G. SDH/SONET

G.                  SDH/SONET

Sdh est la version européenne
La recommandation sdh (Synchronous Digital Hierarchy) a été normalisée par l'uit-t:

• G.707 - Synchronous digital bit rate (Débit binaire du SDH);
• G.708 - Network Node Interface for the synchronous digital hierarchy (Interface de nœud de réseau pour SDH);
• G.709 - Synchronous mutliplexing structure (Structure de multiplexage synchrone).

Le SDH se situe sur les couches 1 et 2 du modèle OSI.

• Pour la norme sonet, les niveaux sont classés en oc (Optical Conteneur)
• Pour la norme sdh, les niveaux sont organisés hiérarchiquement en stm - n (Synchronous Transport Module, niveau n).

La hiérarchie de la norme sdh correspond à celle de sonet pour les interfaces atm.
Le niveau 1 de sdh (155,52 Mb/s) est le niveau 3 de sonet et le niveau 2 de sdh (622,08 Mb/s) est le niveau 12 de sonet. 

 

1.         PDH

La hiérarchie courante pdh (Hiérarchie Numérique Plésiochrone) a évolué principalement pour répondre à la demande de la téléphonie (voix).
Le pdh est capable de multiplexer et de transporter des éléments binaires de débit inférieur en les transmettant à des débits supérieurs. Le multiplex élève les débits inférieurs à une valeur supérieure par injonction d'éléments binaires de justification, avec une indication de leur présence dans la trame résultante. Cette technique d'introduction de signaux supplémentaires ne permet pas d'accéder aux composantes originelles sans démultiplexer complètement le format rapide. Par exemple, pour fournir une ligne à 2Mbit/s plusieurs multiplexages et démultiplexages doivent être faits pour l'extraire d'un canal rapide à 140Mbit/s.

2.         SDH

Le sdh offre des avantages significatifs sur le pdh. Le sdh repose sur une trame numérique de niveau élevé qui apporte, en plus du haut débit (plus élevé qu'en pdh).

• Une souplesse accrue quant à la possibilité d’extraire ou d’insérer directement un signale constituant du multiplex
• Une facilité d’exploitation-maintenance : des débits importants sont réservés à ces fonctions
• Une possibilité d’évolution vers des hauts débits : les trames synchrones hauts débits sont construites par multiplexage synchrone de l’entité de base. Cette entité de base définit implicitement toutes les trames hauts débits, la limitation n’est plus que technologique
• Une interconnexion de systèmes à haut débit facilitée par la normalisation de la trame de ligne et des interfaces optiques correspondantes
• Des architectures de réseaux assurant la sécurisation contre les défauts de ligne ou d’équipements
• La modularité des équipements sdh est plus adaptée aux progrès de la technologie que les équipements plésiochrones

Toute la difficulté de la normalisation a été de trouver un compromis entre les intérêts américains, européens et japonais afin de garantir l'interconnexion des différents réseaux des opérateurs.

On retrouve dans SDH les niveaux 155,622 et 2 488 Mbps de SONET

Afin de conserver toutes les informations d'un signal analogique original, en vue de sa numérisation, il est nécessaire de l'échantillonner à intervalles réguliers. Si nous prenons la voix dont la bande passante est environ de 50 - 4000 Hz, il faut donc l'échantillonner au moins 8000 fois par seconde (soit 8 KHz). Or, 1 / 8 KHz = 125 microsecondes, est bien le temps de base de la trame synchrone émise par SDH, chaque trame étant composée de 9 fois 270 octets (2430 octets). On retrouve bien le débit du stm 1, soit : 9 x 270 x 8 b x 8000 /s = 155,52 Mb/s. Les 9 fois 270 octets sont représentés sous la forme de 9 rangées de 270 octets, sachant que les 9 premiers octets constituent la zone de supervision de sdh qui contient des informations sur la gestion du réseau (on parle alors de "surdébit") et les 261 octets suivants la zone d'informations à transmettre.

a)     STRUCTURE D'UNE TRAME SDH

La trame de base est appelée le stm-1 (synchronous Transport Module, niveau 1). Cette trame a une longueur totale de 2430 octets, une fréquence de transmission de 125 ns, soit, une résultante de 155,520 Mbit/s, 9 octets étant réservés à la gestion et à l’adressage, il reste une charge utile de 150,336 Mbit/s et contient 3 blocs. 

• SOH : (section overhead) information de transport
• PTR : pointeur
• Payload : Information à transmettre

Lorsque la quantité d'information à transporter est supérieure à la zone disponible dans la trame sdh, elle se continue dans la trame suivante et la fin est indiquée par un "pointeur de fin"

b)    TAILLE DES TRAMES

STM-1155,52 Mbps STM-3466,56 Mbps STM-4622,08 Mbps STM-6933,12 Mbps STM-81 244,15 Mbps STM-121 866,24 Mbps

STM-162 488,32 Mbps STM-324 976,64 Mbps STM-649 953,28 Mbps STM-12819 906,56 Mbps STM-25639 813,12 Mbps

Les signaux à transporter proviennent de liaisons qui peuvent être synchrones ou asynchrones. Pour faciliter leur transport on les accumule dans un conteneur virtuel (VC : Virtual Conteneur). Ce packaging est appelé adaptation. Il y a différents conteneurs virtuels pour chaque type de signal à transmettre. Le transport de ces conteneurs sur les trames stm 1 à stm 16 s'effectue par un multiplexage temporel. Le conteneur virtuel avec le pointeur forment une unité administrative AU (Administrative Unit). Les unités administratives sont de deux niveaux possibles : AU3 et AU4 en fonction du débit. Les niveaux STM 4 et STM 16 sont formés de 4 et 16 trames de base STM 1.

 

c)     CONTAINERS VIRTUELS

On distingue deux types de conteneurs virtuels :

• Les conteneurs virtuels d’ordre inférieur (VC-11, VC-12, VC-2 et VC-3) qui sont transportés dans des conteneurs virtuels d’ordre supérieur.
• Les conteneurs virtuels d’ordre supérieur (VC-3  et VC-4) qui sont multiplexés pour former le signal résultant.

Taille des containers virtuels

conteneur	Taille
VC-11		1 664 kbit/s
VC-12		2 240 kbit/s
VC-2		6 848 kbit/s
VC-3		48 960 kbit/s
VC-4		150 336 kbit/s
VC4-4c		601 344 kbit/s
VC4-16c		2 405 376 kbit/s
VC4-64c		9 621 504 kbit/s
VC4-128c		26 214 400 kbit/s
VC4-256c		38 486 016 kbit/s

3.         ALARMES

• Taux d’erreur excessif (Error)
• Perte de trame (LOF : Loss of Frame)
• Perte de signal (LOS : Loss of Signal)
• Perte de pointeur (LOP : Loss of Pointer)  

4.         CARTES

• Switch card : assure les fonctions de multiplexage et de brassage du trafic entre les interfaces de ligne et les interfaces tributaires. Sa capacité est de 12x12 équivalents STM-1, sans limitation ("non blocking matrix"). Cette carte peut être dédoublée afin d'assurer la protection.
• Les cartes de lignes (STM-1, 4,16..) : assurent la transmission optique du signal STM-* en ligne. Ces cartes ne sont pas dédoublées mais la défaillance de l'une de celles-ci n'affecte pas le trafic protégé puisque celui-ci est transmis simultanément sur les interfaces "East" et "West".
• Le multiplexer controller module : assure les fonctions de contrôle central du SMA et de sauvegarde de la base de données (configuration). Cette carte n'est pas dédoublée étant donné que sa défaillance ne perturbe ni le trafic, ni le fonctionnement du SMA.
• La carte de communication : assure les fonctions de management du SMA vers le réseau de gestion. Le canal de gestion est acheminé au moyen du signal STM-* en ligne (canaux DCC ). Cette carte n'est pas dédoublée étant donné que sa défaillance ne perturbe ni le trafic, ni le fonctionnement du SMA.

5.         SONET

Sonet (Synchronous Optical Network - Protocole d'origine américaine.) est une recommandation de l'uit-t qui au début, concernait uniquement l'interconnexion des réseaux téléphoniques des grands opérateurs. C'est la technique de transport entre deux nœuds qui va permettre la réalisation de l'interface des différents réseaux isdn par le nni (Network Node Interface).

La hiérarchie des débits étant différente sur les trois continents (usa, ce, Japon), il a fallu trouver un compromis pour le niveau de base. C'est finalement un débit de 51,84 Mbps qui a primé et qui forme le premier niveau : sts-1 (Synchronous Transport Signal, level1).

Les niveaux au-dessus du niveau 1, (STS-N), sont des multiples du niveau de base

a)     SUPPORT OPTIQUE

sonet décrit la composition d'une trame synchrone émise toutes les 125µs. La longueur de cette trame dépend de la vitesse de l'interface. Ces diverses valeurs sont décrites dans le tableau ci-dessous et sont classées suivant la rapidité du support optique (OC : Optical Carrier) 

OC-151,84 Mbps

OC-3155,52 Mbps

OC-6311,04 Mbps

OC-9466,56 Mbps

OC-12622,08 Mbps

OC-18933,12 Mbps

OC-241 244,16 Mbps

OC-361 866,24 Mbps

OC-482 488,32 Mbps

OC-964 976, 64 Mbps

OC-1929 953,28 Mbps

OC-76839 813,12 Mbps

b)    TRAME SONET

La trame sonet comprend, dans les trois premiers octets de chaque rangée, des informations de synchronisation et de supervision. Une cellule sera émise dans la trame sonet.

Lorsque les signaux à transporter arrivent dans le coupleur sonet, ils ne sont pas copiés directement tels quels mais inclus dans un container virtuel (Virtual Container). Ce remplissage est appelé adaptation. Il y a plusieurs types de containers virtuels dans les trames sonet et sdh. À ces containers il faut ajouter des informations de supervision situées dans les octets de début de chaque rangée.
Les valeurs retenues pour les interfaces d'accès atm sont de 155,622 Mbps et 2,488Gbps, c'est-à-dire l'oc-3, l'oc-12 et l'oc-48.