SONET (آمریکای شمالی) و SDH (بقیه جهان) پروتکلهای استاندارد شده برای انتقال دیتا هستند که چندین داده دیجیتال را از طریق لینک های الکتریکی (مسافت های کوتاه تر)، فیبر نوری (مسافتهای بسیار طولانی با سرعت دادههای بالا) و یا مایکروویو انتقال میدهند.
SDH و SONET اساساً یکسان هستند. آنها در اصل برای انتقال ارتباطات سوئیچ شده مداری (تلفن) طراحی شده بودند که از سیگنالهای صوتی سوئیچ مداری بلادرنگ و غیرفشرده که در PCM (یک روش دیجیتال کردن سیگنالهای آنالوگ) کدگذاری شده بود پشتیبانی میکردند. SDH/SONET کانالهای قطعی و دترمینیستیک را برای انواع مختلف سرویسها فراهم میکند. امروزه این پروتکلها سیگنالهای TDM و سرویسهای قدیمیتر را منتقل میکنند. در این سیستمها سیگنال STM-1 با نرخ 52/155Mbps سیگنال پایه است. فریم SDH به دو بخش کلی تقسیم میشود: سرباره ها و پیلود (محموله).
سرباره ها بايت هايي هستند كه حاوي اطلاعات مربوط به مديريت و مانيتورينگ شبكه هستند. بخش پیلود قسمت اصلي فريم است كه در آن ترافيك شبكه حمل میشود. اين قسمت از مالتی پلکس سـيگنال هاي ردهپایینتر بهصورت بايت به بايت تشكيل میشود. بدین منظور به هر سيگنال، متناظر بـا نـرخ بيت آن، بخشي از ظرفيت فريم اختصاص داده میشود كه در اصطلاح به آن حامل مجـازي (VC) میگویند. بهعنوانمثال براي سـيگنال E1، 36 بايـت از ظرفيـت فـريم STM‐1 در نظر گرفته شده است. اين فضا VC‐12 نام دارد. به همين ترتيب به سیگنالهای E3 ،E2 و E4 به ترتيب حاملهای مجازي VC‐3 ،VC‐2 و VC-4 اختصاصدادهشده است. با اضافهشدن بايـت هاي اشارهگر به حامل هاي مجازي واحد جديدي به نام TU تشكيل میشود. از ادغام چندين TU يـك TUG به وجود میآید. سپس TUGها در VC هاي مراتب بالاتر قرار گرفته و پیلود را میسازند. با اضافهشدن بايت هاي اشارهگر مرتبه بالا به محموله، AU درست میشود و AU به همراه بايتهاي سرباره، فريم SDH را تشكيل ميدهند. در این باره بعداً توضیحات بیشتری ارائه خواهد شد.
لطفاً مقاله "SDH پاسخی از گذشته تا به امروز" را مطالعه بفرمایید.
در مقايسه با سيستم هاي PDH قديمي، قراردادن يا خارجکردن كانـال هـاي سـطح پـايين تـر در جريان هاي داده سرعت بالا SDH خيلي آسـانتر اسـت زيـرا، ديگـر بههیچوجه لازم نيسـت كـه بـراي جداسازي يك سيگنال مرتبه پايين تمام ساختار PDH را جدا كرده و پس از استخراج سيگنال موردنظر باقي سيگنالها را دوباره مالتی پلکس كرد.
تأمینکنندگان شبكه با بهرهگیری از تكنولوژي SDH خيلـي سـريعتر و آسـانتر مـيتواننـد بـه درخواست مشتركانشان پاسخ دهند. براي مثال در چند دقيقه میتوان يك خط اجـارهاي را سـوئيچ كـرد. تأمینکننده شبكه میتواند از عناصر شبكه استانداردي استفاده كند كه قابليت كنترل از يك مقر مركزي را بهوسیله سيستمهاي مديريت شبكه يا TMN دارد.
سيستمهاي جديد SDH شامل مكانيسم هاي بازسازي و پشـتيباني خودكـار بسـياري در هنگـام رخدادن اشكالات احتمالي در ارتباطات هستند. ازاینرو اشكال در يك ارتباط و يا در يك عنصر شـبكه به مشكلی در تمام شبكه كه يك معضل براي تأمینکنندة آن مي باشد منجـر نخواهـد شـد. تمـام ايـن مدارات پشتيباني بهوسیله يك سيستم مديريتي مركزي تحتنظر قرار ميگيرند.
یک شبکه SDH را عناصری از قبیل مالتی پلکسر، تکرارکننده، مالتی پلکسر ADM و اتصال دهنده ضربدری تشکیل می دهند که در ادامه با آنها آشنا میشویم.
پايانه مالتیپلکسر سادهترين المان يك شبكه SDH ميباشد و سادهترين مثال از يـك توپولـوژي
در شبكه SDH نیز دو پايانه مالتي پلكسر است كه بهوسیلة فيبر به هم متصل شده اند كه اين لینک میتواند با تکرارکننده و يا بدون تكراركننده باشد. شکل 1 يك پايانه مالتي پلكسر را نشان میدهد.
یک تکرارکننده زمانی برای شبکه موردنیاز خواهد بود که به علت فاصله زیاد بین مالتی پلکسرها، سیگنال در فیبر نوری بهشدت تضعیف شود. یک تکرارکننده سیگنال ضعیف شده را دریافت کرده و سپس آن را دوباره ارسال میکند. سرباره های مربوط به تکرارکننده تغییر میکند؛ اما سربارههای مالتی پلکسر و مسیر و همچنین پیلود بدون تغییر باقی میماند. شکل 2 نمادی از یک تکرارکننده است.
این نکته نیز خالیازلطف نیست که در حال حاضر استفاده از دستگاههای SDH بهعنوان یک تکرارکننده مقرونبهصرفه نیست و برای تقویت سیگنال های ارسالی، از تقویت کننده های نوری استفاده میشود.
یکی از مزیتها و نقاط تمایز SDH امکان اضافه و یا خارجکردن مستقیم داده های ردهپایین از دادههای ردهبالا است. بدین منظور از مالتی پلکسرهای Add-Drop که با ADM نشان میدهند، استفاده میشود. استفاده از این المان است که به شبکه SDH امکان بهره برد از توپولوژی های حلقوی و مش را فراهم میکند. شکل 3 یک شمای کلی از این المانها را نشان میدهد.
این المانها امکان هرگونه اتصالی را بین پورتهای ورودی و خروجی فراهم میکند. در سیستم SDH این قابلیت برای حامل های مجازی نیز مهیاست بدین معنا که ترتیب پورتهای ورودی و خروجی میتوانند تغییر کنند. شکل 4-8 یک اتصال دهنده ضربدری را نشان میدهد.
شکل 4 اتصال دهنده ضربدری یا cross connect
البته ممکن است که این قابلیت در یک سیستم مجزا نباشد و به کمک ماژولهای یک مالتی پلکسر یا مالتی پلکسر ADM بتواند اتصال ضربدری را برقرار کند. پس از آشنایی با اجزا تشکیلدهنده شبکه SDH، توپولوژی های گوناگون این شبکه را معرفی میکنیم.
سادهترین توپولوژی در این شبکه ها، نقطهبهنقطه است که بهوسیله اتصال دو مالتی پلکسر به یکدیگر ایجاد میشود. شکل 4-9 این نوع توپولوژی را نشان میدهد.
شکل 5 توپولوژی نقطهبهنقطه با دو پایانه مالتی پلکسر
اگر فاصله بین دو نقطه های که ارتباطشان توسط مالتی پلکسرها ایجاد شده است، آنقدر طولانی باشد که سیگنال نوری تضعیف شود و اطلاعات آن را نتوان در مقصد برداشت کرد، در بین مسیر این دو مالتی پلکسر یک تکرارکننده قرار داده میشود. (شکل 6)
شکل 6 توپولوژی نقطهبهنقطه به کمک تکرارکننده
زمانی که تعداد گرهها در یک ساختار خطی از 2 بیشتر شود، در بین مسیر از مالتی پلکسرهای ADM استفاده میشود تا بتوان در گره های میانی سیگنالی را اضافه یا برداشت کرد. البته اگر نیازی به تکرارکننده و یا اتصال ضربدری بود، از آنها استفاده میشود. شکل 7 این ساختار را نشان میدهد.
شکل 7 توپولوژی خطی با مالتی پلکسر و مالتی پلکسرهای ADM دربین مسیر
مهم ترين بخش سازنده شبكه هاي حلقوي SDH مولتي پلكسرهاي ADM هسـتند. چنـدين ADM ميتوانند با يكديگر شبكه حلقوي یکطرفه يا دوطرفه تشكيل دهند كه متداولترين ساختار در شبكههـاي SDH میباشد. مزيت اصلي شبكه هاي حلقوي پايداري و قابلاعتماد بودن آنهاست. به طوريكه در شكل 4-12 مشـهود است، اگر يك فيبر نوري قطع شود مسير داده از طريق فيبر جايگزين بـدون وقفـه برقـرار ميگـردد. ضـريب اطمينان بالاي شبكه هاي حلقوي، سهولت مرتبکردن و چينش اين شبكهها و تنظيم راحت وظايف هر گره، شبكه هاي حلقوي را متداولترين شبكة مورداستفاده در شبكه هاي انتقال SDH گردانيده است. انواع مختلفي از شبکههای حلقوي قابلپیادهسازی ميباشد. بهعنوانمثال حلقه با يـك تـارفيبر نوري، حلقه با 2 تار فيبر نوري، حلقههای با 4 تار فيبر نوري. همچنين مکانیسمهای حفاظتي مختلفي در ساختارهاي حلقوي قابلپیادهسازی است که در بحث حفاظت شبکه SDH به طور مفصل درباره این طرحها صحبت خواهیم کرد.
در این ساختار از هر گره اتصالات مختلفی به گرههای دیگر شبکه مطابق شکل 4-13 وجود دارد.
اين توپولوژي پيچيده ترين و از لحاظ ايمني بهترين ساختار شبكه مـيباشـد ولـي نيـاز بـه منـابع زيادي دارد. تعداد بيشتر سيستم هاي مورداستفاده، تعداد زياد تار فيبر نوري موردنیاز و پيچيدگي طراحي و نگهداري شبكه از جمله آنهاست.
شکل 10 یک ساختار سلسله مراتبی شبکه SDH
در شکل 10 يك مثال آرايش شبكه آورده شـده اسـت. البتـه يـك شـبكه مخابراتي مبتني بر استاندارد SDH میتواند شامل تمامي توپولوژي هاي فوق باشد و از يـك سـاختار سلسلهمراتبی تشكيل شده باشد بهطوریکه در سطح مركزي يك يا چند حلقـه در سـطح STM‐16/64 تشـكيل شده باشد و در سطوح پایینتر از حلقه يا اتصالات نقطهبهنقطه و مـش در سـطوح STM‐1/4 برخـوردار باشد.