SONET SONET. Cos è. Standard per le telecomunicazioni ottiche negli Stati Uniti d America Vantaggi
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- Gabriella Boscolo
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1 SONET Cos è SONET Standard per le telecomunicazioni ottiche negli Stati Uniti d America Vantaggi Minori requisiti per i dispositivi di rete Maggiori disponibilità di rete Suddivisione fra i bytes di overhead e di payload Definizione dei formati di multiplazione sincrona per le portanti digitali di più basso livello Disponibilità di un insieme di standard per l interconnessione di dispositivi costruiti da diversi produttori Definizione di un architettura flessibile in grado di soddisfare le esigenze future SONET 2 1
2 SEGNALI SONET Tecnologia per trasportare molti segnali di diversa capacità attraverso una gerarchia ottica, flessibile e sincrona Interlacciamento di byte SONET 3 SONET La frequenza media di tutti i clock è la stessa o circa la stessa (plesiocrona) Ogni clock può essere sincronizzato a riferimenti altamente stabili Il flusso STS-1 rimane quindi ad una frequenza di 51.84Mbps L alta precisione permette di multiplare più flussi STS-1 senza la necessità di inserire bit di stuffing formando dei flussi STS-N Tributari sincroni a rate più basso del flusso STS-1 possono essere trasportati a rate molto più elevati utilizzando il meccanismo dei Tributari Virtuali (VT) sincroni Un meccanismo a puntatori permette di rendere trasparente le differenze di frequenza e fase delle diverse sorgenti SONET 4 2
3 Struttura della trama SONET L unità di base trasmissiva è l STS-1 I livelli più alti sono ottenuti multiplando N unità di base nello stesso tempo Trama STS-1 Transport Overhead Synchronous Payload Envelope (SPE) STS Path Overhead (POH) Payload vero e proprio SONET 5 STS-1 È una sequenza di 810byte Struttura a 90 colonne x 9 righe Ogni trama è spedita in 125µs (8000 trame al secondo) Rate: 8000 x 810 x 8 = Mbps Transport Overhead Prime 3 colonne Section layer (9 byte) Line layer (18 byte) SPE Rimanenti 87 colonne Non è allineato con la trama STS-1 L equivalente ottico del STS-1 è costituito dal OC-1 SONET 6 3
4 È una sequenza di 783 byte Struttura a 87 colonne x 9 righe La prima colonna è riservata al Path Overhead Le colonne 30 e 59 sono riservate per lo stuffing Le rimanenti 84 colonne costituiscono la capacità di payload della trama STS-1 84 x 9 x 8 x 8000 = Mbps Posizione del STS-1 SPE all interno della trama STS-1 Può cominciare in qualunque punto della trama e terminare nella successiva Nel Transport Overhead è contenuto un puntatore al punto d inizio del STS-1 SPE STS-1 1 SPE SONET 7 STS-N Si ottiene attraverso interlacciamento di byte di N trame STS-1 Si ottiene quindi una sequenza di Nx810 byte da trasmettere nell intervallo di tempo di 125µs SONET 8 4
5 OVERHEAD Semplifica le operazioni di multiplazione espansione amministrazione mantenimento è suddiviso in strati: Path-level overhead end-to-end aggiunto ai segnali DS-1 per mapparli all interno dei VT aggiunto agli STS-1 payload che viaggiano end-to-end Line per la segnalazione fra multiplexer di segnali STS-N Section per la comunicazione fra elementi di rete adiacenti come i rigeneratori SONET 9 SECTION OVERHEAD Funzionalità controllo delle prestazioni (STS-N) canale per comunicazioni vocali degli installatori fra terminali di sezione canale di comunicazione dati per informazioni di mantenimento, amministrazione e riparazione framing SONET 10 5
6 LINE OVERHEAD Funzionalità individuare l inizio del SPE in un frame multiplare o concatenare segnali controllare le prestazioni protezione automatica dello switching mantenimento della linea canale per comunicazioni vocali degli installatori fra terminali di linea canale di comunicazione dati per informazioni di mantenimento, amministrazione e riparazione SONET 11 STS PATH OVERHEAD É costituito da 9 byte presenti all inizio del STS-SPE Funzionalità Fornisce un canale di comunicazione fra il punto di assemblaggio e di disassemblaggio del SPE: controllo delle prestazioni etichettatura dei segnali (ad esempio il tipo dei diversi tributari multiplati) stato del percorso traccia del percorso SONET 12 6
7 VT PATH OVERHEAD É costituito da 4 byte presenti all inizio del VT Il primo di questi byte contiene le informazioni che riguardano: controllo dell errore etichettatura del tipo di segnale stato del percorso SONET 13 PUNTATORI Servono a compensare le variazioni di frequenza e di fase dei vari tributari Evitano il ritardo di elaborazione e la perdita di dati associati all uso di grandi slip-buffer per la sincronizzazione Facilitano l estrazione, l inserimento e la crossconnessione di diversi tipi di payload Il puntatore è semplicemente un indice che individua l inizio del SPE all interno della trama In presenza di differenze di frequenza o di fase il valore del puntatore viene aggiustato Per permettere lo spostamento del SPE all interno della trama è necessario un processo di byte stuffing SONET 14 7
8 POSITIVE STUFFING Si verifica quando lo SPE è più lento rispetto alla frequenza nominale della trama STS-1 I bit 7,9,11,13 e 15 del puntatore sono utilizzati per la segnalazione di stuffing (2 bit di errore) Periodicamente, prima che lo SPE sia un byte fuori viene inserito il byte di stuffing L effettivo byte di stuff segue il byte puntatore H3 Il puntatore è incrementato per la prossima trama SONET 15 NEGATIVE STUFFING Si verifica quando lo SPE è più veloce rispetto alla frequenza nominale della trama STS-1 I bit 8,10,12,14 e 16 del puntatore sono utilizzati per la segnalazione di stuffing (2 bit di errore) Periodicamente, prima che lo SPE sia un byte in anticipo viene utilizzato il byte H3 del puntatore per trasportare parte dello stesso SPE Il puntatore è decrementato per la prossima trama SONET 16 8
9 VIRTUAL TRIBUTARY Sono dei formati sincroni di livello più basso rispetto allo STS-1 STS-1 può essere suddiviso in un sottoinsieme di VT sincroni Si noti che il m.c.m. del numero di colonne è 12 SONET 17 VIRTUAL TRIBUTARY GROUP Un insieme di VT tali da formare 12 colonne costituisce un VT Group 4 VT1.5 (4x3 = 12) 3 VT2 (3x4 = 12) 2 VT3 (2x6 = 12) 1 VT6 (1x12 = 12) Ogni VT può contenere un solo tipo di segnale, ma una trama STS-1 può contenere diversi tipi di VT Le 12 colonne di un gruppo sono realizzate interlacciando le colonne dei VT che lo formano Delle 87 colonne che formano lo SPE la 1 è relativa al POH, la 30 e la 59 sono utilizzate per lo stuffing le rimanenti 84 possono contenere 7 Virtual Tributary Group le 12 colonne di ogni gruppo sono interlacciate con quelle degli altri gruppi (troviamo una colonna dello stesso gruppo ogni 7 colonne) SONET 18 9
10 MULTIPLAZIONE SONET I principi sono i seguenti Mappatura utilizzata per adattare i tributari al VT corrispondente, inserendo dei bit di giustificazione e l informazione di POH Allineamento avviene quando un puntatore viene inserito all interno della STS-POH o VT-POH per individuare la posizione del primo byte Multiplazione utilizzata per mappare segnali di livello più basso in segnali di livello più alto Stuffing avviene per multiplare segnali non perfettamente sincroni fra loro all interno delle strutture di trama sono riservati appositi byte per effettuare la segnalazione di stuffing e lo stuffing vero e proprio SONET 19 MULTIPLAZIONE SONET Tutti i segnali sono convertiti nel formato di base STS-1 I segnali a rate più basso vengono inseriti attraverso il meccanismo dei tributari virtuali VT Diversi STS-1 sono multiplati insieme per formare un segnale STS-N (N 1) elettrico Il segnale elettrico STS-N può essere direttamente convertito nel corrispondente livello ottico OC-N SONET 20 10
11 ELEMENTI DI UNA RETE SONET Terminal Multiplexer concentratore di segnali DS-1 o altri tributari Regenerator Necessari nelle lunghe distanze perché il livello del segnale diviene troppo basso; modifica esclusivamente il section-overhead Add/Drop Multiplexer Permette di inserire/estrarre alcuni flussi E permessa il drop and repeat Wideband Digital Cross-Connect Effettua la cross-connessione al livello VT e DS-1 Broadband Digital Cross-Connect Effettua la cross-connessione ai livelli DS-3 e STS-N Digital Loop Carrier Concentratore di segnali a basso rate SONET 21 Point-To-Point TOPOLOGIA DI RETI SONET Point-To-MultiPoint Hub Networks Ring Architecture SONET 22 11
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