동기 광네트워크

Synchronous optical networking

동기광학네트워크(SONET) 및 동기디지털계층(SDH)은 레이저 또는 발광다이오드(LED)로부터의 높은 간섭성을 가진 빛을 사용하여 광섬유 상에서 여러 디지털비트 스트림을 동기적으로 전송하는 표준화된 프로토콜입니다.전송 속도가 낮을 때는 전기 인터페이스를 통해 데이터를 전송할 수도 있습니다.이 방법은 동기 문제 없이 동일한 파이버를 통해 대량의 전화 콜 및 데이터 트래픽을 전송하기 위한 Plesiochronous Digital Hierarchy(PDH) 시스템을 대체하기 위해 개발되었습니다.

SONET과 SDH는 본질적으로 동일하며, 원래 다양한 소스로부터 회선 모드 통신(DS1, DS3)을 전송하도록 설계되었지만, 주로 PCM [1]형식으로 인코딩된 실시간 비압축 회선 교환 음성을 지원하도록 설계되었습니다.SONET/SDH 이전에 이것을 실시할 때의 주된 어려움은, 이러한 다양한 회선의 동기 소스가 다르다는 것이었습니다.즉, 실제로는 각 회선이 약간 다른 속도로 다른 위상을 가지고 동작하고 있는 것을 의미합니다.SONET/SDH는 단일 프레이밍 프로토콜 내에서 서로 다른 원점을 가진 많은 다른 회로들의 동시 전송을 허용했습니다.SONET/SDH는 그 자체로 완전한 통신 프로토콜이 아니라 전송 프로토콜입니다(OSI 모델 의미에서는 '전송'이 아닙니다).

SONET/SDH의 필수 프로토콜 중립성과 전송 지향 기능 때문에 SONET/SDH는 셀이라고도 하는 고정 길이 비동기 전송 모드(ATM) 프레임을 전송하기 위한 명백한 선택이었습니다.ATM 연결을 전송하기 위해 매핑 구조와 연결된 페이로드 컨테이너를 빠르게 발전시켰습니다.즉, ATM(및 최종적으로 이더넷 등 다른 프로토콜)에서는 회선 지향 접속 전송에 사용되었던 내부 복합 구조가 삭제되어 ATM 셀, IP 패킷 또는 이더넷프레임이 배치되는 대규모 연결 프레임(STS-3c 등)으로 대체되었습니다.

Alcatel STM-16 SDH 애드 드롭 멀티플렉서 랙

현재 SDH와 SONET은 모두 널리 사용되고 있습니다.미국과 캐나다에서는 SONET, 그 외 세계에서는 SDH가 사용되고 있습니다.SONET 표준은 SDH보다 먼저 개발되었지만 SDH의 세계 시장 점유율이 높기 때문에 SDH의 변형으로 간주됩니다.SONET은 패스, 라인, 섹션, 물리층 등의 요소를 가진 4개의 서브레이어로 세분됩니다.

SDH 표준은 원래 ETSI(European Telecommunications Standards Institute)에 의해 정의되었으며 국제전기통신연합(ITU) 표준 G.707,[2] G.783,[3] G.784 [4]및 G.803으로 [5][6]공식화되어 있습니다.SONET 표준은 Telcordia와[7] ANSI (American National Standards Institute) 표준 T1.[6][8]105에 의해 정의되었으며, Telcordia는 51.840 Mbit/s 이상의 범위에서 전송 형식과 전송 속도를 정의합니다.

PDH와의 차이점

SDH는 SONET/SDH에서 데이터를 전송하기 위해 사용되는 정확한 레이트가 원자 클럭을 사용하여 네트워크 전체에서 긴밀하게 동기화된다는 점에서 Plesiochronous Digital Hierarchy(PDH)와는 다릅니다.이 동기화 시스템을 통해 국가 간 네트워크 전체가 동기식으로 동작할 수 있으므로 네트워크 내의 요소 간에 필요한 버퍼링이 대폭 줄어듭니다.SONET과 SDH는 모두 PDH 표준 등의 초기 디지털 전송 표준을 캡슐화하기 위해 사용할 수 있습니다.또, Asynchronous Transfer Mode(ATM; 비동기 전송 모드) 또는 이른바 Packet over SONET/SDH(POS; 패킷오버 SONET/SDH) 네트워킹을 직접 서포트하기 위해서도 사용할 수 있습니다.따라서 SDH 또는 SONET 자체를 통신 프로토콜로 생각하는 것은 부정확합니다. 이는 음성과 데이터를 모두 이동하기 위한 범용 전송 컨테이너입니다.SONET/SDH 신호의 기본 형식은 대역폭 유연성이 있기 때문에 Virtual Container(VC; 가상 컨테이너) 내에서 다양한 서비스를 전송할 수 있습니다.

프로토콜 개요

SONET과 SDH는 동일한 특징 또는 기능을 설명하기 위해 종종 다른 용어를 사용합니다.이것은 혼란을 야기하고 그들의 차이를 과장시킬 수 있다.몇 가지 예외를 제외하고 SDH는 SONET의 슈퍼셋으로 간주할 수 있습니다.

SONET은 기존의 텔레포니, ATM, 이더넷 및 TCP/IP 트래픽을 포함한 다양한 프로토콜을 전달할 수 있는 전송 컨테이너 세트입니다.따라서 SONET은 그 자체로 네이티브 통신 프로토콜이 아니며, 그 용어가 일반적으로 사용되는 방식에서 반드시 연결 지향적인 것으로 혼동해서는 안 됩니다.

프로토콜은 데이터 간에 헤더가 복잡한 방식으로 인터리브되는 고도로 다중화된 구조입니다.이것에 의해, 캡슐화된 데이터는 독자적인 프레임 레이트를 가져, SDH/SONET 프레임의 구조나 레이트에 대해서 「플로팅」할 수 있습니다.이 인터리빙을 사용하면 캡슐화된 데이터의 지연 시간이 매우 짧습니다.기기를 통과하는 데이터는 프레임레이트 125μs에 비해 최대 32마이크로초(μs) 지연될 수 있습니다.많은 경쟁 프로토콜은 이러한 전송 중에 데이터를 전송하기 전에 적어도 1개의 프레임 또는 패킷 동안 버퍼링합니다.데이터는 프레임 레이트와 다른 레이트로 클럭되기 때문에 멀티플렉스 데이터는 프레임 전체 내에서 이동할 수 있습니다.멀티플렉싱 구조의 대부분의 레벨에서 이 패딩을 허용하기로 결정함에 따라 프로토콜이 더욱 복잡해졌지만 전반적인 성능을 향상시킵니다.

변속기의 기본 단위

SDH 프레임의 기본 유닛은 STM-1(Synchronous Transport Module, Level 1)로, 155.520 메가비트/초(Mbit/s)로 동작합니다.SONET은 이 기본 유닛을 STS-3c(Synchronous Transport Signal 3, 연결)라고 부릅니다.STS-3c를 OC-3으로 반송할 경우, 통칭으로 OC-3c라고 불리지만, OC-3에 탑재된STS-3c와 3개의 STS-1 사이에는 물리층(광학식)의 차이가 없기 때문에 SONET 표준 내의 정식 명칭은 아닙니다.

SONET에서는 STS-1(Synchronous Transport Signal 1) 또는 OC-1이 51.84 Mbit/s로 동작하는 기본적인 전송 유닛이 추가되어 있습니다.이것은 정확히 STM-1/STS-3c/OC-3c 캐리어의 3분의 1입니다.이 속도는 PCM 인코딩 전화 음성 신호의 대역폭 요건에 따라 결정됩니다.이 환율로 STS-1/OC-1 회선은 672 64kbit/s 음성 [1]채널을 전송할 수 있는 표준 DS-3 채널과 동등한 대역폭을 전송할 수 있습니다.SONET에서는 STS-3c 신호는 3개의 다중화된 STS-1 신호로 구성됩니다.STS-3c는 OC-3 신호로 반송할 수 있습니다.제조원에 따라서는, STS-1/OC-1과 동등한 SDH(STM-0)도 서포트하고 있습니다.

프레이밍

이더넷 등의 패킷 지향 데이터 전송에서는 패킷프레임은 보통 헤더와 페이로드로 구성됩니다.헤더가 최초로 송신되고 이어서 페이로드(및 경우에 따라서는 CRC 등의 트레일러)가 송신됩니다.동기 광네트워크에서는, 이것은 약간 변경됩니다.헤더는 오버헤드라고 불리며 페이로드 전에 전송되는 것이 아니라 전송 중에 헤더와 인터리브됩니다.오버헤드의 일부는 프레임 전체가 전송될 때까지 전송되고, 그 후 페이로드의 일부, 그 다음 오버헤드의 일부, 그 다음 페이로드의 일부가 전송됩니다.

STS-1의 경우 프레임은 810 옥텟, STM-1/STS-3c 프레임은 2,430 옥텟입니다.STS-1의 경우 프레임은 오버헤드의 3옥텟으로 전송되고 이어서 페이로드의 87옥텟으로 전송됩니다.810 옥텟이 전송되어 125μs가 걸릴 때까지 이 과정을 9회 반복합니다.STS-3c/STM-1이 STS-1보다 3배 빠르게 동작하는 경우 9 옥텟의 오버헤드가 전송되고 이어서 261 옥텟의 페이로드가 전송됩니다.이 역시 9회 반복되어 2,430 옥텟이 전송되고 125μs가 소요됩니다.SONET과 SDH의 경우 프레임이 그래픽으로 표시되는 경우가 많습니다.STS-1의 경우 90개의 컬럼과9개의 행, STM1/STS-3c의 경우 270개의 컬럼과9개의 행으로 이루어진 블록으로 표시됩니다.이 표현은 모든 오버헤드컬럼을 정렬하기 때문에 오버헤드는 payload와 마찬가지로 연속적인 블록으로 나타납니다.

프레임 내의 오버헤드 및 페이로드의 내부 구조는 SONET과 SDH에 따라 약간 다르며 이러한 구조를 설명하기 위해 표준에서는 다른 용어를 사용합니다.이들 규격은 구현이 매우 유사하기 때문에 임의의 대역폭에서 SDH와 SONET 간의 상호 운용이 용이합니다.

실제로는 STS-1과 OC-1이라는 용어가 서로 교환하여 사용되는 경우가 있습니다.단, OC 지정은 광학적 형식의 신호를 가리킵니다.따라서 OC-3에 3개의 OC-1이 포함되어 있다고 하는 것은 잘못된 것입니다.OC-3에 3개의 STS-1이 포함되어 있다고 할 수 있습니다.

SDH 프레임

STM-1 프레임처음 9개의 열에는 오버헤드와 포인터가 포함됩니다.단순성을 위해 프레임은 270개의 열과 9개의 행으로 이루어진 직사각형 구조로 표시되지만 프로토콜은 바이트를 이 순서로 전송하지 않습니다.
단순화를 위해 프레임은 270개의 열과 9개의 행으로 이루어진 직사각형 구조로 표시됩니다.첫 번째 3행과 9열에는 재생기 섹션 오버헤드(RSOH)가 포함되며 마지막 5행과 9열에는 다중 섹션 오버헤드(MSOH)가 포함됩니다.맨 위의 네 번째 행에는 포인터가 포함되어 있습니다.

Synchronous Transport Module, level 1(STM-1) 프레임은 동기 디지털 계층의 첫 번째 수준인 SDH의 기본 전송 형식입니다.STM-1 프레임은 정확히 125μs로 전송되기 때문에 155.52 Mbit/s OC-3 광섬유 [nb 1]회선에는 초당 8,000 프레임이 있습니다.STM-1 프레임은 오버헤드 및 포인터와 정보 페이로드로 구성됩니다.각 프레임의 첫 번째 9개 열은 섹션 오버헤드 및 관리 유닛 포인터를 구성하고 마지막 261개 열은 정보 페이로드를 구성합니다.포인터(H1, H2, H3 바이트)는 정보 페이로드 내의 Administrative Unit(AU; 관리 유닛)을 식별합니다.따라서 [nb 2]OC-3 회선은 오버헤드를 고려한 후 150.336 Mbit/s의 페이로드를 전송할 수 있습니다.

9행 261열의 자체 프레임 구조를 가진 정보 페이로드 내에서 반송되는 것은 포인터로 식별되는 관리 단위입니다.또한 관리 유닛 내에는 1개 이상의 Virtual Container(VC; 가상 컨테이너)가 있습니다.VC에는 패스 오버헤드와 VC 페이로드가 포함됩니다.첫 번째 열은 경로 오버헤드용입니다. 그 다음에 페이로드 컨테이너가 이어지며, 페이로드 컨테이너는 다른 컨테이너를 운반할 수 있습니다.관리 유닛은 STM 프레임 내에 임의의 위상 정렬을 가질 수 있으며, 이 정렬은 4행의 포인터로 나타납니다.

STM-1 신호의 섹션 오버헤드(SOH)는 재생기 섹션 오버헤드(RSOH)와 다중 섹션 오버헤드(MSOH)의 두 부분으로 나뉩니다.오버헤드에는 전송 시스템 자체의 정보가 포함되어 있으며, 전송 품질 모니터링, 장애 감지, 알람 관리, 데이터 통신 채널, 서비스 채널 등 다양한 관리 기능에 사용됩니다.

STM 프레임은 연속적이며 바이트 단위, 행 단위 등의 시리얼 방식으로 전송됩니다.

수송 오버헤드

트랜스포트 오버헤드는 시그널링 및 전송 에러 레이트 측정에 사용되며 다음과 같이 구성됩니다.

섹션 오버헤드
SDH 용어로는 재생기 섹션 오버헤드(RSOH): 단말 기기에 필요한 프레임 구조에 대한 정보를 포함한 27 옥텟.
회선 오버헤드
SDH의 MSOH(멀티플렉스 섹션 오버헤드): 네트워크 내에서 필요한 오류 정정 및 자동 보호 스위칭 메시지(알람 및 유지보수 메시지 등)에 관한 정보를 포함한 45 옥텟.STM-16 이후의 [9]에러 수정이 포함되어 있습니다.
관리 유닛(AU) 포인터
payload 내의 J1 바이트 위치([10]가상 컨테이너의 첫 번째 바이트)를 가리킵니다.

패스 가상 엔벨로프

끝에서 끝까지 전송되는 데이터를 경로 데이터라고 합니다.다음 2개의 컴포넌트로 구성되어 있습니다.

페이로드 오버헤드(POH)
엔드 투 엔드 시그널링 및 오류 측정에 사용되는9 옥텟
페이로드
사용자 데이터(STM-0/STS-1의 경우 774 바이트, STM-1/STS-3c의 경우 2,430 옥텟)

STS-1의 경우 페이로드는 Synchronous Payload Envelope(SPE; 동기 페이로드 엔벨로프)라고 불리며, 18개의 스터핑바이트를 가지므로 STS-1의 페이로드 캐퍼시티는 756바이트가 [11]됩니다.

STS-1 payload는 완전한 PDH DS3 프레임을 전송하도록 설계되어 있습니다.DS3가 SONET 네트워크에 들어가면 패스의 오버헤드가 추가되어 그 SONET Network Element(NE; 네트워크 요소)가 Path Generator 및 Terminator라고 불립니다.SONET NE는 회선의 오버헤드를 처리할 경우 회선을 종단합니다.회선 또는 패스가 종단되면 섹션도 종단됩니다.SONET 재생기는 섹션을 종료하지만 경로나 회선은 종료하지 않습니다.

STS-1 payload는 7개의 Virtual Tributy Group(VTG; 가상 지류 그룹)으로 분할할 수도 있습니다.각 VTG는 4개의 VT1.5 신호로 분할할 수 있습니다.각 VTG는 PDH DS1 신호를 전송할 수 있습니다.대신 VTG를 3개의 VT2 신호로 세분할 수 있으며, 각 신호는 PDH E1 신호를 전송할 수 있습니다.VTG에 상당하는 SDH는 TUG-2, VT1.5는 VC-11, VT2는 VC-12에 상당합니다.

시분할 다중화에 의해 3개의 STS-1 신호를 다중화하여 155.52 Mbit/s로 동작하는 SONET 계층의 다음 레벨인OC-3(STS-3)을 형성할 수 있습니다.신호는 3개의 STS-1 프레임의 바이트를 인터리빙하여 2,430바이트를 포함하는 STS-3 프레임을 형성하고 125μs로 전송됩니다.

고속회로는 저속회로의 배수를 연속적으로 집적함으로써 형성되며, 그 속도는 항상 그 명칭에서 즉시 알 수 있습니다.예를 들어 4개의 STS-3 또는 AU4 신호를 집약하여 OC-12 또는 STM-4로 지정된622.08 Mbit/s 신호를 형성할 수 있습니다.

일반적으로 배치되는 최고 레이트는 OC-768 또는 STM-256 회선으로 38.5 Gbit/s [12]미만의 속도로 동작합니다.파이버 고갈이 우려되는 경우 파장 분할 다중화(DWDM) 및 Coarse Wavelength Division Multiplexing(CWDM)을 포함한 파장 분할 다중화를 통해 단일 파이버쌍의 여러 파장에 걸쳐 여러 SONET 신호를 전송할 수 있습니다.DWDM 회로는 모든 현대 해저 통신의 기초입니다. 케이블 시스템 및 기타 장거리 회선.

SONET/SDH 및 10기가비트 이더넷과의 관계

또 다른 종류의 고속 데이터 네트워킹 회로는 10기가비트 이더넷(10GbE)입니다.기가비트 이더넷 얼라이언스에서는 라인 레이트가 10.3125 Gbit/s인 로컬지역 바리안트(LAN PHY)와 OC-192/STM-64와 같은 라인 레이트(9,953,280 kbit/s)[13]의 와이드지역 바리안트(WAN PHY)의 2종류의 10기가비트 이더넷바리안트가 작성되었습니다.WAN PHY 배리언트는 경량 SDH/SONET 프레임을 사용하여 이더넷데이터를 캡슐화하며 SDH/SONET 신호를 전송하도록 설계된 기기와의 호환성이 낮은 반면 LAN PHY 배리언트는 64B/66B 라인코딩을 사용하여 이더넷데이터를 캡슐화합니다.

단, 10 기가비트이더넷은 다른 SDH/SONET 시스템과의 비트스트림레벨에서의 상호 운용성을 명시적으로 제공하지 않습니다.이는 현재 Thin-SONET 프레임10 기가비트이더넷을 지원할 수 있는 OC-192 SONET 신호를 지원하는 거친 파장분할다중시스템(CWDM 및 DWDM)과 같은 WDM 시스템트랜스폰더와는 다릅니다.

SONET/SDH 데이터 레이트

SONET/SDH 지정 및 대역폭
SONET 광캐리어 레벨 SONET 프레임 형식 SDH 레벨과 프레임 포맷 페이로드[nb 3] 대역폭(kbit/s) 회선 레이트(킬로비트/초)
OC-1 STS-1 STM-0 50,112 51,840
OC-3 STS-3 STM-1 150,336 155,520
OC-12 STS-12 STM-4 601,344 622,080
OC-24 STS-24 – 1,202,688 1,244,160
OC-48 STS-48 STM-16 2,405,376 2,488,320
OC-192 STS-192 STM-64 9,621,504 9,953,280
OC-768 STS-768 STM-256 38,486,016 39,813,120

사용자 throughput은 payload 대역폭에서 경로 오버헤드를 차감할 수 없지만 경로 오버헤드 대역폭은 광학 시스템 전체에 구축된 상호 연결 유형에 따라 달라집니다.

데이터 레이트 진행은 155 Mbit/s에서 시작하여 4의 배수로 증가합니다.유일한 예외는 OC-24입니다.이것은 ANSI T1.105로 표준화되어 있습니다만, ITU-T [2][8]G.707에서는 SDH 표준 레이트가 아닙니다.OC-9, OC-18, OC-36, OC-96, OC-1536 등의 기타 레이트는 정의되어 있지만 일반적으로 배치되어 있지는 않습니다.대부분은 고립 [1][14][15]레이트로 간주됩니다.

물리층

물리 레이어는 OSI [16]네트워킹모델의 첫 번째 레이어를 참조합니다.ATM 및 SDH 레이어는 리제너레이터 섹션레벨, 디지털 회선레벨, 전송 패스레벨,[17] 가상 패스레벨 및 가상 채널레벨입니다물리적 계층은 전송 경로, 디지털 라인 및 재생기 [18]섹션의 세 가지 주요 엔터티로 모델링됩니다.재생기 섹션은 섹션과 포토닉 층을 참조합니다.포토닉 레이어는 가장 낮은 SONET 레이어이며 물리 매체에 비트를 전송하는 역할을 합니다.섹션 레이어는 물리 미디어를 통해 전송되는 적절한 STS-N 프레임을 생성합니다.적절한 프레이밍, 에러 모니터링, 섹션 유지보수, 오더와이어 등의 문제에 대해 설명합니다.회선 레이어를 사용하면 패스 레이어에 의해 생성되는 페이로드 및 오버헤드의 신뢰성 높은 전송이 보증됩니다.여러 경로에 대한 동기화 및 다중화를 제공합니다.품질관리와 관련된 오버헤드비트를 변경합니다.경로 계층은 SONET의 최상위 계층입니다.전송되는 데이터를 회선 레이어에 필요한 신호로 변환하고 퍼포먼스모니터링 및 보호 [19][20]스위칭을 위해 패스 오버헤드비트를 추가 또는 변경합니다.

SONET/SDH 네트워크 관리 프로토콜

다음 항목도 참조하십시오.통신 관리 네트워크

전체적인 기능

네트워크 관리 시스템은 로컬 또는 리모트로 SDH 및 SONET 기기를 설정 및 감시하기 위해 사용됩니다.

이 시스템은 다음 세 가지 필수 부품으로 구성되어 있으며 나중에 자세히 설명합니다.

  1. 교환소/중앙사무실에 있는 워크스테이션, 멍청한 단말기, 노트북 등 '네트워크 관리 시스템 단말기'에서 실행되는 소프트웨어.
  2. '네트워크 관리 시스템 단말기'와 SONET/SDH 기기 간의 네트워크 관리 데이터 전송(예: TL1/Q3 프로토콜 사용).
  3. 섹션 내의 전용 임베디드 데이터 통신 채널(DCC)을 사용하여 SDH/SONET 기기 간에 네트워크 관리 데이터를 전송합니다.

따라서 네트워크 관리의 주요 기능은 다음과 같습니다.

네트워크 및 네트워크 요소의 프로비저닝
네트워크 전체에 대역폭을 할당하려면 각 네트워크 요소를 설정해야 합니다.이것은 로컬에서 실행할 수 있지만, 일반적으로는 네트워크 관리 시스템(상위 레이어에 배치)을 경유하여 SONET/SDH 네트워크 관리 네트워크를 경유하여 동작합니다.
소프트웨어 업그레이드
네트워크 요소 소프트웨어 업그레이드는 대부분 최신 기기의 SONET/SDH 관리 네트워크를 통해 수행됩니다.
퍼포먼스 관리
네트워크 요소에는 퍼포먼스 관리에 관한 매우 큰 표준이 있습니다.퍼포먼스 관리 기준에 의해 개개의 네트워크 요소의 건전성을 감시할 뿐만 아니라 대부분의 네트워크 장애 또는 장애를 특정할 수 있습니다.상위 레이어 네트워크 감시 및 관리 소프트웨어를 사용하면 네트워크 전체의 퍼포먼스 관리를 적절히 필터링 및 트러블 슈팅할 수 있기 때문에 장애와 장애를 신속하게 특정하고 해결할 수 있습니다.

위에서 정의한 세 가지 요소를 고려합니다.

네트워크 관리 시스템 단말기

로컬 크래프트 인터페이스
지역 "크래프트" (전화 네트워크 엔지니어)는 "크래프트 포트" 상의 SDH/SONET 네트워크 요소에 액세스하여 노트북에서 실행되는 덤 터미널 또는 터미널 에뮬레이션 프로그램을 통해 명령을 실행할 수 있습니다.이 인터페이스는 콘솔서버에 접속할 수도 있기 때문에 리모트 아웃 오브 밴드 관리 및 로깅이 가능합니다.
네트워크 관리 시스템(상위 계층에 위치)

많은 경우 워크스테이션 상에서 가동되는 소프트웨어가 SDH/SONET 네트워크 요소를 커버합니다.

TL1/Q3 프로토콜

TL1

SONET 장비는 종종 TL1 프로토콜을 사용하여 관리됩니다.TL1은 SONET 네트워크 요소를 관리 및 재설정하기 위한 텔레콤 언어입니다.TL1 등의 SONET 네트워크 요소에 의해 사용되는 명령어는 SNMP, CORBA 또는 XML 등의 다른 관리 프로토콜에서 전송되어야 합니다.

문제 3

SDH는 주로 ITU 권장사항 Q.811 및 Q.812에 정의된 Q3 인터페이스 프로토콜 스위트를 사용하여 관리되어 왔습니다.스위칭 매트릭스 및 네트워크 요소 아키텍처에 SONET과 SDH가 통합됨에 따라 새로운 구현에서는 TL1도 [citation needed]제공되고 있습니다.

대부분의 SONET NE에는 다음과 같이 제한된 수의 관리 인터페이스가 정의되어 있습니다.

TL1 전기 인터페이스
전기 인터페이스(대개 50옴 동축 케이블)는 SONET 네트워크 요소가 있는 센트럴오피스에 물리적으로 수용되어 있는 로컬 관리 네트워크에서 SONET TL1 명령을 전송합니다.이는 해당 네트워크 요소의 로컬 관리 및 다른 SONET 네트워크 요소의 리모트 관리를 위한 것입니다.

전용 임베디드 데이터 통신 채널(DCC)

SONET 및 SDH에는 섹션 내에 전용 Data Communication Channel(DCC; 데이터 통신 채널)과 관리 트래픽용 회선 오버헤드가 있습니다.일반적으로 섹션 오버헤드(SDH의 리제너레이터 섹션)가 사용됩니다.ITU-T G.7712에 따르면 [21]관리에는 다음 3가지 모드가 사용됩니다.
  • IP 전용 스택, 데이터 링크로 PPP 사용
  • OSI 전용 스택, 데이터 링크로 LAP-D 사용
  • PPP 또는 LAP-D를 사용한 듀얼(IP+OSI) 스택과 터널링 기능.

가능한 모든 관리 채널과 신호를 처리하기 위해 대부분의 최신 네트워크 요소에는 네트워크 명령 및 기본(데이터) 프로토콜용 라우터가 포함되어 있습니다.

장비.

SONET 및 SDH 칩셋의 진보에 따라 기존의 네트워크 요소 범주는 더 이상 구별되지 않습니다.그러나 네트워크 아키텍처는 비교적 일정하게 유지되고 있기 때문에 지원하는 아키텍처에 비추어 새로운 기기(멀티 서비스 프로비저닝 플랫폼 포함)도 검토할 수 있습니다.따라서 기존 장비뿐만 아니라 새로운 장비를 오래된 범주에서 볼 수 있는 가치가 있습니다.

재생기

기존 재생기는 섹션 오버헤드를 종단하지만 라인 또는 경로는 종단하지 않습니다.재생기는 이미 장거리를 이동한 광신호를 전기 형식으로 변환한 후 재생된 고출력 신호를 재전송함으로써 대부분의 재생기와 유사한 방식으로 장거리 경로를 확장합니다.

1990년대 후반부터 재생기는 광증폭기로 대체되었다.또한 재생기의 기능 중 일부는 파장 분할 다중 시스템의 트랜스폰더에 의해 흡수되었다.

STS 멀티플렉서 및 디멀티플렉서

STS 멀티플렉서와 디멀티플렉서는 전기적 지류 네트워크와 광네트워크 사이의 인터페이스를 제공합니다.

애드 드롭 멀티플렉서

Add-Drop Multiplexer(ADM; 추가 드롭 멀티플렉서)는 네트워크 요소의 가장 일반적인 유형입니다.기존의 ADM은 네트워크 아키텍처 중 하나를 지원하도록 설계되었지만, 신세대 시스템은 종종 여러 아키텍처를 동시에 지원할 수 있습니다.ADM에는 종래의 고속측(풀 라인 레이트 신호가 서포트되고 있는 경우)과 저속측(광학 인터페이스와 전기 인터페이스)이 있습니다.저속측에서는 저속신호를 수신합니다.저속신호는 네트워크 요소에 의해 다중화되어 고속측에서 송신됩니다.또는 그 반대도 마찬가지입니다.

디지털 크로스 커넥트 시스템

최근의 디지털 크로스 커넥트 시스템(DCS 또는 DXC)은 다수의 고속 신호를 지원하며 DS1, DS3 및 STS-3/12c 등의 상호 접속을 임의의 입력에서 임의의 출력으로 지원합니다.고도의 DCS는 다수의 서브텐딩 링을 동시에 지원할 수 있습니다.

네트워크 아키텍처

SONET 및 SDH에는 한정된 수의 아키텍처가 정의되어 있습니다.이러한 아키텍처는 효율적인 대역폭 사용 및 보호(네트워크의 일부에 장애가 발생한 경우에도 트래픽을 전송하는 기능)를 가능하게 하며 디지털트래픽을 이동하기 위한 SONET 및 SDH의 전 세계 전개에 불가결합니다.광물리층상의 모든 SDH/SONET 접속은 전송 속도에 관계없이2개의 광섬유를 사용합니다.

선형 자동 보호 전환

1+1이라고도 불리는 Linear Automatic Protection Switching(APS; 선형 자동 보호 스위칭)에는 4개의 파이버(각 방향으로 1개)와 2개의 보호 파이버)가 포함됩니다.스위칭은 회선 스테이트에 근거해, 단방향(각 방향의 스위칭이 개별적으로 행해짐) 또는 쌍방향(양단의 네트워크 요소가 네고시에이트 해, 일반적으로 양쪽의 방향이 같은 파이버쌍으로 전송되도록 합니다).

단방향 패스 스위치링

Unidirectional Path-Switched Ring(UPSR; 단방향 패스 스위치링)에서는 보호된 트래픽의 2개의 용장(패스레벨) 복사가 링 주위의 어느 방향으로 송신됩니다.출력 노드의 실렉터는 어떤 복사가 최고 품질의 것인지 판단하고 그 복사를 사용하여 파이버 파손이나 기타 장애로 인해 1개의 복사가 열화되었을 경우에 대처한다.UPSR은 네트워크의 가장자리에 가까워지는 경향이 있기 때문에 콜렉터링이라고 불리기도 합니다.같은 데이터가 쌍방향으로 링 주위에 송신되기 때문에 UPSR의 총용량은 OC-N [22]링의 회선 레이트N과 동일합니다.예를 들어 입력 노드A에서 출력 노드D로 3개의 DS-3을 전송하기 위해 3개의 STS-1을 사용하는OC-3 링에서는 링 대역폭(N=3)의 100%가 노드A 및 D에 의해 소비됩니다.링상의 다른 노드는 패스스루 노드로만 동작할 수 있습니다.UPSR에 상당하는 SDH는 Subnetwork Connection Protection(SNCP; 서브네트워크 연결 보호)입니다.SNCP는 링토폴로지를 부과하지 않지만 메시토폴로지로도 사용할 수 있습니다.

쌍방향 회선 교환 링

Bidirectional Line-Switched Ring(BLSR; 쌍방향 회선교환링)에는 2가지 종류가 있습니다.2개의 파이버 BLSR 스위치와 4개의 파이버 BLSR 스위치입니다.UPSR 와 달리, BLSR 는 입력으로부터 출력에 용장 카피를 송신하지 않습니다.오히려 장애에 인접한 링노드는 보호섬유상의 링 주위에 있는 트래픽을 '원거리'로 재루팅합니다.BLSR은 대역폭 효율뿐만 아니라 보호 스위칭이벤트가 발생했을 때 프리엠프트할 수 있는 "추가 트래픽"을 지원하는 기능을 위해 비용과 복잡성을 교환합니다.4개의 파이버링에서는 단일 노드 장애 또는 여러 회선 장애 중 하나를 지원할 수 있습니다.이는 1개의 회선에서의 장애 또는 유지보수 액션으로 인해 2개의 노드를 링 주위에 루프하는 것이 아니라 2개의 노드를 접속하는 보호 파이버가 사용되기 때문입니다.

BLSR은 대도시권 내에서 동작할 수도 있고, 자치단체 간에 트래픽을 이동하는 경우가 많습니다.BLSR은 입력에서 출력으로 용장 복사를 송신하지 않기 때문에 BLSR이 지원할 수 있는 총 대역폭은 OC-N 링의 회선 레이트N에 한정되지 않고 [23]링의 트래픽패턴에 따라서는 실제로는 N보다 클 수 있습니다.최선의 경우, 모든 트래픽은 인접 노드 사이에 있습니다.최악의 경우는, 링상의 모든 트래픽이 단일 노드(BLSR 가 콜렉터 링으로서 기능하고 있는 경우)로부터 출력되는 경우입니다.이 경우 링이 지원할 수 있는 대역폭은 OC-N 링의 회선 레이트N과 동일합니다.따라서 BLSR은 콜렉터 링에 배치되는 경우는 거의 없지만 사무실 간 링에 배치되는 경우가 많습니다.BLSR에 상당하는 SDH는 Multiplex Section-Shared Protection Ring(MS-Spring; 다중 섹션 공유 보호 링)이라고 불립니다.

동기

통신 네트워크에서의 동기화에 사용되는 클럭소스는 품질(일반적으로 스트레이텀)[24]에 의해 평가됩니다.일반적으로 네트워크 요소는 이용 가능한 최고 품질의 스트레이텀을 사용합니다.이것은 선택한 클럭소스의 Synchronization Status Messages(SSM; 동기 상태 메시지)를 감시함으로써 판별할 수 있습니다.

네트워크 요소에서 사용할 수 있는 동기화 소스는 다음과 같습니다.[citation needed]

로컬 외부 타이밍
이것은 네트워크 요소와 같은 센트럴오피스에 있는 디바이스에 의해 원자 세슘 클럭 또는 위성에서 파생된 클럭에 의해 생성됩니다.대부분의 경우 인터페이스는 DS1이며 클럭에 의해 sync-status 메시지가 제공되어 DS1 오버헤드에 배치됩니다.
회선 유래 타이밍
네트워크 요소는 S1 동기 상태 바이트를 모니터하여 품질을 보증함으로써 회선 수준에서 타이밍을 도출하도록 선택할 수 있습니다(또는 설정할 수 있습니다).
보류
마지막 수단으로 고품질 타이밍이 없는 경우 네트워크 요소는 고품질 외부 타이밍을 다시 사용할 수 있을 때까지 홀드오버모드가 될 수 있습니다.이 모드에서는 네트워크 요소는 자체 타이밍 회로를 기준으로 사용합니다.

타이밍 루프

타이밍 루프는 네트워크 내의 네트워크 요소가 각각 다른 네트워크 요소로부터 타이밍을 취득하고 있을 때 발생합니다.이것들은 어느 것도 마스터 타이밍 소스가 되지 않습니다.이 네트워크 루프는 최종적으로 자신의 타이밍이 외부 네트워크로부터 「플로팅」되어 원인 불명의 비트 에러가 발생합니다.최악의 경우 트래픽의 대량 손실이 발생합니다.이러한 종류의 오류의 원인은 [25]진단하기 어려울 수 있습니다.일반적으로 올바르게 설정되어 있는 네트워크는 타이밍 루프에 빠지지 않습니다만, 그래도 일부 클래스의 사일런트 장애로 인해 이 문제가 발생할 수 있습니다.

차세대 SONET/SDH

SONET/SDH 개발은 원래 DS1, E1, DS3, E3 등의 여러 PDH 신호를 다중화된 64 kbit/s 펄스 코드 변조 음성 트래픽의 다른 그룹과 함께 전송해야 하는 필요성에 의해 이루어졌습니다.ATM 트래픽을 전송하는 기능은 다른 초기 응용 프로그램입니다.큰 ATM 대역폭을 지원하기 위해, 작은 멀티플렉싱 컨테이너 (예를 들어, STS-1)를 역다중화하여 큰 데이터 지향 파이프를 지원하기 위해 더 큰 컨테이너 (예를 들어, STS-3c)를 구축하는 연결 방법이 개발되었습니다.

그러나 전통적인 연결의 한 가지 문제는 유연성이 없다는 것이다.전송해야 하는 데이터와 음성 트래픽의 혼합에 따라 연결된 컨테이너의 크기가 고정되어 있기 때문에 사용되지 않는 대역폭이 대량으로 남아 있을 수 있습니다.예를 들어, 155 Mbit/s STS-3c 컨테이너에 100 Mbit/s 패스트이더넷 연결을 장착하면 상당한 낭비가 발생합니다.더욱 중요한 것은 새롭게 도입된 연결 크기를 지원하는 모든 중간 네트워크 요소의 필요성입니다.이 문제는 Virtual Connection의 도입으로 해결되었습니다.

Virtual Connection(VCAT; 가상 연결)을 사용하면 하위 다중 컨테이너를 더 임의로 조립할 수 있으며, 중간 네트워크 요소가 이 특정 형식의 연결을 지원할 필요 없이 상당히 임의적인 크기(100 Mbit/s 등)의 대형 컨테이너를 구축할 수 있습니다.가상 연결은 X.86 또는 GFP(Generic Framing Procedure) 프로토콜을 활용하여 임의의 대역폭의 페이로드를 가상 연결 컨테이너에 매핑합니다.

Link Capacity Adjustment Scheme(LCAS; 링크 용량 조정 방식)를 사용하면 동적 가상 연결을 통해 대역폭을 동적으로 변경할 수 있으며 네트워크 내의 단기 대역폭 요구에 따라 컨테이너를 다중화할 수 있습니다.

이더넷 전송을 가능하게 하는 차세대 SONET/SDH 프로토콜 세트를 Ethernet over SONET/SDH(EoS)라고 부릅니다.

수명 종료 및 은퇴

SONET/SDH는 프라이빗 회선의 공급에 있어서 경쟁력이 없어졌습니다.지난 10년(2020년) 동안 개발이 정체되어 SONET/SDH 네트워크의 기기 공급업체와 운영자 모두 OTN 및 광역 이더넷 등의 다른 테크놀로지로 이행하고 있습니다.

British Telecom은 최근(2020년 3월) BT SDH의 마지막 대규모 용도였던 KiloStream 및 Mega Stream 제품을 폐쇄했습니다.또한 BT는 SDH 네트워크에 대한 신규 접속을 중단하여 곧 서비스를 종료할 예정입니다.[26] [27] [28]

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ 프레임당 2,480 옥텟×8 비트×8,000 프레임/초= 155.52 Mbit/초
  2. ^ 프레임당 페이로드의 2,480 옥텟×8 비트×8,000 프레임/초= 150.336 Mbit/초
  3. ^ 회선 레이트에서 회선 및 섹션 오버헤드의 대역폭을 뺀 값

레퍼런스

  1. ^ a b c Horak, Ray (2007). Telecommunications and Data Communications Handbook. Wiley-Interscience. p. 476. ISBN 978-0-470-04141-3.
  2. ^ a b ITU-T Rec. G.707/Y.1322, Network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH)., Geneva: International Telecommunication Union, January 2007, retrieved 3 November 2010
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  4. ^ ITU-T Rec. G.784, Management aspects of the synchronous digital hierarchy (SDH) transport network element., Geneva: International Telecommunication Union, March 2008, retrieved 3 November 2010
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  9. ^ "Forward error correction in optical networks" (PDF). Conexant Systems, Inc. Archived from the original (PDF) on 10 December 2014. Retrieved 10 December 2014.
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  25. ^ "Why is a timing loop so bad, and why is it so difficult to fix?". Optical Timing: Frequently Asked Questions. Cisco Systems. 2 December 2005. Retrieved 28 September 2012.
  26. ^ KiloStream 폐기
  27. ^ SDN에서 OTN으로의 이행
  28. ^ MegaStream 철수

외부 링크