИНА НА ПРЕНОС НА ПОДАТОЦИ
ФИЗИЧКО НИВО
Физичкото ниво се состои од голем број на нивоа во него, само едно во кое се наоѓа оптички/трансмисиско ниво .SONET и SDH стандардите доаѓаат со хост од одликите за изолација и идентификување на сигнални дефекти и нивно потекло.

SONET/SDH МРЕЖА НА ПРОТОКОЛИ
SONET опремата е често управувана со TL1 протокол. TL1 е телеком јазик за управување и реконфигурирање на SONET мрежни елементи.Командниот јазик користен од SONET мрежните елементи ,како TL1 ,мора да се пренесат со други протоколи за управување како SNMP, CORBA или XML.SDH  е главно управуван користејќи Q3 интерфејс дефиниран во ITU  рекомендации Q.811 и Q.812.

 Најчестите SONET NEs имаат ограничен број на  интерфејси и тоа :

Електричен интерфејс
Електричниот интерфејс, често 50-ohm коаксијален кабел, испраќа SONET TL1  команди од локалната мрежа физички сместени во централната функција каде SONET елементите се сместени.

Крафт интерфејс
Локални (телефонски мрежни инженери) може да пристапат до елемент од SONET мрежата преку нем терминал или терминал со програма за емулација извршувајќи се на лаптоп.

DCC 
Data communication channels (DCCs)( dedicated data communication channels),SONET и  SDH имаат  (DCCs) во рамките на секцијата за управување со сообраќајот.Генерално,секцијата надземни  е употребувана.

За справување на сите можни канали за управување и сигнали, најмодерните елементи на мрежа содржат насочувач за мрежни команди и податочни канали.

Главни функции на мрежата за управување вклучува:
Мрежа и обезбедување на мрежни елементи
Со цел да се алоцира брановата должина во текот на мрежата ,секој елемент од мрежата мора да биде конфигурирен.Иако ова може да се направи локално, преку крафт интерфејс,тоа е нормално направено со мрежен систем за управување што од своја страна дејствува преку SONET / SDH мрежа за управување со мрежата.
Надградба на софтвер 
Надградбата на софтвер на мрежни елементи е направена најчесто  преку SONET/SDH мрежата за управување во модерна опрема.

Ефикасност на управување

Елементите на мрежата имаат голем сет на стандарди за перформанси на управувањето.Кретериумите на перформансите за управување дозволуваат не само мониторинг на одделни мрежни елементи, но изолација и идентификување на мрежни дефекти или испади.Високото ниво на мрежата за следење и софтверот за управување дозволува правилно филтрирање и отстранување на проблеми на перформансите на мрежата за управување, па така дефектите и испадите ќе бидат брзо идентификувани и решени.

ОПРЕМА
Со напредокот на SONET и SDH чипсетовите,традиционалните категории на елементите на мрежата не се повеќе различни.Сепак како мрежни архитектури останаа релативно константни,дури и новата опрема може да се испитува лесно од архитектурата која ја поддржуваат.Така постои вредност во гледање нови( како и традиционалните)опрема во термини од постари категории.

РЕГЕНЕРАЦИЈА
Традиционалните регенерации ja завршуваат секцијата индиректни,но не линијата или патеката.
Од 1990-тите регераторите во голема мера се замениле со оптички засилувачи.Исто така ,некои од функционалноста на регенераторите се апсорбирани од транспондерите од WDMS.

Add-drop мултиплексер

ADM се  најчести заеднички типови на мрежни елементи.Традиционалните ADM биле дизајнирани да ја поддржат мрежната архитектура,иако новата генерација на системи може да поддржат неколку архитектури,понекогаш симулативно.ADM традиционално има страна со голема брзина и страна со мала брзина,кои може да се состои од електрични или оптички интерфејси.Страната со мала брзина зема сигнали со ниска брзина,кои се мултиплексирани од елементи со мрежата и се праќаат од страната со голема брзина или обратно.

Digital cross connect system(DCS)
Неодамнешните DCS  поддржуваат сигнали со голема брзина ,и дозволуват крос врска од DS1s, DS3s ,дури и STS-3s/12c и така натаму од некој влез или излез.Напредните DCSs може да поддржат повеќе прстени симулативно.

МРЕЖНА АРХИТЕКТУРА
Моментално ,SONET и SDH  имаат ограничен број на архитектура дефинирано.Овие архитектури дозволуваат ефикасна употреба на брановата должина како и заштитата, и се клуч на разбирањето на употребата на целиот свет од SONET/SDH за пренесување на дигитален сообраќај.Заедничка вистина е тоа што секоја SDH/SONET врска работејќи на оптичко физичко ниво користи две оптички фибера, независно дали е за STM-1 и повисока трансисиска брзина.

APS(Linear Automatic Protection Switching) исто така познато како 1+1, вклучува 4 фибера,два фибера  за работење и два фибер за заштита.Префрлањето е засновано на состојбата на линијата и може да биде еднонасочно или двонасочна .

Unidirectional path-switched ring

Во (UPSRs),две копии од редунданди од заштитен сообраќај се пренесени во било кој правец во еден прстен.Изборот на излезниот нод одлучува која копија има највисок квалитет,и ја употребува таа копија,со што се справува ако еден примерок се влошува поради некој неуспех. UPSR имаат тенденција да бидат поблиску  до работ на мрежата и како такви понекогаш се нарекуваат колектор прстени.Бидејќи истите податоци се пренесуваат околу прстенот во двата правци, тоталниот капацитет од UPSR е еднаков на N стапка од OC-N  прстен.

Bidirectional line-switched ring

BLRS  го има во две варијанти  со два фибера  BLSR  и со четири BLSR.За разлика од UPSR, BLSR не праќа редундандни копии од влез на излез.Наместо тоа,нодот на прстенот во непосредна близина на неуспех го  прерутира сообраќајот "на долг пат" низ прстенот.

BLSRs може да оперира во регионот на метрополите, или често може да пренесе сообраќај помеѓу општините.Бидејќи BLSR не праќа редундандни копии од влез во излез,тоталната бранова должина која BLSR може да ја поддржи не е лимитирана од N стапката од OC-N прстенот,кое  може да биде поголемо од N  во случај по шемата на сообраќај на прстенот .Во најдобар случај сообраќајот е помеѓу соседните јазли.Најлош случај е кога сообраќајот на излезот на прстенот од јазол во еден правец така што BLSR служи како собирач на прстенот.Во овој случај брановата должина која прстенот може да ја поддржи е еднаква на стапката N од OC-N  прстенот.

Next-generation SONET/SDH
SONET/SDH развојот беше направен од потребата за транспорт на повеќе PDH сигнали како DS1, E1, DS3 и E3 - со други групи од мултиплексиран 64 Kbit/s модулиран сообраќај на глас.Способноста за транспорт на  АТМ сообраќај е друга порана апликација.Со цел да поддржи големи бранови должини ,конкатенацијата е развиена,според што  помалите мултиплексирани контејнери се обратно мултиплексирани за да се изгради еден голем контејнер за да поддржи големи цевки за податоци.
Еден проблем со традиционалната конкатенација како и да е е нефлексибилноста.Во зависност од податоците и   миксот од  гласовниот сообраќај кои мора да се пренесат ,може да има голема сума од неупотребена бранова должина ,поради  фиксната големина од конкатенираните контејнери.На пример вклопување на 100 Mbit/s брз Ethernet  врска во 155 Mbit/s STS-3c доведува до губење на контејнерот.Уште поважна е употребата на елементите на средната мрежа за да поддржат ново воведени конкатенирани големини.Овој проблем е надминат со воведување на Виртуелна Врска.

Множеството на наредна генерација на SONET/SDH протоколите кои овозможуваат Ethernet транспорт е наведен како Ethernet over SONET/SDH.

 Поврзано 
 Routing Wavelength Assignment (RWA)

 Наводи 

 Надворешни врски 
 Generalized Multiprotocol Label Switching IETF Internet Draft on Common Control and Measurement Plane (ccamp) 
 RFC4257 describing a framework for Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS)-based control of (SDH/SONET) Networks
 Ethernet-over-Sonet Tutorial: Part 2 
 Understanding SONET/SDH
 Next-generation SDH and MSPP 
 The Future of SONET/SDH  (pdf)
 ITU-T defining standards 
 The Queen's University of Belfast SDH/SONET Primer 
 SDH Pocket Handbook from Acterna/JDSU 
 SONET Pocket Handbook from Acterna/JDSU 
 Network Connection Speeds Reference
 Synchronous Optical Network / Synchronous Digital Hierarchy Encoding for Link Management Protocol Test Messages 
 The Sonet Homepage


Категорија:Комуникации низ оптички влакна
Категорија:Мрежни протоколи
Категорија:Протоколи на физичко ниво