Innen telekommunikasjon er Synchronous Digital Hierarchy , ofte også kalt SDH , en fysisk lagprotokoll , dvs. transport, brukt til tidsdelt multipleksing og den påfølgende digitale overføringen av telefoni og data i geografiske telekommunikasjonsnettverk. WAN ) over optisk fiber , elektrisk kabel. eller radiolink . Nettverk som bruker denne protokollen på det fysiske laget kalles SDH-nettverk.
SDH-protokollen definerer i detalj metodene for aggregering (eller multipleksing ) , på forskjellige nivåer av mulige hierarkier, datastrømmer med forskjellige bithastigheter og retransmittering av dem alle sammen over store avstander med byte - interleaving TDM - teknikker . I motsetning til Plesiochronous Digital Hierarchy , er SDH-protokollen basert på det faktum at alle elementene i nettverket er statistisk synkronisert med samme klokke med svært høy presisjon (samme frekvens og samme fase ).
I kombinasjon med dette tillater definisjonen av en spesiell rammestruktur med tillegg av et betydelig antall tjenesteinformasjon ( overhead ) ikke bare direkte utvinning av en enkelt sideelvtrafikk uten å måtte utføre fullstendig demultipleksing av hele flyten, noe som gjør at nettverket er mye mer fleksibelt og effektivt, men også overføring av viktig informasjon for riktig styring av nettverket og for dets selvbeskyttelse i møte med feil eller unormale forhold eller forringelse. Det endelige resultatet er at SDH-protokollen gjør det mulig å nå svært høye nivåer av tjenestekvalitet (tjenestetilgjengelighet på 99,999%) og bemerkelsesverdige verktøy for sanntidskontroll og overvåking av hele overføringsnettverket.
SDH-protokollen ble standardisert i sin første versjon av International Telecommunication Union (ITU) i 1988 . Siden den gang har det blitt produsert flere oppdateringer og utvidelser av standarden, som er definert av en rekke forskrifter, hvorav de viktigste gjeldende er G.707 [1] , G.783 [2] og G.803 [3 ] .
SDH-protokollen er utbredt over hele verden med unntak av Nord-Amerika og noen få andre land hvor en lignende protokoll brukes, SONET ( Synchronous Optical NETworking ), som bruker de samme grunnleggende konseptene som SDH, men som følger en litt annen standard definert av Telcordia og mer i tråd med de spesifikke egenskapene til nordamerikanske telefonoverføringsnettverk. Takket være deres sterke likheter, er SONET- og SDH-protokollene også i stand til å fungere sammen om enn innenfor visse grenser.
I motsetning til PDH- multipleksing , som foregår ved å flette enkeltbitene til sidesignalene ( bitinterleaving ), foregår SDH-multipleksing ved å flette enkeltbytene til sidevevsignalene ( byteinterleaving ), og organisere dem i henhold til en veldig presis rammestruktur som i dens elementære modul ( Synchronous Transport Module level 1 eller STM-1) er typisk representert i form av en matrise av byte arrangert på 9 rader x 270 kolonner for totalt 2430 byte.
Hver enkelt byte i SDH-rammen utgjør en bithastighetskanal lik 64 Kbit/s, tilsvarende en enkelt telefonikanal: av dette følger det at hver elementærramme av STM-1-typen sendes på 125 mikrosekunder. Protokollen gir deretter aggregering av flere STM-1-moduler til høyere hierarkier definert som STM-N, hvor "N" indikerer antall STM-1-moduler aggregert sammen.
SDH-plottet er delt inn i to grunnleggende deler:
Overføringen av rammen, som derfor kan sees på som en slags data- og overheadbeholder og hvor matrisen kun er en praktisk formell representasjon, skjer sekvensielt for rad i matrisen.
Den administrative enheten, AU, inneholder all flyten som er et resultat av sidemultipleksingsprosessen, før den endelige innsettingen i nyttelasten til SDH-rammen.
Generelt er startposisjonen til AU ikke justert med den første nyttige byten etter overheaden: under genereringen av den endelige rammen, tildeles AU normalt fra et mellompunkt av 261x9 byte beregnet for nyttelasten. Referansen (pekeren) til posisjonen til rammen der den første byten til AU er tildelt, lagres i en fast posisjon for rammeoverheaden, det vil si i de første ni kolonnene i den fjerde raden. Denne posisjoneringsinformasjonen, som er grunnleggende for innsetting/ekstraksjon av sideelver fra plottet, utgjør den administrative enhetspekeren eller AU-pekeren. Settet med Administrative Unit og AU Pointer kalles Administrative Unit Group , AUG.
Virtual Container (VC) og sideløpsenhet (TU)Innenfor AU er de individuelle skattestrømmene organisert som en sekvens av homogene strukturer kalt Virtual Container , VC (virtuell container). Hver VC inkluderer i sin tur en del av tilleggstjenesteinformasjon ( path overhead , POH) som brukes til styring, overvåking og beskyttelse, etterfulgt av den faktiske informasjonsflyten som utgjøres av sideelven tilpasset SDH-rammen.
Som i tilfellet med AU, har ikke den første nyttige byten til den virtuelle beholderen en forhåndsbestemt posisjon, og også i dette tilfellet brukes en peker ( Tributary Unit Pointer , TU Pointer), plassert på en forhåndsbestemt måte i SDH-rammen, som indikerer begynnelsen av selve VC. Settet med VC og dens TU-peker kalles Tributary Unit , TU.
Avhengig av bithastigheten til de multipleksede sideelvene, skilles forskjellige typer virtuelle beholdere: for eksempel VC-12 for en 2 Mbit/s-transport; VC-3 for 48 Mb/s transport; VC-4 for 140 Mb/s transport. Størrelsen i byte til de virtuelle beholderne er forhåndsdefinert, avhengig av det tilknyttede transporthierarkiet.
Overføringskapasiteter til virtuelle beholdereOverføringskapasiteten, det vil si bithastigheten , assosiert med hver type VC er vist i følgende tabell:
| Type VC | Samlet bithastighet | Nyttelastbithastighet _ | Tilsvarende telefonkanaler | Tilknyttet PDH-hierarki | |
|---|---|---|---|---|---|
| ANSI | ETSI | ||||
| VC-11 | 1 664 kbit/s | 1600 kbit/s | 25 | DS1 (1,5 Mbit/s) | |
| VC-12 | 2 240 kbit/s | 2 176 kbit/s | 34 | E1 (2 Mbit/s) | |
| VC-2 | 6 848 kbit/s | 6 784 kbit/s | 106 | DS2 (6,3 Mbit/s) | |
| VC-3 | 48 960 kbit/s | 48 384 kbit/s | 756 | DS3 (45 Mbit/s) | E3 (34 Mbit/s) |
| VC-4 | 150 336 kbit/s | 149 760 kbit/s | 2340 | E4 (140 Mbit/s) | |
De første ni kolonnene i SDH-plottet utgjør den såkalte seksjonsoverhead (SOH). Denne delen av tomten inneholder serviceinformasjon knyttet til tomten som helhet og vesentlig for gjenkjennelse av selve tomten og for tilgang til de enkelte sideelvestrømmene, samt et sett med kontrollinformasjon for forvaltning, overvåking og beskyttelse av tomten. plot.hele modulen.
SOH er delt inn i to distinkte deler: Regenerator Section Overhead (RSOH), som avsluttes (dvs. gjenskapes fra bunnen av) ved hver optisk regenerering av signalet, og Multiplex Section Overhead (MSOH) som transparent krysser seksjonene regenerering, uten blir modifisert, og avsluttes (gjenskapt fra bunnen av) når multipleksing av SDH-rammen med konstruksjonen av AUG utføres.
RSOH og MSOH inntar to veldig distinkte og separate posisjoner i SOH. RSOH bruker de tre første linjene i den totale SOH (1 til 3) mens MSOH bruker de siste fem linjene (5 til 9) siden den fjerde linjen er reservert for AU-pekeren.
| kol1 | col2 | col3 | col4 | col5 | kol6 | kol7 | kol8 | col9 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| rad 1 | RSOH | ||||||||
| rad 2 | |||||||||
| rad 3 | |||||||||
| rad 4 | AU POINTER | ||||||||
| rad 5 | MSOH | ||||||||
| rad 6 | |||||||||
| rad 7 | |||||||||
| rad 8 | |||||||||
| rad 9 | |||||||||
I rammer av STM-N-typen er bytene relatert til RSOH / MSOH til den enkle STM-1 plassert på en ordnet og interlaced måte på N kolonner: byte nummer 1 i strømmen STM-1 nummer 1 etterfølges av byte nummer 1 i strømmen STM-1 nummer 2, fra byte nummer 1 i strømmen STM-1 nummer 3, og så videre i rekkefølge. På denne måten er det mulig å rekonstruere og få direkte tilgang til RSOH- og MSOH-informasjonen relatert til den enkelt STM-1 til den multipleksede strømmen.
Overhead for regenereringsseksjonen (RSOH)RSOH består av 27 byte, hver tilsvarer en 64 Kb/s kanal, strukturert som følger:
| kol1 | col2 | col3 | col4 | col5 | kol6 | kol7 | kol8 | col9 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| rad 1 | A1 | A1 | A1 | A2 | A2 | A2 | J0 | ⊕ | ⊕ |
| rad 2 | B1 | Δ | Δ | E1 | Δ | F1 | ⊕ | ⊕ | |
| rad 3 | D1 | Δ | Δ | D2 | Δ | D3 |
Betydningen av hver byte er som følger:
MSOH er sammensatt av 45 byte, hver tilsvarer en 64 Kb/s kanal, strukturert som følger:
| kol1 | col2 | col3 | col4 | col5 | kol6 | kol7 | kol8 | col9 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| rad 5 | B2 | B2 | B2 | K1 | K2 | ||||
| rad 6 | D4 | D5 | D6 | ||||||
| rad 7 | D7 | D8 | D9 | ||||||
| rad 8 | D10 | D11 | D12 | ||||||
| rad 9 | S1 | M1 | E2 | ⊕ | ⊕ |
Betydningen av hver byte er som følger:
Path overhead (POH) informasjon er assosiert med VC-er. Denne delen av tomten inneholder service- og kontrollinformasjon for forvaltning, overvåking og beskyttelse av hele VC og sideelvene den inneholder. Strukturen er forskjellig avhengig av om høyere ordens VC-er (VC4 og VC3, høyere orden ) eller lavere orden (VC2, VC12 og VC11, lavere orden ) vurderes.
Høyere orden POHDen høyere ordens POH er assosiert med VC3 og VC4 og består av de første ni bytene, tilsvarende den første kolonnen i selve den virtuelle beholderen. Strukturen er definert som følger:
| J1 |
| B3 |
| C2 |
| G1 |
| F2 |
| H4 |
| F3 |
| K3 |
| N1 |
Betydningen av hver byte er som følger:
For lavere ordens VC -er består POH av fire byte. I motsetning til seksjonskostnadene og høyere ordens VC -er, som overføres fullstendig innenfor en enkelt SDH-ramme, overføres den lavere ordens POH fordelt over fire påfølgende rammer, slik at den bare kan bruke den første byten til selve VC-en i henhold til en multiframe-fordeling. Med denne mekanismen blir overføringsperiodisiteten til hver byte av POH 500 µs og betydningen av den første byten til VC endres i henhold til dens posisjon i multirammesekvensen.
Den logiske strukturen til POH av lavere orden er definert som følger:
| tomt 1 | V5 |
|---|---|
| plot 2 | J2 |
| tekstur 3 | N2 |
| tekstur 4 | K4 |
Betydningen av hver byte er som følger:
SDH-multipleksing er basert på tre grunnleggende operasjoner, som også kan brukes rekursivt:
Som en første operasjon blir det innkommende sideelvsignalet (PDH-strøm, ATM-strøm, Ethernet-flyt, generisk dataflyt) kartlagt til en beholder og deretter justert inne i en virtuell beholder med fast størrelse og tilsvarende eller høyere sats. betaler selv. I det siste tilfellet fylles den overskytende båndbreddekapasiteten med nullinformasjon ( stuffing ). Faktisk ble VC-ene opprinnelig utviklet med bithastigheter spesielt egnet for eksisterende PDH-hierarkier, men med utviklingen av telekommunikasjonsnettverk, spesielt med den økende bruken for datatransport (Internett, Voice over IP, video inkludert video on demand og betal per visning via kabel), er det utviklet utviklinger som gjør det mulig å tilpasse de eksisterende VC-hierarkiene selv ved bithastigheter som er forskjellige fra de klassiske i PDH-hierarkiene. VC-en er også strukturert i to seksjoner: en reservert for serviceinformasjon ( Path Overhead ), alltid plassert i begynnelsen av VC-en og den andre beregnet på containeren.
I innrettingsfasen plasseres beholderen inne i VC-en. Siden fasen til beholderen ikke er korrelert med fasen til VC-en, vil den første logiske byten til beholderen generelt ikke samsvare med den første byten i området som er reservert for den i VC-en, men vil være i en mellomposisjon.
Den tredje fasen av multipleksing, behandlingen av pekerne, brukes til å huske i TU Pointer, som er plassert i Path Overhead, startposisjonen til containeren i VC. På slutten av disse operasjonene er det endelige resultatet tilløpsenheten, TU.
Sideelvene som multiplekses på denne måten, er gruppert i en sidelinjeenhetsgruppe , TUG, som justerer TU-pekerne til komponent-TU-ene og danner grunnlaget for neste nivå-multipleksing gjennom samme sekvens av kartlegging, justering og prosessering av pekerne, inntil en TU er oppnådd. / TUG av høyere orden.
Det er flere mulige kombinasjoner, dvs. multiplekseringsmoduser, av TU/TUG-ene innenfor en enkelt VC:
Anbefaling G.707 definerer også sideelver ved 1,5 Mbit/s (VC-11 og TU-11) og ved 6,3 Mbit/s (VC-2 og TU-2), tilsvarende første og andre nivå i det amerikanske PDH-hierarkiet, men faktisk ikke brukt innenfor rammen av SDH. For disse sideelvene er den forutsatte grupperingen TUG-2, som med hensyn til sideelver til dette hierarkiet derfor kan inneholde bare én TU-2 eller opptil fire TU-11. Fra TUG-2 og utover er multipleksingsstrukturen identisk med den som er gitt for VC-12 og TU-12. Når det gjelder SONET, er det også mulig å definere AU på nivået AU-3 (STM-0).
Vanligvis er VC-ene relatert til det første nivået av multipleksing, dvs. VC11, VC12 og VC2, definert som å være av lavere orden , mens VC-ene relatert til de påfølgende multipleksingsnivåene, dvs. VC3 og VC4, er definert som å være av høyere rekkefølge .
Innenfor samme SDH-ramme kan flere kombinasjoner være tilstede samtidig: for eksempel kan det være to TUG-3er som hver bærer en 34/45 Mbit/s sideelv og en tredje TUG-3 som bærer syv TUG-2er, dvs. syv sideelver med 2 Mbit/s. Denne funksjonen tillater ekstremt fleksibel trafikkdistribusjon og bruk av båndbredderessurser, noe som ikke er mulig med PDH-multipleksing, som krever bruk av homogene kombinasjoner av sideelver.
Det siste nivået av multipleksing, som fullstendig fyller den delen av rammen som er bestemt for nyttelasten, utgjør den administrative enheten (AU). Siden den administrative enheten i sin tur ikke er i fase med SDH-rammen, vil vanligvis ikke posisjonen til dens første logiske byte samsvare med den første fysiske byten som er reservert for nyttelasten, men vil være plassert i et mellompunkt i det dedikerte området til 261 x 9 byte. Posisjonen til den første byten lagres deretter i AU-pekeren, som alltid finnes i de første 9 kolonnene i den fjerde raden i SDH-rammen. Til slutt utgjør settet med AU og den relative AU-pekeren nivå 1 Administrative Unit Group (AUG-1).
Til slutt legges seksjonsoverheadinformasjonen (SOH) til toppen av rammen som er oppnådd på denne måten, og fullfører dermed genereringen av STM-1-strømmen, hvis endelige bithastighet er 155 Mbit/s: dette betyr at en enkelt STM-ramme - 1 sendes på 125 mikrosekunder, med hver enkelt byte tilsvarende en 64 kbit/s kanal.
Demultipleksingen av en enkelt sideelv skjer gjennom den inverse prosessen med å behandle pekerne: gjennom AU-pekeren identifiseres den første byten til AU-4 i nyttelasten, dvs. den første byten til den multipleksede rammen. Siden hver sideelv er tildelt i et fast antall byte, så snart denne startposisjonen er kjent, er det mulig å umiddelbart rekursivt identifisere startposisjonen til alle TU/TUG-ene i rammen og ved rekursiv behandling av TU/TUG-pekeren er den mulig å trekke ut (eller sette inn) den eneste siste sideelven direkte fra plottet, uten å måtte ødelegge og gjenskape hele strømmen slik det skjer i PDH-multipleksing.
For SDH-strømmer med høyere hierarki (STM-N), følger rammen og multiplekserings- og demultipleksmekanismen en rekursiv mekanisme der SOH og AUG til den multipleksede strømmen oppnås ved å kombinere SOH og AUG for de individuelle komponentstrømmene i grupper av fire, i henhold til definisjonen av SDH-hierarkiet (STM-4 som multipleksing av fire STM-1, STM-16 som multipleksing av fire STM-4, og så videre).
Rammen til en STM-N-strøm kan derfor representeres som en matrise av byte arrangert på 9 rader med 270xN kolonner. SOH-delen av STM-N-plottet er sammensatt av de første 9xN-kolonnene, som kombinerer sideløpende N SOH-er; AU-pekeren utgjøres av sammenkoblingen av N AU-pekerne; AUG-N består av sammenkoblingen ( byteinterleaving ) av N AUG-komponentene i det nedre hierarkiet.
Med denne strukturen, takket være informasjonen til AU-pekerne, er det mulig å trekke ut eller sette inn den enkelt STM-x-strømmen eller den enkelt sideelven direkte fra den enkelt STM-x-strømmen gjennom den rekursive applikasjonen av pekerbehandlingsmekanismen, uten å ha å demultiplekse og remultiplekse hele strømmen.
ITU-T-standarden sørger for følgende hierarkier på STM-N-nivå:
| Hierarki | Tilhørende bithastighet |
|---|---|
| STM-0 (*) | 51 840 kbit/s |
| STM-1 | 155 520 kbit/s |
| STM-4 | 622 080 kbit/s |
| STM-16 (**) | 2 488 320 kbit/s |
| STM-64 (**) | 9 953 280 kbit/s |
| STM-256 (**) | 39 813 120 kbit/s |
(*) STM-0-hierarkiet brukes bare i SONET-konteksten.
(**) På grunn av den høye kapasiteten som kreves, krever dette nivået av multipleksing optisk fiber som overføringsmedium .
Nøkkelelementet som tillater direkte utvinning / innsetting av en sideelv er synkroniseringen av signalet mellom alle nodene i nettverket, som alle opererer med samme frekvens og samme synkroniseringsfase ( klokke ). Synkronien er av en statistisk type, i den forstand at svært små fase ( jitter ) eller frekvensvariasjoner i forhold til de andre nodene er tolerable på hver node, men det totale avviket på nettverksnivå må i gjennomsnitt være lik null. Over tid kan små lokale variasjoner påvirke konstruksjonen av AU, spesielt startposisjonen til det nyttige signalet innenfor den multipleksede rammen: når denne situasjonen oppstår, settes en forebyggende informasjon inn i selve AU-pekeren som indikerer det ekstra avviket fra nominell verdi av AU-pekeren ( pekerbegrunnelse ), og tillater dermed påfølgende noder å behandle den mottatte rammen korrekt og gjenopprette statistisk synkronisering.
For å sikre synkronisering på nettverksnivå, er det nødvendig å ha en ekstern synkroniseringskilde ( primær referanseklokke eller PRC), levert av et spesielt nettverkselement ( klokkereferanseenhet eller CRU) og utstyrt med egenskaper av meget høy kvalitet som definert fra ITU -T G.811 standard [4] . Denne kilden gir synkronisme direkte til et av elementene i nettverket som deretter distribuerer det gjennom selve SDH-signalet. Hvert nettverkselement kan deretter trekke ut synkronismen direkte fra signalet, stabilisere den i forhold til referansen ved hjelp av faselåste kretser og deretter omfordele den i sin tur til de andre tilstøtende nodene. Siden synkronismen oppnås fra selve signalet, som består av vilkårlig trafikk, er det nødvendig å unngå tilstedeværelsen av lange sekvenser av byte med faste verdier (for eksempel alle "1" eller alle "0") som, uten overganger, ville hindre riktig ekstraksjon og ville favorisere frekvens- og fasedrift. Av denne grunn blir innholdet i en SDH-ramme før overføring omkodet ( kryptering ) i henhold til algoritmer som forhindrer generering av lange sekvenser med like verdier og som garanterer en statistisk jevn fordeling av overganger.
Selv de ulike nodene, som fungerer som sekundære kilder, må kunne garantere en synkronisering av et høyt kvalitetsnivå, og ved problemer med hovedsynkronismen må de kunne bruke alternative kilder som definert av de relative regulatoriske standardene, i spesielt fra ITU-T G.813-anbefalingen [5] .
Siden i et nettverk hvert element mottar klokken fra det forrige elementet og distribuerer det til det neste elementet, er det nødvendig å unngå at det dannes lukkede sløyfer i synkronismedistribusjonen, dvs. situasjoner der en node mottar en distribuert synkronisme tilbake via nettverket av seg selv. Denne tilstanden vil ha multiplikative effekter på frekvens- og fasedrift, som vil bli omfordelt forsterket over hele nettverket med en kaskadeeffekt inntil synkronismen er fullstendig ustabil, noe som resulterer i umuligheten av riktig å trekke ut trafikken som derfor vil gå tapt.
Et annet problem oppstår fra situasjoner der, på grunn av feil eller funksjonsfeil, den primære synkroniseringen ikke lenger er tilgjengelig for en del av nettverket. I dette tilfellet må en alternativ synkroniseringskilde ta over som kan være et lokalt signal eller et signal internt i hver enkelt node [6] . Standarden gir mulighet for å velge mellom flere alternative kilder, med gradvis avtagende kvalitet, og angir som et grunnleggende kriterium valg av kilde av høyeste kvalitet blant de tilgjengelige [5] . Hvis det er nødvendig å bruke sekundærkilden, for å opprettholde statistisk synkronisering, må nedstrømsnettverket også tilpasse seg denne kilden.
For å løse begge problemene (for å unngå etablering av lukkede distribusjonssløyfer og for å holde synkroniseringsvalget konsistent), brukes en spesiell tjenesteprotokoll, båret i byte S1 til MSOH, som lar alle noder i nettverket utveksle passende statusinformasjon og instruksjoner knyttet til distribusjon og valg av synkroniseringskilden.
Protokollen garanterer fravær av ringer ved å bestemme topologien og kommunisere til nodene hvilke seksjoner som kan brukes til å trekke ut synkronismen, og forbyr bruk av seksjoner som vil skape en lukket sløyfe. Denne mekanismen gjør det også mulig å gripe inn ved feil i synkroniseringsnettet, for eksempel ved å bestemme en alternativ distribusjonsvei ved utilgjengelighet av en aktiv strekning.
Statusmeldinger styrer også konsistensen av kvaliteten på kilden som brukes. Faktisk kommuniserer hver node gjennom protokollen kvalitetsnivået til kilden den bruker på et gitt tidspunkt, slik at de andre nedstrømsnodene tilpasser seg. Med de samme meldingene er det også mulig å signalisere og koordinere vekslingen av deler av eller hele nettverket mot samme synkroniseringskilde av forskjellig kvalitet, og garanterer dermed opprettholdelse av statistisk synkronisering selv i møte med feil som bare påvirker deler av nettverket .
Tjenesteinformasjonen i overheaden tillater ulike typer trafikkbeskyttelse . Sikkerhetsordninger kan brukes på nivået av hele (samlet) SDH-strømmen eller individuelle sideelver, uavhengig av den underliggende nettverkstopologien.
Den samlede beskyttelsen virker på nivået til multipleksseksjonen, dvs. på nivået til AUG-N, og beskytter dermed alle sideelvene som transporteres samtidig. Både lineære og ringbeskyttelsesordninger er gitt.
Den lineære beskyttelsen MSP 1 + 1 (der MSP står for Multiplex Section Protection ) er av den ensrettede typen (switching skjer utelukkende på mottaksnoden) og krever derfor ikke protokoller for å administrere sentralen.
De lineære beskyttelsene MSP 1: 1, 1: nem: n er av toveis type (bytte skjer samtidig på både mottaks- og sendernoden) og krever en synkroniseringsprotokoll, overført ved bruk av to spesifikke byte av rammeoverhead-SDH kalt K1 og K2 . Når den ene siden av koblingen ikke lenger mottar noe signal, varsler den det eksterne systemet om feilen, og derfor slår begge ender av koblingen etter gjensidig avtale på reservebanen, og synkroniserer gjennom protokollen.
Ringbeskyttelsen utnytter de spesifikke egenskapene til denne topologien: i tilfelle en feil som gjør en node i ringen utilgjengelig eller uvirksom, blir trafikken ledet bakover på beskyttelseslinjene ved å utnytte den andre rotasjonsretningen til ringen for å omgå feilpunktet. Denne typen beskyttelse gjelder kun for den samlede strømmen (AU-4) og kalles MS-SPRing ( Multiplex Section - Shared Protection Ring ). Riktig bruk krever bruk av 4 fibre eller 2 fibre avhengig av om beskyttelse av all trafikk eller kun høyprioritet trafikk er forutsett, i dette tilfellet bruk av beskyttelsesseksjonen for lavprioritet trafikk under forhold uten feil. Denne beskyttelsen styres også av en protokoll som overføres i rammeoverheaden og som fordeler statusinformasjonen på hver node og hvordan trafikken skal omdirigeres korrekt i tilfelle feil i ringen ( squelching-tabeller ), også tar hensyn til trafikken som oppsto eller avsluttes uavhengig på hver node.
Også for MS-SPRing-protokollen er det noen varianter, designet spesielt for interkontinental trafikk på transoceaniske kabler, som optimaliserer beskyttelsen ved å avlede trafikken i arbeidsretningen direkte ved inngangspunktet i ringen og ikke ved siden av feilpunktet, og unngår dermed tredobbelt kryssing av havet som ville forårsake overføringsforsinkelser som er uakseptable for kvaliteten på telefonsignalet.
Sideelvbeskyttelsen virker på nivået til den virtuelle beholderen, dvs. den enkelt sideelven som bærer en enkelt strøm (VC4, 140 Mb/S; VC3 for DS3 45 Mb/S og E3 34 Mb/S; VC12 for E1 2 Mb/s) , og beskytter dermed hver skattebetaler individuelt. Den eneste planlagte ordningen er beskyttelse av lineær type.
Beskyttelsen er av typen SNCP ( Sub Network Connection Protection ), ensrettet 1 + 1, derfor uten protokoll, og virker når signalet blir avbrutt, er sterkt forringet eller ikke samsvarer med det forventede signalet.
Det er flere varianter av SNCP-beskyttelse som i hovedsak er preget av mekanismen for å oppdage funksjonsfeil:
SNCP-N- og SNCP-S-beskyttelsen brukes vanligvis for sidestrømmer som krysser flere SDH-nettverk som er uavhengige og sammenkoblede (slik det for eksempel skjer ved internasjonal telefoni eller telefoni mellom to nettverk av to uavhengige operatører), i for å tillate fullstendig og uavhengig beskyttelse av de enkelte seksjonene innenfor hvert nettverk eller undernettverk.
Det er fire hoved SDH-nettverkselementer:
Den typiske strukturen til et SDH-nettverk er derfor preget av en hierarkisk setting:
Utviklingen av SDH var opprinnelig på grunn av behovet for å bære flere plesiokrone strømmer sammen med andre grupper av taletrafikk på 64 kbit/s multiplekset i PCM . Muligheten for å frakte datatrafikk, som starter med ATM -protokollen, var en annen av de første applikasjonene. For å ha tilstrekkelig båndbredde for stor ATM-trafikk ble teknikken med sammenhengende sammenkobling utviklet, der signalet fordeles over flere påfølgende administrative enheter (AU-3 eller AU-4), i henhold til en filosofi om invers multipleksing for å utgjøre en ekvivalent administrativ enhet med større kapasitet lik summen av komponent-AU-ene. På denne måten kan både tale og data transporteres samtidig over et SDH-nettverk.
Et problem med sammenhengende sammenkobling er imidlertid dens mangel på fleksibilitet og dårlig optimalisering av båndbreddebruk på grunn av størrelsen på AU-ene. For eksempel, å ha en 100 Mbit/s Fast Ethernet -tilkobling krever bruk av en AU-4 (155 Mbit/s), som sløser med en tredjedel av den tilgjengelige båndbredden. Videre innebærer den sammenhengende sammenkoblingen, som tvinger bruken av påfølgende AU-3 eller AU-4 som må forbli slik langs hele kretsen, følgelig forpliktelsen for alle strømmer til å følge samme vei og forpliktelsen til å bruke overalt, selv i mellompunktene av den koblede kretsen, apparater som er i stand til å styre den sammenhengende sammenkoblingen korrekt. Dette er ikke alltid mulig, spesielt på et nettverk som allerede er i drift hvor de nødvendige ressursene allerede kan ha vært okkupert tidligere og derfor medfører en ekstra byrde med å omstrukturere nettverket og tilpasse utstyret, alt sammen svært ømfintlige og kostbare operasjoner.
Virtuell sammenkobling (forkortet til VCAT) tillater en mer fleksibel tilnærming, ved å bruke sammenkoblingen av de individuelle virtuelle beholderne og ikke lenger av de administrative enhetene med høyere bithastighet, noe som gjør det mulig å bruke bedre granularitet. Den virtuelle sammenkoblingen består i å distribuere trafikken på flere uavhengige VC-er, men logisk assosiert og satt sammen (eller remontert) bare ved slutten av tjenesten; en passende byte av POH identifiserer hvilke VCer som er en del av en sammenkobling og deres sekvensielle posisjon innenfor den sammenkoblede gruppen, for å rekonstruere den opprinnelige flyten i termineringsnoden. Fordelene med virtuell sammenkobling er en bedre optimalisering av båndbredden med hensyn til bithastigheten til strømmen som skal transporteres (for eksempel kan et Fast Ethernet transporteres med sin nominelle hastighet ved bruk av 50 VC12 kjedet praktisk talt uten sløsing med båndbredde) og fremfor alt en enklere innsetting i et nettverk som allerede er i drift, begrensningene for sammenheng innenfor SDH-rammen og forpliktelsen til å følge samme vei, takket være uavhengigheten til VC-ene, blir droppet (hver container kan følge sin egen vei separat og uavhengig fra den til de andre beholderne i gruppen, og gir dermed også bedre beskyttelse mot fysiske feil) og fremfor alt ved ikke å kreve å modifisere enhetene bortsett fra ved terminalpunktene til en virtuell sammenkobling (ved mellompunktene på banen VC-ene tilhører en VCAT krever ingen spesifikk behandling og kan derfor ikke skilles fra vanlige VC-er, slik at de kan behandles riktig nte selv av enheter som ikke er i stand til å administrere den virtuelle sammenkoblingen).
Virtuell sammenkobling er i økende grad assosiert med kartleggingsprotokoller, slik som Generic Framing Procedure (GFP) [7] , for å kartlegge asynkrone eller båndbreddesignaler i praktisk talt sammenkoblede beholdere. Spesielt brukes denne teknikken mye for transport av Ethernet-trafikk på SDH , på grunnlag av alle nye generasjonstjenester ( Triple Play : tale, høyhastighetsinternett og video på forespørsel på samme telefonlinje).
Ytterligere fleksibilitet er gitt ved introduksjonen av Link Capacity Adjustment Scheme ( LCAS ) -protokollen [8] , som tillater en dynamisk variasjon av det dedikerte båndet, ved å øke eller redusere medlemmene som brukes til en virtuell sammenkobling, og svare på forespørsler om økninger eller reduksjoner båndbredde på nesten øyeblikkelige tider (i størrelsesorden sekunder). Denne teknikken brukes både for å permanent øke eller redusere båndbredden som brukes og midlertidig i tilfelle feil i den enkelt virtuelle beholderen, for å omfordele trafikken på de andre beholderne i gruppen.
Settet med neste generasjons SDH-protokoller som gjør at Ethernet-trafikk kan overføres, blir ofte referert til som Ethernet over SDH (EoS).