Apparati per la rete SDH

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A. Mariconda, R. C. Misul, F. Parente, R. Pietroiusti - Apparati per la rete SDH
Apparati per la rete SDH
A. Mariconda, R. C. Misul, F. Parente, R. Pietroiusti (*)
L’articolo illustra le principali caratteristiche degli apparati SDH sia dal punto di vista della
architettura funzionale, sia dal punto di vista delle possibili applicazioni di rete. La
descrizione della architettura degli apparati viene effettuata utilizzando l’approccio seguito
in ambito CCITT; vengono quindi descritti gli schemi a blocchi funzionali degli apparati
“esplodendo” via via le funzioni composte nelle funzioni basilari componenti. Sono brevemente
illustrate le metodologie utilizzate per la protezione di rete basate sulle apposite funzionalità
previste negli apparati sincroni. Sono infine riportate alcune considerazioni sulle problematiche
relative alla gestione degli apparati nelle reti SDH.
1. Introduzione
Le operazioni fondamentali per il trasporto dei flussi
informativi numerici nelle reti di telecomunicazione sono:
la multiplazione, la permutazione e la trasmissione. Queste
tre operazioni, nella rete plesiocrona esistente (PDH Plesiochronous Digital Hierarchy), sono generalmente
svolte rispettivamente da tre diverse tipologie di apparato
interconnettibili tra loro tramite interfacce standardizzate.
Tali apparati sono completamente caratterizzati, per
quanto concerne le modalità di impiego in rete, dalla
specifica funzione svolta e dalle interfacce di
interconnessione.
Nel caso della rete sincrona (SDH) le operazioni
fondamentali menzionate possono essere variamente
integrate in un unico apparato. Ad esempio la
standardizzazione delle interfacce di linea ottiche
consente l’integrazione funzionale e meccanica dei
terminali di linea negli altri apparati SDH, così pure la
facilità di accesso diretto ai flussi tributari nelle trame
dei diversi ordini gerarchici SDH porta all’integrazione
delle funzioni di multiplazione e di permutazione.
Il processo di standardizzazione degli apparati SDH
rende quindi necessaria una caratterizzazione funzionale
molto più dettagliata rispetto agli apparati della rete
plesiocrona. D’altra parte il metodo di standardizzazione
non deve implicare l’adozione di specifiche soluzioni
realizzative (hardware e software); pertanto la
descrizione degli apparati è basata sull’impiego di
blocchi funzionali, ciascuno dei quali viene caratterizzato
in termini di interfacce e di funzionalità svolte. Tali
blocchi, eventualmente costituiti da insiemi di unità
(*)
ing. Alfonso Mariconda, ing. Roberto Clark Misul, ing. Fulvio
Parente, ing. Romolo Pietroiusti - SIP DG - Roma.
funzionali elementari, opportunamente combinati danno
origine alle diverse tipologie di apparati. Il processo di
composizione funzionale può essere assimilato ad un
“meccano” i cui elementi modulari, costituiti dai vari
blocchi funzionali SDH, opportunamente composti
consentono diverse aggregazioni funzionali ed
architetturali e quindi diverse tipologie di apparato.
Questi ultimi a loro volta costituiscono gli elementi
base per la realizzazione delle diverse topologie e
strutture di rete SDH.
Il processo di descrizione funzionale è trattato nel
paragrafo 2. Nel paragrafo 3 sono riportati i tipi e le
caratteristiche generali degli apparati, delle interfacce di
interconnessione e delle linee trasmissive SDH; nel
paragrafo 4 sono brevemente descritte le procedure per la
protezione di rete basate sulle apposite funzionalità degli
apparati sincroni. Nel paragrafo 5 sono presentati alcuni
esempi d’impiego degli apparati per realizzare nuove
architetture di rete; nel paragrafo 6 sono infine riassunte
alcune considerazioni sugli aspetti di gestione degli stessi.
2. Modello funzionale di riferimento
Il metodo di standardizzazione degli apparati SDH in
ambito CCITT (raccomandazioni G.781M, G.782M e
G.783M) è stato basato sulla definizione di modelli
funzionali di riferimento che prescindono dalle possibili
realizzazioni circuitali delle singole funzioni. Le
principali funzioni fornite dalle reti SDH si rispecchiano
sostanzialmente nella struttura di trama SDH, negli
elementi costitutivi della stessa (Virtual Container, TU,
AU,..) e negli usi previsti per la capacità di servizio
(SOH - Section OverHead e POH - Path OverHead). Per
la descrizione della trama SDH e delle funzionalità
principali della rete SDH si fa riferimento ad [1].
Notiziario Tecnico SIP - n. 3 - Aprile 1993
49
interfaccia Q
GESTIONE
interfaccia
OHA
OHA
SEMF
U
...........
LOI
LPC
interfaccia F
MCF
interfaccia
sincrona
S
LCS
HOA
HPC
HCS
TTF
interfacce
plesiocrone
HOI
TRATTAMENTO DELLA TRAMA SDH
T2
T0 T1
SETS
Figura 1
Aree funzionali di un generico apparato SDH
I modelli funzionali di riferimento derivano da una
scomposizione delle tecniche di trattamento dei segnali
previste nella SDH in un insieme di funzioni elementari;
ciascuna funzione elementare è rappresentata come
elemento connesso ad altri elementi attraverso punti di
riferimento.
Gli elementi funzionali possono essere raggruppati
per dare origine a funzioni più complicate (compound
function) che nel seguito chiameremo blocchi funzionali
e che possono essere a loro volta utilizzati per originare
rappresentazioni funzionali delle diverse tipologie
d’apparato.
In un generico apparato sincrono è possibile
identificare tre insiemi di blocchi o “aree funzionali”
come mostrato schematicamente in fig. 1: La prima
area, denominata “trattamento della trama SDH”,
comprende i blocchi funzionali relativi alla generazione
delle varie strutture numeriche fino alla formazione del
modulo STM-N; quest’area svolge quindi le funzioni
connesse con l’attuazione dello schema generale di
multiplazione SDH [1]. La seconda area, denominata
“sincronizzazione”, comprende i blocchi funzionali
relativi alla generazione ed al controllo dei segnali di
temporizzazione dell’apparato. La terza area infine,
denominata “gestione”, comprende i blocchi relativi
alla gestione ed all’accesso, trattamento ed elaborazione
delle informazioni trasportate dagli overhead.
In figura sono evidenziate le interfacce esterne tipiche
degli apparati SDH; esse sono:
- interfaccia Q, che consente la connessione con la rete
di gestione SDH (SMN - SDH Management Network);
- interfaccia F che consente la connessione degli
apparati SDH con la stazione di gestione locale;
- interfaccia di accesso alla capacità di servizio della
trama SDH (OHA - OverHead Access) quali ad
esempio il canale di servizio (byte E) ed il canale
d’utente (byte F1);
50
S
SINCRONIZZAZIONE
SETPI
Interfaccia di
sincronizzazione
S
- interfaccia di sincronizzazione che permette agli
apparati SDH di derivare la propria temporizzazione
anche da una sorgente esterna;
- interfacce tributari plesiocroni ai diversi livelli
gerarchici;
- interfacce di linea sincrone STM-N (N = 1, 4, 16).
In figura 1 è illustrata altresì la composizione di
ciascuna area funzionale in termini di blocchi
funzionali. Lo scambio di informazioni tra i diversi
blocchi funzionali avviene attraverso i punti di
riferimento S, T ed U. L’area funzionale “trattamento
della trama SDH” è costituita da sette blocchi di
seguito descritti:
- LOI (Lower Order Interface): effettua la terminazione
e l’interfacciamento fisico dei flussi plesiocroni di
livello più basso (1.5/2 e 34/45 Mbit/s) ed il loro
inserimento (estrazione) nel (dal) flusso sincrono ed
in particolare nei VC di ordine basilare (VC11,
VC12, VC2, VC3); inoltre elabora i corrispondenti
POH (Path OverHead) e gestisce l’allocazione
flessibile dei VC di ordine basilare nei VC di ordine
superiore (VC3, VC4)(1).
- LPC (Lower order Path Connection): permette
l’assegnazione flessibile, tramite una matrice di
permutazione, di VC di ordine basilare all’interno di
un VC di ordine superiore.
- LCS (Lower order Connection Supervision): fornisce
l’accesso al POH dei VC di ordine basilare per
funzioni di controllo e riempie con contenuti fittizi i
contenitori dei VC non utilizzati (unequipped).
(1) E’ opportuno osservare che il VC-3 può essere sia di ordine
basilare che di ordine superiore. Quando VC-1 o VC-2 sono
multiplati in un VC-3, allora il VC-3 è considerato di ordine
superiore. Quando invece un VC-3 è multiplato in un VC-4,
allora il VC-3 è considerato di ordine basilare.
- HOA (Higher Order Assembler): inserisce i VC di
ordine basilare nei VC di ordine superiore stabilendo
congruentemente i puntatori dei TU relativi; inoltre
estrae, elabora ed inserisce il POH relativo ai VC di
ordine superiore.
- HOI (Higher Order Interface): effettua la terminazione
e l’interfacciamento fisico dei flussi plesiocroni di
livello più elevato (140 Mbit/s), il loro inserimento
(estrazione) nel (dal) flusso sincrono, in particolare
nel VC4, ed elabora i corrispondenti POH.
- HPC (Higher order Path Connection): permette
l’assegnazione flessibile, tramite una matrice di
permutazione, dei VC di ordine superiore (VC4)
all’interno di un segnale STM-N.
- HCS (Higher order Connection Supervisor): fornisce
l’accesso ad alcuni byte del POH dei VC di ordine
superiore per funzioni di controllo e riempie con
contenuti fittizi i VC non utilizzati (unequipped).
- TTF (Transport Terminal Function): forma l’unità
AU a partire dal VC4 elaborandone il puntatore,
esegue la multiplazione di più AU in un AUG per
formare la trama STM-N, elabora l’overhead di
sezione di multiplazione (MSOH) e/o di rigenerazione
(RSOH) ed effettua la terminazione di linea e
l’interfacciamento fisico dei flussi STM-N. Questo
blocco include inoltre la forchetta necessaria per
poter trasmettere il flusso STM-N su due linee e lo
scambio automatico in ricezione da una linea all’altra
in caso di guasto.
L’area funzionale “gestione” è costituita da tre
blocchi:
- OHA (OverHead Access): consente l’accesso ai byte
della SOH per i canali di servizio e per uso nazionale.
Esso scambia informazioni con gli altri blocchi
funzionali mediante i punti di riferimento U.
- SEMF (Synchronous Equipment Management
Function): elabora e converte i dati relativi alle
prestazioni trasmissive (ad esempio BER), agli
allarmi, alla configurazione/equipaggiamento degli
apparati ed agli altri parametri gestionali, in messaggi
opportuni da trasmettere o sui canali dati di servizio
(DCC - Data Communication Channel) previsti nella
SOH, e/o sulle interfacce F e Q. Esso scambia
informazioni con gli altri blocchi funzionali mediante
i punti di riferimento S.
- MCF (Message Communications Function): questo
blocco riceve, immagazzina, trasmette e smista
messaggi fra il blocco SEMF, i canali dati di
servizio (DCC) e le interfacce F e Q. Gli MCF di
diversi apparati in rete costituiscono in effetti i
nodi di una rete dati a pacchetto che utilizza per i
collegamenti i DCC; i messaggi indirizzati allo
specifico MCF sono terminati in esso ed inviati per
la elaborazione al SEMF mentre gli altri messaggi
sono instradati secondo procedure prestabilite agli
altri MCF.
L’area funzionale “sincronizzazione” è costituita da
due blocchi funzionali:
- SETPI (Synchronous Equipment Timing Physical
Interface): costituisce l’interfaccia tra un segnale di
sincronizzazione esterno all’apparato ed il circuito
interno di sincronizzazione (SETS). Il blocco consente
altresì di rendere disponibile un segnale di
sincronizzazione utilizzabile da altri apparati.
- SETS (Synchronous Equipment Timing Source):
costituisce la vera sorgente di sincronizzazione
dell’apparato. Come indicato in figura 1 esso può
utilizzare i seguenti segnali di riferimento: il segnale
presente sulla interfaccia di sincronizzazione, il
segnale estratto dalla interfaccia di linea SDH
mediante il blocco funzionale TTF (punto di
riferimento T1) o il segnale estratto da un tributario
plesiocrono mediante il blocco funzionale LOI (punto
di riferimento T2); in assenza dei suddetti riferimenti,
la sorgente di sincronizzazione è costituita da un
oscillatore interno al blocco. La temporizzazione
dell’apparato viene distribuita attraverso il punto di
riferimento T0.
Nella tabella riportata in appendice, per ogni blocco
di figura 1, viene fornita la composizione in termini di
elementi funzionali “basilari”; i blocchi HPC e LPC non
sono ulteriormente esplosi perché già “basilari”.
A seconda del tipo di apparato, i vari blocchi possono
o meno essere presenti e, se presenti, possono
eventualmente essere in numero variabile. A
prescindere dalle aree funzionali di gestione e di
sincronizzazione, allo scopo di chiarire ulteriormente
il ruolo di ciascun blocco funzionale, si riporta un
esempio di assemblamento di blocchi appartenenti
alla area relativa al trattamento della trama SDH per un
ipotetico apparato sincrono. Si considera in particolare
lo schema a blocchi di un ripartitore in grado di
permutare VC4 e VC12 e con porte d’accesso di tipo
STM-1 (155 Mbit/s) o plesiocrone a 140 e 2 Mbit/s; lo
schema può essere rappresentato come in figura 2. Con
riferimento ad una determinata direzione di
trasmissione, l’apparato dovrà quindi consentire di:
- inserire un VC4 oppure un VC12 di uno qualsiasi dei
flussi STM-1 in ingresso in uno qualsiasi dei flussi
STM-1 in uscita;
- trasferire un flusso a 140 Mbit/s contenuto in uno
qualsiasi dei VC-4 di un STM-1 in ingresso in uno
qualsiasi dei flussi a 140 Mbit/s in uscita;
- inserire un flusso a 140 Mbit/s in ingresso in uno
qualsiasi dei flussi di uscita STM-1 o a 140 Mbit/s;
- inserire uno qualsiasi dei flussi a 2 Mbit/s in ingresso
in uno qualsiasi dei flussi STM-1 in uscita;
- trasferire un flusso a 2 Mbit/s contenuto in un VC12
di un qualsiasi flusso STM-1 in ingresso in uno
qualsiasi dei flussi a 2 Mbit/s in uscita o in uno
qualsiasi dei VC12 di un qualsiasi flusso STM-1 in
uscita.
51
A
STM1
TTF
A'
HPC
VC4
HCS
STM1
HCS
B
B'
C
C'
HOI
TTF
HOI
140 Mb/s
140 Mb/s
blocco TTF, monitorato dal blocco HCS e permutato
dal blocco HPC verso il blocco HOA; qui viene
disassemblato nei 63 VC12 trasportati ed il VC12 in
oggetto viene permutato dal blocco LPC sulla porta a 2
Mbit/s di uscita selezionata. Nel verso opposto vengono
effettuate tutte le operazioni inverse.
3. Tipi e caratteristiche generali degli apparati SDH
LCS
HOA
LCS
LPC
VC12
LCS
LCS
HOA
2 Mb/s
2 Mb/s
LOI
LOI
LOI
LOI
Possibilità di permutazione dei VC4 nella HPC
A - A'
A - B'
A - C'
B - A'
B - B'
B - C'
Figura 2
Sempre possibile
Solo se il VC4 in A porta un tributario a 140 Mbit/s
Solo se il VC4 in A porta 63 tributari a 2 Mbit/s
Sempre possibile
Sempre possibile
Impossibile
Schema a blocchi funzionali di un ripartitore
SDH
Considerando i flussi entranti occorrerà anzitutto
terminare le differenti sezioni trasmissive; in particolare
i flussi STM-1 vengono trattati dal blocco funzione di
terminazione trasmissiva (TTF) che, oltre a svolgere
tutte le funzioni di terminazione, provvede alla estrazione
del VC4 trasportato; su tale VC4, mediante il successivo
blocco HCS, si opera un controllo della qualità
trasmissiva e dell’identificativo del percorso del
tributario impiegando gli appositi byte (B3, J1, G1, C2)
nell’overhead di percorso (POH) del VC4 stesso. I
flussi a 140 Mbit/s, invece, sono trattati dal blocco HOI
che, oltre alle funzioni di terminazione di linea, effettua
l’inserimento dei flussi nel contenitore C4 e genera il
VC4 elaborando il corrispondente POH. I flussi a 2
Mbit/s sono trattati dal blocco LOI che effettua la
terminazione di linea, inserisce i flussi nei contenitori
C12 e genera i VC12 elaborando i relativi POH.
La permutazione dei VC4 viene effettuata tramite il
blocco HPC, mentre la permutazione dei VC12 viene
effettuata nel blocco LPC.
Per permutare i VC12 trasportati da un VC4 occorre
anzitutto disassemblare il VC4 tramite il blocco HOA.
Su tali VC12 può essere effettuato un controllo della
qualità trasmissiva e dell’identificativo del percorso del
tributario tramite il blocco LCS utilizzando l’apposito
byte (V5) del relativo POH.
A titolo di esempio si descrive la permutazione di un
flusso a 2 Mbit/s trasportato da un STM-1 in ingresso su
una delle porte a 2 Mbit/s in uscita (vedi fig. 2). Il VC4
che trasporta il VC12 interessato viene estratto dal
52
Le raccomandazioni CCITT G.707, G.708, G.709
che definiscono i concetti per i sistemi e le reti SDH
consentono di configurare una grande varietà di aggregati
di funzioni trasmissive e quindi una vasta gamma di
possibili tipologie e strutture di apparati. La necessità di
standardizzazione ha portato in CCITT alla definizione
(raccomandazione G.782) di un limitato numero di
tipologie di apparati che rappresentano i cardini per la
realizzazione delle architetture della rete SDH. Come
detto precedentemente le raccomandazioni CCITT non
pongono vincoli sulle possibili realizzazioni circuitali
nè sugli elementi dimensionali (numero di porte, tributari,
ecc.) e di modularità degli apparati. Nel seguito di
questo paragrafo si riporta la descrizione delle principali
tipologie di apparati e delle relative caratteristiche
fondamentali indicando qualche dettaglio sugli apparati
più interessanti di prima generazione che saranno posti
in esercizio in Italia nel prossimo futuro.
I principali tipi di apparati SDH sono:
- multiplatori terminali;
- multiplatori di elevato ordine gerarchico;
- multiplatori inseritori/estrattori (ADM - Add-Drop
Multiplexer);
- ripartitori numerici (DXC - Digital Cross-Connect);
- rigeneratori di linea;
- ponti radio e ripetitori.
Prima di procedere alla descrizione dei singoli tipi di
apparati è opportuno richiamare alcuni concetti sulle
interfacce e sulle linee di interconnessione fra gli stessi.
3.1. Interfacce e linee di interconnessione
I livelli gerarchici SDH finora definiti sono il STM1, il STM-4 ed il STM-16 corrispondenti rispettivamente
a 155,520 Mbit/s, a 622,080 Mbit/s e a 2,48832 Gbit/s.
Le interfacce di interconnessione degli apparati sono
ottiche per i flussi STM-4 e STM-16 e possono essere
sia ottiche che elettriche per il flusso STM-1.
Le interfacce degli apparati SDH relative ai flussi della
rete plesiocrona (PDH) sono identiche a quelle degli
apparati PDH esistenti; esse come noto sono di tipo
elettrico e sono descritte nella raccomandazione G.703
del CCITT. Occorre notare che anche le caratteristiche
dell’interfaccia elettrica STM-1 sono state recentemente
inserite in detta raccomandazione.
Come descritto nel paragrafo 2 è possibile prevedere
una seconda interfaccia del flusso aggregato STM-N per
la protezione dello stesso a livello trasmissivo con scambio
automatico dei flussi aggregati in caso di guasto di una
delle due linee di trasmissione.
3.3 Multiplatori di elevato ordine gerarchico
In generale i multiplatori di elevato ordine gerarchico
multiplano un certo numero di flussi SDH in un flusso
SDH di ordine superiore come schematizzato in fig. 3b.
Un esempio di multiplatore di questo tipo è quello che
genera un flusso aggregato STM-16 da 16 tributari STM1. Occorre qui evidenziare, come descritto in [1], che
l’operazione di multiplazione vera e propria è effettuata
sui VC4 dei tributari mentre i byte di SOH dei tributari
sono terminati ed elaborati ed i byte SOH del flusso
aggregato sono generati ex novo.
Altri esempi importanti sono il multiplatore che da
quattro STM-1 genera un STM-4 ed il multiplatore che da
quattro STM-4 genera un STM-16.
Gli apparati di prima generazione di questo tipo
consentono accessi anche di tipo plesiocrono essendo, in
effetti, integrati con i multiplatori terminali precedentemente
descritti.
Una funzione di rete tipica dei multiplatori di elevato
ordine gerarchico è quella di raccogliere flussi gerarchici
omogenei di un centro di trasmissione ed immetterli in
una dorsale trasmissiva di elevata capacità.
(a)
.........
Tributari
plesiocroni
2, 34, 140 Mbit/s
STM-N
N = 1, 4, 16
(b)
.........
Per quanto riguarda le interfacce di linea ottiche dei
flussi gerarchici SDH, occorre notare che esse assumono,
congiuntamente alla standardizzazione dei protocolli di
gestione, un ruolo fondamentale per l’acquisizione della
cosiddetta compatibilità trasversale sulla sezione
trasmissiva ottica [1], per acquisire cioè la possibilità di
interconnettere apparati di diversi costruttori a livello di
linea ottica consentendo quindi l’integrazione dei
terminali di linea negli apparati con notevole risparmio
di spazi e costi.
Le caratteristiche delle interfacce di linea ottiche sono
standardizzate nella raccomandazione G.957 del CCITT.
Le prestazioni, i criteri di dimensionamento e le
applicazioni delle linee ottiche terminate negli apparati
con le interfacce G.957 sono descritte nella
raccomandazione G.958 ove sono riportate anche i tipi
di fibre e le caratteristiche dei rigeneratori di linea. In
particolare, sulla base della lunghezza del passo di
rigenerazione e delle applicazioni, sono identificate
tre tipi di linee ottiche:
- linee per connessioni all’interno di centrali (intraoffice) per distanze fino a 2 Km;
- linee corte per connessioni fra centrali (inter-office)
per distanze fino a 15 Km;
- linee lunghe per connessione fra centrali per distanze
superiori (40 Km o più).
Nel caso dei ponti radio si è ritenuto di non standardizzare
interfacce a livello radio, rinunciando così alla compatibilità
trasversale. Ciò è stato necessario perché un’interfaccia
radio standard è molto più problematica da definire rispetto
ad una interfaccia ottica vista la varietà delle gamme di
frequenza e delle canalizzazioni radio adottate dai vari
paesi e la miriade di parametri coinvolti (filtraggi,
modulazioni, branching ecc.).
Pertanto i terminali radio SDH, agli estremi di un
collegamento radio, devono essere dello stesso
costruttore e si interfacciano generalmente agli altri
apparati SDH con le interfacce ottiche o elettriche
discusse precedentemente. Altri aspetti concernenti le
caratteristiche e l’impiego dei ponti radio SDH saranno
discusse nel paragrafo 3.6.
Tributari
STM-N
STM-M
M>N
3.2 Multiplatori terminali
(c)
STM-N
STM-N
.........
In generale i multiplatori terminali SDH multiplano un
certo numero di flussi tributari PDH in un flusso gerarchico
STM-N come schematizzato in figura 3a. Un esempio di
multiplatore terminale è quello che multipla 63 flussi tributari
a 2 Mbit/s in un flusso STM-1; altri esempi di multiplatore
di questo genere possono essere dedotti direttamente dallo
schema generale di multiplazione SDH [1].
Opzionalmente, con l’impiego del blocco funzionale
HPC (paragrafo 2), è possibile rendere flessibile
l’inserimento dei vari tributari nei contenitori virtuali del
flusso STM-N.
Figura 3
Tipi di multiplatori SDH: (a) multiplatore
terminale; (b) multiplatore di alto ordine
gerarchico; (c) multiplatore inseritore/
estrattore (ADM)
53
3.4 Multiplatori Inseritori Estrattori
In generale i multiplatori Inseritori Estrattori (AddDrop Multiplexer, ADM) inseriscono ed estraggono un
certo numero di flussi tributari PDH e/o SDH in/da un
flusso aggregato SDH (figura 3c). Un esempio di ADM
è quello per l’inserimento/estrazione di un certo numero
(massimo 63) di flussi a 2Mbit/s in/da un flusso STM1 (ADM-1).
Altri esempi importanti sono gli ADM con flussi
aggregati STM-4 (ADM-4) o STM-16 (ADM-16) e
flussi tributari STM-1 e/o plesiocroni.
Gli ADM sono particolarmente indicati per la
realizzazione di strutture di rete ad anello come sarà
discusso nel paragrafo 4.
Questi apparati sono fra quelli che traggono maggior
vantaggio dalla tecnica di multiplazione SDH e dalla
conseguente facilità di accesso ai flussi tributari
costituenti un flusso aggregato, senza necessità di
demultiplare per l’estrazione e rimultiplare per
l’inserimento come sarebbe stato necessario con la
tecnica di multiplazione plesiocrona.
I multiplatori ADM-1 possono essere integrati con
multiplatori con interfacce per servizi di fonia e dati per
originare apparati di accesso alla rete SDH direttamente
dagli attacchi di utente; un esempio di tali apparati è il
multiplex MPX-1.
I DXC che permutano solo VC4, di seguito
identificati con la sigla DXC 4/4, possono essere
rappresentati schematicamente come in figura 4a; essi
possono essere dotati sia di interfacce STM-N, sia di
interfacce a 140 Mbit/s per l’accesso diretto di flussi
PDH.
La principale applicazione dei DXC 4/4 è la protezione
dei collegamenti trasmissivi. Essi possono attuare tale
protezione operando, congiuntamente al centro di
gestione, il reinstradamento di VC4 da connessioni
affette da guasti a connessioni disponibili. Tale
protezione si attua quindi a livello di rete nel senso che
può interessare anche altri DXC non direttamente
connessi a quello in considerazione.
I DXC 4/4 possono operare altresì una protezione
del tipo N+1 o N+M a livello di sezione trasmissiva alla
stregua di un normale scambio multilinea.
I DXC che permutano contenitori virtuali di qualsiasi
ordine, di seguito identificati con la sigla DXC 4/3/1,
possono essere rappresentati schematicamente come in
figura 4b. Essi possono avere sia interfacce STM-N sia
interfacce PDH di qualsiasi ordine, fino a 2 Mbit/s.
Questo tipo di DXC combina funzioni di multiplazione
e di permutazione di qualsiasi tipo di VC configurandosi
in tal modo come uno dei più flessibili e complessi
apparati SDH. Esso trova la applicazione più efficace
come raccordo fra la rete di accesso e quella di trasporto
costituendo nel frattempo un elemento chiave di
interconnessione tra la rete SDH e quella PDH.
54
Figura 4
PERMUTAZIONE
DI
VC-3
.............
.......................
..................
STM-N
e/o
140 Mbit/s
34/45 Mbit/s
PERMUTAZIONE
DI
VC-12
.............
PERMUTAZIONE
DI
VC-4
34/45 Mbit/s
2 Mbit/s
STM-N
e/o
140 Mbit/s
..................
STM-N
e/o
140 Mbit/s
PERMUTAZIONE
DI
VC-4
.............
STM-N
e/o
140 Mbit/s
.............
I ripartitori numerici (Digital Cross-Connect, DXC)
costituiscono gli elementi chiave per la reale attuazione
delle straordinarie caratteristiche di flessibilità, gestibilità
e sicurezza delle reti SDH.
Mentre i multiplatori terminali e gli ADM hanno il
ruolo di raccolta e distribuzione dei flussi, i ripartitori
operano come nodi cardine della rete trasmissiva per
l’instradamento dei flussi stessi.
Come nodi della rete ove confluiscono parecchie
direttrici di trasmissione, essi possono avere una
“visibilità” molto estesa della rete stessa, pertanto essi
uniscono alla funzione tipica fondamentale di
permutazione ed instradamento notevoli funzioni di
supervisione e di gestione dei collegamenti che operano
congruentemente con gli appositi centri operativi di
gestione.
La permutazione e l’instradamento vengono
realizzati dai DXC sincroni attraverso una matrice di
commutazione dei contenitori virtuali (VC) tra i moduli
di trasporto (STM) relativi alle porte/interfacce
dell’apparato.
I principali tipi di DXC sono quelli che permutano
solo contenitori virtuali di ordine elevato (in particolare
i VC4) e quelli che permutano contenitori virtuali di
qualsiasi ordine (VC4, VC3, VC12).
.......................
3.5 Ripartitori numerici
(a)
(b)
2 Mbit/s
Tipi di ripartitori SDH: (a) ripartitore 4/4 (DXC
4/4); (b) ripartitore 4/3/1 (DXC 4/3/1)
Ai DXC 4/3/1 sono demandate altresì funzioni di
segregazione e consolidamento dei flussi trasmissivi.
La funzione di segregazione consiste nel separare i
VC contenuti nei flussi di ingresso e nel farli confluire
in flussi di uscita rispondenti a prestabiliti criteri di
aggregazione; in questo modo si può ad esempio generare
flussi omogenei di dati o fonia per facilitare il successivo
instradamento verso le reti relative, oppure si può operare
una cernita di connessioni dati con particolari requisiti
di disponibilità e di qualità trasmissiva, ecc.
Il consolidamento (consolidation) consiste
nell’assemblare i VC portati da un certo numero di
flussi trasmissivi parzialmente pieni in un minor
numero di flussi maggiormente riempiti. Questa
funzione è di particolare rilevanza per uno
sfruttamento ottimale dei sistemi trasmissivi a lunga
distanza. Infatti mentre per le reti di accesso può
essere di interesse il trasporto di circuiti di diverse
capacità con il minor numero possibile di tipi di flussi
trasmissivi, eventualmente riempiti solo parzialmente,
i costi dei collegamenti nella rete a lunga distanza
richiedono fattori di riempimento decisamente
superiori. Un esempio di consolidamento è
l’affasciamento in un unico VC4 di diversi VC12
portati da un certo numero di VC4 equipaggiati solo
parzialmente.
3.6 Ponti radio
Nel contesto della rete SDH risulta molto importante
la disponibilità di ponti radio capaci di trasmettere i
flussi della nuova gerarchia di multiplazione; infatti tale
disponibilità consente:
- la massima flessibilità nell’uso dei mezzi trasmissivi
(i sistemi radio sono equivalenti ai corrispondenti
sistemi ottici);
- l’interconnessione diretta delle linee ottiche e dei
ponti radio;
- la possibilità di realizzare collegamenti protetti su
portanti differenziati;
- la possibilità di estendere la rete SDH anche nelle
zone ove non risulta conveniente l’uso di cavi ottici.
Gli aspetti più importanti connessi allo sviluppo ed
impiego dei ponti radio in reti SDH riguardano:
- la completa compatibilità con i sistemi ottici sia in
termini di equivalenza nel trasporto dei flussi
gerarchici, sia come uniformità di trattamento dei
canali e dei protocolli relativi ai sistemi di gestione
della rete;
- il mantenimento delle attuali canalizzazioni delle
gamme di frequenza e delle infrastrutture radio
impiegate per i ponti radio PDH.
La trasmissione radio dei flussi SDH richiede,
rispetto ai ponti radio PDH, l’adozione di metodi di
modulazione più efficienti dal punto di vista
Banda di frequenza
13 GHz
18 GHz
Spaziature tra canali adiacenti 28 MHz
55 MHz
Modulazione
128 TCM 16 QAM
Canalizzazione
alternata cocanale
Tabella 1
Ponti radio SDH a 155 Mbit/s
Banda di
frequenza
13 GHz
15 GHz
18 GHz
Spaziature tra
canali adiacenti
28 MHz
14 MHz
27.5 MHz
Modulazione
16 QAM o 16 QAM o 16 QAM o
32 QAM
32 QAM
32 QAM
Canalizzazione
cocanale
Tabella 2
alternata
cocanale
Ponti radio SDH a 52 Mbit/s
dell’occupazione spettrale e di contromisure più
sofisticate contro gli effetti dei fenomeni di
propagazione per acquisire livelli di qualità trasmissiva
analoghi a quelli delle fibre ottiche.
I ponti radio SDH previsti avranno capacità di 155
Mbit/s e di 52 Mbit/s con caratteristiche tecniche descritte
rispettivamente in tab. 1 e tab. 2.
Una particolare citazione va fatta per i ponti radio
SDH a 52 Mbit/s; infatti, in numerose applicazioni,
come per esempio in zone rurali e periferiche ed in
parte dei collegamenti in rete di distribuzione, si
presenta la necessità di trasportare flussi STM-1
riempiti solo parzialmente. In questi casi può essere
opportuno trasportare solo la parte di flusso veramente
utile; ciò consente una più efficiente utilizzazione
dello spettro radio e/o una maggiore lunghezza di
tratta. Il ponte radio SDH a 52 Mbit/s opera ad un terzo
della frequenza di cifra STM-1 e consente di trasmettere
un contenitore VC3 o la capacità equivalente ad un
TUG3.
La struttura di trama del segnale a 52 Mbit/s,
standardizzata a livello CCITT, è analoga a quella del
primo livello STS-1 della gerarchia americana SONET.
Esempi di applicazione di ponti radio STM-1 nella
rete SDH sono mostrati in fig. 5a, fig. 5b e fig. 5c, dove
il sistema radio è usato rispettivamente per chiudere un
anello ottico, come mezzo di riserva ad un sistema in
fibra ottica (diversità di mezzo) e per realizzare
collegamenti trasversali a dorsali ad alta capacità.
55
(a)
ADM
(b)
F. O. STM-N
ADM
F.O.
(c)
F.O.
ADM
TR
TR
ADM
ADM
ADM
oppure
DXC
155 Mbit/s
ADM
ADM
ADM
oppure
F. O. STM-N
TR
DXC
155 Mbit/s
TR
TR
155 Mbit/s
TR
Figura 5
Terminale Radio
TR e ADM
Applicazioni di ponti radio SDH: (a) uso del sistema radio per chiusura di anello in fibra ottica; (b) uso del
sistema radio come riserva di un collegamento in fibra ottica; (c) uso del sistema radio come collegamento
trasversale a dorsale in fibra ottica ad alta capacità
4. Protezione della sezione trasmissiva
Una delle caratteristiche più interessanti degli apparati
SDH è la facilità di attuazione di provvedimenti per la
protezione dei flussi trasmissivi contro i guasti degli apparati
stessi e/o dei portanti. Essi infatti sono dotati di sistemi di
protezione e di reinstradamento automatici e consentono la
realizzazione di topologie di rete particolarmente orientate
alla salvaguardia della disponibilità dei collegamenti.
La protezione dei flussi informativi può essere
effettuata con svariate modalità; in modo schematico
qui distingueremo la protezione della singola sezione
trasmissiva e la protezione di percorsi trasmissivi che
attraversano porzioni di rete più o meno estese e che
quindi interessano diverse sezioni trasmissive.
La protezione della sezione trasmissiva può essere
fatta o con funzioni e mezzi propri della sezione stessa
o applicando funzionalità di riconfigurazione e tecniche
di reinstradamento operanti a livello di rete. Per quanto
riguarda la protezione attuata a livello di rete, nel
seguito ci si soffermerà solo sulle topologie di rete ad
anello che rappresentano una delle novità più interessanti
delle reti SDH.
Nella figura 6b) per semplicità sono indicate solo le
funzioni MSP del blocco TTF.
Nel caso 1+1 il segnale STM-N nel terminale di
trasmissione è inviato simultaneamente sia sul
collegamento di esercizio sia su quello di riserva; nel
terminale di ricezione la funzione MSP seleziona uno
dei due segnali sulla base di parametri indicativi della
disponibilità dei collegamenti stessi.
(a)
ESERCIZIO
TTF-Trasmissione
MSP
MST
RST
SPI
SPI
RTS
MST
MST
RST
SPI
SPI
RTS
MST
(b)
MSP-Ricezione
56
2
2
N
2
N
Selettore N+1
Figura 6
1
............
1
............
1
............
Questo tipo di protezione della sezione trasmissiva
SDH si basa sull’impiego di scambi automatici e
ridondanze di parti di apparati e di mezzi trasmissivi di
riserva appartenenti alla sezione stessa. Essa è svolta
dalla funzione MSP (Multiplex Section Protection)
citata nel paragrafo 2. Tale funzione è inclusa nel blocco
TTF e può essere di tipo 1+1 (un collegamento di
esercizio ed uno di riserva), o di tipo N+1 (un
collegamento di riserva su N di esercizio), come
schematizzato rispettivamente nella figura 6a) e figura
6b) per una direzione di trasmissione.
MSP
RISERVA
MSP-Trasmissione
4.1 Protezione propria della sezione trasmissiva
TTF-Ricezione
N
RISERVA
Selettore
Schemi di principio di protezioni MSP: (a)
tipo 1+1; (b) tipo N +1
Nel caso N+1 la riserva è condivisa da N collegamenti
di esercizio (N fino a 14)(2). Il coordinamento delle
azioni svolte dal MSP in trasmissione ed in ricezione è
fatto attraverso un apposito canale di segnalazione (byte
K1 e K2) previsto nella capacità di servizio (MSOH)
della trama sincrona.
Lo scambio dei flussi STM-N operato dal MSP può
essere bidirezionale, cioè fatto su entrambe le direzioni
di trasmissione o unidirezionale, cioè fatto solo sulla
direzione di trasmissione affetta da guasto. Lo scambio
può essere altresì reversibile e irreversibile a seconda
che il sistema ritorni automaticamente o no sulla sezione
di esercizio non appena rimosse le condizioni di guasto.
Lo scambio può essere anche attuato su comando
ricevuto tramite la funzione di gestione dell’apparato.
Un approccio alternativo per proteggere i flussi
trasportati da una sezione trasmissiva è quello di operare
sui contenitori virtuali VC4 trasportati, di proteggere
cioè i percorsi (path) di ordine più elevato relativi alla
sezione e non l’intero flusso STM-1. Anche in questo
caso si può realizzare sia la protezione 1+1, sia la
protezione N+1. Lo scambio dei VC4 dalle sezioni
trasmissive di esercizio a quelle di riserva è effettuato
sia in trasmissione sia in ricezione con matrici di
permutazione, impegnando quindi le funzioni HPC
citate nel paragrafo 2.
A' B' C'
(a)
Rx
A' B' C' E D F'
Tx
C'
E
C
E'
Tx
Rx
Tx
Tx
4
F
D'
A' B' C' D E F'
Rx
Tx
A' B' C D' E' F
B'
A' D' E' B C F'
Rx
B F'
A B C
1
Tx
Rx
A B C E D F'
A' B' C D' E' F
Tx
Rx
Tx
interruzione
di sezione
trasmissiva
Rx
Tx
F' D
Figura 7
Rx
2
5
A' B' C D E' F'
(2) Tale limitazione deriva dal tipo di protocollo sul canale di
segnalazione realizzato con i bytes K1 e K2.
3
E
D'
A'
Tx
Tx
Rx
4.2 Protezione della sezione trasmissiva in topologie
ad anello
A
D
E
Rx
2
Tx
F
A' B' C'
A' B' C D' E' F
Le reti con topologia ad anello si basano generalmente
sull’impiego di ADM e possono essere realizzate
utilizzando un numero variabile di fibre ottiche (o altri
tipi di portante); le più interessanti sono quelle realizzate
con due fibre.
Con riferimento alla protezione automatica dei flussi
trasmissivi ed in particolare alle tecniche di autoripristino, gli anelli a due fibre possono essere classificati
essenzialmente in due tipi: unidirezionali (protezione
dedicata) e bidirezionali (protezione condivisa).
Gli anelli unidirezionali sono realizzati impiegando
una delle due fibre come mezzo di esercizio e l’altra
come mezzo di riserva. In condizioni normali di
funzionamento il segnale STM-N è trasmesso da ciascun
ADM sulla fibra di esercizio in un unico prestabilito
senso di trasmissione. La figura 7a mostra un anello
monodirezionale in cui sono evidenziati esempi di
relazioni bidirezionali di traffico tra i vari nodi
(nell’esempio il traffico dal nodo 1 al nodo 2 è indicato
con A, dal nodo 2 al nodo 1 con A’ e così via).
A' B' C D' E' F
(b)
Rx
Tx
Rx
Rx
F' D
C
E'
Rx
Rx
Rx
Tx
A B C E D F'
Tx
A' B' C D E' F'
C'
E
Tx
1
RISERVA
5
Rx
A B C
Tx
A
D
E
E
D'
A'
A' B' C D' E' F
Tx
Rx
4
Rx
Tx
F
D'
F
3
Tx
Rx
B'
A' D' E' B C F'
B F'
Protezione di una sezione trasmissiva in
topologie ad anello di tipo unidirezionale: (a)
condizione di funzionamento normale; (b)
condizione di funzionamento in caso di
interruzione di una sezione trasmissiva
Il traffico sulla fibra di esercizio procede per tutti gli
ADM nello stesso senso (senso orario); nell’altra fibra,
in senso opposto al precedente, è inviato un segnale di
prova ricevuto e ritrasmesso trasparentemente da ciascun
ADM. Occorre notare che ciascun collegamento tra
ADM contigui costituisce una sezione trasmissiva e
quindi gli elementi che vengono ricevuti/trasmessi
trasparentemente dagli ADM sono i VC, mentre il SOH
viene terminato e generato da ciascun ADM. In caso di
guasto su una sezione trasmissiva, rilevato dall’analisi
delle informazioni trasportate dallo MSOH, entrambi
gli ADM agli estremi della sezione guasta interrompono
la continuità del flusso nella fibra di riserva e
commutano il traffico (VC) della fibra di esercizio su
quella di riserva ristabilendo di fatto la continuità
57
trasmissiva del flusso di esercizio come indicato
schematicamente in figura 7b. In tale esempio, a seguito
della riconfigurazione automatica dell’anello causata
dal guasto sulla sezione tra i nodi 3 e 4, il traffico da 4
a 3 non subisce modifiche rispetto alla situazione di
figura 7a, mentre il traffico da 3 ad 4 viene fatto
transitare sulla fibra di riserva e trasmesso
trasparentemente dai nodi 2, 1 e 5 fino a raggiungere
il nodo 4 dalla direzione opposta a quella del
funzionamento normale.
Gli anelli bidirezionali sono realizzati impiegando
entrambe le fibre sia come mezzo di esercizio che di
riserva, utilizzando quindi per il traffico entrambi i sensi
A' B' C'
(a)
Rx
C'
C'
Tx
E
A B C
Tx
1
Tx
C
Rx
A' B'
Rx
Tx
Tx
Rx
Rx
2
Rx
E
Rx
Tx
E'
4
F' D
Rx
F
A' B' C'
(b)
Rx
C' + D F' E
Tx
C + D' F E'
C'
E
Tx
C
E'
Rx
B F'
A B C
1
Tx
Rx
A B + D F' E
A' B' + D' F E'
Tx
interruzione
di sezione
trasmissiva
Tx
Rx
4
Rx
Tx
F
D'
F
La protezione dei percorsi trasmissivi in topologie
di rete ad anello, generalmente operata sui contenitori
virtuali basilari VC12 o VC3, si basa sul principio
della protezione 1+1 realizzata tra i due ADM di
terminazione del percorso interessato. In sostanza
nell’ADM di trasmissione si invia il VC su entrambi i
sensi di trasmissione dell’anello; l’ADM di
destinazione riceve in condizioni normali i due percorsi
da entrambi i versi dell’anello; in presenza di guasto
esso seleziona quello fra i due percorsi che non è stato
affetto dal guasto stesso.
5. Gli apparati nelle architetture di rete SDH
3
Rx
A
D
E
Tx
E
D'
A'
2
Rx
Tx
E
D'
A'
B D' E'
Rx
Tx
F' D
58
B'
Tx
D' F E'
Rx
Figura 8
F
D' F E'
E + D' F E'
E' + D F' E
3
Tx
D' F E'
Rx
5
Rx
D' F E'
D'
Tx
A
D
E
B' D E
D F' E
Tx
4.3 Protezione dei percorsi trasmissivi in topologie
ad anello
A B
5
C
E'
di trasmissione. Per ciascun senso di trasmissione è però
prevista una sufficiente capacità trasmissiva di riserva
utilizzabile per trasportare il traffico di eventuali sezioni
affette da guasto. Come si vede dall’esempio illustrato in
figura 8, tra coppie di nodi contigui esistono collegamenti
bidirezionali ottenuti impiegando una fibra per ciascuna
direzione di trasmissione. In caso di guasto di una sezione
trasmissiva, rilevato dalla analisi delle informazioni
trasportate dallo MSOH, entrambi gli ADM agli estremi
della sezione guasta trasmettono gli elementi trasmissivi
(VC), precedentemente trasmessi sulla sezione che si è
interrotta, in direzione opposta sommandoli a quelli già
trasmessi in condizioni normali in tale direzione. Gli
elementi trasmissivi reinstradati sono trasmessi
trasparentemente dagli altri ADM dell’anello fino
all’ADM estremo opposto della sezione guasta.
B' D E + D' F E'
Tx
Rx
B'
B D' E' + D F' E
B F'
Protezione di una sezione trasmissiva in
topologie ad anello di tipo bidirezionale: (a)
condizione di funzionamento normale; (b)
condizione di funzionamento in caso di
interruzione di una sezione trasmissiva
Gli apparati SDH descritti nei precedenti paragrafi
consentono la realizzazione di architetture di rete con
caratteristiche molto avanzate di gestione, flessibilità
ed affidabilità.
A tale riguardo un ruolo chiave è svolto dai multiplatori
ADM e dai ripartitori DXC 4/3/1 e DXC 4/4.
Come accennato precedentemente, gli ADM risultano
particolarmente adatti per la realizzazione di topologie
di rete ad anello dotate di efficaci meccanismi di autoripristino (self healing rings) per la protezione dei flussi
trasmissivi da guasti. I ripartitori numerici invece
risultano particolarmente indicati per essere utilizzati
come nodi di reti magliate per lunga distanza e grande
capacità (DXC 4/4) e come elementi di interconnessione
tra la rete a lunga distanza e quella trasmissiva d’accesso
(DXC 4/3/1).
Sulla base di tali considerazioni, una tipica
architettura per una rete nazionale SDH, che consenta
di sfruttare al meglio le potenzialità offerte dai sistemi
sincroni e che risulta ormai consolidata nei principi
622 Mbit/s oppure 2.5 Gbit/s
SGT
DXC 4/4
DXC 4/4
DXC 4/4
DXC 4/4
LIVELLO 1
DXC
4/3/1
DXC
4/3/1
LIVELLO 2
SGT
SGU
ADM-4
ADM-4
RED 1/0
ADM-4
Anello a 622 Mbit/s
ADM-4
ADM-4
ADM-4
ADM-4
Anello a 622 Mbit/s
ADM-4
ADM-4
DXC
4/3/1
SL
ADM-1
SGU
ADM-1
ADM-4
ADM-1
Anello a 155 Mbit/s
MPX-1
ADM-1
ADM-1
MPX-1
Anello a 155 Mbit/s
MPX-1
Figura 9
MPX-1
DLC
ADM-1
SAF
Architettura di rete SDH
anche a livello internazionale, può essere quella
rappresentata in figura 9.
Nella figura si distinguono due livelli di rete: un
livello superiore (livello 1) costituito dalla rete a maglia
per la lunga distanza ed un livello inferiore (livello 2)
costituito da anelli di multiplatori add-drop.
Al livello 1 sono utilizzati i ripartitori (DXC 4/4) per
protezione di rete ed i multiplatori sia a 2,5 Gbit/s sia a
622 Mbit/s per la trasmissione sulle grandi dorsali a
lunga distanza.
Al livello 2 sono invece utilizzati i ripartitori DXC 4/
3/1 per l’affasciamento e l’instradamento dei flussi a 2,
34/45 e 140/155 Mbit/s ed i multiplatori add-drop in
configurazione ad anello; sono anche previsti anelli
composti da MPX-1 per la raccolta di utenza.
L’utilizzazione degli anelli di ADM e di MPX-1
consente l’estensione della protezione di rete anche
nella rete di accesso e nella rete di distribuzione dove,
con i sistemi trasmissivi tradizionali, la protezione di
rete risulta difficile ed estremamente costosa.
Il nodo tipico di interconnessione tra i due livelli di
rete (nodo HUB) è costituito da un ADM (ring master),
da un DXC 4/3/1 e da un DXC 4/4 colocati nella
medesima centrale. In questo nodo, i flussi trasmissivi
provenienti dall’anello di ADM vengono smistati dal
DXC 4/3/1 o verso gli SGU o SGT locali (telefonia), o
verso un RED 1/0 locale (dati), oppure vengono instradati
verso il DXC 4/4 attraverso il quale si accede alla rete
a lunga distanza.
6. Gestione degli apparati SDH
Gli apparati della rete SDH sono gestiti da un apposito
sistema di gestione SDH (SGSDH) che è parte integrante
di un sistema complessivo di gestione della rete di
telecomunicazione rispondente alle architetture di
riferimento definite per lo sviluppo della TMN
(Telecommunication Management Network).
Le principali funzioni previste per il sistema di
gestione SDH sono: la configurazione degli apparati, la
gestione delle connessioni, la sorveglianza ed il riporto
degli allarmi, l’attuazione di test ed il controllo dei
parametri di qualità.
Come precedentemente accennato, gli apparati SDH
possono essere dotati di due interfacce di gestione,
interfaccia F ed interfaccia Q, che consentono
rispettivamente il controllo locale tramite un terminale
portatile ed il controllo remoto tramite il SGSDH. Mentre
l’interfaccia di gestione locale non è oggetto di
standardizzazione, i protocolli ed i modelli che descrivono
l’interfaccia Q sono attualmente oggetto di specifica
internazionale, al fine di garantire la compatibilità nel
trasporto e nell’interpretazione dei messaggi di gestione.
Le risorse fisiche e logiche dell’apparato SDH, che
devono essere visibili dal sistema di gestione, sono
rappresentate all’interfaccia tra l’apparato ed il sistema
di gestione (interfaccia Q) tramite un modello
informativo descritto utilizzando un formalismo ad
oggetti (Object Oriented).
59
All’interno dell’apparato è presente un processo
applicativo (ruolo dell’Agent) che controlla direttamente
gli oggetti gestiti e colloquia con l’applicativo presente
nel sistema di gestione (ruolo del Manager) che invia
richieste di gestione e riceve riscontri. L’interazione
Manager-Agent è descritta in figura 10.
Il software di apparato è generalmente strutturato su
due livelli: uno per il controllo delle singole unità o
cartoline ed uno di livello superiore per la gestione delle
funzioni centralizzate dell’apparato e per il colloquio
con il Sistema di Gestione.
La comunicazione tra il sistema di gestione e gli
apparati SDH avviene tramite i canali di gestione
costituiti dall’interfaccia Q esterna e dai canali DCC
(Data Communication Channels) presenti nell’overhead
della trama SDH. La comunicazione avviene tramite un
modello comunicativo standardizzato adatto al corretto
trasporto dell’informazione di gestione.
Nell’articolo è stato descritto l’approccio seguito in
CCITT per la standardizzazione dei nuovi apparati
basato sulla definizione di modelli a blocchi funzionali.
Sono state presentate le principali tipologie di apparati
SDH e le loro caratteristiche fondamentali. Enfasi è
stata data alla possibilità di protezione dei flussi
informativi e di realizzazione di topologie di rete con
avanzate caratteristiche di flessibilità e di gestibilità
particolarmente orientate alle diverse esigenze del
gestore e degli utenti.
L’impiego degli apparati SDH apre una nuova era di
evoluzione della rete trasmissiva di telecomunicazioni
che ha un impatto non trascurabile anche sulle principali
attività dei gestori di telecomunicazioni quali ad esempio
la pianificazione di rete, la progettazione, la realizzazione
e l’esercizio.
Bibliografia
7. Conclusioni
[1]
L’adozione della nuova gerarchia di multiplazione
SDH comporta lo sviluppo di una generazione
completamente nuova di apparati trasmissivi i quali, a
differenza degli apparati PDH, integrano con diverse
composizioni le funzioni di multiplazione, permutazione
e trasmissione. Di conseguenza la differenziazione delle
tipologie degli apparati SDH è notevolmente meno netta
rispetto agli apparati della rete plesiocrona. Tale
differenziazione tenderà a diventare sempre più labile in
futuro con l’avvento di apparati modulari sia dal punto di
vista hardware che software capaci di essere configurati
ed equipaggiati a richiesta per rispondere alle diverse
esigenze ed applicazioni di rete. Tuttavia progetti
specializzati per specifiche applicazioni potranno essere
sviluppati a fronte di evidenti vantaggi economici.
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
MANAGER
Sistema di gestione
[9]
Rappresentazione logica
delle risorse da gestire
mediante oggetti
Sistema gestito
AGENT
Risorse
da gestire
[10]
Confine
TMN
[11]
R
R
R
R
R
Elemento
di rete
[12]
[13]
Figura 10
60
Interazione Manager-Agent per la gestione
degli apparati SDH
Mariconda, A.; Misul, R.; Parente, F.; Pietroiusti, R.: La
nuova gerarchia di multiplazione sincrona (SDH).
Notiziario Tecnico SIP, Anno 1, n. 1, Luglio 1992
Physical electrical characteristics of hierarchical digital
interfaces. Raccomandazione CCITT G.703, Blue Book,
Melbourne, 14-25 Nov. 1988.
Synchronous Digital Hierarchy bit rates. Raccomandazione
CCITT G.707.
Network Node Interface for the Synchronous Digital
Hierarchy. Raccomandazione CCITT G.708.
Synchronous multiplexing structure. Raccomandazione
CCITT G.709.
Structure of Recomendations on multiplexing equipment
for the Synchronous Digital Hierarchy (SDH).
Raccomandazione CCITT G.781M.
Types and general characteristics of Synchronous
Digital Hierarchy (SDH) multiplexing equipment.
Characteristics of Synchronous Digital Hierarchy
(SDH) multiplexing equipment functional blocks.
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) management.
Raccomandazione CCITT G.784.
Optical Interfaces for Equipment and Systems relating to
the Synchronous Digital Hierarchy. Raccomandazione
CCITT G.957.
Digital Line Systems based on the Synchronous Digital
Hierarchy for use on optical Fiber Cables. Raccomandazione
CCITT G.958.
Architectures and functional aspects of radio-relay
systems for SDH-based networks. Raccomandazione
CCIR 750, Ver. luglio 1991.
Transmission characteristics and performance
requirements of radio-relay systems for SDH-based
networks. Raccomandazione CCIR 751, Ver. luglio 1991.
Appendice
Funzioni basilari dei blocchi nell' area funzionale
“generazione della trama SDH”:
LOI - L OWER ORDER I NTERFACE
T
LOI
T
LPA
PPI
Interfacce
plesiocrone
T
S
S
U
LPT
S
Il blocco PPI (PDH Physical Interface) svolge le funzioni di adattamento al mezzo fisico, di co/decodifica del
segnale di linea e di estrazione della temporizzazione.
Il blocco LPAm (Lower order Path Adaptation, m=1,2,3) svolge la funzione di adattamento di un segnale PDH
alla rete sincrona. Esso cioé inserisce i tributari plesiocroni nei Container sincroni ed attua le opportune
giustificazioni.
Il blocco LPTm (Lower order Path Termination, m=1,2,3) svolge la funzione di terminazione di un percorso di
ordine basilare; quindi genera o termina il VC di ordine basilare elaborandone il POH.
HOI - H IGHER ORDER I NTERFACE
HOI
Interfacce
plesiocrone
T
T
PPI
U
LPA
S
S
T
U
HPT
S
Il blocco PPI (PDH Physical Interface) svolge le funzioni di adattamento al mezzo fisico, di co/decodifica del
segnale di linea e di estrazione della temporizzazione
Il blocco LPAn (Lower order Path Adaptation, n=3,4) svolge la funzione di adattamento di un segnale PDH
alla rete sincrona. Esso cioé inserisce i tributari plesiocroni nei Container sincroni ed attua le opportune
giustificazioni.
Il blocco HPT (Higher order Path Termination, n=3,4) svolge la funzione di terminazione di un percorso di
ordine superiore; quindi genera o termina il VC di ordine superiore elaborandone il POH.
LCS - LOWER ORDER CONNECTION S UPERVISION
LCS
S
T
LUG
LPOM
S
T
Il blocco LPOM (Lower order Path Overhead Monitor) accede in lettura ad alcuni byte del POH dei VC di
ordine basilare per funzioni di controllo delle prestazioni trasmissive.
Il blocco LUG (Lower order Unequipped Generator) riempie con contenuti fittizi i VC non utilizzati
(unequipped).
61
HOA - HIGHER ORDER ASSEMBLER
HOA
T
U
T
HPA
S
U
HPT
S
Il blocco HPA (Higher order Path Adaptation) svolge la funzione di adattamento di un VC di ordine basilare in
un VC di ordine superiore, elabora il puntatore a livello di TU (Tributary Unit) e assembla/disassembla i TUG 2 ed i TUG-3 mediante multiplazione/demultiplazione ad interallacciamento di ottetto dei TU componenti.
Il blocco HPT (Higher order Path Termination) svolge la funzione di terminazione di un percorso di ordine
superiore; quindi genera o termina il VC di ordine superiore elaborandone il POH.
HCS - H IGHER ORDER C ONNECTION S UPERVISOR
S
HCS
T
HUG
HPOM
S
T
Il blocco HPOM (Higher order Path Overhead Monitor) accede in lettura ad alcuni byte del POH dei VC di
ordine superiore per funzioni di controllo delle prestazioni trasmissive.
Il blocco HUG (Higher order Unequipped Generator) riempie con contenuti fittizi i VC di ordine superiore non
utilizzati (unequipped).
TTF - TRANSPORT T ERMINAL FUNCTION
TTF
T
MSA
S
T
MSP
S
U
T
MST
S
U
T
RST
S
T
Interfaccia
sincrona
SPI
S
Il blocco MSA (Multiplex Section Adaptation) esegue l'adattamento dei percorsi di ordine superiore nella unità
amministrative (AU), assembla e disassembla i gruppi di unità amministrative (AUG), esegue la multiplazione
e la demultiplazione ad interallacciamento di ottetto e genera, elabora ed interpreta il puntatore della AU.
Il blocco MSP (Multiplex Section Protection) svolge le funzioni di protezione per il segnale STM-N contro
interruzioni sulla sezione di trasmissione. Questo viene ottenuto eseguendo, in caso di guasto sulla linea
normalmente utilizzata (esercizio), la commutazione sulla linea di riserva.
Il blocco MST (Multiplex Section Termination) elabora l'overhead della sezione di multiplazione (MSOH).
Il blocco RST (Regenerator Section Termination) svolge funzioni del tutto analoghe a quelle svolte dal blocco
MST ma relative ad una sezione di rigenerazione; elabora quindi i soli byte di RSOH. Inoltre in tale blocco
viene effettuato lo scrambling/descrambling sul segnale STM-N.
Il blocco SPI (SDH Physical Interface) svolge le funzioni di adattamento al mezzo fisico e di estrazione della
temporizzazione sul segnale sincrono.
62
Abbreviazioni ed acronimi
ADM
APS
AU
AUOH
AUG
AU-PTR
Add/Drop Multiplexer
Automatic Protection Switching
Administrative Unit
Administrative Unit Overhead
Administrative Unit Group
Administrative Unit Pointer
BER
BIP
B-ISDN
Bit Error Ratio
Bit Interleaved Parity
Broadband integrated services digital
network
C
Contenitore
DCC
DLC
DXC
Data Communications Channel
Digital Loop Carrier
Digital cross-connect
ECC
EOC
ETSI
Embedded Control Channel
Embedded Operations Channel
European Telecommunication Standards
Institute
HCS
HOA
HOI
HOVC
HPA
HPC
HPOM
HPT
HUG
Higher order Connection Supervisor
Higher Order Assembler
Higher Order Interface
Higher Order virtual container
Higher order Path Adaptation
Higher order Path Connection
Higher order Path Overhead Monitor
Higher order Path Termination
Higher order Unequipped Generator
LCS
LOI
LOVC
LPA
LPC
LPOM
LPT
LUG
Lower order Connection Supervision
Lower Order Interface
Lower-order virtual container
Lower order Path Adaptation
Lower order Path Connection
Lower order Path Overhead Monitor
Lower order Path Termination
Lower order Unequipped Generator
MCF
MPX-1
MS
MSA
MSOH
MSP
MST
Message Communications Function
Multiplex d’utente livello 1
Multiplex Section
Multiplex Section Adaptation
Multiplex Section Overhead
Multiplex Section Protection
Multiplex Section Termination
NDF
NE
NNI
New Data Flag
Network Element
Network Node Interface
OAM&P
OH
OHA
Operations, Administration, Maintenance
and Provisioning
Overhead
Overhead Access
PCM
PDH
PI
POH
PPI
PRC
Pulse Code Modulation
Plesiochronous Digital Hierarchy
Physical Interface
Path Overhead
PDH Phisical Interface
Primary Reference Clock
QAM
Quadrature Amplitude Modulation
RED
RPI
RPS
RRR
RRRP
Ripartitore Elettronico Digitale
Radio Physical Interface
Radio Protection Switching
Radio Relay Repeater
Radio Relay Reference Point for sub STM1 radio relay
Radio Relay Terminal
Regenerator Section
Regenerator Section Overhead
Regenerator Section Termination
RRT
RS
RSOH
RST
SA
SAF
SDH
SDH-DRR
SEMF
SETG
SETPI
SETS
SGSDH
SGT
SGU
SL
SM
SMN
SOH
SONET
SPI
STM
STM-N
TCM
TMN
Section Adaptation
Sistema d’Accesso Flessibile
Synchronous Digital Hierarchy
SDH-Digital Radio Relay
Synchronous Equipment Management
Function
Synchronous Equipment Timing Generator
Synchronous Equipment Timing Physical
Interface
Synchronous Equipment Timing Source
Sistema di Gestione SDH
Stadio di Gruppo di Transito
Stadio di Gruppo Urbano
Sistema di Linea
Synchronous Multiplexer
SDH Management Network
Section Overhead
Synchronous Optical NETwork
SDH Physical Interface
Synchronous Transport Module
Synchronous transport module (level) N
TR
TTF
TU
TUG
Time Compression Multiplexing
Telecommunications Management
Network
Terminale Radio
Transport Terminal Function
Tributary Unit
Tributary Unit Group
VC
Virtual Container
63

Apparati per la rete SDH

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