24.4 Gerarchia digitale sincrona
Definizione dei livelli gerarchici
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
24.1 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 24.1 Nomenclatura della gerarchia ottica e relative velocità
La differenza strutturale rispetto al
pdh è che in
sdh i tributari usano 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
L’
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.
La gerarchia
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 ogni tributario 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) multiplati mediante una trama composta da 2430 ottetti, di cui 81 di segnalazione (in grigio) 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, vedi fig.
24.16.
Il percorso (
path) compiuto da un singolo tributario si snoda infatti 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 (§
18.3.2), 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 schematizzata in fig.
24.17, 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.
650) 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-scritto ad 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 del puntatore
au 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. Viene per
prima creata la 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.
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