19.4
Gerarchia digitale sincrona
Definizione
dei livelli della gerarchia
Come anticipato, la
Synchronous Digital
Hierarcy (
sdh↓)
è una metodologia di multiplazione che presuppone un funzionamento
perfettamente sincrono degli elementi di rete, ed ha solo una variante
(nel Nord America), denominata
sonet↓
(
Synchronous Optical Network↓), i cui
livelli sono siglati
sts oppure
oc nel caso in cui ci si riferisca al
segnale ottico corrispondente, e che interopera abbastanza bene con
sdh. La tabella
19.1↑
elenca le velocità del
payload e di trasmissione
associate ai diversi livelli della gerarchia di multiplazione
sdh/sonet;
la sigla
stm sta per
synchronous
transport module ed il numero che segue indica il numero di flussi
stm-1 che sono aggregati.
Table 19.1 Nomenclatura
della gerarchia ottica e relative velocità
Multiplexer
Add and Drop
↓
La differenza strutturale rispetto a
pdh,
è che in
sdh i tributa riusano tutti
lo stesso clock, da cui deriva la possibilità di aggiungere e togliere
un singolo tributario senza alterare il flusso in cui è immerso, come
esemplificato in figura, in cui 252 flussi
pdh
e1 concorrono a formare un multiplex
stm-4.
Eterogeneità del trasporto
sdh nasce allo
scopo di consentire il trasporto di dati di diversa origine (pcm
telefonico, isdn, pacchetti Ethernet
ed ip, celle atm),
come illustrato nella figura a fianco, che rappresenta impilate le
diverse elaborazioni che i tributari devono subire per essere immessi
nel flusso sdh.
sdh↓ si basa su di
una struttura di trama di durata di 125
μsec,
durante i quali sono trasmessi in modalità
byte interleaved una
sequenza di ottetti provenienti da diversi tributari a 64 kbps che
condividono la medesima sorgente di temporizzazione, cosicché
ognitributario può essere inserito o prelevato semplicemente scrivendo o
leggendo sempre nello stesso punto (con la stessa fase) un ottetto ogni
trama.
Synchronous
Transport Module STM-1
↓
Il livello più basso della gerarchia è indicato come
stm-1,
opera ad una velocità di 155.52 Mbit/s, può trasportare 63 flussi
pdh e1 (ovvero 63 flussi * 32
timeslot/flusso = 2016 canali
pcm), ed
è caratterizzato da una trama composta da 2430 ottetti, di cui 81 di
segnalazione e 2349 di dati,
ovvero usando un ottetto di segnalazione ogni 30 totali, quasi come
avviene per il flusso
pdh e1 (in cui
c’è un intervallo di segnalazione, il 16
o,
ogni 31 canali voce). Gli ottetti di segnalazione sono però ora
raggruppati a gruppi di nove, seguiti da
29⋅9 =
261 ottetti di dati, ed il risultato è tradizionalmente
rappresentato incolonnando le 9 sotto-sequenze di 270 ottetti come in
figura, rappresentando così una trama come una matrice di 9 righe per
270 colonne.
Le
componenti dell’overhead
Le prime 9 colonne prendono il nome di
overhead
della trama, mentre la parte dati è indicata come
payload (o
carico pagante). L’overhead contiene informazioni di segnalazione
strettamente inerenti al processo di multiplazione, ossia finalizzate
all’espletamento di funzioni
oam↓
(
Operation,
Administration,
Maintenance), che
sono ora associate ad un annidamento di sezioni di trasmissione:
path,
multiplazione e
rigenerazione. Infatti, il percorso (
path)
compiuto da un singolo tributario, si snoda tra un unico multiplatore di
ingresso ed un unico demultiplatore di uscita, ma ad ogni multiplatore
add
and drop (o commutatore) incontrato, viene definita una nuova
sezione
di multiplazione.
Allo stesso modo, per ogni ripetitore rigenerativo incontrato (§
15.3.2↑), è
definita una nuova
sezione di rigenerazione. Per ognuna di
queste sezioni, è definito un
overhead (
oh)
specifico per le operazioni
oam
associate.
Dato che un
adm è anche rigeneratore,
e che i dispositivi di ingresso - uscita del tributario sono anche
adm, si determina la
stratificazione
funzionale per la segnalazione raffigurata a fianco, in cui è
evidenziato come l’overhead associato alle sezioni più esterne venga
impilato
su quello delle sezioni interne. Ma a differenza dell’incapsulamento
(pag.
393↑)
proprio dei formati di trasmissione a pacchetto, in questo caso i tre
tipi di overhead (
Path poh,
Multiplex
Section msoh, e
Regenerator
Section rsoh) sono inseriti
nella trama
stm-1 in punti diversi,
come mostrato dalla figura che segue.
Il
puntatore all’unità amministrativa
Nelle prime tre righe dell’overhead della trama
stm-1
trova posto l’
rsoh, che viene scritto
dai dispositivi di rigenerazione, e quindi letto e ri-scrittoad ogni
rigeneratore successivo; in particolare, alla prima riga sono presenti i
flag che consentono di acquisire il sincronismo di trama. Nelle ultime
cinque righe dell’
oh, troviamo il
msoh, scritto, letto e ri-creato dai
dispositivi di multiplazione. Il
poh
trova posto all’interno del payload, e su questo torniamo tra
brevissimo. Alla quarta riga dell’
oh di
trama, troviamo un puntatore (
au
Pointer), che specifica la posizione di inizio del payload (chiamato ora
au, o
Administrative Unit)
nell’ambito della struttura di trama.
La presenza di questo puntatore deriva dalla volontà di ridurre al
minimo l’uso di buffer e di evitare l’introduzione di ritardi di
consegna; pertanto i dati da trasmettere
non vengono inseriti
nella struttura di trama all’inizio della stessa, bensì
al primo
ottetto possibile al momento della disponibilità dei dati stessi.
Quindi, è più che normale il caso in cui la
au
inizi a metà di una trama, e termini a metà della trama successiva, come
illustrato nella figura che a lato. La coppia
au
ed
au Pointer prende quindi il nome di
Administrative Unit Group (
aug).
Virtual
Container
↓
e Tributary Unit
Il riempimento della
au
con i dati da trasmettere, avviene (vedi figura seguente) mediante una
serie di passi successivi, che vedono prima la creazione di una
struttura dati detta
Container, a cui si aggiunge il
poh
per ottenere un
Virtual Container, da cui dopo l’aggiunta del
puntatore deriva la
au. Notiamo ora
che non necessariamente la
au deve
essere riempita da un unico
tributario; al contrario, la multiplazione serve appunto ad ospitarne
diversi!! A questo scopo, più
vc a
bassa velocità possono essere a loro volta multiplati in modalità
byte
interleaved, per produrre una struttura dati intermedia indicata
tu (
Tributary Unit), che a sua volta
può essere inserita assieme ad altre
tu,
all’interno del
vc di ordine
superiore.
Non approfondiamo oltre questo argomento, che
richiede una buona dose di pazienza per essere analizzato a fondo, e ci
limitiamo ad inserire un diagramma che mostra le possibilità di
combinazione di tributari differenti, in accordo alle specifiche di etsi.
Esercizio Quanti canali voce entrano in un multiplex stm-1?
Risposta: ci entra un aug
composto fino da 3 tug-3, ognuno
dei quali può contenere 7 tug-2,
che a loro volta contengono 3 flussi pdh
a 2 Mbit/s, ognuno con 30 canali pcm.
Pertanto: 30*3*7*3 = 1890 canali voce. In alternativa, qualora vc4 contenga un unico flusso e4
a 140 Mb, 1920 canali volce.